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Die
Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung
zur Anordnung im Bereich einer Lenksäule in einem Motorfahrzeug,
umfassend eine Haltevorrichtung, eine zentral angeordnete Trägerplatte
und wenigstens einen Schalter, wobei die Haltevorrichtung eine Aufnahme
für die
Trägerplatte
und wenigstens eine Aufnahme für
den Schalter umfasst; der Schalter lösbar mit der Haltevorrichtung
verbunden ist; der Schalter eine Steuerung umfasst und die Steuerung einen
Steuerhebel umfasst, der abhängig
von seiner manuell wählbaren
Position über
ein Steuermittel auf wenigstens ein Schaltelement wirkt, wodurch
eine Signalanzeige verursacht wird, wobei das Schaltelement auf
der Trägerplatte
angeordnet ist.
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Schalter,
die an einer Lenksäulenanordnung angeordnet
sind, werden zum Betreiben und Steuern verschiedener Funktionen
des Fahrzeuges verwendet. Solche Funktionen können zum Beispiel das Ein- und
Ausschalten der Leuchten des Fahrzeuges sein, das Einschalten der
Fahrtrichtungsanzeigen oder der Scheibenwischvorrichtung, das Betreiben
einer automatischen Fahrgeschwindigkeitssteuerung usw.. Die Absicht
ist, das Betreiben und Steuern so vieler Funktionen eines Fahrzeuges
wie möglich
in großer Nähe des Lenkrades
zu ermöglichen.
Eine solche Anordnung garantiert, dass der Lenker die Steuerungen
erreichen kann, ohne die Hand, die zum Bedienen der Steuerung gebraucht
wird, vom Lenkradbereich zu entfernen.
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Abgesehen
von einer erhöhten
Betriebssicherheit ist eine weitere Anforderung eine Vereinfachung
in der Herstellung und dem Zusammenbau der Elemente, die zum Betreiben
und Steuern der verschiedenen Funktionen notwendig sind. Dies gilt
insbesondere für
Komponenten der fraglichen Schalter, die einer frühzeitigen
Beschädigung
oder einem verstärkten
Verschleiß unterliegen.
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Ein
Schalter der Art, die in der Einleitung erwähnt ist, ist aus
DE 44 32 343 A1 bekannt.
Bei dem bekannten Schalter wird ein Schalthebel, der schwenkbar
in einem Gehäuse
gehalten wird, als Steuerung verwendet. Der Boden des Gehäuses ist eine
Trägerplatte,
auf der drei im Handel erhältliche Mikroschalter
mit Druckfunktion angeordnet sind. Dabei sind die Mikroschalter
in einem Bogen in einem Abstand von 90° angeordnet; jeder Schalter
ist durch eine federelastische Schalterklemme angeschlossen. Durch
die Schalterklemmen wird der Schaltweg des Schalthebels, der viel
größer als
der Schaltweg der Mikroschalter ist, nur begrenzt auf den entsprechenden
Mikroschalter übertragen.
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Die
oben genannte Ausführungsform
des bekannten Schalters ermöglicht
eine ökonomische
Produktion eines solchen Schalters unter Verwendung im Handel erhältlicher
Komponenten. Der bekannte Schalter hat jedoch den Nachteil, dass
er im Falle eines Defektes nur eines einzigen Mikroschalters als eine
Einheit getauscht werden muss. Zusätzlich haben sich die Mikroschalter,
die in dem Schaltergehäuse
untergebracht sind, als anfällig
für eine
Fehlfunktion erwiesen. Schließlich
ist der bekannte Schalter wegen des Kabelbündels, an das er angeschlossen ist,
schwierig einzubauen,
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Ein
Schalter, ähnlich
dem soeben beschriebenen Schalter, ist aus
DE 43 32 748 A1 bekannt.
Bei diesem Schalter sind optische Schalter anstelle von Mikroschaltern
auf einer Trägerplatte
bereitgestellt. Im Vergleich zu dem zuvor beschriebenen Schalter ist
dieser Schalter zusätzlich auch
so gestaltet, dass die elektrische Verbindung gleichzeitig mit dem
Anbringen des Schalters an einer Haltevorrichtung hergestellt wird.
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Aus
DE 44 28 883 C1 ist
eine Lenksäulenanordnung
bekannt, bei welcher das Problem eines schwierigen Einbaus infolge
der Kabelbündel
nicht mehr besteht. In der bekannten Vorrichtung ist die elektrische
Steuereinheit in Form einer gedruckten Leiterplatte konfiguriert,
an der Sensormittel, zum Beispiel ein Lenkwinkelsensor, angeordnet
sind. Zusätzlich
umfasst die gedruckte Leiterplatte Andruckkontakte wie auch Steckkontaktelemente,
mit welchen die gedruckte Leiterplatte mit den entsprechenden Versorgungsleitungen
während
des Einbaus gekoppelt wird. Zusätzlich
sind Schalter bereitgestellt, die als Lenksäulenhebel gestaltet sind, die
hebelartige Steuerelemente umfassen und im Wesentlichen in eine
radiale Richtung in Bezug auf die Lenkspindel weisen. Zur Herstellung
einer elektrischen Verbindung mit der zentralen gedruckten Leiterplatte
ist jeder Lenksäulenhebel
mit einer weiteren gedruckten Leiterplatte ausgestattet, die in
einem Schaltergehäuse
aufgenommen ist, das dafür
vorgesehen ist. An ihrem Ende gegenüber den Steuermitteln umfassen
diese Schaltergehäuse
eine Öffnung
zur Herstellung der notwendigen Verbindungen mit den übrigen Funktionskomponenten
der modularen Einheit. Auf diese Weise können die Andruckkontakte der
gedruckten Leiterplatte angeschlossen werden, um einen funktionsfähigen Kontakt
mit den Kontaktflächen herzustellen,
die auf den zwei zusätzlichen
gedruckten Leiterplatten bereitgestellt sind.
