DE3828875A1 - Lenkrad - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einem Signal- oder
"Nachrichten"-Übertragungssystem, das Licht übertragende
Einrichtungen verwendet, versehenes Lenkrad eines Kraft
fahrzeugs.
In den letzten Jahren wurden Tonanlagen, Antriebs- oder
Steuercomputer und andere ähnliche Bauteile in Kraftfahr
zeuge eingebaut, weshalb man daran gegangen ist, an Polster
teilen von Lenkrädern Steuerschalter anzuordnen.
In diesem Zusammenhang sind Multiplex-Kommunikationskreise,
die Lichtübertragungseinrichtungen verwenden, allgemein als
Kommunikationssysteme zwischen den Polsterteilen und Lenk
wellenteilen der Lenkräder bekannt, wobei Lichtgeber an den
Polsterteilen und Lichtempfänger an den Lenkwellenteilen
angeordnet sind.
Ein solches Übertragungssystem ist, wie in Fig. 23 gezeigt
ist, mit einem Schalter 30, einer übertragungsseitigen inte
grierten Schaltung (IS) 31, einem Treiberkreis 32 und einem
Hauptstromkreis an einem Polsterteil 16 ausgestaltet.
Ein Signalrelaisteil M ist mit einem Lichtgeberkreis 34,
einem Lichtempfängerkreis 35 und einem Signalregenerierkreis
36 versehen. Ferner sind an einem Lenksäulenteil 18 ein Wel
lenformkreis 37, eine empfangsseitige integrierte Schaltung
(IS) 38, eine Ausgabe-Schnittstelle 39 und ein Hauptstrom
kreis 40 angeordnet. Darüber hinaus befindet sich ein Lei
stungsrelaisteil 41 zwischen dem Polsterteil 16 und dem
Lenksäulenteil 18.
Durch Betätigen des Schalters 30 am Polsterteil 16 wird die
übertragungsseitige Fernsteuerschaltung 31 aktiviert, der
vom Hauptstromkreis 33 Strom zugeführt wird, so daß eine
Mehrzahl von elektrischen Signalen seriell erzeugt wird.
Hierauf wird das Seriensignal im Treiberkreis 32 verstärkt
und ein Lichtsignal auf der Grundlage dieses Seriensignals
vom Lichtgeberkreis 34 ausgegeben. Dieses Lichtsignal wird
andererseits vom Lichtempfängerkreis 35 aufgenommen und im
Signalregenerierkreis 36 wieder in ein elektrisches Signal
umgewandelt, welches durch den Wellenformkreis 37 in die
vorherige Impulswellenform umgesetzt wird. Anschließend
wird diese Impulswellenform durch die empfangsseitige Fern
steuerung 38 zur Ausgabe-Schnittstelle 39 übertragen, um
elektrische Einrichtungen und Stellglieder oder Betätigungs
einrichtungen zu betreiben. Diese Kommunikationssysteme
erfordern jedoch die Multiplex-Übertragungskreise, was dazu
führt, daß die Systeme kompliziert und die Kosten hoch wer
den.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad, das
einen einfachen Schaltungsaufbau bzw. einfache Schaltungs
komponenten zu Kommunikationszwecken besitzt und mit niedri
gen Kosten herzustellen ist, zu schaffen.
Ein Ziel der Erfindung liegt hierbei darin, ein Lenkrad zu
schaffen, das einen geringen Raum beansprucht und einen ein
fachen Aufbau zur Energiezufuhr von der Lenksäulenseite zur
Polsterteilseite aufweist.
Um die Aufgabe zu lösen und das gesteckte Ziel zu erreichen,
umfaßt der Erfindungsgegenstand eine Lenkwelle, eine am obe
ren Ende der Lenkwelle befestigte Nabenplatte, einen an der
Nabenplatte gehaltenen Lenkradring, eine Lichtgeber- sowie
eine Lichtempfangseinrichtung, die die Nabenplatte zwischen
sich einschließen, um eine Lichtübertragung zu bewerkstelli
gen, wobei die Lichtgebereinrichtung eine Mehrzahl von Licht
geberbausteinen aufweist, während die Lichtempfangseinrich
tung eine Mehrzahl von Lichtempfangsbausteinen umfaßt, die
den Lichtgeberbausteinen der Lichtgebereinrichtung entspre
chen, so daß zwischen diesen Bausteinen Signale übertragen
und empfangen werden, wodurch eine Kommunikationseinheit
mit einem Paar von Geber- und Empfängereinheiten gebildet
wird, und eine Mehrzahl von an der Nabenplatte in überein
stimmung mit der Lichtgeber- und der Lichtempfangseinrich
tung ausgebildeten Durchgangslöchern, deren Anzahl größer
ist als diejenige der Kommunikationseinheiten und die einen
Durchgang der Lichtsignale von allen Bausteinen für eine
Lichtübertragung ermöglichen.
Weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfin
dung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug
nehmenden Beschreibung von Ausführungsformen des Erfindungs
gegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung eines Kommunikations
und eines Leistungsrelaissystems in einer ersten
Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Lenkrades bei der ersten
Ausführungsform;
Fig. 3 einen Querschnitt zur Befestigung eines Leistungsre
laisgliedes an einer Nabenplatte;
Fig. 4 eine zu Fig. 3 perspektivische Darstellung;
Fig. 5 eine Frontansicht des Leistungsrelaisgliedes von
Fig. 3 bzw. 4;
Fig. 6 bis 9 einen Querschnitt eines Übertragungssystems
in einer ersten bis vierten Ausführungsform;
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm eines zur ersten Auführungs
form äquivalenten Kreises;
Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm als fünfte Ausführungsform;
Fig. 12 und 13 Querschnitte durch Lichtschalter;
Fig. 14 in einer perspektivischen Darstellung ein Leistungs
relaisglied als sechste Ausführungsform;
Fig. 15 eine Frontansicht zur Befestigung eines Leistungs
relaisgliedes;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht zur Befestigung eines
Leistungsrelaisgliedes als siebente Ausführungsform;
Fig. 17 einen Querschnitt der Befestigungskonstruktion eines
Relaisgliedes als achte Ausführungsform;
Fig. 18 eine Übersichtsdarstellung eines Kommunikationssy
stems als neunte Ausführungsform;
Fig. 19 einen Querschnitt zum Aufbau eines Kontaktstifts;
Fig. 20 bis 22 Querschnitte zum Aufbau von Kontaktstiften
als zehnte bis zwölfte Ausführungsform;
Fig. 23 ein Blockdiagramm eines üblichen Kommunikationssy
stems, auf das eingangs bereits eingegangen wurde.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die bei einem Lenkrad
mit einem undrehbaren Polsterteil verwirklicht wird, wird
unter Bezugnahme auf die Fig. 1-22 im folgenden be
schrieben.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist eine Nabenplatte 3 durch Schweißen
an einer Nabe 2, die an einer Lenkwelle 1 fest angebracht
ist, befestigt. An der Nabenplatte 3 sind zwölf Durchbohrun
gen 4 a-4 l mit gleichen Abständen auf demselben Umkreis
rund um die Nabe 2 ausgebildet. Auf der Oberfläche (linke
Seite in Fig. 1) der Nabenplatte 3 ist ein erster, polster
seitiger Reflektor 5 angeordnet, in dem acht Abteile 6 a-6 h
mit trapezförmigem Querschnitt ausgebildet sind.
Ein dritter, polsterseitiger Schleifring 60 ist für das Wei
terleiten von Energie an der Außenumfangsfläche des ersten
Reflektors 5 vorgesehen. Zur Ausbildung dieses dritten
Schleifringes kommt ein Lackierverfahren mit einem Dispenser
oder ein Plattierverfahren mit doppelter Ausbildung od. dgl.
in Betracht. Ein Plattierverfahren mit doppelter Ausbildung
besteht darin, nachdem das zu plattierende Teil aus ABS-
Kunstharz von Plattierqualität gebildet worden ist, während
das nicht zu plattierende Teil aus einem für ein Plattieren
ungeeigneten Material, z.B. Polykarbonat od. dgl., gefertigt
ist, den Plattiervorgang auszuführen.
An der oberen Fläche des ersten Reflektors 5 wird eine erste
Grundplatte 7 angebracht, an der acht Lichtgeberbausteine
8 a-8 h, die Lichtgeberdioden (LED′s), Photodioden o.dgl.
verwenden, als eine Lichtgebereinrichtung 90 angeordnet
sind. An einem Teil des Außenumfangs der ersten Grundplatte
7 ist ein Steckverbinder 61 für eine elektrische Verbindung
mit dem dritten Schleifring 60 vorhanden. Der Steckverbinder
wird durch Anlöten oder Druckschweißen eines elektrisch
leitfähigen Metalls gebildet.
Ein zweiter, lenksäulenseitiger Reflektor 9 ist an der unte
ren Fläche (rechte Seite in Fig. 1) der Nabenplatte 3 ange
bracht. In diesem zweiten Reflektor 9 sind acht Abteile
10 a-10 h, die denjenigen des ersten Reflektors 5 gleich
sind, ausgebildet. An der Außenumfangsfläche des zweiten
Reflektors 9 befindet sich ein vierter, lenksäulenseitiger
Schleifring 62 für das Weiterleiten von Energie in der glei
chen Weise wie der dritte Schleifring 60, zu dem der Schleif
ring 62 gleich ausgebildet ist.
Des weiteren ist an der unteren Fläche des zweiten Reflektors
9 eine zweite Grundplatte 11 angeordnet, an der acht Licht
empfangsbausteine 12 a-12 h als eine Lichtempfangseinrich
tung 91 angebracht sind. An einem Teil des Außenumfangs
der zweiten Grundplatte 11 ist ein Steckverbinder 63 zur
elektrischen Verbindung mit dem dritten Schleifring 60 vorhan
den. Wie bereits oben gesagt wurde, ist die Anzahl der Durch
bohrungen 4 a-4 l (zwölf Durchbohrungen) an der Nabenplatte
3 größer als die Anzahl der Kommunikationseinheiten U, die
Paare (acht Paare) von Lichtgeberbausteinen 8 a-8 h und
Lichtempfangsbausteinen 12 a-12 h, welche einander entspre
chen oder zugeordnet sind, umfassen.
Außerhalb der Nabenplatte 3 (untere Seite in Fig. 1) ist
an dieser ein Leistungsrelaisglied 65 mit vom Relaisteil
65 g abgebogenen Kontaktstücken 65 a und 65 b durch die obere
Fläche einer Befestigungsplatte 66 mittels einer Schraube
67 unter Zwischenfügung einer Isolierplatte 64 befestigt.
Die Konstruktion dieses Teils wird noch im einzelnen erläu
tert. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, liegt die Isolierplatte
64 am unteren Abschnitt der Nabenplatte 3 an. An der unteren
Fläche der Isolierplatte 64 ist das Leistungsrelaisglied
65, das aus einem elektrisch leitfähigen Metall, wie Phos
phorbronze od. dgl., besteht und durch Ausstanzen aus einem
Flachmaterial gefertigt wird, angeordnet. Die Isolierplatte
64 und das Relaisglied 65 werden durch die Befestigungsplat
te 66 von U-förmigem Querschnitt und die Schraube 67 fest
gehalten. Wie den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, ist das
eine gebogene Kontaktstück 65 a des Relaisgliedes 65 in Gleit
anlage mit dem dritten Schleifring 60, während das andere
gebogene Kontaktstück 65 b gleitend am vierten Schleifring
62 anliegt, um Energie weiterzuleiten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird im folgenden der Ge
samtaufbau eines Lenkrades 43 mit einem undrehbaren Polster
teil in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert.
Ein Lenkradring 45 wird durch Speichen 44, die sich vom
Außenumfang der Nabenplatte 3 weg erstrecken, gehalten.
