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Die Erfindung betrifft ein Lenksäulenoberteil eines
Kraftfahrzeugs mit einem Lagergehäuse, das zum Einbau an einem
Lenksäulenrohr
bestimmt ist, und Schaltvorrichtungen für die Beleuchtungs- und Scheibenwischanlage,
die Betätigungshebel
aufweisen, die sich auf den Seitenflächen des besagten Gehäuses nach
außen
erstrecken, sowie Schalt- und Rasterungsmechanismen, die in dem
besagten Gehäuse
gelagert sind, wobei die besagten Schaltvorrichtungen insbesondere
Kontakte umfassen, die durch die besagten Betätigungshebel betätigbar sind,
um mit im Verhältnis
zum Gehäuse
ortsfesten Leiterbahnen zusammenzuwirken.
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Die Leiterbahnen sind in der Regel
auf Trägerplatten
angeordnet, die auf der Vorderseite des Gehäuses vorgesehen sind, wobei
die Vorderseite bezogen auf die normale Fahrtrichtung des Fahrzeugs
definiert ist. Diese Trägerplatten
sind mit Verbindern ausgerüstet,
die mit dem elektrischen Kabelstrang des Fahrzeugs verbunden sind.
Diese Verbinder befinden sich auf der Rückseite des Gehäuses, wodurch
sich der für
die Lagerung des Lenksäulenoberteils
und der Verbinder in Richtung der Lenksäulenachse erforderliche Platzbedarf
entsprechend vergrößert, zumal
die Schaltvorrichtungen für
die Beleuchtungs- und Scheibenwischanlage normalerweise die Leistung der
Verbraucher schalten, so daß sie entsprechend
platzaufwendig gestaltet sind und der Preis des Kabelstrangs des
Fahrzeugs entsprechend hoch ausfällt.
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Darüber hinaus sind weitere Funktionen
unter dem Lenkrad am Lenksäulenoberteil
zusammengefaßt.
Dazu gehören
insbesondere das Lenkradschloß,
das Transpondersystem, das Bedienelement für das Radio, der Drehschalter
(Airbag), der Drehgeber und der Fahrgeschwindigkeitsregler. Diese
Funktionen sind in Form von getrennten Modulen ausgeführt, die
auf einem Träger
angebracht sind und jeweils eigene Verbindungsanschlüsse umfassen,
was entsprechende Kosten in bezug auf den Kabelstrang des Fahrzeugs
zur Folge hat. In diesem Fall ist das Lenksäulenoberteil aufwendig gestaltet,
da es aus mehreren Elementen besteht, die am Gehäuse gelagert und in Position
gehalten werden müssen.
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Ein Lenksäulenoberteil eines Kraftfahrzeugs mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 wird in der EP-A-0
736 447 beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Lenksäulenoberteil
der vorgenannten Art vorzuschlagen, mit dem sich die angesprochenen
Nachteile beseitigen lassen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch
gelöst,
daß die
Kontakte alle in einer gleichen Ebene auf der Rückseite des Gehäuses angeordnet
sind, wobei die Rückseite
bezogen auf die normale Fahrtrichtung des Fahrzeugs definiert ist,
und dadurch, daß die
Leiterbahnen auf einer biegsamen Schaltung ausgebildet sind, die
auf der besagten Rückseite
des Gehäuses
angeordnet ist, wobei diese biegsame Schaltung an eine Elektronikkarte
angeschlossen ist, die in einer unter der Oberseite des Gehäuses vorgesehenen
Aufnahme angeordnet ist.
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Die Elektronikkarte schaltet vorteilhafterweise
nur kleine Signale. Die biegsame Schaltung ist in den in Höhe der Leiterbahnen
befindlichen Bereichen versteift.
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Die Schaltfunktionen sind vorzugsweise örtlich auf
der biegsamen Schaltung in den versteiften Bereichen Spannungspegel-codiert,
um die Anzahl der Leiterbahnen zwischen diesen Bereichen zu verringern.
Darüber
hinaus umfaßt
die biegsame Schaltung Verbinder für die Verbindung von zusätzlichen Funktionen
und ein Flachkabel für
den Anschluß eines
Lenkradschloßmoduls.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die als
Beispiel ohne einschränkende
Wirkung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird.
Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Lenksäulenoberteils,
das an einem Lenksäulenrohr
angebracht ist, wobei der Deckel des Lagergehäuses der Übersichtlichkeit halber weggelassen
wurde;
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2 eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei
das Lagergehäuse
mit einem einen Drehschalter enthaltenden Deckel bestückt ist;
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3 eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei
die biegsame Schaltung weggelassen wurde, um die Kontakte der Schaltvorrichtungen
für die
Beleuchtungs- und Scheibenwischanlage darzustellen;
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die 4 bis 8 eine perspektivische Ansicht der
Mechanismen einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
deren Betätigungshebel
einen Druckknopf und zwei Drehringe umfaßt, mit fünf Drehpositionen in der zum
Lenkrad parallelen Ebene und drei Positionen in der Richtung Ziehen/Drücken;
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4 eine
Darstellung des durch den Druckknopf betätigten Schaltmechanismus;
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5 eine
Darstellung der durch die zwei Drehringe betätigten Schaltmechanismen;
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6 eine
Darstellung des durch das Drehen des Betätigungshebels betätigten Schaltmechanismus;
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7 eine
Darstellung des durch das Kippen des Betätigungshebels in der Richtung
Ziehen/Drücken
betätigten
Schaltmechanismus;
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8 eine
Darstellung des Rasterungsmechanismus des Betätigungshebels;
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9 eine
Schnittansicht entlang der zur Achse der Lenksäule parallelen Ebene, die durch
die Achse des Betätigungshebels
einer in das Lagergehäuse
eingebauten erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung
verläuft;
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10 eine
Draufsicht der in 9 dargestellten
Baueinheit;
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11 eine
entlang der Linie XI-XI von 10 ausgeführte Schnittansicht
der in 9 dargestellten
Baueinheit;
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12 eine
Schnittansicht der gleichen Baueinheit entlang der Linie XII-XII
von 9 und
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13 eine
Schnittansicht der gleichen Baueinheit entlang der Linie XIII-XIII
von 9.
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Die in den Zeichnungen darstellte
Schalteinheit umfaßt
grundsätzlich
ein Lagergehäuse 1 und, an
diesem Lagergehäuse
angebracht, einen Beleuchtungsschalter 2 und einen Scheibenwischerschalter 3.
Das insgesamt quaderförmig
ausgebildete Lagergehäuse 1 umfaßt eine
Oberseite 4, zwei Seitenflächen, von denen aus sich die
Betätigungshebel 7 und 8 der
Schalter 2 bzw. 3 nach außen erstrecken, eine Vorderseite
und eine auf der Seite des Fahrers angeordnete Rückseite 9. Es enthält ein durchgehendes
Loch 10 für
seine Anbringung an einem Lenksäulenrohr 11,
in dem die Lenkspindel 12 gelagert ist. In die Fläche 9 sind Öffnungen 13 eingearbeitet,
um den Durchgang der Betätigungsorgane von
beweglichen Kontaktelementen der Schalter 2 und 3 zu
ermöglichen.
Erfindungsgemäß sind diese beweglichen
Kontaktelemente alle in der gleichen Ebene parallel zur Ebene der
Rückseite 9 angeordnet.
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Diese beweglichen Kontaktelemente
können mit
im Verhältnis
zum Lagergehäuse 1 ortsfesten
Leiterbahnen zusammenwirken. Diese ortsfesten Leiterbahnen sind
auf einer biegsamen Schaltung 20 vorgesehen, die in Höhe der Schaltbereiche 21 und 22 örtlich versteift
sind. Diese Bereiche 21 und 22 ermöglichen
die Ausführung
der Schaltfunktionen. Diese Funktionen sind örtlich auf der biegsamen Schaltung 20 Spannungspegel-codiert,
um die Anzahl der Leiterbahnen zwischen diesen Schaltbereichen 21, 22 und
einer Elektronikkarte 23 zu verringern, die in einer Aufnahme 24 unterhalb
der Oberseite 4 des Gehäuses 1 angeordnet
ist.
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Die biegsame Schaltung 20 kann
vorteilhafterweise ein Flachkabel 25 mit einem Verbinder 26 umfassen,
der an einem Schwachstrom-Lenkradschloßmodul 27 angeschlossen
wird.
