DE19910131C2 - Einrichtung zur Übertragung elektrischen Stroms - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen zwei zueinander verdrehbaren Bauelementen einer Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge.

Solche Vorrichtungen dienen der Übertragung elektrischen Stroms (insbesondere in Form elektrischer Daten und/oder Leistungsstroms) von der karosseriefest angeordneten Borde­ lektronik eines Kraftfahrzeugs auf das Lenkrad oder umge­ kehrt. Hierdurch können am Lenkrad vorgesehene elektrische oder elektronische Funktionselemente, wie z. B. die Zündung des Gasgenerators einer Airbageinheit oder elektrische Schalter zum Betätigen von Blinkern, Scheibenwischern oder eines Radios, in das Lenkrad integriert und von der Borde­ lektronik her mit Strom versorgt werden.

Eine derartige Einrichtung zur Übertragung elektrischen Stroms ist aus der DE 195 25 928 C2 und der DE 40 27 952 A1 bekannt. Diese umfassen jeweils einen Rotor, der dem Lenk­ rad zugeordnet und gemeinsam mit diesem drehbar ist, sowie einen Stator, der einer bezüglich der Drehbewegung des Lenkrades ortfesten Baugruppe, wie z. B. der Lenksäulenver­ kleidung der Lenkeinrichtung zugeordnet ist. Der Rotor und der Stator sind durch ein als Flachbandkabel ausgebildetes flexiblen elektrischen Leiter miteinander verbunden, über den elektrischer Strom vom Stator zum Rotor und umgekehrt geleitet werden kann. Das Flachbandkabel wird in einer zwischen dem Stator und dem Rotor ausgebildeten Kammer geführt und beim Drehen des Lenkrades je nach Drehrichtung auf ein an dem Rotor vorgesehenes Wickelelement aufgewic­ kelt bzw. von diesem abgewickelt.

Aus der DE 41 11 699 A1 ist eine derartig aufgebaute Über­ tragungsvorrichtung bekannt, wobei der flexible elektrische Leiter zwischen Rotor und Stator als bandähnliche, flexi­ ble, gedruckte Leiterplatte ausgeführt ist. Auf der flexi­ blen Leiterplatte verlaufen zwischen dem stator- und dem rotorseitigen Ende eine Mehrzahl Leiterbahnen.

Aus der DE 31 03 454 A1 sind bandähnliche, flexible und gedruckte Leiterplatten mit darauf angeordneten integrier­ ten Schaltkreisen bekannt. Die integrierten Schaltkreise sind mittels einer Mehrzahl Leiterbahnen kontaktiert. Diese Leiterbahnen sind jedoch auf der Leiterplatte nicht neben­ einander, parallel geführt, sondern verlaufen radial auf die zentral angeordneten integrierten Schaltkreise zu.

Bei den bekannten Übertragungsvorrichtungen für elektri­ schen Strom entsteht ein erheblicher Material- und Platzbe­ darf, wenn eine Vielzahl elektrischer Funktionselemente des Lenkrades über Flachbandleiter oder gedruckte, flexible Leiterplatten mit der Bordelektronik verbunden werden muß. Für eine große Zahl zu übertragender elektrischer Signale muß ein entsprechend breiter flexibler elektrischer Leiter verwendet werden, der ausreichend Platz für die einzelnen nebeneinander angeordneten Leiterbahnen bietet, wodurch die Ausmaße der gesamten Vorrichtung zunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise den Platzbedarf des flexiblen elektrischen Leiters innerhalb der Übertragungsvorrichtung zu verkleinern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen zwei zueinander verdrehbaren Bauelementen einer Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach sind verlaufen die Leiterbahnen in einem längser­ streckten, wicklungsfähigen mittleren Abschnitt der flexi­ blen Leiterplatte in einem definierten Abstand nebeneinan­ der in Längsrichtung und der Abstand zwischen den einzelnen Leiterbahnen nimmt im Bereich des stator- und/oder rotorsei­ tigen Endes der Leiterplatte zu.