Am unteren Teil der Nabe 2 ist über ein Lager 46 eine ring
bundartige Lagerung 47 angebracht, an deren unterer Fläche
ein säulenseitiges Sonnenrad 48 vorgesehen ist.
Am oberen Teil der Nabe 2 ist über ein Lager 49 eine weitere
ringbundartige Lagerung 50 gehalten, an deren oberer Fläche
ein polsterseitiges Sonnenrad 51, an welchem das Polster
teil 16 befestigt ist, vorgesehen ist. An diesem Polsterteil
16 sind acht Schalter 17 a-17 h vorhanden.
An einem Seitenteil der Nabenplatte 3 ist eine Planetenrad
einheit 52 angeordnet, die mit einem Planetenrad 53 versehen
ist. Wenn der Lenkradring 45 gedreht wird, dreht sich das
Planetenrad 53 und läuft um die beiden Sonnenräder 48 sowie
51 um, so daß das Polsterteil 16 undrehbar gehalten
wird.
In dem Übertragungssystem gemäß der Erfindung ist, wie in
Fig. 6 gezeigt ist, jeder Lichtgeberbaustein 8 a-8 h, der
an der unteren Fläche der ersten Grundplatte 7 angebracht
ist, im zentralen Teil eines jeden in dem ersten, auf der
oberen Fläche der Nabenplatte 3 befindlichen Reflektor 5
ausgebildeten Abteils 6 a-6 h angeordnet. Andererseits ist
jeder Lichtempfangsbaustein 12 a-12 h, der an der oberen
Fläche der zweiten Grundplatte 11 ausgebildet ist, welche
sich an der unteren Fläche der Nabenplatte 3 befindet, wobei
diese Platte folglich zwischen den beiden Reflektoren 5
und 9 liegt, in Gegenüberlage zu je einem Lichtgeberbaustein
8 a-8 h und im zentralen Teil eines jeden Abteils 10 a-10 h
des zweiten Reflektors angeordnet.
Die Innenoberflächen der Durchbohrungen 4 a-4 l an der Na
benplatte 3 sind als lichtreflektierende Flächen 13 ausge
bildet. Die Stirnflächen des ersten und des zweiten Reflek
tors 5 bzw. 9 auf der Seite der Nabenplatte 3 sind als
lichtauffangende Flächen 14 ausgebildet, während sowohl
die obere als auch die untere Fläche der Nabenplatte 3 als
lichtauffangende Flächen 114 ausgestaltet sind. Darüber
hinaus ist die Länge der lichtauffangenden Flächen 14 an
dem an den Stirnflächen der Nabenplatte 3 befindlichen
ersten sowie zweiten Reflektor 5 bzw. 9 vorzugsweise größer
als der Durchmesser der Durchbohrungen 4 a-4 l der Naben
platte 3. Deshalb werden Lichtsignale zwischen den Lichtge
berbausteinen 8 a-8 h und den Lichtempfangsbausteinen
12 a-12 h, die einander entsprechen, zwischen der oberen
und unteren Seite zuverlässig übertragen und empfangen.
An der einen Seite der Nabenplatte 3 (linke Seite in Fig. 2)
ist das Leistungsrelaisglied 65 befestigt, dessen Kontakt
spitzen mit dem am Außenumfang des ersten Reflektors 5
befindlichen dritten Schleifring 60 und mit dem am Außenum
fang des zweiten Reflektors 9 befindlichen vierten Schleif
ring 62 in Gleitanlage sind.
Im folgenden werden die Betriebsweise und die Wirkungen
bei einem Lenkrad 43, dessen Polsterteil undrehbar und mit
dem Kommunikations- sowie Energieversorgungssystem auf
Lichtsignalbasis versehen ist, beschrieben.
Wenn der Lenkradring 45 des Lenkrades 43 nicht gedreht wird,
wird der eine Lichtschalter 17 a am Polsterteil 16 angeschal
tet, so daß der Lichtgeberbaustein 8 a Licht aussendet.
Wie die Fig. 6 zeigt, erreicht ein Lichtsignal vom Licht
geberbaustein 8 a durch das Abteil 6 a des ersten Reflektors
5, durch eine Durchbohrung 4 a in der Nabenplatte 3 und durch
ein Abteil 10 a des zweiten Reflektors 9 hindurch den Licht
empfangsbaustein 12 a, an dem das Signal aufgenommen wird,
das dann in ein elektrisches Signal umgeformt wird, welches
über einen Leistungsverstärker, wie einen Puffer, ein Bau
element im Fahrzeug betätigt.
Da, wie gesagt wurde, die Anzahl der Durchbohrungen
4 a-4 l der Nabenplatte 3 größer ist als die Anzahl der
Kommunikationseinheiten U, die aus Paaren von Lichtgeber
bausteinen 8 a-8 h und Lichtempfangsbausteinen 12 a-12 h,
die einander entsprechen, zusammengesetzt sind, und die In
nenflächen der Durchbohrungen 4 a-4 l als lichtreflektieren
de Flächen 13 ausgebildet sind, dreht, wenn der Lenkrad
ring 45 des Lenkrades 43 gedreht wird, die Nabenplatte 3
mit der Drehung des Lenkradringes 45, wobei sich die Durch
bohrung 4 a bewegt, so daß selbst dann, wenn das vom Licht
geberbaustein 8 a ausgesandte Licht nicht zum Eintritt durch
die Durchbohrung 4 a kommt, sich die Durchbohrungen 4 b, 4 c
fortschreitend bewegen, wodurch das vom Lichtgeberbaustein
8 a ausgehende Licht übertragen werden und den Lichtempfangs
baustein 12 a erreichen kann.
Demzufolge wird das Licht vom Lichtgeberbaustein 8 a durch
eine oder zwei aus den Durchbohrungen 4 a-4 l der Naben
platte 3 überrragen, so daß es zum Lichtempfangsbaustein
12 a gelangt. Auf diese Weise bewerkstelligen alle aus den
Lichtgeberbausteinen 8 a-8 h und den Lichtempfangsbaustei
nen 12 a-12 h, die einander entsprechen, bestehenden Kommu
nikationseinheiten U die Lichtübertragung.
