EP4690385A1 - Vorrichtung zum bereitstellen einer elektrisch leitenden verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen kontaktstellen - Google Patents

Vorrichtung zum bereitstellen einer elektrisch leitenden verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen kontaktstellen

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EP4690385A1
EP4690385A1 EP24718120.9A EP24718120A EP4690385A1 EP 4690385 A1 EP4690385 A1 EP 4690385A1 EP 24718120 A EP24718120 A EP 24718120A EP 4690385 A1 EP4690385 A1 EP 4690385A1
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EP
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cable
another
electrically connected
rotor part
stator part
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EP24718120.9A
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Frank BLÄSING
Jens Maciejewski
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Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
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Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
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    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum

Definitions

  • the invention relates to a device for providing an electrically conductive connection between two contact points that are linearly movable relative to one another.
  • Such devices are used in applications in which two elements that move against each other are electrically connected to each other. This is the case, for example, with the seats of a motor vehicle, which can be moved over a certain distance in the longitudinal direction of the vehicle, but are nevertheless equipped with electrical consumers such as adjustment motors or heaters.
  • the electrical contact is currently usually made via cable sets arranged underneath the seat, which are dragged along the travel path.
  • the use of sliding contact rails would also be conceivable here, but this is not advisable due to possible contact problems caused by dirt or damage, for example.
  • Such a device is provided by the device according to the invention, wherein a first contact point is electrically connected to a first end of a first cable, and a second contact point is electrically connected to a first end of a second cable, wherein the respective second ends of the first and second cables are electrically connected to one another at a cable connection point, wherein the first cable can be unwound from a drum against the force of a return device, which drum forms a rotor part of a winding spring arrangement which is arranged coaxially to a fixed cylindrical stator part thereof so as to be rotatable about its longitudinal axis, wherein the second cable is formed by at least one ribbon cable which is arranged in a winding gap delimited by the outer surface of the stator part and the inner surface of the rotor part such that its first end is fastened to the stator part and its second end is fastened to the rotor part.
  • the second cable is formed by several ribbon cables, which are preferably arranged in the winding gap in such a way that they are wound in opposite directions with a first section of their length on the outer surface of the stator part and with a second section of their length on the inner surface of the rotor part, so that a U-shaped turning section reversing the winding direction is formed between the two sections of the ribbon cables.
  • At least one of the several ribbon cables can also be designed as a dummy cable without electrical conductor tracks.
  • the single figure shows a schematic representation of a device designed according to the invention in a side view.
  • the device according to the invention comprises a first contact point 1, which in the embodiment shown is linearly movable along a direction indicated by the arrows.
  • This first contact point 1 is electrically connected to a first end 3' of a first cable 3 and is preferably designed as a plug connector, to which in this case a mating plug connector, which is part of e.g. a seat wiring harness, is connected.
  • a second contact point 2 of the device according to the invention is electrically connected to a first end 4' of a second cable 4.
  • This contact point 2 is arranged in a fixed position here and is also preferably designed as a plug connector to which a suitable mating plug connector, which is part of a vehicle wiring harness, can be connected.
  • first contact point 1 it is also possible for the first contact point 1 to be stationary and the second contact point 2 to be movable relative to it.
  • the respective second ends 3", 4" of the first and second cables 3, 4 are electrically connected to one another at a cable connection point 7, so that an overall electrically conductive connection is established between the two contact points which are linearly movable relative to one another.
  • the first cable 3 is pulled by a drum against the force of a return device unwound.
  • the reset device can be designed, for example, as a spring in the manner of a clock spring, which is in its relaxed position when the cable 3 is completely wound up. Unwinding the cable 3 tensions the spring, which winds the cable 3 back onto the drum when the unwinding force ceases.
  • An alternative design of the reset device could also be implemented by a gear coupling to the relative movement of the two elements that can move against each other and are electrically connected to each other by the device.
  • the drum forms a rotor part 5 of a winding spring arrangement, and as such is arranged coaxially to a fixed cylindrical stator part 6 of this winding spring arrangement so as to be rotatable about its longitudinal axis.
  • the second cable 4 is formed by at least one ribbon cable that is arranged in a winding gap delimited by the outer surface of the stator part 6 and the inner surface of the rotor part 5.
  • the first end 4' of this second cable 4 which is electrically connected to the second contact point 2, which is stationary in this case, is consequently attached to the stator part 6 of the coil spring arrangement.