Unter einer flexiblen Leiterplatte (FPC) wird hier eine Leiterplatte verstanden, die einen flexiblen Träger auf­ weist, so daß sich diese beim Drehen des Lenkrades auf ein entsprechendes Wickelelement aufwickeln und bei einer entgegengesetzten Drehung wieder abwickeln läßt. Eine solche flexible Leiterplatte umfaßt beispielsweise eine Trägerfolie, auf die eine Metallschicht aufgedruckt ist, wobei die zur Herstellung der gewünschten Schaltung nicht benötigten Teile der Metallschicht durch Ätzen entfernt wurden.

Die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte ermöglicht zum einen eine weitgehende Gestaltungsfreiheit bei der Herstel­ lung der Verbindung zwischen Stator und Rotor, die dadurch besonders platzsparend ausgelegt werden kann.

Auf der flexiblen Leiterplatte verlaufen eine Vielzahl von Leiterbahnen nebeneinander zwischen dem stator- und dem rotorseitigen Ende. Die durch Bedrucken eines flexiblen Trägers mit einer Metallschicht und anschließendes selekti­ ves Ätzen hergestellten Leiterbahnen lassen sich ohne weiteres derart ausbilden, daß der Abstand zwischen den einzelnen Leiterbahnen im Bereich des rotor- und/oder des statorseitigen Endes der Leiterplatte im Vergleich zum mittleren Abschnitt der Leiterplatte zunimmt. Hierdurch kann der mittlere Abschnitt der flexiblen Leiterplatte, der beim Drehen des Lenkrades auf- bzw. abgewickelt wird, besonders schmal ausgeführt sein. An ihren beiden Enden verbreitert sich dann die flexible Leiterplatte, so daß dort die einzelnen Leiterbahnen mit einem größeren Abstand nebeneinander angeordnet sein können und die elektrische Kontaktierung der einzelnen Leiterbahnen entsprechend erleichtert wird.

Die flexible Leiterplatte kann zudem zusätzlich zur Stromübertragung noch weitere Funktionen übernehmen, indem weitere elektrische oder elektronische Bauelemente in die Leiterplatte integriert werden. Dabei wird sowohl die Anzahl separater elektrischer bzw. elektronischer Bauelemen­ te im Bereich der Lenkeinrichtung als auch deren Platzbe­ darf reduziert. Damit kann eine einzelne, durch Bedrucken eines einstückigen flexiblen Trägers hergestellte Leiterplatte neben der Übermittlung elektrischer Signale vom Stator zum Rotor noch eine Vielzahl zusätzlicher Funktionen erfüllen.

Der flexiblen Leiterplatte sind an dem Stator und dem Rotor jeweils mindestens ein elektrischer Anschluß zugeordnet, wobei die flexible Leiterplatte an ihrem stator- und ihrem rotorseitigen Ende elektrische Kontaktelemente aufweist, die mit diesen Anschlüssen in elektrischen Kontakt bringbar sind. Die genannten Kontaktelemente sind vorzugsweise als Steckerelemente ausgebildet, die in die entsprechenden elektrischen Anschlüsse des Stators bzw. des Rotors ein­ steckbar sind.

Die Kontaktelemente der flexiblen Leiterplatte können dabei sowohl zur Kontaktierung von im wesentlichen quer zur Erstreckungsrichtung der flexiblen Leiterplatte angeordne­ ten elektrischen Anschlüssen als auch zur Kontaktierung von im wesentlichen parallel zur flexiblen Leiterplatte angeord­ neten elektrischen Anschlüssen vorgesehen sein.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die flexible Leiterplatte an ihrem stator- und/oder rotorseitigen Ende, insbesondere im Bereich ihrer elektrischen Kontaktelemente, zur Stabili­ sierung Verstärkungselemente aufweist. Diese Verstärkungse­ lemente sind durch Kunststoffelemente gebildet, die auf die flexible Leiterplatte aufgespritzt oder aufgeclipst sind. Als Verstärkungselemente eignen sich vor allem FR4-Plati­ nen, die den vorzugsweise aus Polyester oder Polyimid bestehenden flexiblen Träger der Leiterplatte gezielt abstützen.