Die äquivalente Schaltung eines derartigen Übertragungs
systems mit einem Lichtsignal ist in Fig. 10 gezeigt. Das
Energiezufuhrelement 15 ist mit den am Polsterteil 16 ange
ordneten acht Schaltern 17 a-17 h verbunden. Jeder dieser
Schalter 17 a-17 h steht mit jeweils einem der Lichtgeber
bausteine 8 a-8 h in Verbindung. Die Lichtsignale von den
Lichtgeberbausteinen 8 a-8 h werden zu den Lichtempfangs
bausteinen 12 a-12 h übertragen, von denen die Signale dann
durch jeweils einen Puffer 19 a-19 h am Lenksäulenteil 18
zu jeweils einem Stellantrieb oder Betätigungsglied zu des
sen Betrieb überführt werden.
Die Energiezufuhr zum Polsterteil 16 wird störungsfrei von
der Energiequelle am Lenksäulenteil 18 durch den vierten
Schleifring 62, das Kontaktstück 65 b des Leistungsrelais
gliedes 65, das Leistungsrelaisglied 65 selbst, das andere
Kontaktstück 65 a dieses Gliedes und den dritten Schleif
ring 60 ausgeführt. Die Energiezufuhr zu den Lichtgeber
bausteinen 8 a-8 h erfolgt durch den Steckverbinder 61 sowie
den dritten Schleifring 60, während die Energiezufuhr zu
den Lichtempfangsbausteinen 12 a-12 h durch den Steckver
binder 63 und den vierten Schleifring 62 erfolgt.
Auf diese Weise wird z.B. ein Klimagerät oder eine Tonanla
ge zuverlässig dadurch betätigt, daß die an dem Polsterteil
16 befindlichen Schalter 17 a-17 h angeschaltet werden.
Wie bereits erwähnt wurde, benötigt das Kommunikationssy
stem des Lenkrades 43 gemäß der Erfindung nicht die multi
plexen Übertragungskreise, da die Lichtübertragung an jeder
Kommunikationseinheit U, die einander entsprechende Paare
von Lichtgeberbausteinen 8 a-8 h und Lichtempfangsbausteinen
12 a-12 h umfassen, bewerkstelligt wird. Der Aufbau des
Kommunikationssystem wird dadurch vereinfacht und die Ko
sten werden vermindert.
Ferner ist der Schaltungsaufbau bei dem erfindungsgemäßen
Kommunikationssystem einfach, wobei das Ansprechvermögen
im Empfang stabilisiert wird, so daß die Wartung leicht
auszuführen ist. Mit einem Energiezufuhrsystem in der be
schriebenen Ausführungsform erfolgt die Energiezufuhr mit
einer besseren Leistungsfähigkeit und auf einem kleineren
Raum.
Bei dem Kommunikationssystem gemäß dieser Ausführungsform,
das in Fig. 7 gezeigt ist, sind die Lichtgeberbausteine
8 a-8 h und die Lichtempfangsbausteine 12 a-12 h zur Naben
platte 3 parallel angeordnet. Ferner sind Linsenbauteile
20 von im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt in den
Abteilen 6 a-6 h des ersten Reflektors 5 und den Abteilen
10 a-10 h des zweiten Reflektors 9 angeordnet, um die Licht
signale zu reflektieren.
Der übrige Aufbau dieses Kommunikationssystems ist derselbe
wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
Mit dieser Konstruktion wird das von einem Lichtgeberbau
stein 8 a-8 h ausgesandte Licht durch ein Linsenbauteil
20 reflektiert, um einen entfernten oder weiten Bereich
zu erreichen. Demzufolge tritt das Lichtsignal durch eine
der Durchbohrungen 4 a-4 l ohne Rücksicht auf die Lage
dieser Durchbohrungen in der Nabenplatte 3, und nach einer
Reflexion durch ein Linsenbauteil 20 des zweiten Reflektors
9 wird das Lichtsignal von einem Lichtempfangsbaustein
12 a-12 h empfangen. Auf diese Weise wird das Ansprechver
mögen oder die Empfindlichkeit im Lichtempfang in dem Kom
munikationssystem des Lenkrades gemäß der Erfindung sehr
stabilisiert.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Kommunikationssystem der drit
ten Ausführungsform wird die Position der Lichtgeberbau
steine 8 a-8 h zum Endabschnitt (rechtes Ende in Fig. 8)
des Abteils 6 a-6 h des ersten Reflektors 5 im Gegensatz
zur ersten Ausführungsform verlagert.
Andererseits werden die Lichtempfangsbausteine 12 a-12 h
zu dem zu den Lichtgeberbausteinen 8 a-8 h entgegengesetz
ten Ende (linkes Ende in Fig. 8) der Abteile 10 a-10 h des
zweiten Reflektors 9 hin verschoben. Durch diesen Aufbau
wird das von einem Lichtgeberbaustein 8 a-8 h ausgesandte
Licht von einem Lichtempfangsbaustein 12 a-12 h empfangen,
indem es durch eine oder zwei der Durchbohrungen 4 a-4 l
ohne Rücksicht auf deren Position tritt.
Demzufolge ist das Kommunikationssystem des Lenkrades in
dieser Ausführungsform ebenso leistungsfähig in bezug auf
das Ansprechvermögen oder die Empfindlichkeit im Empfang
wie das System nach der zweiten Ausführungsform.
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Kommunikationssystem in der
vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist das Innere
des ersten Reflektors 5 wie eine hängende Glocke ausgebil
det, wobei die Innenfläche als ein lichtreflektierendes
Teil 21 mittels eines Aluminiumniederschlags oder eines
anderen Verfahrens gefertigt wird.
