DE19924752A1 - Lenkungsbaugruppe - Google Patents
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Abstract
Eine Lenkungsbaugruppe mit einer Lenksäule (2) und einem Lenkrad (3) weist Mittel (4) zur elektrischen Verbindung von am Lenkrad (3) montierten Komponenten mit Schaltkreisen des Fahrzeugs auf. Diese Verbindungsmittel umfassen Verbinder (5, 8), die am Lenkrad bzw. an der Lenksäule angeordnet sind. Einer der Verbinder (8) ist mit einem drehbaren Teil (9a) eines Gehäuses (9) für einen Kabelaufwickler verbunden, während der andere (5) mit dem Lenkrad (3) verbunden ist. Beim Aufstecken des Lenkrads auf die Lenksäule treten Mittel (11, 12) axial miteinander in Eingriff, um die Verbinder zu führen und in ihrer Winkelstellung miteinander auszurichten und den drehbaren Teil (9a) drehfest mit dem Lenkrad (3) zu koppeln. Dabei ist der Verbinder (5) schwimmend im Lenkrad (3) gelagert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkungsbaugruppe, insbesondere für Kraftfahrzeu
ge.
Speziell befaßt sich die Erfindung mit einer durch eine Lenksäule und ein Lenk
rad gebildeten Lenkungsbaugruppe mit Verbindungseinrichtungen zur elektri
schen Verbindung von am Lenkrad angebrachten Komponenten mit Schaltkrei
sen des Fahrzeugs, welche Verbindungseinrichtungen mindestens einen ersten
Verbinder, der mit den am Lenkrad angebrachten Komponenten verbunden ist,
und einen zweiten Verbinder aufweisen, der mit den anderen Schaltkreisen des
Fahrzeuges verbunden ist.
Seit einigen Jahren sind zunehmend elektrische Komponenten in das Lenkrad
von Kraftfahrzeugen, insbesondere in das Zentralkissen des Lenkrads integriert
worden.
Bei diesen elektrischen Komponenten handelt es sich beispielsweise um Bedie
nungseinrichtungen für Funktionsteile des Fahrzeugs oder auch um Sicher
heitseinrichtungen wie beispielsweise einen Airbag.
Die verschiedenen Komponenten müssen durch geeignete Verbinder elektrisch
mit den übrigen Schaltungen des Fahrzeuges verbunden werden.
Zu diesen Zweck sind diese verschiedenen Komponenten durch verschiedene
elektrische Leiter, beispielsweise in der Form eines Kabels oder eines Flachband
kabels, mit einem Verbinder verbunden, der mit einem komplementären Ver
binder in Eingriff gebracht werden kann, der seinerseits über ein Kabel oder
Flachbandkabel mit den übrigen Schaltungen des Fahrzeugs verbunden ist.
Damit die Drehung des Lenkrads relativ zur Lenksäule ermöglicht wird, ist zwi
schen einem der Kabel und dem zugehörigen Verbinder ein Aufroller eingefügt,
auf dem elektrische Leiter aufgewickelt sind, die entsprechend der Drehung des
Lenkrads abgezogen und wieder aufgewickelt werden können.
Bei der Montage einer solchen Lenkungsbaugruppe muß ein Arbeiter die Verbin
der miteinander in Eingriff bringen und dann das Lenkrad auf die Lenksäule
aufstecken.
Dabei muß der Arbeiter die beiden Verbinder festhalten und ineinanderstecken
und dann die zugehörigen Kabel so gut wie möglich in der Lenksäule und/oder
im Lenkrad ordnen, damit sie weder sichtbar sind, noch die Drehung des Lenk
rads behindern.
Nachdem diese Operationen zur Herstellung der elektrischen Verbindung abge
schlossen sind, montiert der Arbeiter dann das Lenkrad, beispielsweise indem er
es auf die Lenksäule aufsteckt und dann dort mit Hilfe von Spann- oder Rast
einrichtungen verriegelt.