Die flexible Leiterplatte kann an ihren Enden einerseits über Rastelemente mit dem Stator bzw. dem Rotor verbunden sein und andererseits auf den Stator bzw. den Rotor aufge­ klebt werden. Die Verbindung kann dabei vorteilhaft über die genannten Verstärkungselemente erfolgen.

Eine Stabilisierung der flexiblen Leiterplatte kann auch dadurch erreicht werden, daß diese zumindest abschnittswei­ se mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß in die flexible Leiterplatte, insbesondere an einem ihrer Enden, weitere elektronische Baugruppen integriert werden können.

So kann am statorseitigen Ende der flexiblen Leiterplatte ein Lenkwinkelsensor vorgesehen sein, dessen elektronische Auswerteinheit in die flexible Leiterplatte integriert ist. In das rotorseitige Ende der flexiblen Leiterplatte kann eine Elektronikeinheit integriert sein, die mit lenkradsei­ tigen elektrischen Bauelementen, wie z. B. einer Zündvorrich­ tung für einen Airbag oder mit am Lenkrad angeordneten Multifunktionsschaltern gekoppelt ist.

Über die flexible Leiterplatte lassen sich auch codierte Signale übertragen, wobei insbesondere die Codierung oder Decodierung der Signale auf der Leiterplatte selbst erfol­ gen kann.

Hinsichtlich der geometrischen Ausbildung der erfindungsge­ mäßen Einrichtung ist es vorteilhaft, daß der Stator und der Rotor ein inneres und ein äußeres Gehäuseelement bil­ den, von denen das eine das andere ringartig umgibt und die gegeneinander verdrehbar sind, wobei vorzugsweise der Stator den Rotor umgibt und das zur Aufnahme der flexiblen Leiterplatte vorgesehene Wickelelement Bestandteil des Rotors ist. Dadurch wird zwischen dem Stator und dem Rotor eine Aufnahme für die flexible Leiterplatte gebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die flexible Lei­ terplatte mindestens einen Abschnitt auf, an dem sich die Erstreckungsrichtung der flexiblen Leiterplatte bezüglich des Umfangs der Anordnung umkehrt. D. h. von einem Ende (z. B. dem statorseitigen Ende) der flexiblen Leiterplatte ausgehend verläuft die flexible Leiterplatte zunächst entlang einer ersten Umfangsrichtung (also im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, je nach Art der Wicklung) bis zu dem besagten Abschnitt, an dem sich dann deren Erstreckungsrichtung (bezogen auf den Uhrzeigersinn) um­ kehrt.

Der besagte Abschnitt der flexiblen Leiterplatte ist dabei im wesentlichen U-förmig, und die flexible Leiterplatte wird zwischen dem Stator und dem Rotor mittels eines Füh­ rungsringes geführt, der den U-förmigen Abschnitt der flexiblen Leiterplatte abstützt. Durch den Führungsring werden zwischen dem Stator und dem Rotor eine Aufnahme für den auf dem Wickelelement aufgewickelten Teil der flexiblen Leiterplatte und eine weitere Aufnahme für den von dem Wickelelement abgewickelten Teil der flexiblen Leiterplatte gebildet.

Eine solche Anordnung von Stator, Rotor und den zugehörigen elektrischen Leitern ist vom Prinzip her in der EP 0 556 779 A1, der DE 195 06 865 C1 und der DE 197 34 527 A1 be­ schrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Diese Ausfüh­ rungsformen der Erfindung haben den Vorteil, daß für die Drehung des Lenkrades und damit des Rotors eine vergleichs­ weise geringe Länge der flexiblen Leiterplatte erforderlich ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß der Stator zur Aufnahme eines Bedienschalters, wie z. B. eines Blinkerschalters, vorgese­ hen ist, dem eine elektronische Baugruppe auf der flexiblen Leiterplatte zugeordnet ist. Der Bedienschalter kann dabei insbesondere in eine hierfür vorgesehene Aufnahme des Stators einsteckbar sein. Die Leiterplatte bildet dann nicht nur eine elektronische Steuereinheit für Bauelemente, die über die flexible Leiterplatte mit Strom versorgt werden, sondern auch für solche elektrischen Bauelemente, wie z. B. einen Blinkerschalter, die am Stator vorgesehen sind und über separate Zuleitungen von der Bordelektronik her mit Strom versorgt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnun­ gen deutlich werden.