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Diese
bekannte Ausführungsform
einer Lenksäulenanordnung
bietet zunächst
einen deutlich leichteren Einbau. Dennoch bleibt das Problem bestehen,
dass bei dem bekannten System die Lenksäulenhebel als Einheit getauscht
werden müssen, wenn
ein mechanischer oder elektrischer Schaden auftritt. Zusätzlich haben
praktische Tests gezeigt, dass auf Grund von Schmutz oder Korrosion
die elektrischen Schaltelemente der Lenksäulenhebel frühzeitig
unbrauchbar sind. Zusätzlich
ist es problematisch, dass die elektrischen Kontakte, die zwischen den
weiteren gedruckten Leiterplatten und der zentralen gedruckten Leiterplatte
gebildet sind, durch mehrfache Betätigung beeinträchtigt werden
und dass die Herstellung weiterer gedruckter Leiterplatten einerseits
und der zentralen gedruckten Leiterplatte andererseits teuer ist.
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Eine
weitere Konstruktion einer Lenksäulenanordnung
für Motorfahrzeuge,
insbesondere eines Lenksäulenschalters
für diese
Lenksäule
ist aus
EP 0 687 593
A2 bekannt. Darin befindet sich der Lenksäulenschalter
mit der Signalübertragungsvorrichtung
durch eine definitive Verbindung des Gehäuses des Lenksäulenschalters
mit einem feststehenden Gehäuseteil
der Signalübertragungsvorrichtung
in Kontakt.
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Ferner
sind, vom Standpunkt der praktischen Anwendung aus, Zündschlösser für Motorfahrzeuge bekannt,
die in ein Gehäuse
eingesetzt werden können,
das unter dem Lenkrad im Bereich der Lenksäule angeordnet ist. Solche
rein mechanischen Verriegelungen umfassen eine Aufnahme für den Schlüssel wie
auch einen exzentrischen Stift als Freigabeelement.
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Schließlich beschreibt
die später
veröffentlichte
Europäische
Patentanmeldung
EP 929
415 A , ein Artikel 54 (3) EPC Dokument, eine Lenksäulenanordnung
für Motorfahrzeuge
mit integrierten Zündschlössern. Dieses
Dokument offenbart alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Ausgehend
vom zuvor besprochenen Stand der Technik ist es die Aufgabe der
Erfindung, eine Lenksäulenanordnung
zur Anordnung im Bereich einer Lenksäule in einem Motorfahrzeug
zu schaffen, die einen einfachen Einbau der Schalter, die an der Lenksäulenanordnung
angeordnet sind, ermöglicht und
in welcher die Schalter ökonomisch
getauscht werden können,
wenn ein Schaden auftritt.
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Gemäß der Erfindung
wird die oben abgeleitete und dargestellte Aufgabe gelöst, indem
der Steuerhebel eine Verlängerung
umfasst, das Steuermittel ein erhöhtes Teil ist, das im Wesentlichen
in axialer Richtung der Lenksäule
zu der Verlängerung
geformt ist, und das Schaltelement auf der Trägerplatte angeordnet ist.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass alle Komponenten, die zur Ausführung der
elektronischen oder elektrischen Funktionen der Lenksäulenanordnung
notwendig sind, nun nur auf einer einzigen Trägerplatte angeordnet sind.
Diese Trägerplatte
stellt die zentrale Steuereinheit dar und nimmt sowohl die Bandleiter,
die zur elektrischen Signalübertragung notwendig
sind, wie auch alle notwendigen elektronischen Komponenten, wie
die Steuervorrichtung und die Schaltelemente, auf. Im Gegensatz
zu dem Stand der Technik gemäß
DE 44 28 883 C1 sind
keine weiteren gedruckten Leiterplatten erforderlich. Die Steuermittel,
die einen Steuerhebel mit einer Verlängerung umfassen, sind vielmehr
als erhöhtes
Teil ausgebildet, das im Wesentlichen in axialer Richtung der Lenksäule zu der
Verlängerung
geformt ist, sind separat von der zentralen Trägerplatte angeordnet und stellen
die gewünschte
elektrische Funktion direkt durch Schaltelemente bereit, die durch
entsprechende Steuerungen gesteuert werden. Dies vereinfacht die
Herstellung deutlich da nun nur eine einzige Trägerplatte bereitgestellt werden
muss.
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Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung für
eine Lenksäulenanordnung
umfasst diese des Weiteren wenigstens einen Zylinderschlossschalter,
wobei die Haltevorrichtung eine Aufnahme für die Trägerplatte und wenigstens eine
Aufnahme für
den Schalter umfasst; wobei der Zylinderschlossschalter lösbar mit
der Haltevorrichtung verbunden ist; wobei der Zylinderschlossschalter
einen Schlosszylinder als Steuerung umfasst und die Steuerung, abhängig von
ihrer manuell wählbaren
Position, durch ein Steuermittel auf wenigstens ein Schaltelement
wirkt, wodurch eine Signalanzeige verursacht wird, und das Steuermittel
durch wenigstens eine Nocke gebildet ist, die an der Achse des Schlosszylinders
angeordnet ist, und das Schaltelement auf der Trägerplatte angeordnet ist. Die
oben abgeleitete Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf diesen Nocken
die Enden von Stiften angeordnet sind, die in die Öffnungen
der Schlossaufnahme geführt
werden.
