WO2011131630A1 - Device for arranging on the steering column of a motor vehicle - Google Patents

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WO2011131630A1
WO2011131630A1 PCT/EP2011/056155 EP2011056155W WO2011131630A1 WO 2011131630 A1 WO2011131630 A1 WO 2011131630A1 EP 2011056155 W EP2011056155 W EP 2011056155W WO 2011131630 A1 WO2011131630 A1 WO 2011131630A1
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WO
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contour
torque sensor
steering wheel
steering
pin
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Application number
PCT/EP2011/056155
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Inventor
Thorsten Hoog
Christian Schirp
Stefan Schröder
Original Assignee
Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg filed Critical Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg
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    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/10—Hubs; Connecting hubs to steering columns, e.g. adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
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    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
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    • B60Q1/1461—Multifunction switches for dimming headlights and controlling additional devices, e.g. for controlling direction indicating lights
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
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    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers

Definitions

  • the invention relates to a device for mounting on the steering column of a motor vehicle, comprising at least one coil spring cassette, and a disk-shaped torque sensor, with an outer ring and an inner ring, which are rotatable relative to each other.
  • Torque sensors are used in motor vehicles to detect the torque applied to the steering wheel, whose value is approximately as
  • the torque sensor When applying a torque, the torque sensor allows a rotational angle offset between the steering shaft and the steering wheel, which is detected by transducers and evaluated for torque detection.
  • it is provided to connect the inner ring with the steering shaft and the outer ring over
  • Torque sensor has a contour pin which is formed to match a contour sleeve on the steering wheel, that the torque sensor has a contour sleeve which is formed to match a contour pin on the steering shaft, and that the coil spring cassette between the steering wheel and the torque sensor is arranged.
  • the torque sensor forms by means of a contour sleeve and a
  • Torque sensor can be used together with almost any steering wheel, as long as the shape of the contour pin and the contour sleeve of the torque sensor with the corresponding counterparts on the steering wheel and the steering shaft fit together. This requirement can be met without special effort, since the number of commonly used forms this Connecting means, which are designed either as multi-toothed or hexagonal contours, is low.
  • the proposed embodiment of the torque sensor provides a clearance between the steering wheel and the torque sensor, as
  • Winding spring cassette is advantageously arranged directly on the steering wheel.
  • Wickelfederkassette along or through the mounting space of the
  • the arrangement of all functional components forms a stapeiförmige structure in which the functional components are interconnected via their housing or common housing parts and secured to the jacket tube of the steering column.
  • FIG. 1 shows, in a schematically simplified cross-sectional view, the structure of a device for arrangement
  • a central functional component is a disc-shaped
  • Torque sensor 3 its basic structure in Figures 2 and 3 outlined.
  • the rotatable housing part of a coil spring cassette is shown in the figure 4 as a single part.
  • the torque sensor 3 which can be seen in FIG. 1 has an outer ring 4 and an inner ring 5, which are connected to one another in particular via bending spokes 13 to form a disc-shaped arrangement.
  • the function of the torque sensor 3 is based on the fact that it is installed in the connecting strand between the steering wheel 8 of the motor vehicle and the steering column 19 belonging to the steering column 1, and upon rotation of the
  • the rotational movement of the bending spokes 13 from the inner ring 5 is transmitted to the outer ring 4.
  • the resulting deformation of the bending spokes 13 is detected by at least one electronic sensor, wherein the sensor output signal is a measure of the torque acting on the steering wheel 8.
  • the torque sensor 3 has two connecting elements 16, 15, which form a contour pin 6 and a contour sleeve 7, which compatible with the contour sleeve 9 on the steering wheel 8 and the contour pin 10 on the
  • Steering spindle 19 are executed.
  • the contour pin 6 and the contour sleeve 7 on the torque sensor 3 are aligned with each other and together form a connecting portion 21 between the steering shaft 19 and the steering wheel 8.
  • By the connecting portion 21 is achieved that almost every steering wheel 8 is connected to a suitably shaped contour sleeve 9 with the torque sensor 3 without further adjustments.
  • the resulting in the cultivation of the torque sensor 3 through the connecting portion 21 extension of the steering shaft 19 is in the
  • the coil spring cassette 2 can, connected directly to the steering wheel 8, be connected to the electric steering wheel components in a particularly simple manner.
  • the coil spring cassette 2 consists of at least two mutually rotatable housing parts, one of which as a fixed
  • Housing part 22 and one designed as a rotatable housing part 23.
  • the rotatable housing part 23 is entrained with the movement of the steering wheel 8.
  • Within the coil spring cassette 2 is at least one
  • Ribbon cable 34 is arranged, which produces an electrical connection between electrical connections to the mutually rotatable housing parts 22, 23.
  • a transmitter 32 belonging to the torque sensor 3 can be electrically connected to the ribbon cable 34 via a contacting unit 33 in the rotatable housing part 23.
  • the housing part 23 consists essentially of an integrally molded plastic housing body 38.
