DE19924752A1 - Lenkungsbaugruppe - Google Patents

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.