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Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil, dass das Zündschloss
und die Haltevorrichtung eine integrale Einheit bilden, wodurch
sowohl die Herstellung als auch die Vormontage und der Zusammenbau
der Lenksäulenanordnung
deutlich vereinfacht werden. Somit können infolge der integralen
Einheit in der Form der vergrößerten Haltevorrichtung
alle Funktionen, die üblicherweise
von der Haltevorrichtung übernommen
werden, mit der Funktion des Zylinderschlossschalters kombiniert
werden. Der besondere Effekt besteht in einer Kopplung der Zylinderschlossfunktion
mit dem elektrischen oder elektronischen Steuermittel, das auf der
Trägerplatte
angeordnet ist, wodurch quasi ein "elektronisches Zündschloss" erhalten werden kann. Auch hier findet
eine räumliche Entkopplung
zwischen mechanischen Elementen einerseits und elektrischen Funktionselementen
andererseits statt, mit dem Effekt, dass alle elektrischen Funktionen
auf der Trägerplatte
konzentriert sind, während
die Steuermittel außerhalb
dieser Platte angeordnet sind, im Bereich des Zylinderschlossschalters
oder der Komponenten, die mit diesem in Wechselwirkung stehen.
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Die
oben genannten Ausführungsformen
der Erfindung sorgen für
eine vorteilhafte Trennung mechanischer und elektrisch betriebener
Komponenten der Lenksäule
unabhängig
von der Trägerplatte
im Bereich der Lenksäulenschalter
und des Zylinderschlossschalters.
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Gemäß der Erfindung
wird für
die Schalter und die Zylinderschlossschalter, die an der Lenksäule angeordnet
sind, die Integrität
des mechanischen und signalanzeigenden Teils aufgelöst. Ein
Schalter gemäß der Erfindung
umfasst im Wesentlichen einen Komplex, der aus rein mechanischen
Komponenten konstruiert ist, und einen elektrischen Komponentenkomplex,
der einer Trägerplatte
zugeordnet ist. Beide Komponentenkomplexe stellen unabhängige modulare
Einheiten dar. Dadurch wird es möglich,
die mechanischen Elemente des Schalters getrennt von seinen elektrischen
Elementen einzubauen und diese somit im Falle eines Defekts unabhängig voneinander
auszutauschen.
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Auf
Grund der Trennung mechanischer und elektrischer Teile kann das
Schaltelement, das den wesentlichen elektrischen Teil des Schalters
bildet, an der Trägerplatte
im Voraus eingebaut, fix an einer Lenksäulenanordnung angeordnet und
mit fixer Verkabelung an der Lenksäule verbunden werden. Folglich
muss bei einem derart ausgestatteten Schalter nur der mechanische
Teil, der im Wesentlichen die Steuerung umfasst, das Steuermittel
und ein Verbindungselement zum Verbinden des Schalters mit der Haltevorrichtung
an der Lenksäulenanordnung
angebracht werden. Auf diese Weise werden der Einbau und Austausch
des Schalters im Vergleich zu bekannten Schaltern deutlich vereinfacht.
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Gleichzeitig
ist es auf Grund der konstruktiven Trennung der elektrischen und
mechanischen Teile der Lenksäule
gemäß der Erfindung
möglich, beide
Teile in Bezug auf ihre Funktion und ihre Betriebssicherheit optimal
zu gestalten. Somit kann das Schaltelement einfach derart angeordnet
werden, dass es vor Schmutz und Korrosion geschützt ist. Zusätzlich können einfach
Schaltelemente verwendet werden, die auf Grund ihrer Funktionalität eine nahezu
unbegrenzte Lebensdauer haben. Auf diese Weise wird mit einer Lenksäulenanordnung
gemäß der Erfindung
die Gefahr eines elektrischen Defekts ebenso auf ein Minimum reduziert.
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Die Übertragung
des Schaltsignals, das infolge der Bewegung der Position der Steuerung
von dem mechanischen Teil des Schalters zu dem Schaltelement erzeugt
wird, kann auf mechanische, photoelektrische, induktive, kapazitive
oder magnetische Weise erfolgen.
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Es
ist ferner bevorzugt, dass die Trägerplatte Mikroschalter hält, die
als mechanisch-elektrische Schaltelemente dienen, durch welche die
mechanische Aktivierung des Schalters in ein elektrisches Signal
umgewandelt wird. Als Alternative oder zusätzlich kann die Trägerplatte
auch weitere Wandler, zum Beispiel optoelektronische Wandler, aufnehmen.
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Der
Schalter ist als Lenksäulenschalter
gestaltet, der Lenksäulenschalter
ist über
ein Verbindungselement mit einer Aufnahme für den Lenksäulenschalter in der Haltevorrichtung
verbunden; und die Steuerung des Lenksäulenschalters wird an dem Verbindungselement
gehalten. Der besondere Effekt besteht aus einer Kopplung, die zwischen
den Funktionen des Lenksäulenschalters
mit den elektrischen oder elektronischen Steuermitteln ermöglicht wird, die
auf der Trägerplatte
angeordnet sind, wodurch quasi ein "elektronischer Lenksäulenschalter" erhalten werden
kann. Dabei findet eine räumliche
Entkopplung zwischen mechanischen Elementen einerseits und elektrischen
Funktionselementen andererseits statt, mit dem Effekt, dass alle
elektrischen Funktionen auf der Trägerplatte konzentriert sind, während die
Steuermittel außerhalb
dieser Platte angeordnet sind, in dem Bereich des Lenksäulenschalters
oder der Komponenten, die mit diesem in Wechselwirkung stehen.