  • the contacting unit 33 consists of a plurality of parallel aligned contact pins, which are angled several times in a central portion and fixed by an encapsulation 39. Beyond the encapsulation 39, the contact pins form an upper
  • the contact pins of the upper contact pin row 36 are electrically connected to the conductors of the ribbon cable 34, which extends along the circumference of the housing body 38. Both the contact pins of the lower
  • Contact pin row 36 as well as the upper row of contact pins 35 extend parallel to the axis of rotation of the rotatable housing part 23 beyond the housing body 38 and are connectable with their end portions respectively to connectors 37.
  • Connector 37 is rotatably connected to the torque sensor 3, the connector 37, as well as the rotatable housing part 23 is entrained in a rotation of the steering wheel 8. Similarly, the upper contact pin strip 35 contacts a, not recognizable as an individual part connector on the steering wheel 8.
  • Winding spring cassette 2 a housing portion 30 integrally formed, which includes the torque sensor 3 partially.
  • the housing 31 at least one further functional component 1 1, 12 can be attached.
  • Steering column switch module 1 1 for receiving at least one actuated by a steering column switch 24 switch unit and secondly a
  • Rotation angle sensor 12 for detecting the steering wheel rotation angle.
  • the housing and housing sections 22, 23, 30, 31 belonging to the functional components 2, 3, 11, 12 can be connected to one another via integrally formed detent means, which are not described here in detail, and can thus be preassembled to form an apparatus attachable to the steering column 1.
  • integrally formed detent means which are not described here in detail, and can thus be preassembled to form an apparatus attachable to the steering column 1.
  • Function components 2, 3, 1 1, 12 are added as a preassembled unit in one step to the steering column 1, for example, by at least one of the interconnected housing or
  • Housing sections 22, 23, 30, 31 is bolted directly to the jacket tube 25 of the steering column 1 or with a pre-assembled on the jacket tube 25 module carrier 26.
  • the screwing takes place through a bore 29 in the second connecting element 16, which is shown in FIG.
  • an unillustrated internal thread is formed, into which a second screw 28 can be screwed, by which the steering wheel 8, after attaching to the contour pin 6 on the second connecting element 16 is fixable.
  • Figures 2 and 3 illustrate in two sectional views of the structure of the torque sensor 3 of the device. Recognizable is a first
  • Connecting element 15 which forms a contour sleeve 7, which is intended to receive the contour pin 10 at the end portion of the steering spindle 19 shown in FIG.
  • a second connecting element 16 with a contour pin 6 is arranged on the inner ring 5.
  • the contour pin 6 is suitable for a multi-tooth sleeve used on many steering wheels designed here as a multi-tooth pin.
  • a steering wheel 8 the contour sleeve 9 is normally placed directly on the contour pin 10 of the steering shaft 19, are now connected via the acting as an adapter torque sensor 3 with the steering shaft 19.
  • a first screw 27 is arranged captive, by means of which the torque sensor 3 with the steering shaft 19 can be screwed.
  • a connecting flange 17 Integrally formed with the contour sleeve 7 is a connecting flange 17, which is mechanically connected via a plurality of Anschraublaschen 20, which are formed in the outer ring 4, with the outer ring 4.
  • the Anschraublaschen 20 are designed as bent end portions of the bending spokes 13, radially in the

Abstract

The invention relates to a device for arranging on the steering column of a motor vehicle, comprising at least one coil spring cartridge and a disk-shaped rotational speed sensor, having an outer ring and an inner ring which can be rotated counter to each other, said rotational speed sensor comprises a contour pin that is designed to fit a contour sleeve on the steering wheel, the rotational speed sensor comprises a contour sleeve that is designed to fit the contour pin on the steering spindle, and the coil spring cartridge is disposed between the steering wheel and the rotational speed sensor.

Description

Vorrichtung zur Anordnung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs  Device for mounting on the steering column of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anordnung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest eine Wickelfederkassette, sowie einen scheibenförmigen Drehmomentsensor, mit einem Außenring und einen Innenring, die gegeneinander verdrehbar sind. The invention relates to a device for mounting on the steering column of a motor vehicle, comprising at least one coil spring cassette, and a disk-shaped torque sensor, with an outer ring and an inner ring, which are rotatable relative to each other.