Es zeigen:

Fig. 1a einen Querschnitt eine Einrichtung zur Übertra­ gung elektrischer Signale zwischen zwei zueinan­ der verdrehbaren Bauelementen einer Lenkeinrich­ tung für Kraftfahrzeuge mit einem Stator und einem Rotor, die über eine flexible Leiterplat­ te miteinander verbunden sind;

Fig. 1b eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Stators aus Fig. 1a;

Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Leiterplatte aus Fig. 1;

Fig. 2b ein Schnitt durch die flexible Leiterplatte gemäß Fig. 2a im Bereich ihres rotorseitigen Endes;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der flexiblen Leiterplatte aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der flexiblen Leiterplatte aus Fig. 1.

Fig. 1a zeigt einen Querschnitt durch eine Einrichtung zur Übertragung elektrischer Energie zwischen zwei zueinander verdrehbaren Bauelementen einer Lenkeinrichtung für Kraft­ fahrzeuge mit einem Stator 1, der einer stationären Baugrup­ pe des Fahrzeugs zugeordnet ist und insbesondere auf einer stationären Lenksäulenverkleidung der Lenkeinrichtung befestigt sein kann, und mit einem Rotor 2, der dem Lenkrad zugeordnet und gemeinsam mit diesem um die Drehachse D drehbar ist. Zusätzlich ist in Fig. 1b eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Stators 1 dargestellt.

Der rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse D ausgebil­ dete Stator 1 umfaßt eine Basisfläche 10, die sich senk­ recht zu der Drehachse D erstreckt und von der eine Außen­ wand 11, eine von der Außenwand 11 radial nach innen abge­ setzte Zwischenwand 12 und ein noch weiter nach innen abge­ setzter, im Querschnitt rechteckiger Führungsring 18 abste­ hen. Die Außenwand 11 weist in einem Abschnitt eine Aufnah­ me 15 für einen Blinkerschalter 56 auf, der über einen Betä­ tigungshebel 57 auslösbar ist und über ein elektrisches Steckerelement 58 mit den Blinkern des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann.

Der Stator 1 bildet mit seiner Basisfläche 10 und seiner Außenwand 11 ein Gehäuse, das den Rotor 2 ringartig umgibt. Der Rotor 2 umfaßt ebenfalls eine senkrecht zu der Drehach­ se D verlaufende Basisfläche 20, die der Basisfläche 10 des Stators 1 gegenüberliegt und von der senkrecht eine Wickel­ fläche 21 für eine flexible Leiterplatte 3 absteht. Die Basisfläche 20 des Rotors 2 weist in einem Abschnitt einen Deckel 22 auf, der ein Gehäuse bildet.

Zwischen der Basisfläche 10 und der Zwischenwand 12 des Stators 1 einerseits und der Basisfläche 20 sowie der Wickelfläche 21 des Rotors 2 andererseits ist eine Kam­ mer 13 ausgebildet, die zur Aufnahme des mittleren Abschnitts 31 einer flexiblen Leiterplatte 3 dient, die sich von dem Stator 1 zu dem Rotor 2 erstreckt. An diese Kammer 13 schließt sich jenseits der Zwischenwand 12 radial nach außen eine weitere Kammer 14 an, die der Aufnahme von Baugruppen zur Bestimmung des Drehwinkels des Rotors 2 bezüglich des Stators 1 dient.

Das statorseitige Ende 32 der Leiterplatte 3 ist als Stecke­ relement ausgebildet (vergl. Fig. 2a bis 4) und in einer Steckeraufnahme 16 des Stators 1 angeordnet. Das rotorseiti­ ge Ende 33 der flexiblen Leiterplatte 3 ist ebenfalls als Steckerelement ausgebildet (vergl. Fig. 2a-4) und unter dem Deckel 22 des Rotors 2 vorgesehen. An dem rotor­ seitigen Ende 33 der flexiblen Leiterplatte 3 ist in Fig. 1 noch ein Fortsatz 53 erkennbar, der mehrere elektrische Bauelemente einer elektronischen Steuereinheit 54 aufweist. Näheres hierzu wird nachfolgend anhand der Fig. 3 erläutert werden.