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Die biegsame Schaltung 20 umfaßt ferner verschiedene
andere Kontaktglieder, die den Anschluß eines Radiobedienelements,
eines Fahrgeschwindigkeitsreglers und gegebenenfalls eines Drehschalters
ermöglichen.
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Die Elektronikkarte 23 beinhaltet
die Schaltfunktionen der Beleuchtungs- 2 und Scheibenwischerschalter 3,
die Multiplexfunktionen, die Enschlüsselungsfunktionen des Transponders
und die Drehgeberfunktionen. In diesem Zusammenhang ist festzustellen,
daß die
Schalter 2 und 3 nur Steuerströme der auf der Karte 23 angebrachten
Elektronik, das heißt
Ströme
mit niedriger Stromstärke
schalten. Die für
die Verbraucher erforderliche elektrische Leistung wird durch ein
Verbraucheranschlußgehäuse geschaltet,
das Signale von der Elektronikkarte 23 empfängt. Diese
Signale werden entweder gemultiplext oder codiert.
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Die elektrischen Schalt- und Schnittstellenfunktionen
(Verbindungsanschlüsse)
sind auf der biegsamen Schaltung 20 ausgeführt, die
mit der Elektronikkarte 23 verbunden ist, wobei diese die elektronischen
Funktionen umfaßt.
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Wie dies in 2 zu erkennen ist, ist das Lagergehäuse 1 durch
einen Deckel 30 verschlossen, der die biegsame Schaltung 20 bedeckt.
Dieser Deckel enthält
eine zur Achse der Lenkspindel 12 koaxiale kreisförmige Öffnung,
in die ein Drehschalter 31 eingebaut ist, der die elektrische
Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenksäulenoberteil zur Betätigung des
Airbags und die Verbindung mit Tasten am Lenkrad herstellt.
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Die Schalter 2 und 3 weisen
identische Teile auf, mit Ausnahme der Kugelelemente, die für die Rasterung
der Positionen des Betätigungshebels 7 bzw. 8 in
Richtung der Drehbewegung und in Richtung der Kippbewegung sorgen.
Die Schalt- und Rasterungsmechanismen der Schalter 2 und 3 sind
in Aufnahmen integriert, die im Lagergehäuse 1 vorgesehen sind.
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Jeder Betätigungshebel 7, 8 besteht
aus einem Körper 40,
der drehbar in einer zum Lenkrad parallelen Ebene und in der Ebene
gelagert ist, die der Betätigungshebel
mit der Lenksäule
definiert, und andererseits aus einem mittleren Drehring 41,
einem endseitigen Drehring 42 und einem endseitigen Druckknopf 43.
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Der Körper 40 ist drehbar
um eine zum Lenkrad parallele Kippachse 44 an einer Nabe 45 gelagert,
die ihrerseits drehbar um eine zur Achse 44 senkrechte
Drehachse 46 im Gehäuse 1 gelagert
ist. Die Nabe 45 umfaßt
auf die Achse 46 zentrierte zylindrische Flächen 47,
die mit zylindrischen Flächen
des Lagergehäuses 1 zusammenwirken,
um die Drehung der Nabe 45 in ihrer Aufnahme zu ermöglichen.
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Der Druckknopf 43 wirkt
auf einen Stift 50 ein, der verschiebbar im Hebelkörper 40 geführt ist. Dieser
Stift 50 enthält
an seinem Ende eine Auskehlung 51. Diese Auskehlung 51 greift
in eine Gabel 52 mit gekrümmter Form ein. Die Oberseite
dieser Gabel 52 umfaßt
eine zur Kippachse 44 parallele Achse 53, die
die Drehbewegung der Gabel 52 in der Nabe 45 ermöglicht.
Die Form der Gabel 52 ist kreisförmig und zur Kippachse 44 konzentrisch
gestaltet. Das Kippen des Betätigungshebels 7, 8 in
der Richtung Ziehen/Drücken
bleibt daher ohne Folgen für
die Position der Gabel 52 im Verhältnis zur Nabe 45.
Die Gabel 52 weist in ihrem oberen Teil einen Lagerzapfen 53a auf,
der durch ein Schlitzloch 13 in der Rückseite 9 des Gehäuses 1 hindurchgeht.