Drehmomentsensoren werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um das auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment zu erfassen, dessen Wert etwa als Torque sensors are used in motor vehicles to detect the torque applied to the steering wheel, whose value is approximately as
Eingangsgröße für elektrische Lenkkraftunterstützungssysteme benötigt wird. Scheibenförmige Drehmomentsensoren mit einem Außenring und einen Innenring, die gegeneinander verdrehbar sind, sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 101 44 143 A1 und DE 101 44 054 A1 bekannt Input for electric power steering systems is needed. Disc-shaped torque sensors with an outer ring and an inner ring, which are rotatable against each other, are known, for example, from German published patent applications DE 101 44 143 A1 and DE 101 44 054 A1
Beim Anlegen eines Drehmoments ermöglicht der Drehmomentsensor einen Drehwinkelversatz zwischen der Lenkspindel und dem Lenkrad, der durch Meßwertaufnehmer erfasst und zur Drehmomenterfassung ausgewertet wird. Bei den vorgenannten Drehmomentsensoren ist es vorgesehen, den Innenring mit der Lenkspindel zu verbinden und den Außenring über When applying a torque, the torque sensor allows a rotational angle offset between the steering shaft and the steering wheel, which is detected by transducers and evaluated for torque detection. In the aforementioned torque sensors, it is provided to connect the inner ring with the steering shaft and the outer ring over
Schraubverbindungen am Lenkrad anzuordnen. Letzteres erfordert, dass die Gestaltung und die Anordnung der Befestigungselemente am Lenkrad und am Drehmomentsensor aneinander angepasst sind. Da diese Anordnungen nicht normiert sind, ist also entweder der Aufbau des Drehmomentsensors an das zu verwendende Lenkrad oder aber die Ausgestaltung des Lenkrads an den zu verwendenden Drehmomentsensor anzupassen. Beide Möglichkeiten führen zu einem erheblichen Kostenaufwand. Erschwerend kommt hinzu, dass jede Ausführung eines Lenkrads zugelassen werden muss und dazu aufwändige Sicherheitsprüfungen vorgeschrieben sind. Bei einer Abänderung der Lenkradform müssen diese Prüfungen jeweils erneut durchgeführt werden. Da diese Prüfungen kostenaufwändig sind, ist die Auswahl der mit einem Drehmomentsensor verwendbaren Lenkradtypen üblicherweise sehr begrenzt. Es stellte sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Anordnung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, die zumindest eine Wickelfederkassette und einen scheibenförmigen Drehmomentsensor aufweist, so auszugestalten, dass sie einfach und kostengünstig montierbar und bedarfsweise leicht demontierbar ist, einen kompakten Aufbau aufweist, und mit verschiedenartigen Lenkrädern verwendet werden kann. To arrange screw connections on the steering wheel. The latter requires that the design and arrangement of the fasteners on the steering wheel and the torque sensor are matched to each other. Since these arrangements are not normalized, so either the structure of the torque sensor to be used to the steering wheel or the design of the steering wheel to be adapted to the torque sensor to be used. Both options lead to a considerable cost. To make matters worse, that each version of a steering wheel must be approved and this costly safety checks are required. For a change the steering wheel shape, these tests must be repeated each time. Since these tests are costly, the selection of the types of steering wheel usable with a torque sensor is usually very limited. It set itself the task of a device for mounting on the steering column of a motor vehicle, which has at least one coil spring cassette and a disc-shaped torque sensor to design so that it is easy and inexpensive to install and, if necessary, easily disassembled, has a compact design, and with various types of steering wheels can be used.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der This object is achieved in that the
Drehmomentsensor einen Konturzapfen aufweist, der passend zu einer Konturhülse am Lenkrad ausgebildet ist, dass der Drehmomentsensor eine Konturhülse aufweist, der passend zu einem Konturzapfen an der Lenkspindel ausgebildet ist, und dass die Wickelfederkassette zwischen dem Lenkrad und dem Drehmomentsensor angeordnet ist. Torque sensor has a contour pin which is formed to match a contour sleeve on the steering wheel, that the torque sensor has a contour sleeve which is formed to match a contour pin on the steering shaft, and that the coil spring cassette between the steering wheel and the torque sensor is arranged.
Der Drehmomentsensor bildet mittels einer Konturhülse und eines The torque sensor forms by means of a contour sleeve and a
Konturzapfens eine Art Adapter aus, welcher zwischen der Lenkspindel und dem Lenkrad eingefügt wird. Dadurch kann auf eine direkte mechanische Befestigung des Drehmomentsensors am Lenkradskelett verzichtet werden, wodurch der Drehmomentsensor und das Lenkrad keine genau aneinander angepasste Formgebungen aufweisen müssen. Hierdurch wird der Conturzapfens a kind of adapter, which is inserted between the steering shaft and the steering wheel. This makes it possible to dispense with a direct mechanical attachment of the torque sensor on the steering wheel skeleton, whereby the torque sensor and the steering wheel must not have exactly matched shapes. This will be the
Drehmomentsensor zusammen mit fast jedem Lenkrad verwendbar, solange die Form des Konturzapfens und der Konturhülse des Drehmomentsensors mit den entsprechenden Gegenstücken am Lenkrad und an der Lenkspindel zusammenpassen. Diese Erfordernis ist ohne besonderen Aufwand zu erfüllen, da die Anzahl der üblicherweise verwendeten Formen dieser Verbindungsmittel, die entweder als Vielzahn- oder als Sechskantkonturen ausgeführt sind, gering ist. Torque sensor can be used together with almost any steering wheel, as long as the shape of the contour pin and the contour sleeve of the torque sensor with the corresponding counterparts on the steering wheel and the steering shaft fit together. This requirement can be met without special effort, since the number of commonly used forms this Connecting means, which are designed either as multi-toothed or hexagonal contours, is low.
Die vorgeschlagene Ausführung des Drehmomentsensors schafft einen Freiraum zwischen dem Lenkrad und dem Drehmomentsensor, der als The proposed embodiment of the torque sensor provides a clearance between the steering wheel and the torque sensor, as
Anbauort für eine Wickelfederkassette genutzt wird, so dass die Place of attachment for a coil spring cassette is used, so that the
Wickelfederkassette vorteilhaft unmittelbar am Lenkrad angeordnet ist. Winding spring cassette is advantageously arranged directly on the steering wheel.