Das Innere des gegenüberliegenden zweiten Reflektors 9
hat ebenfalls eine Glockenform, jedoch eine kopfstehende
Ausbildung, wobei die Innenfläche als lichtreflektierendes
Teil 21 ausgebildet ist. Der übrige Aufbau des Kommunika
tionssystems entspricht demjenigen der ersten Ausführungs
form.
Durch diese Konstruktion weist das Kommunikationssystem
des Lenkrades in dieser vierten Ausführungsform ebenfalls
eine gute Empfindlichkeit auf, die gleich derjenigen bei
der zweiten und dritten Ausführungsform ist.
Bei dieser fünften Ausführungsform, die in Fig. 11 gezeigt
ist, sind am Polsterteil 16 Leitungsphotoelemente 22 a und
22 b, wie z.B. optische Fasern, und Lichtschalter 23 ange
ordnet.
Eine Kommunikationseinheit U, die jeweils Lichtgeberbaustei
ne 8 a-8 h und Lichtempfangsbausteine 12 a-12 h umfaßt,
dient dazu, Lichtsignale vom Lenksäulenteil zu übertragen
und am Polsterteil zu empfangen. Die Kommunikationseinheit
U ist mit dem Energiezufuhrelement 15 verbunden, wobei das
Lichtsignal vom Lenksäulen- zum Polsterteil übertragen wird.
Folglich kann der Betriebszustand von verschiedenen Ausrü
stungsteilen zuverlässig am Polsterteil 16 durch Betätigen
der Schalter am Säulenteil 18 sichtbar dargestellt werden.
Die Lichtschalter 23 weisen den in den Fig. 12 und 13 gezeig
ten Aufbau auf.
Gemäß Fig. 12 ist ein elastisches Element 26 aus Gummi od.
dgl. Material an einer Grundplatte 25 befestigt, wobei an
der oberen Fläche des elastischen Elements eine Photozelle
22 b angeordnet ist. Oberhalb dieser Photozelle 22 b befindet
sich ein Druckstück 27. Auf der Seite des elastischen Ele
ments 26 ist eine optische Faser 22 a angeordnet, deren frei
es Ende aufwärts geneigt ist. Wenn auf das Druckstück 27
ein Druck ausgeübt wird, wird das elastische Element 26
zusammengedrückt, so daß zwischen den optischen Fasern 22 b
und 22 a eine Verbindung hergestellt wird.
Neben diesem beschriebenen Vorgang werden bei dieser Ausfüh
rungsform die gleichen Arbeitsweisen und Wirkungen wie bei
den vorherigen Ausführungsformen erlangt.
Im Unterschied zu dem Leistungsrelaisglied 65 der ersten
Ausführungsform sind bei dem in Fig. 14 gezeigten Leistungs
relaisglied 65 beide Endabschnitte an jeder Seite mit auf
wärts gebogenen Kontaktstücken 65 c und 65 d sowie 65 e sowie
65 f versehen, die sich paarweise gegenüberliegen.
Bei dieser Konstruktion sind, wie in Fig. 15 gezeigt ist,
die Kontaktstücke 65 c und 65 d mit dem dritten Schleifring
60 in Gleitanlage, während die Kontaktstücke 65 e und 65 f
gleitend am vierten Schleifring 62 anliegen. Demzufolge
hat das Leistungsrelaisglied 65 jeweils zwei Kontaktstellen
mit dem dritten oder dem vierten Schleifring 60 bzw. 62,
so daß die Zeit und die Zahl einer momentanen Unterbrechung
verringert wird.
Die Befestigung des Leistungsrelaisgliedes 65 gemäß der
ersten Ausführungsform wird folgendermaßen geändert:
Wie die Fig. 16 zeigt, wird ein Befestigungsstück 68 von
L-förmigem Querschnitt, das in seinem oberen Teil mit einem
Befestigungsloch 69 versehen ist, einstückig mit einem
Leistungsrelaisglied 65 bzw. Relaisteil 65 g von gleichar
tiger Konstruktion wie bei der ersten Ausführungsform ausge
bildet. An der Nabenplatte 3 wird eine Bohrung 70 an einem
weiter außen liegenden Umfangsbereich zusätzlich zu den
Durchbohrungen 4 a-4 l gefertigt. In das Befestigungsloch
69 wird eine Schraube 71 eingeführt, die dann in die Bohrung
70 der Nabenplatte 3 eingedreht wird, um das Leistungsrelais
glied 65 an der Nabenplatte 3 zu befestigen.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das einstückig mit dem
Befestigungsstück 68 ausgebildete Leistungsrelaisglied 65
an der Nabenplatte 3 befestigt, wodurch die Montage des
Leistungsrelaisgliedes vereinfacht werden kann.
Das Befestigungsstück 68 wird folgendermaßen konstruiert.
Wie in Fig. 17 gezeigt ist, hat ein Einschubteil 68 a des
Befestigungsstücks 68 eine Länge, die gleich derjenigen
der Bohrung 70 in der Nabenplatte 3 ist. Am freien Ende
des Einschubteils 68 a ist ein Vorsprung 68 b ausgebildet,
der sich weiter über die Bohrung 70 hinaus erstreckt, so
daß er mit der Nabenplatte 3 verrastet werden kann.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Vorgang zum Zusammen
bau des Leistungsrelaisgliedes 65 weiter vereinfacht wer
den, wobei das Befestigungsstück 68 an der Nabenplatte
auch durch ein Verstemmen mittels Wärme gehalten werden
kann.
Das Energieversorgungssystem dieser Ausführungsform weist
den folgenden Aufbau auf, wobei auf Fig. 18 Bezug genom
men wird.