Bei diesem Aufbau der Lenkungsbaugruppe ist somit die Montage des Lenkrads
auf der Lenksäule verhältnismäßig kompliziert.
Insbesondere handelt es sich bei der Herstellung der elektrischen Verbindungen
und bei der mechanischen Befestigung des Lenkrads an der Lenksäule um ge
trennte Arbeitsgänge, die nacheinander vorgenommen werden müssen.
Diese Vorgehensweise ist zeitaufwendig und birgt die Gefahr, daß die Verbinder
nicht korrekt miteinander in Eingriff gebracht werden.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Kabel nicht korrekt angeordnet werden,
so daß das Erscheinungsbild des Armaturenbretts des Fahrzeugs beeinträchtig
wird und die Gefahr einer Behinderung der Lenkbewegungen besteht.
Zur Lösung dieser Probleme ist in der Patentanmeldung FR-A-2 737 452 der An
melderin eine Lenkungsbaugruppe beschrieben worden, bei der die Verbinder ei
nerseits am Lenkrad und andererseits an der Lenksäule in einander gegenüber
liegenden Montagepositionen befestigt sind, so daß sie beim Aufstecken des
Lenkrads auf die Lenksäule miteinander in Eingriff gebracht werden können,
und bei der die Befestigung eines der Verbinder an dem zugehörigen Bauteil,
das heißt entweder an der Lenksäule oder dem Lenkrad, durch ausrückbare Be
festigungsmittel erreicht wird und dieser Verbinder mit dem Aufroller verbunden
ist, damit das Lenkrad relativ zur Lenksäule gedreht werden kann, nachdem die
Verbinder miteinander in Eingriff gebracht worden sind.
Wenn bei dieser Anordnung der Arbeiter das Lenkrad an der Lenksäule mon
tiert, beispielsweise indem er es auf die Lenkwelle aufsteckt, so werden gleich
zeitig die Verbinder miteinander in Eingriff gebracht und somit die elektrische
Verbindung zwischen dem am Lenkrad angebrachten Komponenten mit den üb
rigen Schaltungen des Fahrzeugs hergestellt.
Die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung und der mechanischen Befesti
gung des Lenkrads an der Lenkwelle wird dann beispielsweise durch Spann-
oder Rastverriegelungmittel sichergestellt.
In der am 1. Oktober 1997 eingereichten französischen Patentanmeldung Nr. 97
12 226 der Anmelderin sind verschiedene Verbesserungen dieser Lenkungsbau
gruppe vorgeschlagen worden.
Danach ist der mit dem Aufwickler verbundene Verbinder mit dem zugehörigen
Bauteil durch einen Zentrierring verbunden, der zwischen diesem Bauteil und
dem Aufwickler eingefügt ist, und er ist durch wenigstens eine Leiterschleife an
die Leiter des Aufwicklers angeschlossen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer solchen Lenkungsbaugruppe die Montage
des Lenkrads an der Lenksäule und die Herstellung der entsprechenden elektri
schen Verbindungen noch einfacher und zuverlässiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich
nung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung zur Illustration des allgemeinen
Aufbaus einer Lenkungsbaugruppe;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Verbinders und zu
gehöriger schwimmender Befestigungsmittel;
Fig. 3 bis 6 aufgeschnittene perspektivische Ansichten zur Illustra
tion des Einkuppelns von komplementären Verbindern
beim Aufstecken eines Lenkrads auf eine Lenksäule.
Die in Fig. 1 gezeigte Lenkungsbaugruppe 1 umfaßt eine Lenksäule 2 mit einer
Lenkwelle 2a und einem Lenksäulenrohr 2b sowie ein Lenkrad 3, das an der
Lenksäule zu montieren ist. Weiterhin umfaßt diese Baugruppe Verbindungs
einrichtungen 4 zur elektrischen Verbindung von am Lenkrad angebrachten
Komponenten mit anderen Schaltkreisen des Fahrzeugs.