Hierdurch ist es nicht mehr erforderlich, die elektrischen Verbindungen zwischen Lenkrad und dem drehbeweglichen Gehäuseteil der As a result, it is no longer necessary, the electrical connections between the steering wheel and the rotatable housing part of the
Wickelfederkassette entlang oder durch den Anbauraum des Wickelfederkassette along or through the mounting space of the
Drehmomentsensors zu führen. To guide torque sensors.
Vorteilhaft ist es, das Gehäuse der Wickelfederkassette so auszubilden, dass es den Drehmomentsensor zumindest teilweise umschließt. It is advantageous to design the housing of the coil spring cassette such that it at least partially surrounds the torque sensor.
Vorteilhafterweise sind unterhalb des Drehmomentsensors weitere Advantageously, below the torque sensor are more
Funktionskomponenten anfügbar, vorzugsweise zumindest ein Functional components appendable, preferably at least one
Lenkstockschaltermodul und ein Drehwinkelsensor zur Erfassung der Steering column switch module and a rotation angle sensor for detecting the
Lenkradstellung. Die Anordnung sämtlicher Funktionskomponenten bildet einen stapeiförmigen Aufbau aus, bei dem die Funktionskomponenten über ihre Gehäuse oder über gemeinsame Gehäuseteile miteinander verbunden und am Mantelrohr der Lenksäule befestigt sind. Steering wheel position. The arrangement of all functional components forms a stapeiförmige structure in which the functional components are interconnected via their housing or common housing parts and secured to the jacket tube of the steering column.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die Figur 1 zeigt in einer schematisch vereinfachten Querschnittsansicht den Aufbau einer Vorrichtung zur Anordnung Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the following explanation of an embodiment with reference to the drawing. FIG. 1 shows, in a schematically simplified cross-sectional view, the structure of a device for arrangement
verschiedener Funktionskomponenten an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs. Eine zentrale Funktionskomponente ist ein scheibenförmiger various functional components on the steering column of a motor vehicle. A central functional component is a disc-shaped
Drehmomentsensor 3, dessen grundsätzlicher Aufbau in den Figuren 2 und 3 skizziert ist. Das drehbewegliche Gehäuseteil einer Wickelfederkassette ist in der Figur 4 als Einzelteil dargestellt. Torque sensor 3, its basic structure in Figures 2 and 3 outlined. The rotatable housing part of a coil spring cassette is shown in the figure 4 as a single part.
Der in der Figur 1 erkennbare Drehmomentsensor 3 weist einen Außenring 4 und eine Innenring 5 auf, die insbesondere über Biegespeichen 13 zu einer scheibenförmigen Anordnung miteinander verbunden sind. Die Funktion des Drehmomentsensors 3 beruht darauf, dass dieser in den Verbindungsstrang zwischen dem Lenkrad 8 des Kraftfahrzeugs und der zur Lenksäule 1 gehörenden Lenkspindel 19 eingebaut ist, und bei einer Drehung des The torque sensor 3 which can be seen in FIG. 1 has an outer ring 4 and an inner ring 5, which are connected to one another in particular via bending spokes 13 to form a disc-shaped arrangement. The function of the torque sensor 3 is based on the fact that it is installed in the connecting strand between the steering wheel 8 of the motor vehicle and the steering column 19 belonging to the steering column 1, and upon rotation of the
Lenkrads 8 die Drehbewegung über die Biegespeichen 13 vom Innenring 5 auf den Außenring 4 übertragen wird. Die dadurch bewirkte Verformung der Biegespeichen 13 wird durch mindestens einen elektronischen Sensor erfasst, wobei das Sensorausgangssignal ein Maß für das am Lenkrad 8 wirkende Drehmoment darstellt. Steering wheel 8, the rotational movement of the bending spokes 13 from the inner ring 5 is transmitted to the outer ring 4. The resulting deformation of the bending spokes 13 is detected by at least one electronic sensor, wherein the sensor output signal is a measure of the torque acting on the steering wheel 8.
