DE3732124A1 - Vorrichtung zur stromuebertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren kontaktstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Kontaktstellen, von denen eine auf einer Kreisbahn bewegbar ist, während die andere ortsfest außerhalb der Kreisbahn angeordnet ist, und zwischen denen eine der elektrischen Verbindung dienende Flachbandleitung mit mindestens zwei elektrischen Leitern in gewickelter Form angeordnet ist, deren Länge wesentlich größer als der kürzeste Abstand der beiden Kontaktstellen voneinander ist und die mit ihren Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist (DE-OS 35 41 287).

Eine solche Vorrichtung wird beispielsweise für den Prallschutz in Kraftfahrzeugen eingesetzt, bei welchem im Falle eines Aufpralls eines Fahrzeugs auf ein Hindernis ein im Lenkrad befindlicher Prallsack durch eine Gasladung aufgeblasen wird. Zur Auslösung der Gasladung wird ein durch elektrischen Strom betätigbarer Zünder verwendet. Ein Problem ist dabei die Stromübertragung von einer festen Kontaktstelle zu der bewegbaren, im Lenkrad angeordneten Kontaktstelle, die mit dem Lenkrad bis zu sechs Umdrehungen ausführen können muß. Ein weiteres Problem liegt in der Bemessung der zwischen den beiden Kontaktstellen angeordneten Verbindungsleitung, deren ohmscher Widerstand kleingehalten werden muß, damit eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit des niederohmigen Zünders möglich ist. Eine derartige Kontrolle wird in modernen Fahrzeugen durch einen Bordcomputer beispielsweise im Impulsverfahren dauernd durchgeführt.

Die bekannte Vorrichtung nach der eingangs erwähnten DE-OS 35 41 287 betrifft den Prallschutz von Kraftfahrzeugen. Sie ist im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Für die Stromübertragung zwischen den beiden Kontaktstellen wird eine nach Art eines Federhauses aufgewickelte Flachbandleitung verwendet. Bei einer relativen Drehbewegung der beiden durch die Flachbandleitung verbundenen Kontaktstellen "atmet" die aufgewickelte Flachbandleitung wie die Feder einer Uhr. Die Windungen werden in der einen Drehrichtung auf einen kleinen Durchmesser zusammengezogen. Sie gehen in der anderen Drehrichtung auf einen größeren Durchmesser zurück. Um für die bewegliche Kontaktstelle eine ausreichende Anzahl von Umdrehungen auf ihrer Kreisbahn zu ermöglichen, werden relativ viele Windungen für die Flachbandleitung benötigt. Die Flachbandleitung hat daher eine große Länge mit einem entsprechend hohen Leiterwiderstand, auch wenn die Leiter beispielsweise als dünne Flachleiter ausgeführt werden. Das kann zu Störungen bei der Kontrolle des an die Flachbandleitung angeschlossenen Zünders führen, wenn die relativ schwachen Impulse des Bordcomputers übertragen werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden zweier relativ zueinander bewegbarer Kontaktstellen anzugeben, bei der unter Beibehaltung der Anzahl von Umdrehungen der bewegbaren Kontaktstelle eine Stromübertragung auch bei sehr niedrigen Stromstärken, insbesondere mit Stromimpulsen, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flachbandleitung als Bifilarspule gewickelt ist, die nur mit den beiden Enden der Flachbandleitung an den Kontaktstellen festgelegt ist.

Durch den Einsatz der Bifilarspule bleibt die Drehbarkeit der beweglichen Kontaktstelle erhalten, so daß sie die gewünschte Anzahl von Umdrehungen ausführen kann, ohne daß die leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktstellen beeinträchtigt wird. Die Länge der in der Bifilarspule angeordneten Flachbandleitung kann gegenüber der bekannten Anordnung mit nach Art eines Federhauses gewickelter Flachbandleitung wesentlich verkürzt werden, und zwar bis auf etwa 20%. Neben der damit möglichen Kosteneinsparung ergibt sich dadurch eine erhebliche Verminderung des Leiterwiderstandes der Flachbandleitung, so daß die Stromübertragung auch bei sehr niedrigen Stromstärken gewährleistet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit aufgeblasenem Prallsack.

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine in dem Lenkrad angebrachte Vorrichtung nach der Erfindung in einer Endstellung.

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 im Schnitt.

Fig. 4 und 5 zwei Ansichten der Vorrichtung nach unterschiedlicher Anzahl von Umdrehungen des Lenkrades.

Mit 1 ist die Lenksäule einer Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge bezeichnet, an deren einem Ende ein Lenkrad 2 angebracht ist. In der Nabe 3 des Lenkrades 2 sind neben anderen Teilen ein Prallsack 4 in zusammengelegtem Zustand und eine Vorrichtung zur Stromzuführung für die Auslösung einer Gasladung zum Aufblasen des Prallsacks 4 untergebracht. Er ist in Fig. 1 im aufgeblasenen Zustand dargestellt.

Die Vorrichtung zur Stromübertragung für den Prallsack 4 besteht aus einer Flachbandleitung 5 mit mindestens zwei elektrischen Leitern, die in Form einer Bifilarspule 6 gewickelt ist. In bevorzugter Ausführungsform wird als Flachbandleitung 5 eine Flachleiter-Bandleitung verwendet. Das eine Ende der Flachbandleitung 5 ist an eine ortsfeste Kontaktstelle 7 angeschlossen, während das andere Ende fest mit einer mit dem Lenkrad 2 drehbaren Kontaktstelle 8 verbunden ist.