Die flexible Leiterplatte 3 dient der Übertragung elektri­ scher Signale (also sowohl der Übertragung von Information als auch der Übertragung von Leistungsstrom) von dem Sta­ tor 1 zu dem Rotor 2 oder umgekehrt. Hierdurch können an einem Lenkrad vorgesehene elektrische Baugruppen, wie z. B. die Zündvorrichtung des Gasgenerators einer Airbageinheit oder Multifunktionsschalter zur Betätigung elektrischer Funktionseinheiten des Kraftfahrzeugs über den Rotor 2, die flexible Leiterplatte 3 und den Stator 1 mit der stationär angeordneten Bordelektronik des Fahrzeugs verbunden werden.

Die Verwendung eines Stators, eines Rotors und einer flexi­ blen Leitung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen zwei zueinander verdrehbaren Baugruppen einer Lenkeinrich­ tung für Kraftfahrzeuge ist grundsätzlich bekannt. Für weitere Einzelheiten hierzu sei deshalb beispielhaft auf die DE 195 25 928 C2 verwiesen.

Die vorliegene Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekann­ ten Einrichtungen zur Übertragung elektrischer Signale der genannten Art dadurch aus, daß zur Verbindung von Stator 1 und Rotor 2 eine flexible Leiterplatte 3 verwendet wird. In eine solche flexible Leiterplatte kann noch eine Vielzahl weiterer Funktionen (neben der Übertragung von Signalen) integriert werden. Näheres hierzu wird nachfolgend anhand der Fig. 2a bis 4 beschrieben werden.

Zuvor sei noch darauf hingewiesen, daß die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte besonders vorteilhaft ist bei einer geometrischen Anordnung von Stator, Rotor und Leiterplatte, bei der die flexible Leiterplatte 3 einen U-förmigen Ab­ schnitt 3a aufweist, an dem sich die Erstreckungsrichtung der flexiblen Leiterplatte 3 bezüglich des Uhrzeigersinns umkehrt. Durch eine solche geometrische Anordnung wird die erforderliche Länge der flexiblen Leiterplatte 3 minimiert.

Diese Anordnung der flexiblen Leiterplatte wird vorliegend dadurch ermöglicht, daß in der inneren Kammer 13 der Anord­ nung ein Führungsring 18 für die flexible Leiterplatte 3 vorgesehen ist, der einen im wesentlichen U-förmigen Durch­ gang 19 zur Aufnahme und zum Abstützen des U-förmigen Abschnitts 3a der flexiblen Leiterplatte 3 aufweist. Durch den Führungsring 18 werden in der inneren Kammer 13 eine Aufnahme 13a für den auf die Wickelfläche 21 aufgewickelten Teil der flexiblen Leiterplatte 3 und eine weitere Aufnahme 13b für den von der Wickelfläche 21 abgewickelten Teil der Leiterplatte 3 gebildet.

Nähere Einzelheiten zu einer zweckmäßigen geometrischen Ausbildung von Stator 1, Rotor 2 und einer zwischen diesen beiden Bauelementen verlaufenden flexiblen Leitung im Hinblick auf eine Minimierung der Länge dieser Leitung können der EP 0 556 779 A1, der DE 195 06 865 C1 und der DE 197 34 527 A1 entnommen werden.

Fig. 2a zeigt in einer Draufsicht eine flexible Leiterplat­ te 3, auf deren längserstreckter Trägerfolie 30 nebeneinan­ der eine Vielzahl von Leiterbahnen 40 verläuft. Diese Leiterbahnen 40 wurden durch Ätzen einer Kupferschicht erzeugt, die zuvor mit einer üblichen Methode der Leiter­ plattentechnik auf die Trägerfolie 30 aufgebracht worden war.

Der längserstreckte mittlere Abschnitt 31 der flexiblen Leiterplatte 3 ist aufgrund der Flexibiliät der Trägerfo­ lie 30 wicklungsfähig, so daß die flexible Leiterplatte 3 in einer Einrichtung zur Übertragung elektrischer Signale gemäß Fig. 1 verwendet werden kann.