Der Drehmomentsensor 3 weist zwei Verbindungselemente 16, 15 auf, die einen Konturzapfen 6 und eine Konturhülse 7 ausbilden, welche kompatibel zu der Konturhülse 9 am Lenkrad 8 und dem Konturzapfen 10 an der The torque sensor 3 has two connecting elements 16, 15, which form a contour pin 6 and a contour sleeve 7, which compatible with the contour sleeve 9 on the steering wheel 8 and the contour pin 10 on the
Lenkspindel 19 ausgeführt sind. Die Konturzapfen 6 und die Konturhülse 7 am Drehmomentsensor 3 sind zueinander fluchtend ausgerichtet und bilden zusammen einen Verbindungsabschnitt 21 zwischen der Lenkspindel 19 und dem Lenkrad 8 aus. Durch den Verbindungsabschnitt 21 wird erreicht, dass nahezu jedes Lenkrad 8 mit einer passend geformten Konturhülse 9 mit dem Drehmomentsensor 3 ohne weitere Anpassungen verbindbar ist. Die sich beim Anbau des Drehmomentsensors 3 durch den Verbindungsabschnitt 21 ergebende Verlängerung der Lenkspindel 19 ist bei der Steering spindle 19 are executed. The contour pin 6 and the contour sleeve 7 on the torque sensor 3 are aligned with each other and together form a connecting portion 21 between the steering shaft 19 and the steering wheel 8. By the connecting portion 21 is achieved that almost every steering wheel 8 is connected to a suitably shaped contour sleeve 9 with the torque sensor 3 without further adjustments. The resulting in the cultivation of the torque sensor 3 through the connecting portion 21 extension of the steering shaft 19 is in the
Längendimensionierung der Lenkspindel 19 vorab berücksichtigt. Gängige Konturhülsen an Lenkrädern und Konturzapfen an Lenkspindeln weisen Vielzahn- und Sechskantkonturen auf. Der sich durch den Verbindungsabschnitt 21 ergebende Freiraum zwischen dem Drehmomentsensor 3 und dem Lenkrad 8 wird genutzt, um eine Longitudinal dimensioning of the steering shaft 19 considered in advance. Common contour sleeves on steering wheels and contour pins on steering spindles have multiple-tooth and hexagon contours. The resulting by the connecting portion 21 space between the torque sensor 3 and the steering wheel 8 is used to a
Wickelfederkassette 2 in unmittelbarer Nähe des Lenkrads 8 anzuordnen. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Wickelfederkassette 2 einen Winding cassette 2 in the immediate vicinity of the steering wheel 8 to order. This is particularly advantageous because the coil spring cassette 2 a
Drehverbinder für den elektrischen Anschluss von elektrischen Komponenten, die am Lenkrad 8 angebracht sind, insbesondere Lenkradairbags, darstellt. Die Wickelfederkassette 2 kann, unmittelbar am Lenkrad 8 angeordnet, auf besonders einfache Weise mit den elektrischen Lenkradkomponenten verbunden werden. Die Wickelfederkassette 2 besteht aus zumindest zwei gegeneinander drehbeweglichen Gehäuseteilen, von denen eines als feststehendes Rotary connector for the electrical connection of electrical components which are mounted on the steering wheel 8, in particular steering wheel airbags represents. The coil spring cassette 2 can, connected directly to the steering wheel 8, be connected to the electric steering wheel components in a particularly simple manner. The coil spring cassette 2 consists of at least two mutually rotatable housing parts, one of which as a fixed
Gehäuseteil 22 und eines als drehbewegliches Gehäuseteil 23 ausgebildet ist. Das drehbewegliche Gehäuseteil 23 wird mit der Bewegung des Lenkrads 8 mitgeführt. Innerhalb der Wickelfederkassette 2 ist wenigstens ein Housing part 22 and one designed as a rotatable housing part 23. The rotatable housing part 23 is entrained with the movement of the steering wheel 8. Within the coil spring cassette 2 is at least one
Flachbandkabel 34 angeordnet, welches eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Anschlüssen an den gegeneinander drehbeweglichen Gehäuseteilen 22, 23 herstellt. Über die Wickelfederkassette 2 kann zudem eine zum Drehmomentsensor 3 gehörende Auswerteelektronik 32 über eine Kontaktierungseinheit 33 in dem drehbeweglichen Gehäuseteil 23 elektrisch mit dem Flachbandkabel 34 verbunden werden. Ribbon cable 34 is arranged, which produces an electrical connection between electrical connections to the mutually rotatable housing parts 22, 23. In addition, via the coil spring cassette 2, a transmitter 32 belonging to the torque sensor 3 can be electrically connected to the ribbon cable 34 via a contacting unit 33 in the rotatable housing part 23.
Die Figur 4 zeigt das drehbewegliche Gehäuseteil 23 mit der 4 shows the rotatable housing part 23 with the
Kontaktierungseinheit 33 in einer Einzeldarstellung. Das Gehäuseteil 23 besteht im wesentlichen aus einem einstückig aus Kunststoff geformten Gehäusekörper 38. Die Kontaktierungseinheit 33 besteht aus mehreren parallel zueinander ausgerichteten Kontaktstiften, die in einem mittleren Abschnitt mehrfach abgewinkelt und durch eine Umspritzung 39 fixiert sind. Jenseits der Umspritzung 39 bilden die Kontaktstifte eine obere Contacting unit 33 in a single representation. The housing part 23 consists essentially of an integrally molded plastic housing body 38. The contacting unit 33 consists of a plurality of parallel aligned contact pins, which are angled several times in a central portion and fixed by an encapsulation 39. Beyond the encapsulation 39, the contact pins form an upper
Kontaktstiftreihe 35 und eine untere Kontaktstiftreihe 36 aus. Die Kontaktstifte der obere Kontaktstiftreihe 36 sind elektrisch mit den Leitern des Flachbandkabels 34 verbunden, welches sich entlang des Umfangs des Gehäusekörpers 38 erstreckt. Sowohl die Kontaktstifte der unteren Contact pin row 35 and a lower pin row 36 from. The contact pins of the upper contact pin row 36 are electrically connected to the conductors of the ribbon cable 34, which extends along the circumference of the housing body 38. Both the contact pins of the lower
Kontaktstiftreihe 36 als auch die obere Kontaktstiftreihe 35 erstrecken sich parallel zur Drehachse des drehbeweglichen Gehäuseteils 23 über den Gehäusekörper 38 hinaus und sind mit ihren Endabschnitten jeweils an Steckverbinder 37 anfügbar. Contact pin row 36 as well as the upper row of contact pins 35 extend parallel to the axis of rotation of the rotatable housing part 23 beyond the housing body 38 and are connectable with their end portions respectively to connectors 37.