Zu diesen Verbindungseinrichtungen 4 gehören beispielsweise ein mit dem
Lenkrad 3 verbundener erster elektrischer Verbinder 5, der beispielsweise durch
ein Flachbandkabel oder durch gewöhnliche Kabel 6, die sich durch ein Bauteil
7 des Lenkrads erstrecken, mit in das Lenkrad eingesetzten Komponenten ver
bunden ist, und ein komplementärer zweiter elektrischer Verbinder 8, der mit
einem Aufwickler 9 für elektrische Leiter verbunden ist, der es gestattet, diesen
Verbinder über ein Flachbandkabel 10 mit anderen Schaltungen des Fahrzeugs
zu verbinden.
Der Aufbau eines solchen Aufwicklers ist im Stand der Technik bekannt und er
laubt Relativbewegungen zwischen dem Lenkrad und der Lenksäule durch auf
einanderfolgende Aufroll- und Abrollbewegungen des Aufrollers in einem Gehäu
se, entsprechend der Drehung des Lenkrads relativ zur Lenksäule.
Das Gehäuse des Aufrollers 9 wird durch zwei Halbschalen oder Flansche 9a
und 9b gebildet. Der Flansch 9a ist mit dem Lenkrad und der Lenkwelle dreh
bar, während der Flansch 9b stationär in bezug auf das Lenksäulenrohr 2b ist,
so daß eine Verdrehung des Lenkrads im bezug auf die Lenksäule ermöglicht
wird.
Entsprechend dem Stand der Technik sind ausrückbare Kupplungseinrichtun
gen vorgesehen, die die beiden Flansche des Gehäuses 9 in Position halten, so
lange das Lenkrad nicht auf die Lenksäule aufgesetzt ist. Diese Kupplungsein
richtungen werden beispielsweise durch Anschlagorgane gebildet, die elastisch
in eine wirksame Positionen zwischen den beiden Flanschen vorgespannt sind,
in der sie diese Flansche verriegeln, und beispielsweise durch einen komplemen
tären Anschlag des Lenkrads zurückgedrückt werden, wenn das Lenkrad auf die
Lenksäule aufgesteckt wird. Solange das Lenkrad nicht aufgesteckt ist, werden
somit die beiden Flansche des Gehäuses in ihrer Relativposition gehalten, und
sobald das Lenkrad aufgesteckt ist, wird eine Verdrehung der beiden Flansche
gegeneinander entsprechend den Drehbewegungen des Lenkrads ermöglicht.
Gemäß der Erfindung haben der drehbare Flansch 9a des Gehäuses 9 und das
Lenkrad 3 Einrichtungen, die beim Aufstecken des Lenkrads auf die Lenksäule
die Verbinder 5, 8 führen und in ihrer Winkelstellung relativ zueinander aus
richten und den beweglichen Flansch des Gehäuse 9 drehfest mit dem Lenkrad
koppeln. Diese Führungs- und Kupplungseinrichtungen umfassen beispielswei
se wenigstens einen axial vorspringenden Teil an einem der beiden Bauteile, also
entweder an dem Flansch des Gehäuses oder am Lenkrad, der dazu ausgebildet
ist, in einem komplementären konkaven Teil des anderen Bauteils einzugreifen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der drehbare Flansch 9a
des Gehäuses 9 einen vorspringenden Teil 11, der in einen komplementären
konkaven Teil 12 des Lenkrads eingreift, um die Führung und Kopplung zu be
werkstelligen.
Vorzugsweise haben diese vorspringenden und/oder konkaven Teile Führungs
rampen, die ihren Eingriff erleichtern.
Einer der beiden Verbinder ist mit dem zugehörigem Bauteil, das heißt dem
Lenkrad, oder dem drehbaren Flansch des Gehäuses durch schwimmende Befe
stigungsmittel verbunden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind die schwimmenden Befestigungsmittel
13 zwischen dem Verbinder 5 und dem Lenkrad 3 eingefügt.