An ihrem statorseitigen Ende 32 weist die Leiterplatte 3 eine Verstärkung in Form eines Kunststoffelementes 36 auf und ist ferner mit Steckerelementen 42 versehen, die mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen des Stators 1 in Kontakt gebracht werden können.

Am Übergang des mittleren Abschnitts 31 zum rotorseitigen Ende 33 der Leiterplatte 3 ist ein Knickschutzbügel 35 aus Kunststoff vorgesehen, an dem sich zum rotorseitigen En­ de 33 hin ein weiteres Verstärkungselement 36 sowie Stec­ kerelemente 43 anschließen.

An den Steckerelementen 43 ist zum einen ein Leiter 47 angeschlossen, der zu Multifunktionsschaltern führt, die im Lenkrad angeordnet sind. Solche Schalter können beispiels­ weise zur Bedienung der Scheibenwischer, einer Heizungsein­ richtung und/oder eines Radios dienen. Ein weiterer Lei­ ter 48 führt zu der Zündvorrichtung des Gasgenerators einer in dem Lenkrad vorgesehenen Airbageinheit.

Anhand des Querschnitts in Fig. 2b durch den rotorseitigen Endabschnitt 33 der flexiblen Leiterplatte 3 ist ferner erkennbar, daß das Verstärkungselement 36 durch eine Kunst­ stoffummantelung 39 gebildet wird. In dieser Kunststoffum­ mantelung 39 ist der rotorseitige Endabschnitt 33 der Leiterplatte 3 angeordnet. Die Kunststoffummantelung 39 weist ferner eine Mehrzahl von Öffnungen 39a auf, durch die hindurch die Leiterplatte 3 abgestützt werden kann.

Innerhalb der Kunststoffummantelung 39 ist ferner eine Steckerfixierung 46 erkennbar, über die die Leitung 47 elektrisch mit den entsprechenden Anschlüssen der Leiter­ platte 3 verbunden ist.

In Fig. 3 ist schematisch eine weitere Ausführungsform einer Leiterplatte 3 dargestellt, auf deren flexibler Trägerfolie 30 eine Mehrzahl von Leiterbahnen 40 nebeneinan­ derliegend verläuft. In dem längserstreckten, wicklungsfähi­ gen mittleren Abschnitt 31 der flexiblen Leiterplatte 3 verlaufen dabei die Leiterbahnen 40 in einem sehr geringen Abstand nebeneinander. Hierdurch kann die Trägerfolie 30 in diesem Abschnitt 31 der Leiterplatte 3 besonders schmal ausgelegt werden.

Sowohl zu dem statorseitigen Ende 32 als auch zu dem rotor­ seitigen Ende 33 hin vergrößern sich jedoch die Abstände zwischen den einzelnen Leiterbahnen 40, so daß die Trägerfo­ lie 30 in diesen Abschnitten 32, 33 entsprechend breiter ausgelegt sein muß. Die Vergrößerung der Abstände zwischen den nebeneinander verlaufenden Leiterbahnen 40 im Bereich der Endabschnitte 32, 33 erleichtert die Kontaktierung der Leiterbahnen 40 über geeignete Steckerelemente 44. Zusätz­ lich ist im Bereich der Steckerelemente 44 jeweils noch ein aus Kunststoff bestehendes Verstärkungselement 37 vorgese­ hen, um eine hinreichende Stabilität der flexiblen Leiter­ platte 3 im Bereich der Steckerelemente 44 zu gewährlei­ sten.

Die flexible Leiterplatte 3 weist sowohl im Bereich ihres statorseitigen Endes 32 als auch im Bereich ihres rotorsei­ tigen Endes 33 jeweils einen Fortsatz 51 bzw. 53 auf, auf dem weitere elektrische Bauelemente angeordnet sind.

Der statorseitige Fortsatz 51 dient dabei der Aufnahme eines Lenkwinkelsensors und ist daher mit den elektrischen Bauelementen einer elektronischen Auswerteinheit 52 dieses Lenkwinkelsensors versehen. Außerdem kann die statorseitige elektronische Baugruppe 52 der flexiblen Leiterplatte 3 auch die Elektronik des Blinkerschalters 56 aus Fig. 1 umfassen.