Bei der Montage der Vorrichtung kontaktiert so die untere Kontaktstiftreihe 36 einen zur Auswerteelektronik 32 gehörenden Steckverbinder 37. Da derWhen mounting the device contacted so the lower row of pins 36 a transmitter 32 belonging to the connector 37. Since the
Steckverbinder 37 drehfest mit dem Drehmomentsensor 3 verbunden ist, wird der Steckverbinder 37, genau wie das drehbewegliche Gehäuseteil 23 bei einer Drehung des Lenkrads 8 mitgeführt. Analog dazu kontaktiert die obere Kontaktstiftleiste 35 einen, hier nicht als Einzelteil erkennbaren Steckverbinder am Lenkrad 8. Die elektrischen Connector 37 is rotatably connected to the torque sensor 3, the connector 37, as well as the rotatable housing part 23 is entrained in a rotation of the steering wheel 8. Similarly, the upper contact pin strip 35 contacts a, not recognizable as an individual part connector on the steering wheel 8. The electrical
Verbindungen zwischen dem Lenkrad 8, der Wickelfederkassette 2 und dem Drehmomentsensor 3 werden somit automatisch bei der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt. Connections between the steering wheel 8, the coil spring cassette 2 and the torque sensor 3 are thus automatically produced during assembly of the device according to the invention.
Vorteilhafterweise ist an das feststehende Gehäuseteil 22 der Advantageously, the fixed housing part 22 of the
Wickelfederkassette 2 ein Gehäuseabschnitt 30 einstückig angeformt, der den Drehmomentsensor 3 teilweise umfasst. An diesen Gehäuseabschnitt 30 ist das Gehäuse 31 wenigstens einer weiteren Funktionskomponente 1 1 , 12 anfügbar. Durch den Gehäuseabschnitt 30 und eine Fläche des daran angefügten Gehäuses 31 ist der, nur an den Verbindungselementen 15, 16 gelagerte Drehmomentsensor 3 vollständig eingekapselt und gegen Winding spring cassette 2, a housing portion 30 integrally formed, which includes the torque sensor 3 partially. At this housing portion 30, the housing 31 at least one further functional component 1 1, 12 can be attached. By the housing portion 30 and a surface of the housing 31 attached thereto, the, mounted only on the connecting elements 15, 16 torque sensor 3 is completely encapsulated and against
Umwelteinflüsse geschützt. Die weiteren Funktionskomponenten sind hier beispielhaft erstens ein Protected against environmental influences. The other functional components are exemplary here, firstly
Lenkstockschaltermodul 1 1 zur Aufnahme wenigstens einer durch einen Lenkstockschalter 24 betätigten Schaltereinheit sowie zweitens ein Steering column switch module 1 1 for receiving at least one actuated by a steering column switch 24 switch unit and secondly a
Drehwinkelsensor 12 zur Erfassung des Lenkraddrehwinkels. Rotation angle sensor 12 for detecting the steering wheel rotation angle.
Selbstverständlich sind unterhalb des Drehmomentsensors 3 alternativ auch Funktionskomponenten mit anderen Funktionen oder auch weitere zusätzliche Funktionskomponenten anfügbar. Of course, below the torque sensor 3, it is also possible to attach functional components with other functions or other additional functional components.
Die zu den Funktionskomponenten 2, 3, 1 1 , 12 gehörenden Gehäuse und Gehäuseabschnitte 22, 23, 30, 31 sind über angeformte, hier nicht näher erläuterte Rastmittel miteinander verbindbar und dadurch zu einer an die Lenksäule 1 anfügbaren Vorrichtung vormontierbar. Die so in einem The housing and housing sections 22, 23, 30, 31 belonging to the functional components 2, 3, 11, 12 can be connected to one another via integrally formed detent means, which are not described here in detail, and can thus be preassembled to form an apparatus attachable to the steering column 1. The one in one
gestapelten Aufbau miteinander verbundenen gehäusten stacked construction interconnected housings
Funktionskomponenten 2, 3, 1 1 , 12 werden so als vormontierte Einheit in einem Arbeitsschritt an die Lenksäule 1 angefügt, indem beispielsweise wenigstens eines der miteinander verbundenen Gehäuse oder Function components 2, 3, 1 1, 12 are added as a preassembled unit in one step to the steering column 1, for example, by at least one of the interconnected housing or
Gehäuseabschnitte 22, 23, 30, 31 direkt mit dem Mantelrohr 25 der Lenksäule 1 oder mit einem am Mantelrohr 25 vormontierten Modulträger 26 verschraubt wird. Housing sections 22, 23, 30, 31 is bolted directly to the jacket tube 25 of the steering column 1 or with a pre-assembled on the jacket tube 25 module carrier 26.