Ein erster Schleifring 72 ist am Außenumfangsteil derjeni
gen Fläche der ersten Grundplatte 7, die der Nabenplatte
3 zugewandt ist und die Lichtgeberbausteine 8 a-8 h trägt,
angeordnet. An der der Nabenplatte 3 zugewandten Fläche
der zweiten Grundplatte 11 ist außerhalb des Umfangs, der
von den Lichtempfangsbausteinen 12 a-12 h beschrieben wird,
ein zweiter umlaufender Schleifring 73 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform im Relais- oder Übertragungs
glied 82 zur Anwendung gelangende Kontaktstifte weisen den
folgenden Aufbau auf. Wie die Fig. 19 zeigt, sind ein erster
Kontaktstift 75 a und ein zweiter Kontaktstift 75 b, die als
Relais- oder Übertragungselemente dienen, jeweils im oberen
und unteren Teil eines Kontaktstiftgehäuses 74, das ein
erstes Gehäuseteil 74 a (linke Seite in Fig. 19) und ein
zweites Gehäuseteil 74 b umfaßt, angeordnet.
Diese Kontaktstifte 75 a und 75 b werden durch eine zwischen
diese eingefügte Feder 76 in entgegengesetzten Richtungen
belastet, so daß sie auseinandergedrückt werden. In Ver
bindungsteilen des ersten Kontaktstiftgehäuseteils 74 a und
des zweiten Kontaktstiftgehäuseteils 74 b sind jeweils an
gleicher Position Durchgangslöcher 77 a und 77 b ausgebildet.
Ferner ist, wie in Fig. 18 gezeigt ist, an der Naben
platte 3 außerhalb des Umfanges, der von den Durchbohrun
gen 4 a-4 l beschrieben wird, ein Durchgangsloch 78 ausge
bildet, in das der zweite Kontaktstift 75 b eingesetzt wird.
Außerhalb des Umfangs des Durchgangslochs 78 ist eine Boh
rung 79 gefertigt, um die beiden Kontaktstiftgehäuseteile
74 a und 74 b zu befestigen. Der zweite Kontaktstift 75 b
wird in das Durchgangsloch 78 zusammen mit dem zweiten Kon
taktstiftgehäuseteil 74 b eingefügt. Anschließend wird durch
die beiden Durchgangslöcher 77 a und 77 b der Gehäuseteile
74 a und 74 b eine Schraube 80 eingesetzt und in die Bohrung
79 eingedreht, so daß beide Kontaktstifte 75 a und 75 b
an der Nabenplatte 3 befestigt sind.
Gemäß dieser Ausführungsform können die beiden Schleifringe
72 und 73 in einem Ätzverfahren für Leiterplatten gefertigt
werden, wenn die Grundplatten 7 und 11 hergestellt werden,
so daß die Konstruktion zur Energiezufuhr oder -übertra
gung ohne Schwierigkeiten und mit geringen Kosten gefertigt
werden kann.
Gemäß dieser zehnten Ausführungsform, wobei auf Fig. 20
Bezug genommen wird, werden die Kontaktstiftgehäuseteile
74 a und 74 b der vorherigen Ausführungsform abgewandelt.
Der obere Teil des zweiten Kontaktstiftgehäuses 74 b bleibt
offen. Das erste Kontaktstiftgehäuseteil 74 a mit mit einem
im wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgestaltet und
mit einem Ansatz 74 d versehen, so daß mit Bezug zum oberen
Ende des zweiten Kontaktstiftgehäuseteils 74 b ein Hinter
schnitt gebildet wird. Durch diese Ausbildung kann das erste
Gehäuseteil 74 a durch ein Aufdrücken auf das zweite Gehäu
seteil 74 b ohne Schwierigkeiten angebracht werden.
Gemäß dieser Ausführungsform erfolgt die Befestigung des
zweiten Kontaktstiftgehäuseteils 74 b an der Nabenplatte
3 in der folgenden Weise. Wie die Fig. 21 zeigt, ist an
stelle der Bohrung 79 von Fig. 18 in der Nabenplatte 3 ein
Durchgangsloch 81 ausgebildet. Am zweiten Kontaktstiftge
häuseteil 74 b ist einstückig ein Befestigungsstück 74 c
ausgestaltet, das durch das Durchgangsloch 81 ragt und mit
tels eines Vorsprungs 74 e, der einen Hinterschnitt mit Be
zug zur Nabenplatte 3 bildet, mit dieser Platte 3 in Rast
eingriff gebracht wird. Durch diese Ausführung kann die
Befestigung des zweiten Kontaktstiftgehäuseteils 74 b an
der Nabenplatte 3 durch ein Andrücken erfolgen, was den
Zusammenbau wesentlich erleichtert.
In dieser Ausführungsform sind die Kontaktstifte und das
Kontaktstückgehäuse gegenüber der neunten bis elften Aus
führungsform in der folgenden Weise abgewandelt.
Wie die Fig. 22 zeigt, weist ein Relais- oder Übertragungs
glied 83 Kontaktstücke 83 a sowie 83 b auf, die einander
entgegengesetzt und ständig mit den Schleifringen 72 bzw.
73 in Gleitanlage sind. Ferner umfaßt das Relaisglied ein
Einbauteil 83 c zwischen den Kontaktstücken 83 a und 83 b.
Dieses Einbauteil 83 c ist in einem Befestigungsstück 66 a
einstückig ausgebildet. Durch eine Schraube 67 wird das
Befestigungsstück 66 a an der Nabenplatte 3 festgehalten.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der Zusammenbau noch wei
ter erleichtert, da von den Kontaktstiften 75 a, 75 b, der
Feder 76 und anderen Bauteilen kein Gebrauch gemacht wird.
Ferner kann das Befestigungsstück 66 a an der Nabenplatte
3 durch eine Rastkonstruktion, bei der ein Hinterschnitt
verwendet wird, oder durch ein Verstemmen unter Wärmeein
wirkung od. dgl. befestigt werden.
Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausfüh
rungsformen wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist
sie auf die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt,
da dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwand
lungen und Abänderungen der verschiedensten Art an die Hand
gegeben worden sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung
fallend anzusehen sind.