Auf dem rotorseitigen Fortsatz 53 der Leiterplatte 3 ange­ ordnete elektronische Baugruppen 54 können insbesondere als elektronische Steuerung für die Zündeinrichtung einer Airbageinheit oder für im Bereich des Lenkrades angeordnete Multifunktionsschalter dienen. Ferner können mittels der elektronischen Baugruppen 52, 54 auch Signale codiert bzw. decodiert werden.

Anhand dieses Ausführungsbeispiels wird besonders deutlich, daß nach der erfindungsgemäßen Lösung die flexible Leiter­ platte 3 neben der Übertragung von Signalen vom Stator zum Rotor einer Lenkeinrichtung noch eine Vielzahl weiterer Funktionen übernehmen kann. Hierdurch wird der Integrations­ grad der elektrischen und elektronischen Baugruppen im Bereich der Lenkeinrichtung erhöht. Somit können sowohl die Kosten bei der Herstellung dieser elektronischen Baugruppen als auch deren Platzbedarf minimiert werden.

Eine dritte Ausführungsform einer flexiblen Leiterplatte ist in Fig. 4 dargestellt. In dem Bereich zwischen den beiden Steckerelementen 45 ist diese Leiterplatte 3 iden­ tisch mit der in Fig. 3 gezeigten, wobei für identische Bauelemente jeweils auch identische Bezugszeichen verwendet werden. Diesbezüglich sei daher auf die Erläuterungen zu Fig. 3 verwiesen.

Die Leiterplatte 3 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Leiterplatte gemäß Fig. 3 zum einen dadurch, daß die beiden Steckerelemente 45 und die zugehörigen Verstärkungselemen­ te 38 am statorseitigen Ende 32 bzw. am rotorseitigen Ende 33 der Leiterplatte 3 schmaler ausgebildet sind.

Darüber hinaus weist die Leiterplatte 3 aus Fig. 4 an ihren Enden keine Fortsätze zur Aufnahme weiterer elektronischer Baugruppen auf. Die Funktion dieser flexiblen Leiterplat­ te 3 beschränkt sich somit auf die Übertragung elektrischer Signale zwischen Stator und Rotor.

Auch diese flexible Leiterplatte 3 hat jedoch gegenüber den herkömmlichen elektrischen Leitungen, die zur Verbindung von Stator und Rotor vorgesehen sind, den wesentlichen Vorteil, daß der Platzbedarf minimiert werden kann. Denn wie schon anhand der Fig. 3 erläutert, ermöglicht die freie Gestaltbarkeit der flexiblen Leiterplatte 3 deren besonders schmale Auslegung in ihren mittleren Abschnitt 31, der ja gemäß Fig. 1 zwischen dem Stator und dem Rotor der Lenkein­ richtung verläuft. Lediglich an ihren beiden Endabschnit­ ten 32, 33 wird die Leiterplatte 3 gezielt verbreitert, um dort die Kontaktierung der Leiterbahnen 40 über Steckerele­ mente 45 zu ermöglichen.

Claims (21)