  • the second end 4" of the second cable 4 is attached to the rotor part 5 of the coil spring arrangement and is electrically connected there at the cable connection point 7 to the second end 3" of the first cable 3.
  • the second cable 4 is formed by four individual ribbon cables which are arranged in the winding gap in such a way that they are wound in opposite directions with a first section of their length on the outer surface of the stator part 6 and with a second section of their length on the inner surface of the rotor part 5, so that a U-shaped turning section reversing the winding direction is formed between the two sections of the ribbon cables.
  • At least one of the four ribbon cables has at least one electrical conductor track that provides a galvanic connection between two Contacts of the first contact point 1 and the second contact point 2.
  • Other ribbon cables will usually also have one or more conductor tracks for connecting contacts.
  • one or more of the ribbon cables can also be designed as so-called dummy cables, ie without electrical conductor tracks.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Cable Arrangement Between Relatively Moving Parts (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen Kontaktstellen wird erfindungsgemäß ausgeführt indem eine erste Kontaktstelle mit einem ersten Ende eines ersten Kabels elektrisch verbunden ist, und eine zweite Kontaktstelle mit einem ersten Ende eines zweiten Kabels elektrisch verbunden ist, wobei die jeweils zweiten Enden der ersten und zweiten Kabel an einer Kabelverbindungsstelle miteinander elektrisch verbunden sind, wobei das erste Kabel von einer Trommel gegen die Kraft einer Rückstelleinrichtung abwickelbar ist, welche Trommel ein Rotorteil einer Wickelfederanordnung bildet, das koaxial zu einem feststehenden zylindrischen Statorteil derselben um seine Längsachse drehbar angeordnet ist, wobei das zweite Kabel durch zumindest ein Flachbandkabel gebildet ist, das in einem durch die äußere Mantelfläche des Statorteils und die innere Mantelfläche des Rotorteils begrenzten Wickelspalt so angeordnet ist, dass dessen erstes Ende am Statorteil und dessen zweites Ende am Rotorteil befestigt ist.

Description

Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen Kontaktstellen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen Kontaktstellen.
Eingesetzt werden solche Vorrichtungen in Anwendungen, in denen zwei gegeneinander bewegliche Elemente in elektrischer Verbindung miteinander stehen. Dies ist beispielsweise bei den Sitzen eines Kraftfahrzeuges der Fall, die über eine gewisse Strecke in Längsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar sind, gleichwohl aber mit elektrischen Verbrauchern wie Verstellmotoren oder Heizungen ausgestattet sind. Die elektrische Kontaktierung erfolgt dabei zur Zeit in der Regel über unterhalb des Sitzes angeordnete Kabelsätze, die über den Verfahrweg mitgeschleift werden. Denkbar wäre hier zwar auch der Einsatz von Schleifkontaktschienen, was jedoch wegen möglicher Kontaktprobleme etwa durch Verschmutzung oder Beschädigung nicht sinnvoll ist.
Während die erwähnte Kontaktierung über einen mitgeschleiften Kabelsatz für bisher übliche Fahrzeugsitze akzeptabel ist, wird dies für die Zukunft nicht unbedingt mehr der Fall sein. Sitze in zukünftigen Fahrzeugen werden nämlich deutlich erweiterte Bewegungsmöglichkeiten erhalten. Hierzu wird insbesondere eine Längsverstellung gehören, die weit über die Länge des Sitzes selbst hinausgeht und durchaus mehr als einen Meter betragen kann. Das würde bei großen Verfahrwegen zu freiliegenden Kabelsätzen führen, was weder optisch noch aus Sicherheitsgründen akzeptabel ist. Hier besteht von daher ein Bedarf nach einer robusten und optisch ansprechenden elektrischen Kontaktierung sowohl für Leistungs- als auch für Datenanwendungen mit besonders langen Verfahrwegen. Eine solche wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt, wobei eine erste Kontaktstelle mit einem ersten Ende eines ersten Kabels elektrisch verbunden ist, und eine zweite Kontaktstelle mit einem ersten Ende eines zweiten Kabels elektrisch verbunden ist, wobei die jeweils zweiten Enden der ersten und zweiten Kabel an einer Kabelverbindungsstelle miteinander elektrisch verbunden sind, wobei das erste Kabel von einer Trommel gegen die Kraft einer Rückstelleinrichtung abwickelbar ist, welche Trommel ein Rotorteil einer Wickelfederanordnung bildet, das koaxial zu einem feststehenden zylindrischen Statorteil derselben um seine Längsachse drehbar angeordnet ist, wobei das zweite Kabel durch zumindest ein Flachbandkabel gebildet ist, das in einem durch die äußere Mantelfläche des Statorteils und die innere Mantelfläche des Rotorteils begrenzten Wickelspalt so angeordnet ist, dass dessen erstes Ende am Statorteil und dessen zweites Ende am Rotorteil befestigt ist.