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Hinsichtlich
einer unproblematischen Entsorgung sollten die Elemente, die mit
einem Verbindungselement des Lenksäulenschalters für eine Verbindung
mit einer Aufnahme für
den Lenksäulenschalter
der Haltevorrichtung verbunden sind (wobei die Elemente den mechanischen
Teil des Lenksäulenschalters
bilden), aus demselben Material wie das Verbindungselement gebildet
sein.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit und des leichten Einbaus,
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Gehäuse ist,
das in die Aufnahme der Haltevorrichtung einklickt.
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Im
Falle einer mechanischen Übertragung des
Schaltsignals besteht eine bevorzugte Ausführungsform aus dem Steuermittel,
das als axial bewegbarer Stift ausgebildet ist. Mit Hilfe solcher
Stifte kann eine Schwenkbewegung leicht in eine rein axial gerichtete
Bewegung umgewandelt werden. Unter Beibehaltung einer kompakten
Konstruktion ermöglicht
dies die Wahl einer räumlichen
Zuordnung einer schwenkbar gehaltenen Steuerung und eines Schaltelements,
wobei das Schaltelement in einer Ebene angeordnet ist, die normal
zu der Schwenkachse der Steuerung liegt. Mit einer Steuerung, die
durch Drehung entlang ihrer Längsachse
betrieben wird, kann eine entsprechende räumliche Zuordnung der Komponente
dadurch erreicht werden, dass das Steuermittel eine drehbar gehaltene
Nocke ist.
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In
der Lenksäulenanordnung
gemäß der Erfindung
sind die Steuervorrichtungen, die dem Lenksäulenschalter und dem Zylinderschlossschalter
zugeordnet sind, wenigstens teilweise auf der Trägerplatte angeordnet, die vorzugsweise
als gedruckte Leiterplatte ausgebildet ist, und die Steuervorrichtungen
sind abhängig
von dem Schaltzustand des Schaltelements steuerbar. Die Ausbildung
der Trägerplatte
als gedruckte Leiterplatte kann dazu verwendet werden, die erforderliche
elektrische Verbindung in einer räumlich effizienten und sicheren
Weise nahe an das Schaltelement zu bringen. Es ist besonders günstig, wenn
elektronische Steuerschaltungen auf der Trägerplatte angeordnet sind,
die als gedruckte Leiterplatte ausgebildet ist, wobei die Steuerschaltungen
die Geräte
des Motorfahrzeuges abhängig
von dem Schaltzustand des Schaltelements steuern. Eine solche Ausführungsform
der Trägerplatte ermöglicht die
Anordnung der Steuerelemente, die von dem Schaltzustand des Schaltelements
abhängig
sind, in einer räumlich
effizienten Weise in großer Nähe zu dem
Schaltelement. Auf diese Weise kann auf eine teure Verkabelung verzichtet
werden. Zusätzlich
bietet die Anordnung von Schaltelementen und Steuerelementen auf
einer gemeinsamen gedruckten Leiterplatte die Möglichkeit, eine zentrale Schalteinheit
und Steuereinheit des Fahrzeuges im Bereich der Lenksäulenschalter
zu schaffen, an der Stelle, wo aus Gründen einer optimalen Ergonomie alle
manuell betätigten
Steuervorrichtungen in großer Nähe zu dem
Lenkrad angeordnet sein sollten.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
einer Lenksäule
gemäß der Erfindung
wird dadurch erreicht, dass die Trägerplatte die elektrische Verbindung
zwischen den Verbindungen des Lenksäulenschalters und den Steuervorrichtungen
des Fahrzeuges, die dem Lenksäulenschalter
zugeordnet sind, herstellt; dass die Steuervorrichtungen, die dem
Lenksäulenschalter
zugeordnet sind, wenigstens teilweise auf der Trägerplatte angeordnet sind; dass
die Aufnahme für
die Trägerplatte
radial ausgerichtet ist und dass die Trägerplatte an die Haltevorrichtung
von einer radialen Richtung angeschlossen werden kann.
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In
der soeben beschriebenen Ausführungsform
der Lenksäulenanordnung
gemäß der Erfindung ist
die Trägerplatte
nicht nur eine einfache elektrische Verbindung zwischen einem Lenksäulenschalter
und einem Kabelbündel,
sondern nimmt durch die entsprechenden Schalter die elektronischen
Steuerelemente, die zum Aktivieren und Starten bestimmter Funktionen
des Fahrzeuges notwendig sind, auf und schließt diese an. Dabei kann die
Trägerplatte
ein vollkommen funktionelle elektronische, gedruckte Leiterplatte
sein.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik sind in der beschriebenen Ausführungsform
die Steuerelemente in großer
Nähe zu
den Schaltern angeordnet, die ihre Funktion aktivieren. Auf diese
Weise kann die Verkabelung des Fahrzeuges im Bereich des Lenkrades
deutlich vereinfacht werden.
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Gleichzeitig
garantiert die Bereitstellung der Aufnahme, die ein Einstecken der
Trägerplatte
(die entsprechend mit Steuerelementen ausgestattet ist) in die Haltevorrichtung
radial von einer seitlichen Richtung ermöglicht, dass die Trägerplatte
sehr einfach und rasch ein- und ausgebaut werden kann. Daher kann
im Falle der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung die Trägerplatte
auch wartungsintensive Komponenten umfassen, für die ein ungehinderter Zugang
garantiert sein muss. Diese modulare Gestaltung, die ein einfaches
Einstecken der Trägerplatte
in die Haltevorrichtung der Lenksäulenanordnung gemäß der Erfindung
ermöglicht,
in Verbindung mit der Trennung von mechanischen und elektrischen Komponenten
gemäß der Erfindung,
stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar. Der Grund ist,
dass infolge der genannten Gestaltung alle elektrischen Komponenten
auf einer leicht einzubauenden und auszubauenden Trägerplatte
angeordnet sind, wodurch Wartung und Reparatur deutlich vereinfacht
werden.