Wie später noch näher erläutert werden wird, sind die schwimmenden Befestigungs
mittel 13 vorzugsweise ausrückbar, wenn die Verbinder am Ende des Aufsteck
vorgangs des Lenkrads auf die Lenksäule vollständig miteinander in Eingriff
sind.
Der Ausdruck "schwimmende Befestigungsmittel" bezieht sich in diesem Zusam
menhang auf alle denkbaren Befestigungsmittel, die Bewegungen des Verbin
ders in bezug auf das Bauteil ermöglichen, an dem er gehalten ist.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel solcher schwimmender Befestigungsmittel
gezeigt.
Diese Mittel umfassen beispielsweise einen Käfig 14, der zur Aufnahme des Ver
binders dient und beispielsweise zwischen dem Verbinder 5 und dem zugehöri
gen Bauteil, also dem Lenkrad 3 eingefügt ist, ein erstes Gelenk, das eine
Schwenkbewegung des Verbinders 5 um eine erste Achse in bezug auf den Käfig
14 gestattet, und ein zweites Gelenk, das eine Schwenkbewegung des Käfigs 14
in bezug auf das Lenkrad 3 um eine zweite Achse gestattet, die annährend
rechtwinklig zu der ersten Achse verläuft.
So hat beispielsweise der Käfig 14 an einem seiner Rander eine V-förmige Ein
kerbung 15, während der Verbinder 5 Vorsprünge 5a und 5b hat, die sich in
der Montageposition beiderseits des Grundes der V-förmigen Einkerbung er
strecken und so einen gewissen Halt des Verbinders in bezug auf den Käfig 14
gewährleisten, wie später noch näher beschrieben wird.
Zwischen diesen verschiedenen Bauteilen kann ein leichtes Montagespiel vorge
sehen sein, damit eine Winkelauslenkung des Verbinders 5 in dem Käfig 14 um
die Achse ermöglicht wird, die durch die Vorsprünge des Verbinders und des
Käfigs definiert wird.
Auch der Käfig 14 hat Vorsprünge 16, von denen in Fig. 2 einer zu erkennen
ist und die beispielsweise in entsprechende Höhlungen des Lenkrads eingreifen,
um eine Winkelauslenkung des Käfigs und damit auch des darin gehaltenen
Verbinders in bezug auf das Lenkrad um eine zweite Achse zu ermöglichen, die
zu der ersten Achse annährend rechtwinklig verläuft.
Wie später noch näher beschrieben wird, sind diese ersten und/oder zweiten
Gelenke ausrückbar, wenn am Ende des Aufsteckvorgangs des Lenkrads auf die
Lenksäule die beiden Verbinder vollständig miteinander in Eingriff sind.
Wenn ein Arbeiter das Lenkrad auf die Lenksäule aufsteckt, richtet der das
Lenkrad annährend so aus, daß die Verbinder einander im wesentlichen gegen
überliegen.
Die zueinander komplementären vorspringenden und konkaven Teile 11 und 12
des drehbaren Flansches des Gehäuses 9 und des Lenkrads 3 liegen einander
dann im wesentlichen gegenüber, so daß sie, wenn der Arbeiter das Lenkrad
weiter auf die Lenksäule aufsteckt, axial miteinander in Eingriff treten, um die
Verbinder in ihrer Winkelstellung miteinander auszurichten und den drehbaren
Flansch 9a des Gehäuses drehfest mit dem Lenkrad 3 zu koppeln.
Bei dieser ersten Stufe der Montage des Lenkrads auf der Lenksäule beginnen
die komplementären Verbinder 8 und 5, miteinander in Eingriff zu treten, wie in
Fig. 3 gezeigt ist. Auch diese Verbinder sind beispielsweise mit Führungsflä
chen versehen, die den Eingriff erleichtern.
Wenn die komplementären Verbinder 8 und 5 vollständig miteinander in Eingriff
sind, rasten komplementäre Verriegelungseinrichtungen ein, um diese Bauteile
in ihrer Position zu verriegeln und die Verbinder in ihrer Position festzulegen.