Der Lagerzapfen 53a treibt durch Eindrücken des Druckknopfs 43 eine
Kontaktleiste 54 in einer, bezogen auf die Nabe 45,
geradlinigen Bewegung an. Diese Kontaktleiste 54 schaltet
zwei kreisförmige
Leiterbahnen, die in den Schaltbereichen 21, 22 der
biegsamen Schaltung 20 vorgesehen sind. Diese kreisförmigen Leiterbahnen
sind auf die Drehachse 46 zentriert.
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Die Drehringe 41 und 42 treiben
jeweils zum Stift 50 koaxiale Rohre 60, 61 drehend
an. Diese Rohre 60, 61 tragen an ihren in der
Nabe 45 befindlichen Enden Zahnsegmente 62, 63 (siehe 9 und 12). Diese Zahnsegmente treiben Schlitten 64, 65, die
Gleitkontakte 66, 67 tragen, bezogen auf das Lagergehäuse 1,
in einer geradlinigen Bewegung an. Die Schlitten 64 und 65 sind
verschiebbar in Öffnungen 13 in
der Rückseite
des Lagergehäuses
gelagert. Diese Gleitkontakte schalten Kontaktstellen in den Bereichen 21 und 22 der
biegsamen Schaltung 21. Wie dies in 9 zu erkennen ist, sind die Kontaktbereiche
zwischen den Zahnsegmenten 62, 63 und den Zahnstangenabschnitten
der Schlitten 64, 65 möglichst nahe an der Drehachse 46 des
entsprechenden Betätigungshebels
angeordnet, um die Störbewegungen
der Schlitten 64 und 65 bei der Drehung des Betätigungshebels 7, 8 zu
minimieren. Die Zahnsegmente 62, 63 und die Zahnstangen
haben gewölbte
Profilee, um eine entsprechende Toleranz für die Kippbewegungen des Betätigungshebels
in der Richtung Ziehen/Drücken
herbeizuführen.
Die Schlitten 64, 65 bleiben bei der Kippbewegung
des Betätigungshebels
um die Achse 44 unbeweglich im Verhältnis zum Lagergehäuse 1.
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Die Nabe 45 trägt einen
Gleitkontakt 70, der durch eine Öffnung 13 auf der
Rückseite
des Lagergehäuses
hervortritt und der an Kontaktbereichen der biegsamen Schaltung 20 in
Reibung tritt. Wenn sich der Betätigungshebel 7, 8 um
die Drehachse 46 dreht, dreht sich der Gleitkontakt 70 ebenfalls
um diese Achse 46.
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Die Betätigungshebel 7, 8 kippen
in der Nabe 45 um eine Kippachse 44, die mit der
Drehachse 46 konvergiert. Ein fest mit dem Hebelkörper 40 verbundener
Lagerzapfen 80, der in Neutralstellung koaxial zur der
Drehachse 46 verläuft
und sich nahe der Rückseite 9 des
Gehäuses 1 befindet,
treibt einen Schlitten 81 durch eines seiner Enden, bezogen
auf das Lagergehäuse 1,
in einer geradlinigen Bewegung an. Am anderen Ende treibt der Schieber 81 eine
Kontaktleiste 82 an, welche die Kontaktbereiche 21, 22 der
biegsamen Schaltung 20 schaltet.
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Darüber hinaus umfassen die Betätigungshebel 7, 8 ein
in der Nabe 45 aufgenommenes Abstandsstück 45. Ein durch eine
Feder 92 beaufschlagter Stößel 91 ist in einer
im Abstandsstück 90 vorgesehenen
Aufnahme 93 verschiebbar geführt. Das Ende des Stößels 91 befindet
sich mit einer fest mit der Wand des Lagergehäuses 1 verbundenen zweiseitig
gerichteten Rampe 94 in Kontakt, die für die Rasterung de Bewegungen
der Betätigungshebel 7, 8 sorgt.
Die Anzahl der Rasterungspositionen der zweiseitig gerichteten Rampen 94 wird
in Abhängigkeit
von den durch jeden der Schalter 2 und 3 zu übernehmenden
Funktionen berechnet. Einige Positionen können stabil sein, während andere
Positionen instabil sein können.