1. Einrichtung zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen zwei zueinander verdrehbaren Bauelementen einer Lenkein­ richtung für Kraftfahrzeuge mit
einem Rotor, der dem Lenkrad zugeordnet und gemeinsam mit diesem drehbar ist,
einem Stator, der einer stationären Baugruppe des Fahr­ zeugs zugeordnet ist, und
mindestens einer flexiblen Leiterplatte, die vom Rotor zum Stator verläuft und beim Drehen des Lenkrades je nach Drehrichtung auf ein Wickelelement aufwickelbar oder von diesem abwickelbar ist, wobei auf der flexi­ blen Leiterplatte eine Mehrzahl von Leiterbahnen zwischen dem stator- und dem rotorseitigem Ende ver­ läuft,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterbahnen (40) in einem längserstreckten, wicklungsfähigen mittleren Abschnitt (31) der flexiblen Leiterplatte (3) in einem definierten Abstand nebeneinan­ der in Längsrichtung verlaufen und daß der Abstand zwischen den einzelnen Leiterbahnen (40) im Bereich des stator- und/oder rotorseitigen Endes (32, 33) der Leiter­ platte (3) zunimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexiblen Leiterplatte (3) jeweils mindestens ein elektrischer Anschluß an dem Stator (1) und dem Rotor (2) zugeordnet ist und daß die flexible Leiterplatte (3) an ihrem stator- und ihrem rotorseitigen Ende (32, 33) jeweils elektrische Kontaktelemente (42-44, 47, 48) aufweist, die mit den Anschlüssen in Kontakt bringbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (42-44, 47, 48) als Steckerelemen­ te ausgebildet sind, die in die elektrischen Anschlüsse des Stators (1) bzw. des Rotors (2) einsteckbar sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktelemente (42-44, 47, 48) zur Kontaktierung von im wesentlichen quer zur Ersteckungs­ richtung der flexiblen Leiterplatte (3) angeordneten elektrischen Anschlüssen vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktelemente zur Kontaktierung von im wesentlichen parallel zur Ersteckungsrichtung der flexi­ blen Leiterplatte (3) angeordneten elektrischen Anschlüs­ sen vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die flexible Leiterplatte (3) an ihrem stator- und/oder rotorseitigen Ende (32, 33), insbesondere im Be­ reich elektrischer Kontaktelemente (42-44, 47, 48), zur Stabilisierung eine Verstärkung (35-38) aufweist, die durch mindestens ein Kunststoffelement gebildet wird, das auf die flexible Leiterplatte (3) aufgespritzt oder auf­ geclipst ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplat­ te (3) an ihrem statorseitigen Ende (32) mit dem Sta­ tor (1) und/oder an ihrem rotorseitigen Ende (33) mit dem Rotor (2) über Rastelemente verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (3) an ihrem statorseitigen Ende (32) mit dem Stator (1) und/oder an ihrem rotorseitigen Ende (33) mit dem Rotor (2) verklebt ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplat­ te (3) zu ihrer Stabilisierung zumindest abschnittsweise mit einer Ummantelung (39) aus Kunststoff versehen ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die flexible Leiterplat­ te (3), insbesondere an einem ihrer Enden, mindestens eine elektronische Baugruppe (52, 54) integriert ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am statorseitigen Ende (32) der flexiblen Leiter­ platte (3) ein Lenkwinkelsensor vorgesehen ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Lenkwinkelsensor zugeordnete elektronische Auswerteinheit (52) in die flexible Leiterplatte (3) in­ tegriert ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in das rotorseitige Ende (33) der flexiblen Leiterplatte (3) eine Elektronikeinheit (54) integriert ist, die mit lenkradseitigen elektrischen Bauelementen gekoppelt ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (3) mittels der elektronischen Baugruppe elektrische Signa­ le codieren und/oder decodieren kann.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) und der Rotor (2) ein inneres und ein äußeres Gehäuseelement bilden, die gegeneinander verdrehbar sind, wobei vor­ zugsweise der Stator (1) den Rotor (2) ringartig umgibt und das Wickelelement (21) für die flexible Leiterplat­ te (3) Bestandteil des Rotors (2) ist.

16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplat­ te (3) mindestens einen Abschnitt (3a) aufweist, ent­ lang dem sich die Erstreckungsrichtung der flexiblen Leiterplatte (3) bezüglich des Umfangs (U) der Anord­ nung umkehrt.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Abschnitt (3a) der flexiblen Leiterplat­ te (3) im wesentlichen U-förmig ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) eine Führung (18) für die flexible Leiterplatte (3) vor­ gesehen ist, die sich vorzugsweise als Ringführung zwischen Stator (1) und Rotor (2) erstreckt.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Führung (18) zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) eine erste Aufnahme (13a) für den aufge­ wickelten Teil der flexiblen Leiterplatte (3) und eine zweite Aufnahme (13b) für den abgewickelten Teil der flexiblen Leiterplatte (3) gebildet werden.

20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) zur Aufnahme mindestens eines Bedienschalters (56) vorgesehen ist, dem eine elektronische Baugruppe auf der flexiblen Leiterplatte zugeordnet ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienschalter (56) in eine Aufnahme (15) des Stators (1) einsteckbar ist.