Im gezeigten Beispiel werden diese Verriegelungseinrichtungen durch einen an
dem Verbinder 8 ausgebildeten Haken 8a und einem dazu komplementären
konkaven Teil 5c des Verbinders 5 gebildet. Die Verriegelung wird dadurch er
reicht, das der Haken 8a in den konkaven Teil 5c eingreift.
Der Haken 8a wird beispielsweise durch eine elastische Zunge gebildet, die in ei
nem Stück mit dem Verbinder 8 ausgebildet und so angeordnet ist, daß sie au
tomatisch in den komplementären konkaven Teil 5c des Verbinders 5 einrastet,
wenn die Verbinder miteinander in Eingriff gebracht werden.
Der Eingriff der Verbinder wird dadurch erleichtert, daß der Verbinder 5 mit
dem Lenkrad 3 über die schwimmenden Befestigungsmittel verbunden ist, die
im gezeigten Beispiel eine Schwenkbewegung des Verbinders 5 relativ zu dem
Lenkrad 3 um zwei zueinander rechtwinklige Achsen ermöglichen, so daß etwai
ge Fehlausrichtungen zwischen den Verbindern während der Montage automa
tisch ausgeglichen werden können (Fig. 4).
Wenn die Verbinder einmal in der Montageposition miteinander verriegelt sind
und der Arbeiter damit fortfährt, das Lenkrad axial auf die Lenksäule aufzustec
ken, so bewirkt dies das Ausrücken der zuvor beschriebenen schwimmenden
Befestigungsmittel 13. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird speziell das
Gelenk zwischen dem Verbinder 5 und dem Käfig 14 ausgerückt, wie in Fig. 5
gezeigt ist.
Wenn nämlich, wie in dieser Figur zu erkennen ist, der Arbeiter damit fortfährt,
das Lenkrad axial auf die Lenksäule aufzustecken, so gleitet der Vorsprung 5b
des Verbinders 5, der es gestattet, diesen in der Montageposition in dem Käfig
14 zu halten, über den Grund der V-förmigen Einkerbung 15 des Käfigs 14 hin
weg, so daß der Verbinder 5 sich dann aus diesem Käfig lösen kann, um zu ver
hindern, das der Verbinder beispielsweise aufgrund einer Fehlausrichtung der
Verbinder klemmt.
In diesem Zustand liegen dann die Vorsprünge 5a und 5b des Verbinders 5 in
der V-förmigen Einkerbung 15 des Käfig 14.
Aufgrund dieses Aufbaus sind die Verbinder nicht an der Übertragung der Rota
tionsbewegung des Lenkrads 3 auf den drehbaren Flansch 9a des Gehäuses für
den Aufroller beteiligt, sondern diese Bauteile sind durch ihre vorspringenden
und konkaven Teile 11 und 12 miteinander gekoppelt.
Im Rahmen der Erfindung sind auch andere Ausführungsvarianten denkbar.
Beispielsweise ist es möglich, den Aufwickler nicht an der Lenksäule, sondern
am Lenkrad anzubringen. Die Anordnung der elektrischen Verbindungsmittel ist
dann umgekehrt zu dem in der Zeichnung dargestellten Fall.
Außerdem können andere Ausführungsformen der schwimmenden Befesti
gungsmittel für den Verbinder vorgesehen sein.
Bei einer etwaigen Demontage des Lenkrads von der Lenksäule wird der Verbin
der 5 durch den Verbinder 8 in die Montageposition in dem Käfig 14 zurückge
bracht, und es ist dann möglich, die Verbinder voneinander zu entriegeln, indem
man auf die eine oder andere Weise auf die Verriegelungseinrichtungen zwi
schen den Verbindern einwirkt, um sie voneinander zu trennen.