Der Drehmomentsensor 3, dessen Konturhülse 7 auf den Konturzapfen 10 der Lenkspindel 19 aufgesteckt ist, ist zusätzlich durch eine erste Schraube 27 an der Lenkspindel 19 befestigbar. Das Anschrauben erfolgt durch eine Bohrung 29 im zweiten Verbindungselement 16, die in der Figur 3 dargestellt ist. In diese Bohrung 29 ist ein nicht dargestelltes Innengewinde eingeformt, in das eine zweite Schraube 28 einschraubbar ist, durch die das Lenkrad 8, nach dem Aufstecken auf den Konturzapfen 6 am zweiten Verbindungselement 16 fixierbar ist. Die Figuren 2 und 3 verdeutlichen in zwei Schnittansichten den Aufbau des Drehmomentsensors 3 der Vorrichtung. Erkennbar ist ein erstes The torque sensor 3, whose contour sleeve 7 is attached to the contour pin 10 of the steering shaft 19, is additionally fastened by a first screw 27 to the steering shaft 19. The screwing takes place through a bore 29 in the second connecting element 16, which is shown in FIG. In this bore 29 an unillustrated internal thread is formed, into which a second screw 28 can be screwed, by which the steering wheel 8, after attaching to the contour pin 6 on the second connecting element 16 is fixable. Figures 2 and 3 illustrate in two sectional views of the structure of the torque sensor 3 of the device. Recognizable is a first
Verbindungselement 15, das eine Konturhülse 7 ausbildet, welche dazu vorgesehen ist, den Konturzapfen 10 am Endabschnitt der in der Figur 1 dargestellten Lenkspindel 19 aufzunehmen. Zum ersten Verbindungselement 15 fluchtend ist am Innenring 5 ein zweites Verbindungselement 16 mit einem Konturzapfen 6 angeordnet. Der Konturzapfen 6 ist passend zu einer an vielen Lenkrädern verwendeten Vielzahnhülse hier als Vielzahnzapfen ausgebildet. Hierdurch kann ein Lenkrad 8, dessen Konturhülse 9 normalerweise direkt auf den Konturzapfen 10 der Lenkspindel 19 aufgesetzt ist, nun über das als Adapter wirkende Drehmomentsensor 3 mit der Lenkspindel 19 verbunden werden. Connecting element 15 which forms a contour sleeve 7, which is intended to receive the contour pin 10 at the end portion of the steering spindle 19 shown in FIG. In alignment with the first connecting element 15, a second connecting element 16 with a contour pin 6 is arranged on the inner ring 5. The contour pin 6 is suitable for a multi-tooth sleeve used on many steering wheels designed here as a multi-tooth pin. In this way, a steering wheel 8, the contour sleeve 9 is normally placed directly on the contour pin 10 of the steering shaft 19, are now connected via the acting as an adapter torque sensor 3 with the steering shaft 19.
Zwischen dem ersten Verbindungselement 15 und dem zweiten Between the first connecting element 15 and the second
Verbindungselement 16 ist eine erste Schraube 27 unverlierbar angeordnet, mittels der der Drehmomentsensor 3 mit der Lenkspindel 19 verschraubbar ist. Mit der Konturhülse 7 einstückig ausgeführt ist ein Verbindungsflanschteil 17, das über mehrere Anschraublaschen 20, die in den Außenring 4 eingeformt sind, mit dem Außenring 4 mechanisch verbunden ist. Wie die Figur 2, in der der Drehmomentsensor 3 ohne eine den Außenring 4 bildende Umspritzung dargestellt ist, verdeutlicht, sind die Anschraublaschen 20 als umgebogene Endabschnitte der Biegespeichen 13 ausgeführt, die radial in den Connecting element 16, a first screw 27 is arranged captive, by means of which the torque sensor 3 with the steering shaft 19 can be screwed. Integrally formed with the contour sleeve 7 is a connecting flange 17, which is mechanically connected via a plurality of Anschraublaschen 20, which are formed in the outer ring 4, with the outer ring 4. As the figure 2, in which the torque sensor 3 is shown without the outer ring 4 forming encapsulation, illustrates, the Anschraublaschen 20 are designed as bent end portions of the bending spokes 13, radially in the
Innenbereich des Außenrings 4 hineinragen. Um eine Überlastung der Biegespeichen 13 bei hohen einwirkenden Inner area of the outer ring 4 protrude. To overload the bending spokes 13 at high acting
Drehmomenten zu verhindern, sind mechanisch besonders stabile To prevent torques are mechanically very stable
Anschlagspeichen 14 am Innenring 5 angeformt. Überschreitet die Stop spokes 14 integrally formed on the inner ring 5. Exceeds the
Verdrehung zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 4 einen Rotation between the inner ring 5 and the outer ring 4 a
vorgegebenen Betrag, so übertragen die Anschlagspeichen 14 das given amount, the stop spokes 14 transmit the
Drehmoment unter Umgehung der Biegespeichen 13 direkt auf den Außenring 4. Ebenfalls als Überlastungsschutz für die Biegespeichen 13 dienen Anschlagselemente 18, die am Verbindungsflanschteil 17 angeformt sind. Torque bypassing the bending spokes 13 directly on the outer ring 4. Also serve as overload protection for the bending spokes 13 stop members 18 which are integrally formed on the connecting flange 17.