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Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Trägerplatte U-förmig ist.
In einer geeigneten Gestaltung ermöglicht die U-Form einen direkten
Kontakt aller Schalter, die an der Haltevorrichtung angebracht sind.
Wenn die Trägerplatte
zusätzlich
in einen Schlitz eingesetzt werden kann, der in der Haltevorrichtung
bereitgestellt ist, oder wenn sie auf die Haltevorrichtung gelegt
werden kann, kann die Haltevorrichtung seitlich in den Schlitz der
Haltevorrichtung im Sinne einer modularen Einheit geschoben werden. Dadurch
wird der Austausch der Trägerplatte
im Reparaturfall weiter vereinfacht.
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Mit
der Lenksäulenanordnung
gemäß der Erfindung
ist es möglich,
weitere Funktionen bereitzustellen, die der Lenksäule zugeordnet
sind, indem die Haltevorrichtung eine Schlossaufnahme für einen
Zylinderschlossschalter umfasst und die elektrische Verbindung zwischen
den Anschlüssen
des Zylinderschlossschalters und der Steuervorrichtungen, die dem
Zylinderschlossschalter des Fahrzeuges zugeordnet sind, mit Hilfe
der Trägerplatte
aufrecht erhalten wird. In dieser Ausführungsform der Erfindung bildet
die Haltevorrichtung eine zentrale Trägereinheit, an der alle wesentlichen
Elemente, die für
den Betrieb des Fahrzeuges notwendig sind, befestigt sind. Dabei
ist es nicht nur günstig,
wenn eine zusätzliche Schlossaufnahme
an der Haltevorrichtung in Betracht gezogen wird, sondern gleichermaßen vorteilhaft, wenn
die Haltevorrichtung eine Aufnahme für die Nachweis- und Steuereinheit
einer Abschleppsicherheitsvorrichtung oder einer Blockierungsvorrichtung
enthält.
Sie kann auch eine Signalübertragungsvorrichtung
für einen
Airbag aufnehmen, der in dem Lenkrad angeordnet ist, das von der
Lenksäule
getragen wird.
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Die
leicht ausbaubare modulare Gestaltung der Trägerplatte gemäß der Erfindung
ermöglicht eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform,
da die Steuervorrichtungen, die dem Zylinderschlossschalter zugeordnet
sind, wenigstens teilweise auf der Trägerplatte angeordnet sind.
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Hinsichtlich
einer kosteneffektiven Produktion und einer größtmöglichen Freiheit in der Konstruktionsform
ist es vorteilhaft, wenn die Haltevorrichtung gemäß der Erfindung
aus einem Kunststoffmaterial besteht. Wenn die Haltevorrichtung
eine Schlossaufnahme umfasst, kann die Wand der Schlossaufnahme,
wenigstens in Abschnitten, durch Verstärkungselemente verstärkt sein,
die in Kunststoff eingebettet sind. Vorzugsweise sollten solche
Verstärkungselemente
aus Metall bestehen. Auf diese Weise ist es sehr einfach, effektiv
ein Ausbrechen des Schlosszylinders aus der Schlossaufnahme zu verhindern.
Es ist jedoch auch vorstellbar, dass durch eine geeignete Wahl des
Kunststoffes und Formen der Haltevorrichtung im Bereich der Schlossaufnahme
eine angemessene Sicherheit gegen ein Ausbrechen des Zylinderschlosses
geboten wird.
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Es
kann in der Herstellung der Haltevorrichtung günstig sein, wenn anstelle von
oder in Kombination mit Kunststoff die Haltevorrichtung aus einer Leichtmetalllegierung
gebildet ist, die insbesondere Magnesium und/oder Aluminium enthält.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung hinsichtlich des leichten Einbaus und des Schutzes
der Trägerplatte
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte von einem Gehäuse aufgenommen
ist.
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Eine
weitere Verringerung der einzelnen Komponenten, die im Bereich des
Lenkrades vorhanden sind, kann dadurch erreicht werden, dass Abschnitte
der Außenwände der
Haltevorrichtung die Abdeckung der Lenksäule bilden, die von außen sichtbar
ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Lenksäulenanordnung
gemäß der Erfindung
stellt einen Drehwinkelsensor zum Registrieren des bereitzustellenden
Lenkwinkels bereit. Die elektronischen Elemente des Sensors sind
auch auf der Trägerplatte angeordnet.
Auf diese Weise kann eine weitere Funktion erreicht werden, nämlich die
Kopplung der Fahrzeugfunktionen, die von dem Drehwinkel des Lenkrades
abhängen.
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Wenn
zusätzlich
die Trägerplatte
einen Sensor zum Registrieren des Drehmoments, das auf die Lenksäule wirkt,
aufnimmt, besteht eine Möglichkeit, den
Komfort zu erhöhen,
indem dieser mit einer Servofunktion gekoppelt wird.
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Schließlich besteht
eine weitere Konstruktionsmöglichkeit
im Sinne der Erfindung darin, dass die Trägerplatte eine Empfangsvorrichtung
für eine HF-Funkfernsteuerung
enthält.
Die Fläche
hinter dem Lenkrad ist hervorragend dafür geeignet, da an dieser Stelle
HF-Strahlung auf Grund der Größe der Fensterflächen günstig und
weitgehend ohne Störung
eindringen kann. Daher ist es nicht notwendig, eine andere Stelle
für den
HF-Empfänger
in dem Bereich des Steuerpults vorzusehen.
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Es
gibt zahlreiche Möglichkeiten
für die
Konstruktion und Verbesserung der Lenksäulenanordnung gemäß der Erfindung.