Claims (7)
1. Lenkungsbaugruppe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Lenksäule
(2) die dazu ausgebildet ist, ein Lenkrad (3) aufzunehmen, und mit Verbin
dungseinrichtungen (4) zur elektrischen Verbindung von am Lenkrad ange
brachten Komponenten mit Schaltkreisen des Fahrzeugs, welche Verbindungs
einrichtungen wenigstens einen ersten Verbinder (5), der mit dem am Lenkrad
aufgebrachten Komponenten verbunden ist, und einen komplementären zweiten
Verbinder (8) umfassen, der mit den Schaltkreisen des Fahrzeugs verbunden ist,
wobei einer dieser Verbinder am Lenkrad (3) und der andere an der Lenksäule
(2) angebracht ist, derart, das sie einander in einer Montageposition für die
Montage des Lenkrads an der Lenksäule im wesentlichen gegenüberliegen, da
mit sie miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn das Lenkrad auf
die Lenksäule aufgesetzt wird, wobei einer der Verbinder (8) mit einem Aufwick
ler für elektrische Leiter verbunden ist, der in einem Gehäuse (9) angeordnet ist,
das an dem betreffenden Bauteil, Lenksäule oder Lenkrad, gehalten ist und zwei
Teile (9a, 9b) aufweist, von denen einer (9b) ortsfest in bezug auf das betreffende
Bauteil ist und der andere (9a) relativ dazu drehbar ist, wobei der betreffende
Verbinder (8) an dem drehbaren Teil (9a) des Gehäuses gehalten ist, während
der andere Verbinder (5) mit dem anderen Bauteil, Lenkrad bzw. Lenksäule, ver
bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauteil (Lenkrad 3) und
der drehbare Teil (9a) des Gehäuses (9) Eingriffsmittel (11, 12) aufweisen, die
beim Aufstecken des Lenkrads auf die Lenksäule axial miteinander in Eingriff
treten und die Verbinder (5, 8) führen und in ihrer Winkelstellung relativ zuein
ander ausrichten und das andere Bauteil (Lenkrad 3) und den drehbaren Teil
(9a) des Gehäuses drehfest miteinander koppeln, und daß einer (5) der Verbin
der durch schwimmende Befestigungsmittel (13) mit dem ihn haltenen Element,
d. h. dem anderen Bauteil (Lenkrad 3) oder dem drehbaren Teil (9a) des Gehäu
ses verbunden ist.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwim
menden Befestigungsmittel (13) ausrückbar sind, wenn die Verbinder (5, 8) am
Ende des Aufsteckvorgangs des Lenkrads auf die Lenksäule vollständig mitein
ander in Eingriff sind.
3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
schwimmenden Befestigungsmittel (13) einen Käfig (14) aufweisen, der zwischen
einem der Verbinder (5) und dem zugehörigen Bauteil (Lenkrad 3) eingefügt ist,
und daß ein erstes Gelenk (5a, 5b) den Verbinder (5) um eine erste Achse
schwenkbar mit dem Käfig (14) verbindet und ein zweites Gelenk (16) den Käfig
(14) um eine zweite, zu der ersten Achse im wesentlichen rechtwinklige Achse
schwenkbar mit den betreffenden Bauteil (Lenkrad 3) verbindet.
4. Baugruppe nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und/oder zweite Gelenk ausrückbar ist, wenn die Verbinder (5, 8) voll
ständig miteinander in Eingriff sind.
5. Behoben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel zur Führung und Kopplung wenigstens einen axial vor
springenden Teil (11) an einem der Bauteile, drehbarer Teil (9a) des Gehäuses
(9) oder Lenkrad (3), aufweisen, der in einen komplementären konkaven Teil (12)
des anderen Bauteils, Lenkrad (3) bzw. drehbarer Teil (9a), eingreift.
6. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorsprin
gende Teil (11) und/oder der konkave Teil (12) Führungsrampen zur Erleichte
rung des Eingriffs aufweist.
7. Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verbinder (5, 8) komplementäre Verrieglungseinrichtungen
(5a, 5c) aufweisen, die bei der Montage und Demontage des Lenkrads (3) zwi
schen einer Verrieglungsstellung und einer Freigabestellung beweglich sind.
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