Unterschiedliche Anforderungen an elektrische und mechanische Eigenschaften der Vorrichtung können unter anderem durch unterschiedliche Gestaltungen des zweiten Kabels erfüllt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass das zweite Kabel durch mehrere Flachbandkabel gebildet ist, die in dem Wickelspalt vorzugsweise so angeordnet sind, dass sie mit einem ersten Abschnitt ihrer Länge an der äußeren Mantelfläche des Statorteils und mit einem zweiten Abschnitt ihrer Länge an der inneren Mantelfläche Rotorteils anliegend in entgegen gesetzter Richtung gewickelt sind, so dass zwischen den jeweils beiden Abschnitten der Flachbandkabel ein die Wickelrichtung umkehrender U-förmiger Wendeabschnitt gebildet ist.
Dabei kann auch zumindest eines der mehreren Flachbandkabel als Dummy- Kabel ohne elektrische Leiterbahnen ausgeführt sein. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung in einer Seitenansicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei eine erste Kontaktstelle 1 , die in der gezeigten Ausführung entlang einer durch die Pfeile angedeuteten Richtung linear beweglich ist. Diese erste Kontaktstelle 1 ist mit einem ersten Ende 3‘ eines ersten Kabels 3 elektrisch verbunden und vorzugsweise als Steckverbinder ausgeführt, an dem in diesem Falle ein Gegensteckverbinder, der Teil z.B. eines Sitzkabelbaums ist, angeschlossen wird.
Eine zweite Kontaktstelle 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit einem ersten Ende 4‘ eines zweiten Kabels 4 elektrisch verbunden. Diese Kontaktstelle 2 ist hier ortsfest angeordnet und ebenfalls vorzugsweise als Steckverbinder ausgeführt, an dem ein passender Gegensteckverbinder, der etwa Teil eines Fahrzeugkabelbaums ist, angeschlossen werden kann.
Selbstverständlich ist es abweichend von der hier dargestellten Ausführung auch möglich, dass die erste Kontaktstelle 1 ortsfest und zweite Kontaktstelle 2 gegenüber dieser beweglich ausgeführt ist.
Die jeweils zweiten Enden 3“, 4“ der ersten und zweiten Kabel 3, 4 sind an einer Kabelverbindungsstelle 7 miteinander elektrisch verbunden, so dass insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden relativ zueinander linear beweglichen Kontaktstellen hergestellt ist.
Um die lineare Beweglichkeit der ersten Kontaktstelle 1 zu ermöglichen, ist das erste Kabel 3 von einer Trommel gegen die Kraft einer Rückstelleinrichtung abwickelbar. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Rückstelleinrichtung kann beispielsweise als eine Feder nach Art einer Uhrfeder ausgeführt sein, die bei vollständig aufgewickeltem Kabel 3 in ihrer entspannten Lage ist. Ein Abwickeln des Kabels 3 spannt die Feder, die beim Fortfall der abwickelnden Kraft das Kabel 3 wieder auf die Trommel wickelt. Eine alternative Ausführung der Rückstelleinrichtung könnte aber auch durch eine getriebliche Ankopplung an die relative Bewegung der zwei gegeneinander beweglichen Elemente realisiert sein, die durch die Vorrichtung in elektrischer Verbindung miteinander stehen. Die Trommel bildet dabei ein Rotorteil 5 einer Wickelfederanordnung, und ist als solches koaxial zu einem feststehenden zylindrischen Statorteil 6 dieser Wickelfederanordnung um seine Längsachse drehbar angeordnet. Das zweite Kabel 4 ist durch zumindest ein Flachbandkabel gebildet, das in einem durch die äußere Mantelfläche des Statorteils 6 und die innere Mantelfläche des Rotorteils 5 begrenzten Wickelspalt angeordnet ist. Das erste Ende 4‘ dieses zweiten Kabels 4, das ja elektrisch mit der in diesem Falle ortsfesten zweiten Kontaktstelle 2 verbunden ist, ist folglich an dem Statorteil 6 der Wickelfederanordnung befestigt. Das zweite Ende 4“ des zweiten Kabels 4 ist am Rotorteil 5 der Wickelfederanordnung befestigt und dort an der Kabelverbindungsstelle 7 mit dem zweiten Ende 3“ des ersten Kabels 3 elektrisch verbunden.