Einerseits gelten die untergeordneten Ansprüche nach Anspruch 1 und andererseits
die Beschreibung konkreter Ausführungsformen
in Verbindung mit der Zeichnung. Diese Zeichnung zeigt folgendes:
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1 zeigt eine auseinander
gezogene Ansicht einer Ausführungsform
einer Lenksäulenanordnung
zur Befestigung an einer Lenksäule;
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2 zeigt eine perspektivische
Ansicht von Ausführungsformen
einer Trägerplatte,
eines Lenksäulenschalters
und eines Zylinderschlossschalters, die zu der Ausführungsform
einer Lenksäulenanordnung
gehören,
die in 1 dargestellt
ist;
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3 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie I-I von 2;
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4 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie II-II von 2;
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5 zeigt eine Seitenansicht
der Ausführungsform
eines Lenksäulenschalters.
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Die
Lenksäule 1,
die in 1 dargestellt
ist, umfasst eine zentrale Haltevorrichtung 2, die auf
einem Mantelrohr (nicht dargestellt) einer Lenksäule (ebenso nicht dargestellt)
angebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist eine mittlere Öffnung in
der Haltevorrichtung 2 ausgebildet, deren Durchmesser dem Außendurchmesser
des Mantelrohres (nicht dargestellt) entspricht.
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An
der Haltevorrichtung 2 ist eine erste, radial ausgerichtete
Aufnahme 4 für
einen ersten Lenksäulenschalter 3 bereitgestellt.
Im Bereich einer seitlichen Oberfläche der Aufnahme 4 befinden
sich in einer flexiblen Zunge 5, die zu einem seitlichen
Rand der Aufnahme 4 geformt ist, zwei Klickverschlussöffnungen 6, 7.
Axialsymmetrisch zu der Längsachse
L der Haltevorrichtung 2 liegt eine zweite Aufnahme 8 für einen
zweiten Lenksäulenschalter 9.
Entsprechend der Aufnahme 4, umfasst die Aufnahme 8 im Bereich
ihrer seitlichen Oberfläche
eine flexible Zunge 18, in der Klickverschlussöffnungen 10, 11 ausgebildet
sind.
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Zur
Befestigung einer U-förmigen
Trägerplatte 12,
die als elektronische gedruckte Leiterplatte gestaltet ist, an der
Haltevorrichtung 2 ist eine Schlitzaufnahme 13 bereitgestellt.
Zu diesem Zweck wird die Trägerplatte 12 formschlüssig in
einem Gehäuse angeordnet,
das zwei Gehäusehälften 14, 15 umfasst,
deren U-Form der U-Form der Trägerplatte 12 entspricht.
Anschließend
wird die Trägerplatte 12 mit den
umgebenden Gehäusen 14, 15 aus
radialer Richtung in die Schlitzaufnahme 13 eingesetzt.
Wenn sie in die Schlitzaufnahme 13 der Haltevorrichtung 2 eingesetzt
ist, wird die Trägerplatte 12 in
den Gehäusehälften 14, 15,
die sie umgeben, in einer Ebene positioniert, die normal entlang
der Längsachse
L der Haltevorrichtung 4 positioniert ist.
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An
der Seite, die der Gehäusehälfte 14 der Trägerplatte 12 zugewandt
ist, die in dem Zustand, wenn die Trägerplatte 12 an der
Haltevorrichtung 2 befestigt ist, den Gehäusen 22, 23 der
Lenksäulenschalter 3, 9 zugeordnet
ist, befinden sich Mikroschalter 16, 17 (durch
gestrichelte Linien dargestellt). Diese Mikroschalter 16, 17 können durch
geeignete Steuermittel der Lenksäulenschalter 3, 9 betätigt werden.
Die Lenksäulenschalter 3, 9 selbst
müssen über keine
eigenen Elemente zur Herstellung einer elektrischen Verbindung verfügen. Sie
umfassen nur die mechanischen Komponenten, die zum Betätigen der
Mikroschalter 16, 17 notwendig sind. Die Lenksäulenschalter 3, 9 und
die entsprechenden Mikroschalter 16, 17, die ihnen
zugeordnet sind, bilden gemeinsam einen funktionellen Lenksäulenschalter,
in dem die konstruktive Trennung mechanischer und elektrischer Teile
verwirklicht ist. Diese konstruktive Trennung führt zu einer deutlichen Vereinfachung
im Einbau und Ausbau des Lenksäulenschalters
im Falle einer Reparatur oder dergleichen.
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Durch
Bandleiter (nicht dargestellt) der Trägerplatte 12 sind
die Mikroschalter 16, 17 mit den elektronischen
Komponenten verbunden, die auf der Trägerplatte 12 angeordnet
sind, einschließlich
der Steuervorrichtungen 19. Zum Beispiel werden die Leuchten,
Fahrtrichtungsanzeigen, Scheibenwischvorrichtung usw. des Fahrzeuges
abhängig
von der Schwenkposition des Lenksäulenschalters 3 oder 9 gesteuert.
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Zur
Betätigung
der Mikroschalter 16, 17 wird der Lenksäulenschalter 3, 9 in
einem solchen Ausmaß geschwenkt,
dass ein Steuermittel, das dazu geformt ist, zum Beispiel ein Stift
oder eine Nocke, mit einem Fühler 20 eines
Mikroschalters 21 (vergleiche 2) in Kontakt gelangt. Wenn der Fühler 20 des
Mikroschalters 21 niedergedrückt wird, wird eine elektrische
Verbindung hergestellt oder getrennt, abhängig von der Funktion des entsprechenden
Mikroschalters 21.