Claims (21)
1. Lenkrad mit einer Lenkwelle (1), einer an deren oberem
Ende befestigten Nabenplatte (3) und einem von dieser
Nabenplatte getragenen Lenkradring (45), dadurch
gekennzeichnet, daß beidseits der Nabenplatte (3) zuein
ander entgegengesetzt eine Lichtgebereinrichtung (90)
sowie eine Lichtempfangseinrichtung (91) zur Durchführung
einer Lichtübertragung angeordnet sind, daß zur Übertra
gung und zum Empfang zwischen der Lichtgeber- sowie Licht
empfangseinrichtung die Lichtgebereinrichtung (90) eine
Mehrzahl von Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h) und die Lichtemp
fangseinrichtung (91) eine Mehrzahl von Lichtempfangs
bausteinen (12 a-12 h) entsprechend den Lichtgeberbaustei
nen der Lichtgebereinrichtung umfassen, wobei ein jeweils
aus Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h) sowie Lichtempfangs
bausteinen (12 a-12 h) bestehendes Paar eine Kommunika
tionseinheit (U) zur Übertragung und zum Empfang von
Licht zwischen diesen bildet, und daß in Übereinstimmung
mit der Lichtgebereinrichtung (90) und der Lichtempfangs
einrichtung (91) eine Mehrzahl von Durchbohrungen (4 a-4 l)
in der Nabenplatte (3) ausgebildet ist, deren Anzahl grö
ßer ist als die Anzahl der Kommunikationseinheiten (U)
zur Lichtübertragung, wobei diese Durchbohrungen (4 a-4 l)
einen Durchtritt von Lichtsignalen zur Lichtübertragung
aller Kommunikationseinheiten (U) ermöglichen.
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchbohrungen (4 a-4 l) mit gleichen Abständen auf
einem zur Drehmitte der Lenkwelle (1) koaxialen Kreis
ausgebildet und die Lichtgeberbausteine (8 a-8 h) sowie
die Lichtempfangsbausteine (12 a-12 h) mit gleichen Abstän
den auf dem von den Durchbohrungen bestimmten Kreis ange
ordnet sind.
3. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Durchbohrung (4 a-4 l) in der Nabenplatte (3)
an ihrem Innenumfang eine lichtreflektierende Fläche (13)
aufweist, die das Lichtsignal von der Seite der Lichtge
berbausteine (8 a-8 h) zur Seite der Lichtempfangsbaustei
ne (12 a-12 h) reflektiert.
4. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Nabenplatte (3) sowie
der Lichtgebereinrichtung (90) ein erster Reflektor (5)
und zwischen der Nabenplatte (3) sowie der Lichtempfangs
einrichtung (91) ein zweiter Reflektor (9) angeordnet
sind, wobei der erste Reflektor (5) eine Reflexion des
von den Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h) ausgesandten Licht
signals zur Seite der Lichtempfangsbausteine (12 a-12 h)
ermöglicht und eine Kreuzung der von den Lichtgeberbau
steinen ausgesandten Lichtsignale untereinander verhin
dert, während der zweite Reflektor (9) eine Reflexion
des Lichtsignals zur Seite der Lichtempfangsbausteine
ermöglicht und eine Kreuzung der zu jeweils einem Licht
empfangsbaustein übertragenen Lichtsignale untereinander
verhindert.
5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Reflektor (5) mit einer Mehrzahl von Abteilen
(6 a-6 h) zur Aufnahme jeweils eines Lichtgeberbausteins
(8 a-8 h) der Lichtgebereinrichtung (90) sowie zur Tren
nung der von diesen ausgehenden Lichtsignalen versehen
ist und daß der zweite Reflektor (9) mit Abteilen
(10 a-10 h) zur Aufnahme jeweils eines Lichtempfangsbau
steins (12 a-12 h) der Lichtempfangseinrichtung (91) sowie
zum Empfang der von den Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h)
ausgesandten Lichtsignale ohne deren Kreuzung unterein
ander ausgestattet ist.
6. Lenkrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen zwei benachbarten Abteilen (6 a-6 h) am ersten Re
flektor (5) und zwischen zwei benachbarten Abteilen
(10 a-10 h) am zweiten Reflektor (9) lichtauffangende
Flächen (14) ausgebildet sind, die eine Kreuzung der von
den benachbarten Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h) ausgesand
ten Lichtsignale untereinander verhindern.
7. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchbohrungen (4 a-4 l) gleiche
Größenabmessungen aufweisen und eine Länge der lichtauf
fangenden Flächen (14) zwischen den Abteilen (6 a-6 h,
10 a-10 h) länger als der Durchmesser einer Durchbohrung
(4 a-4 l) ist.
8. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Reflektor (5) und der zweite Reflektor (9) eine
Mehrzahl von lichtreflektierenden Teilen (21) umfassen,
die die Lichtsignale von der Seite der Lichtgeberbaustei
ne (8 a-8 h) zur Seite der Lichtempfangsbausteine
(12 a-12 h) reflektieren.
9. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß an beiden Flächen auf der Seite der
Lichtgebereinrichtung (90) sowie der Lichtempfangsein
richtung (91) zwischen einander benachbarten Durchbohrun
gen (4 a-4 l) längs des von diesen bestimmten Kreises
lichtauffangende Flächen (114) vorhanden sind.
10. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtgebereinrichtung (90) und
die Lichtempfangseinrichtung (91) mit einer Mehrzahl von
Linsenbauteilen (20) in Übereinstimmung mit den Lichtge
berbausteinen (8 a-8 h) und den Lichtempfangsbausteinen
(12 a-12 h) ausgestattet sind, die die von jedem Lichtge
berbaustein ausgesandten Lichtsignale zu den Lichtemp
fangsbausteinen (12 a-12 h) leiten.
11. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtgeberbausteine (8 a-8 h)
und die Lichtempfangsbausteine (12 a-12 h) in einer Rich
tung des von ihnen umschriebenen Kreises einander ent
sprechend angeordnet sind.
12. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtgeberbausteine (8 a-8 h)
und die Lichtempfangsbausteine (12 a-12 h) in einer Rich
tung des von ihnen umschriebenen Kreises zueinander
verschoben angeordnet sind.