In der Bifilarspule 6 ist eine einteilige Flachbandleitung 5 vorgegebener Länge etwa in ihrer Mitte umgebogen, so daß sich eine Umkehrstelle 9 ergibt. Von dort aus ist die Flachbandleitung 5 zweilagig gewickelt. Wenn an ihren beiden Enden in entgegengesetzter Richtung gezogen wird, verkleinert die durch das Wickeln entstandene Bifilarspule 6 ihren Durchmesser. Infolge der Elastizität der Flachbandleitung 5 wickelt sich dieselbe wieder auf, wenn die an ihren Enden angreifenden Zugkräfte fortfallen. Der Durchmesser der Bifilarspule 6 in der Ausgangsstellung der Vorrichtung wird zweckmäßig so gewählt, daß er gleich dem kürzesten Abstand der beiden Kontaktstellen 7 und 8 voneinander oder kleiner als dieser Abstand ist.

Die Bifilarspule 6 ist nur mit den Enden der Flachbandleitung 5 festgelegt, und zwar an den Kontaktstellen 7 und 8. Zusätzlich kann sie zwischen zwei ebenen Platten 10 und 11 angeordnet sein, die ein Ausweichen der Bifilarspule 6 aus ihrer Arbeitsebene verhindern. Die Platte 10 kann dabei als abnehmbare Platte ausgeführt sein, mit der die Nabe 3 des Lenkrades 2 verschließbar ist. Die Platten 10 und 11 können an ihren der Bifilarspule 6 zugewandten Oberflächen mit vorzugsweise in radialer Richtung verlaufenden, vorspringenden Rippen oder Wülsten 13 ausgerüstet sein, durch welche die Gleitreibung zwischen der Bifilarspule 6 und den beiden Platten 10 und 11 verringert werden kann. Die Rippen bzw. Wülste 13 sind in den Fig. 2, 4 und 5 angedeutet. Sie sind vorzugsweise in Umfangsrichtung eng begrenzt. In bevorzugter Ausführungsform sind die Platten 10 und 11 gemäß Fig. 3 als Plattenringe mit zentralen Durchbrechungen ausgebildet, in denen ein Träger 14 für die Kontaktstelle 8 liegt. Der Träger 14 kann auch als Ring ausgeführt sein.

Bei einer Drehung des Lenkrades 2 in Richtung des Pfeiles 12 wird die Kontaktstelle 8 um ihre Achse bzw. auf einer Kreisbahn gedreht. Sie nimmt das an ihr festgelegte Ende der Flachbandleitung 5 und dadurch auch die Bifilarspule 6 mit. Die Position der Bifilarspule 6 nach einer vollen Umdrehung des Lenkrades 2 geht aus Fig. 4 hervor. Da die Bifilarspule 6 nicht ortsfest, sondern zwischen den Platten 10 und 11 nahezu frei beweglich ist, hat sie keine volle Umdrehung mitgemacht, sondern nur ihren Durchmesser verkleinert. Die aus der Bifilarspule 6 herausragenden Enden der Flachbandleitung 5 sind entsprechend verlängert.

Nach sechs Umdrehungen des Lenkrades 2 hat die Bifilarspule 6 beispielsweise die aus Fig. 5 ersichtliche Position mit weiter vermindertem Durchmesser. Die Flachbandleitung 5 hat sich dabei in etwa zwei Windungen um die Kontaktstelle 8 einerseits und um die Bifilarspule 6 andererseits herumgelegt. In der Bifilarspule 6 selbst verbleiben auch nach sechs Umdrehungen des Lenkrades 2 noch genügend Windungen, um ein Wiederaufwickeln der Flachbandleitung 5 sicherzustellen.

Dieses Wiederaufwickeln tritt ein, wenn das Lenkrad 2 entgegen der Richtung des Pfeiles 12 gedreht wird. Nach sechs Umdrehungen in Gegenrichtung hat die Bifilarspule 6 wieder die aus Fig. 2 ersichtliche Position. Sie folgt dann im gleichen Sinne weiteren Umdrehungen des Lenkrades 2 in dieser Gegenrichtung.

Um sicherzustellen, daß die Flachbandleitung 5 an den beiden Kontaktstellen 7 und 8 nicht durch zu scharfes Knicken beschädigt wird, kann dieselbe an ihren Enden in an sich bekannte Knickschutzelemente eingebettet sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Kontaktstellen, von denen eine auf einer Kreisbahn bewegbar ist, während die andere ortsfest außerhalb der Kreisbahn angeordnet ist, und zwischen denen eine der elektrischen Verbindung dienende Flachbandleitung mit mindesten zwei elektrischen Leitern in gewickelter Form angeordnet ist, deren Länge wesentlich größer als der kürzeste Abstand der beiden Kontaktstellen voneinander ist und die mit ihren Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachbandleitung (5) als Bifilarspule (6) gewickelt ist, die nur mit den beiden Enden der Flachbandleitung (5) an den Kontaktstellen (7, 8) festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zwischen den beiden Kontaktstellen (7, 8) liegenden Ebene frei bewegliche Bifilarspule (6) zwischen zwei zu der Ebene parallel verlaufenden ebenen Platten (10, 11) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (10, 11) als Plattenringe mit einer zentralen Ausnehmung ausgeführt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den der Bifilarspule (6) zugewandten Oberflächen der beiden Platten (10, 11) vorzugsweise in radialer Richtung verlaufende, vorspringende Rippen oder Wülste (13) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bifilarspule (6) in der Ausgangsstellung der Vorrichtung höchstens gleich dem kürzesten Abstand der beiden Kontaktstellen (7, 8) voneinander ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Kontaktstellen (7, 8) festgelegten Enden der Flachbandleitung (5) in Knickschutzelemente eingebettet sind.