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Das
Gehäuse 22 oder 23 des
Lenksäulenschalters 3 oder 9 kann
in die Aufnahmen 4, 8 eingesetzt werden. Seitlich
angeordnete Führungsmittel garantieren,
dass sie in die entsprechende Aufnahme 4, 8 nur
in einer bestimmten Position eingesetzt werden können. Die Abdeckwand 24,
die den Zungen 5 oder 18 der Gehäuse 22, 23 zugeordnet
ist, umfasst Klickrastungsvorsprünge 25 (vergleiche 2). Wenn die Gehäuse 22 oder 23 in
die Aufnahmen 4, 8 eingesetzt werden, wirken die
Klickrastungsvorsprünge 25 mit
den entsprechenden Klickrastungsöffnungen 6, 7 oder 10, 11 derart
zusammen, dass die Lenksäulenschalter 3, 9 sicher
an der Haltevorrichtung 2 gehalten werden. Zur Trennung des
Lenksäulenschalters 3, 9 wieder
von der Haltevorrichtung 2 kann die Verbindung zwischen
den Zungen 5, 18 und den Klickrastungen der Gehäuse 22, 23 durch
Zurückbiegen
der entsprechenden Zungen 5, 18 gelöst werden.
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Wie
in 5 dargestellt, wird
jeweils ein Steuerhebel 27 schwenkbar an einer Schwenkachse 26 gehalten.
Die Schwenkachse 26 ist in dem Bereich der Wand 28 angeordnet,
die, wenn das Gehäuse 22 oder 23 in
die Aufnahme 4 oder 8 eingesetzt wird, nach außen weist.
Die Wand 28 umfasst ein Fenster, durch das der entsprechende
Steuerhebel 27 aus dem Gehäuse 22, 23 steht.
Der Steuerhebel 27 umfasst eine Verlängerung 29, die in
das entsprechende Gehäuse 22, 23 ragt.
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An
der Spitze der Verlängerung 29 ist
ein Rad 30 derart angelenkt, dass seine Drehachse normal
zu der Längsachse
des entsprechenden Steuerhebels 27 ausgerichtet ist. Dadurch
wird das Rad 30, das in Längsrichtung des Steuerhebels 27 und
durch die Kraft eines elastischen Elements (nicht dargestellt) bewegbar
angeordnet ist, zu einem bogenförmigen
Randabschnitt 32 geschoben, der drei Klickrastungen 31,
die in regelmäßigen Winkelabständen beabstandet
sind, einer Ausnehmung 34 in einer geschlossenen Seitenwand 33 des
Gehäuses 22, 23 umfasst.
Die Klickrastungen 31 definieren drei Schalterpositionen
für den
entsprechenden Steuerhebel 27 der Lenksäulenschalter 3, 9.
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Die
Oberfläche
der Verlängerung 29,
die von der ersten Abdeckwand 24 weg weist, umfasst im
Bereich ihres freien Endes ein stufenförmiges erhöhtes Teil 35 (vergleiche 4 und 5), dessen schräge Oberflächen zu den Längsseiten
der Verlängerung 29 abfallen.
Die zweite Abdeckwand der Gehäuse 22 oder 23 umfasst
ein Fenster mit einer Größe, die
wenigstens der Fläche
entspricht, die von dem erhöhten Teil 35 während eines
vollen Schwenks des Steuerhebels 27, 29 eingenommen
wird.
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Die
Schaltelemente, die als Mikroschalter 16, 17 gestaltet
sind, an der Seite der Trägerplatte 12,
die im befestigten Zustand an der Haltevorrichtung 2 den
Gehäusen 22, 23 (2) zugeordnet ist, sind
in Winkelabständen
entsprechend den Winkelabständen
zwischen den Klickrastungen 31 angeordnet.
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Wenn
die Trägerplatte 12,
die in den Gehäusehälften 14, 15 eingebettet
ist, in die Schlitzaufnahme 13 eingesetzt ist und die Lenksäulenschalter 3, 9 in
die Aufnahmen 4 oder 8 in der Haltevorrichtung 2 eingesetzt
sind, bedeckt das Gehäuse 22 oder 23 das
Fenster 36, 37, das dem entsprechenden Lenksäulenschalter 3, 9 der
entsprechenden Gehäusehälfte 14 zugeordnet
ist, so dass die Mikroschalter 16, 17, die in
diesen Fenstern angeordnet sind, effektiv vor Schmutz geschützt sind.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die Mikroschalter 16, 17 durch Bandleiter
(nicht im Detail dargestellt) der Trägerplatte 12 mit Steuervorrichtungen 19 verbunden,
die ebenso auf der Trägerplatte 12 angeordnet
sind.
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Zur
Betätigung
einer dieser Steuervorrichtungen 19 wird der Steuerhebel 27 geschwenkt,
bis das Rad 30 die Position erreicht, die durch eine der Klickrastungen 31 bestimmt
ist, die der gewünschten Funktion
entspricht. Sobald diese Schwenkposition erreicht ist, wird der
Fühler 20 des
Mikroschalters 21, der dieser Position zugeordnet ist,
durch das erhöhte Teil 35 der
Hebelverlängerung 29 niedergedrückt. Wie
bereits erwähnt,
wird eine elektrische Verbindung auf diese Weise hergestellt oder
getrennt, abhängig
von der Funktion des entsprechenden Mikroschalters 21.
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Bei
der Ausführungsform
einer Lenksäulenanordnung 1 gemäß der Erfindung
umfasst die Haltevorrichtung 2 einen Verlängerungsabschnitt 38,
der koaxial mit ihrer Längsachse
L ausgerichtet ist. Eine Schlossaufnahme 39 ist an dem
Verlängerungsabschnitt 38 geformt.
Diese Schlossaufnahme 39 hält einen Schlosszylinder 40 durch
eine zweiteilige Halterung 41. Der Schlosszylinder 40 kann
durch einen Schlüssel 42 um
eine Drehachse X gedreht werden, die in 1 gestrichelt dargestellt ist.