13. Lenkrad mit einer Lenkwelle (1), einer an deren oberem
Ende befestigten Nabenplatte (3) und einem von dieser
Nabenplatte getragenen Lenkradring (45), gekennzeichnet
- - durch ein Paar von entgegengesetzt zueinander beidseits der Nabenplatte (3) angeordneten Grundplatten (7, 11),
- - durch eine an jeweils einer der Grundplatten (7, 11) vorgesehene Lichtgebereinrichtung (90) und Lichtempfangs einrichtung (91) zur Übertragung und zum Empfang von Signalen zwischen der Lichtgeber- sowie der Lichtemp fangseinrichtung, wobei die Lichtgebereinrichtung (90) eine Mehrzahl von Lichtgeberbausteinen (8 a-8 h) umfaßt, während die Lichtempfangseinrichtung (91) eine Mehrzahl von Lichtempfangsbausteinen (12 a-12 h) entsprechend den Lichtgeberbausteinen der Lichtgebereinrichtung um faßt und wobei ein jeweils aus den Lichtgeberbaustei nen sowie den Lichtempfangsbausteinen bestehendes Paar eine Kommunikationseinheit (U) bildet,
- - durch einen zwischen der ersten Grundplatte (7) und der Nabenplatte (3) angeordneten ersten Reflektor (5),
- - durch einen zwischen der Nabenplatte (3) und der zwei ten Grundplatte (11) angeordneten zweiten Reflektor (9),
- - durch eine Mehrzahl von in der Nabenplatte (3) in Über einstimmung mit der Lichtgebereinrichtung (90) sowie der Lichtempfangseinrichtung (91) ausgebildeten Durch bohrungen (4 a-4 l), deren Anzahl größer ist als die Anzahl der Kommunikationseinheiten (U) für die Licht übertragung und die einen Durchtritt aller Lichtsigna le aller Einheiten (U) für die Lichtübertragung er möglichen,
- - durch ein Paar von aus einem elektrisch leitfähigen Metall gebildeten Schleifringen (60, 62, 72, 73), die jeweils an einem Außenumfangsteil des ersten Reflek tors (5) sowie des zweiten Reflektors (9) und/oder an beiden Grundplatten (7) angeordnet sind, und
- - durch ein an der Nabenplatte (3) befestigtes Leistungs relaisglied (65, 82, 83), das mit den Schleifringen (60, 62, 72, 73) zur Energieübertragung in Gleitanla ge ist.
14. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Leistungsrelaisglied (65) ein an der Nabenplatte (3)
befestigtes Relaisteil (65 g) und ein Paar von einstückig
an einem Endabschnitt des Relaisteils (65 g) ausgebildeten
Kontaktstücken (65 a, 65 b), die mit den beiden Schleifrin
gen (60, 62) in Gleitanlage sind, umfaßt.
15. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Leistungsrelaisglied (65) ein an der Nabenplatte (3)
befestigtes Relaisteil (65 g) und an den vier Ecken die
ses Relaisteils einstückig ausgebildete Kontaktstücke
(65 c, 65 d, 65 e, 65 f) umfaßt.
16. Lenkrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Leistungsrelaisglied (65) mit einem Befestigungsstück
(68) versehen ist, das einstückig an dem Relaisteil (65 g)
ausgebildet ist und ein Befestigungsloch (69) zur Befe
stigung des Leistungsrelaisgliedes (65) an der Nabenplatte
(3) aufweist.
17. Lenkrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
das Befestigungsstück (68) ein Einschubteil (68 a) auf
weist, das durch eine Bohrung (70) in der Nabenplatte
(3) zu führen ist und an seinem freien Ende einen von
der Bohrung (70) vorragenden sowie mit der Nabenplatte
(3) zum Riegeleingriff kommenden Vorsprung (68 b) hat.
18. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schleifringe einen ersten und einen zweiten Schleif
ring (72, 73) umfassen, wobei der erste Schleifring (72)
an einer der Nabenplatte (3) zugewandten Fläche der ersten
Grundplatte (7) und der zweite Schleifring (73) an einer
der Nabenplatte (3) zugewandten Fläche der zweiten Grund
platte (11) ausgebildet ist und daß ein Relaisglied (82)
einen ersten Kontaktstift (75 a), welcher ständig mit dem
ersten Schleifring (72) in Anlage ist, einen zweiten Kon
taktstift (75 b), der ständig mit dem zweiten Schleifring
(73) in Anlage ist, eine zwischen die beiden Kontaktstif
te eingefügte und diese zur Anlage an den ersten sowie
zweiten Schleifring (72, 73) belastende Feder (76) und
ein die beiden Kontaktstifte (75 a, 75 b) sowie die Feder
(76) in seinem Inneren aufnehmendes Kontaktstiftgehäuse
(74) umfaßt.
19. Lenkrad nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kontaktstiftgehäuse (74) aus einem ersten Gehäuseteil
(74 a) sowie einem zweiten Gehäuseteil (74 b) zusammenge
setzt ist und ein an einem Kopfteil des ersten Gehäuseteils
(74 a) ausgebildeter Ansatz (74 d) mit dem zweiten Gehäuse
teil (74 b) zum Eingriff zu bringen ist.
20. Lenkrad nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Kontaktstiftgehäuseteil (74 b) an einem Ab
schnitt ein durch ein Durchgangsloch (81) in der Naben
platte (3) zu führendes Einschubteil (74 c) aufweist, an
dessen freiem Ende ein aus dem Durchgangsloch (81) vor
ragender und mit der Nabenplatte (3) verrastbarer Vor
sprung (74 e) ausgebildet ist.
21. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Relaisglied (83) ein Einbauteil (83 c) sowie ein Paar
von Kontaktstücken (83 a, 83 b), die mit den beiden Schleif
ringen (72, 73) in Gleitanlage sind, umfaßt und das Ein
bauteil (83 c) in einem an der Nabenplatte (3) festen Be
festigungsstück (66 a) gehalten ist.
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