Bezugszeichen reference numeral
1 Lenksäule 1 steering column
2 Wickelfederkassette (Funktionskomponente)  2 coil spring cassette (functional component)
3 Drehmomentsensor (Funktionskomponente) 3 torque sensor (functional component)
4 Außenring  4 outer ring
5 Innenring  5 inner ring
6 Konturzapfen (am Drehmomentsensor)  6 contour pin (at the torque sensor)
7 Konturhülse (am Drehmomentsensor)  7 contour sleeve (at the torque sensor)
8 Lenkrad 8 steering wheel
9 Konturhülse (am Lenkrad)  9 contour sleeve (on the steering wheel)
10 Konturzapfen (am der Lenkspindel)  10 contour pins (on the steering spindle)
1 1 Lenkstockschaltermodul (weitere Funktionskomponente) 1 1 Steering column switch module (further functional component)
12 Drehwinkelsensor (weitere Funktionskomponente) 13 Biegespeichen 12 Angle of rotation sensor (further functional component) 13 Bending spokes
14 Anschlagspeichen  14 stop spokes
15 erstes Verbindungselement  15 first connecting element
16 zweites Verbindungselement  16 second connecting element
17 Verbindungsflanschteil  17 connecting flange part
18 Anschlagselemente 18 stop elements
19 Lenkspindel  19 steering spindle
20 Anschraublaschen  20 screw-on lugs
21 Verbindungsabschnitt  21 connecting section
22 feststehendes Gehäuseteil  22 fixed housing part
23 drehbewegliches Gehäuseteil 23 rotatable housing part
24 Lenkstock  24 steering column
25 Mantelrohr  25 jacket pipe
26 Modulträger  26 module carrier
27 erste Schraube  27 first screw
28 zweite Schraube Bohrung 28 second screw drilling
Gehäuseabschnitt housing section
Gehäuse casing
Auswerteelektronik evaluation
Kontaktierungseinheitcontacting unit
Flachbandkabel obere Kontaktstiftreihe untere KontaktstiftreiheRibbon cable upper contact pin row lower contact pin row
SteckverbinderConnectors
Gehäusekörperhousing body
Umspritzung encapsulation

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung zur Anordnung an der Lenksäule (1 ) eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest eine Wickelfederkassette (2), sowie einen scheibenförmigen Drehmomentsensor (3), mit einem Außenring (4) und einen Innenring (5), die gegeneinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (3) einen Konturzapfen (6) aufweist, der passend zu einer Konturhülse (9) am Lenkrad (8) ausgebildet ist, dass der Drehmomentsensor (3) eine Konturhülse (7) aufweist, der passend zu einem Konturzapfen (10) an der Lenkspindel (19) ausgebildet ist, und dass die Wickelfederkassette (2) zwischen dem Lenkrad (8) und dem Drehmomentsensor (3) angeordnet ist. 1 . Device for mounting on the steering column (1) of a motor vehicle, comprising at least one coil spring cassette (2), and a disc-shaped torque sensor (3), with an outer ring (4) and an inner ring (5) which are rotatable against each other, characterized in that the torque sensor (3) has a contour pin (6), which is designed to fit a contour sleeve (9) on the steering wheel (8) such that the torque sensor (3) has a contour sleeve (7) which matches a contour pin (10) the steering spindle (19) is formed, and that the coil spring cassette (2) between the steering wheel (8) and the torque sensor (3) is arranged.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the
Vorrichtung wenigstens eine weitere Funktionskomponente (1 1 , 12) aufweist, die auf der vom Lenkrad (8) abgewandten Seite des  Device has at least one further functional component (1 1, 12), on the side remote from the steering wheel (8) of the
Drehmomentsensors (3) angeordnet ist.  Torque sensor (3) is arranged.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Funktionskomponente ein Lenkstockschaltermodul (1 1 ) vorhanden ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that as a further functional component, a steering column switch module (1 1) is present.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Funktionskomponente ein Drehwinkelsensor (12) vorhanden ist. 4. Apparatus according to claim 2, characterized in that as a further functional component, a rotation angle sensor (12) is present.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the
Konturhülsen (7, 9) als Vielzahnhülsen und die Konturzapfen (6, 10) als Vielzahnzapfen ausgeführt sind.  Contour sleeves (7, 9) as a multi-toothed sleeves and the contour pins (6, 10) are designed as multi-toothed pin.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 6. The device according to claim 1, characterized in that the
Konturhülsen (7, 9) als Sechskanthülsen und die Konturzapfen (6, 10) als Sechskantzapfen ausgeführt sind.  Contour sleeves (7, 9) as hexagonal sleeves and the contour pins (6, 10) are designed as a hexagonal pin.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein 7. Apparatus according to claim 1, characterized in that a
Gehäuseabschnitt (30) des feststehenden Gehäuseteils (22) der  Housing portion (30) of the stationary housing part (22) of the
Wickelfederkassette (2) zumindest teilweise den Drehmomentsensor (3) umgibt.  Winding spring cassette (2) at least partially surrounds the torque sensor (3).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das 8. The device according to claim 1, characterized in that the
drehbewegliche Gehäuseteil (23) der Wickelfederkassette (2) eine Kontaktierungseinheit (33) mit Kontaktstiften aufweist, welche elektrische Verbindungen zu Steckerbindern (37) am Lenkrad (8) und am  rotatable housing part (23) of the coil spring cassette (2) has a contacting unit (33) with contact pins, which electrical connections to connectors (37) on the steering wheel (8) and on
Drehmomentsensor (3) herstellt.  Torque sensor (3) manufactures.
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