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Zusätzlich umfasst
der Verlängerungsabschnitt 38 der
Haltevorrichtung 2 eine Öffnung 43, die koaxial
zu der Öffnung
der Haltevorrichtung 2 angeordnet ist. Die Lenkspindel
(nicht dargestellt) der Lenksäule
(ebenso nicht dargestellt) führt
durch die Öffnung 43.
Wenn der Schlüssel 42 entfernt
ist und die entsprechende Lenkposition eingenommen ist, kann die
Lenkspindel (nicht dargestellt) auf herkömmliche Weise durch einen Keil 44 verriegelt
werden.
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Neben
den Mikroschaltern 16, 17, die den Lenksäulenschaltern 3, 9 zugeordnet
sind, umfasst die Trägerplatte 12 im
Bereich des Abschnittes 45 der Trägerplatte 12 neben
der Schlossaufnahme 39 drei Mikroschalter 46,
die in einer Reihe nebeneinander und mit Abstand zueinander ausgerichtet
sind. Durch Bandleiter der Trägerplatten 12 sind
die Mikroschalter 46 auch mit Steuervorrichtungen (nicht
dargestellt) verbunden, die auf der Trägerplatte 12 angeordnet
sind. Zum Beispiel wird der Startermotor (nicht dargestellt) des
Fahrzeuges durch diese Steuervorrichtungen gesteuert.
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Die
Mikroschalter 46 bilden den elektrischen Teil eines Zylinderschlossschalters 47 (vergleiche 2), der durch Drehen des
Schlosszylinders 40, der als Steuerung dient, betätigt werden
kann. Nocken 48, die mit dem Schlosszylinder 40 an
der Drehachse des Schlosszylinders 40 in verschiedenen Winkelpositionen
angeordnet sind, sind zur Übertragung
der Schaltbewegung zu den Mikroschaltern 46 bereitgestellt.
An diesen Nocken 48 sind die Enden von Stiften 49 angeordnet,
die in die Öffnungen 50 der
Schlossaufnahme 39 geführt
werden. Dabei sind die Öffnungen 50 derart
positioniert, dass sich das andere Ende des entsprechenden Stiftes 49 mit
dem Fühler 51 des
entsprechenden Mikroschalters 46 in Kontakt befindet. Genau
wie im Falle der Lenksäulenschalter 3, 9 wird
bei einem Zylinderschlossschalter 47 gemäß der Erfindung
somit das Prinzip der Trennung des mechanischen Teils vom elektrischen Teil
verwirklicht. Dies ermöglicht
den Einbau und Austausch des mechanischen Teils (Schlosszylinder 40 mit
Nocken 48 und Stiften 49) unabhängig vom elektrischen
Teil (Mikroschalter 46), der von der Trägerplatte 12 gehalten
wird.
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Abhängig von
der Drehposition des Schlosszylinders 40 werden die Stifte 49 aus
der Nocke 48, die jedem von ihnen zugeordnet ist, herausgeschoben
und gegen den Fühler 51 des
entsprechenden Mikroschalters 46 geschoben. Anschließend stellt der
Mikroschalter eine elektrische Verbindung her oder trennt diese.
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An
der Seite der Haltevorrichtung 2, die gegenüber der Öffnung der
Schlossaufnahme 39 angeordnet ist, befindet sich koaxial
zu der Drehachse X des Zylinderschlosses 40 eine Aufnahme 52 für eine Nachweis-
und Steuereinheit 53 einer Abschleppsicherheitsvorrichtung
(nicht dargestellt) oder einer Blockierungsvorrichtung. Zum Beispiel
erregt die Nachweis- und Steuereinheit 53 einen Transponder, der
von dem Schlüssel 42 getragen
wird und entfernt, abhängig
von dem empfangenen Signal, die Abschleppsperre zum Starten des
Fahrzeuges. Die elektronischen Komponenten, die zur Ausführung dieser
Funktion notwendig sind, sind auch auf der Trägerplatte 12 angeordnet.
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Zusätzlich nimmt
die Trägerplatte 12 einen Drehwinkelsensor
zum Erfassen des Lenkwinkels auf. Auch hier wird das Prinzip verwirklicht,
dass alle Elemente, die für
die elektrische Funktion erforderlich sind, auf der Trägerplatte 12 konzentriert
sind, wobei nur die bewegbaren mechanischen Komponenten räumlich von
ihnen getrennt sind. Ebenso kann eine Drehmomentregistriervorrichtung
oder eine Vorrichtung zur Übertragung
eines Steuersignals für
einen Airbag bereitgestellt sein, wobei die entsprechende elektronische
oder elektrische Steuervorrichtung der Drehmomentregistriervorrichtung
oder Vorrichtung zur Übertragung
eines Steuersignals für
einen Airbag ebenso auf der Trägerplatte 12 positioniert
ist. Für
die Kommunikation zwischen der elektrischen Steuereinheit und den
Funktionselementen des Fahrzeuges umfasst die Trägerplatte 12 eine
Datenbusschnittstelle 54, durch welche die synchronen oder
asynchronen Steuerdaten zu den einzelnen Funktionsgruppen des Fahrzeuges übertragen
werden können.
Die Kopplung mit einer Hochfrequenz-Funkfernsteuerung eines Fahrzeuges kann
auch über
die zentral angeordnete elektrische Steuereinheit erfolgen, indem
der Empfänger
für die
HF-Fernsteuerung auch auf der Trägerplatte 12 angeordnet
ist. Dies ist vorteilhaft, da der Bereich unter dem Lenkrad vorzugsweise
für HF-Strahlung von außen zugänglich ist.