In der dargestellten Ausführungsform ist das zweite Kabel 4 durch vier einzelne Flachbandkabel gebildet, die in dem Wickelspalt so angeordnet sind, dass sie mit einem ersten Abschnitt ihrer Länge an der äußeren Mantelfläche des Statorteils 6 und mit einem zweiten Abschnitt ihrer Länge an der inneren Mantelfläche Rotorteils 5 anliegend in entgegen gesetzter Richtung gewickelt sind, so dass zwischen den jeweils beiden Abschnitten der Flachbandkabel jeweils ein die Wickelrichtung umkehrender U-förmiger Wendeabschnitt gebildet ist.
Zumindest eines der vier Flachbandkabel weist dabei zumindest eine elektrische Leiterbahn auf, die eine galvanische Verbindung zwischen zwei Kontakten der jeweils ersten Kontaktstelle 1 und der zweiten Kontaktstelle 2 bildet. In der Regel werden jedoch hier mehrere parallele Leiterbahnen vorhanden sein, die jeweils zwei Kontakte miteinander verbinden. In der Regel werden auch weitere der vorhandenen Flachbandkabel eine oder mehrere Leiterbahnen zur Verbindung von Kontakten aufweisen. Falls allerdings nur eine geringere Anzahl an Leiterbahnen erforderlich ist, können eines oder mehrere der Flachbandkabel auch als sogenannte Dummy-Kabel, d.h. ohne elektrische Leiterbahnen ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei relativ zueinander linear beweglichen Kontaktstellen (1 , 2), wobei eine erste Kontaktstelle (1 ) mit einem ersten Ende (3‘) eines ersten Kabels (3) elektrisch verbunden ist, und eine zweite Kontaktstelle (2) mit einem ersten Ende (4‘) eines zweiten Kabels (4) elektrisch verbunden ist, wobei die jeweils zweiten Enden (3“, 4“) der ersten und zweiten Kabel (3, 4) an einer Kabelverbindungsstelle (7) miteinander elektrisch verbunden sind, wobei das erste Kabel (3) von einer Trommel gegen die Kraft einer Rückstelleinrichtung abwickelbar ist, welche Trommel ein Rotorteil (5) einer Wickelfederanordnung bildet, das koaxial zu einem feststehenden zylindrischen Statorteil (6) derselben um seine Längsachse drehbar angeordnet ist, und wobei das zweite Kabel (4) durch zumindest ein Flachbandkabel gebildet ist, das in einem durch die äußere Mantelfläche des Statorteils (6) und die innere Mantelfläche des Rotorteils (5) begrenzten Wickelspalt so angeordnet ist, dass dessen erstes Ende (4‘) am Statorteil (6) und dessen zweites Ende (4“) am Rotorteil (5) befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das zweite Kabel (4) durch mehrere Flachbandkabel gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die das zweite Kabel (4) bildenden Flachbandkabel in dem Wickelspalt so angeordnet sind, dass sie mit einem ersten Abschnitt ihrer Länge an der äußeren Mantelfläche des Statorteils (6) und mit einem zweiten Abschnitt ihrer Länge an der inneren Mantelfläche Rotorteils (5) anliegend in entgegen gesetzter Richtung gewickelt sind, so dass zwischen den jeweils beiden Abschnitten der Flachbandkabel ein die Wickelrichtung umkehrender U-förmiger Wendeabschnitt gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei zumindest eines der mehreren Flachbandkabel als Dummy-Kabel ohne elektrische Leiterbahnen ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rückstelleinrichtung als eine Feder nach Art einer Uhrfeder ausgeführt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rückstelleinrichtung durch eine getriebliche Ankopplung an die relative Bewegung zweier gegeneinander beweglicher Elemente realisiert ist, die durch die Vorrichtung elektrisch miteinander verbunden sind.
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