DE4328565C1 - Lenkradanordnung mit einem eine elektrische Einrichtung aufweisenden Mittelteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkradanordnung mit einem wenig­ stens eine elektrische Einrichtung aufweisenden Mittelteil, das innerhalb eines um eine Lenkspindelachse drehbaren Lenkrades angeordnet und mittels eines zwei Verzahnungsträger aufweisen­ den Getriebes stationär gehalten ist, von denen ein oberer mit dem Mittelteil und ein unterer mit einem die Lenkspindel lagernden karosseriefesten Mantelrohr verbunden sind, wobei ein wenigstens ein Kabel aufweisender flexibler Kabelbaum für die wenigstens eine elektrische Einrichtung mit Hilfe von Kabelfüh­ rungsmitteln von dem Mantelrohr durch ein mit dem Lenkrad dreh­ festes Zwischenteil zu dem stationären Mittelteil geführt ist.

Eine solche Lenkradanordnung ist aus der DE 34 06 327 C2 be­ kannt. Dabei ist ein oberer Verzahnungsträger starr mit dem mehrere elektrische Bedienelemente aufweisenden Mittelteil ver­ bunden, das mittels eines Getriebes relativ zu einer Drehung des Lenkrades stationär gehalten wird. Der untere Verzahnungs­ träger ist starr mit dem karosseriefesten Mantelrohr verbunden. Beide Verzahnungsträger sind mit je einem Speicherraum für je einen spiralförmig gewickelten Teil des Kabelbaumes versehen, um die elektrische Kontaktierung vom Bereich des Mantelrohres aus durch den drehbaren Zwischenteil zum stationär gehaltenen Mittelteil zu ermöglichen. Die Lenkradanordnung weist keinen Aufprallschutz in Form eines Pralltopfes und einer Airbag-Ein­ heit auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkradanordnung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die eine elektrische Kontak­ tierung elektrischer Einrichtungen im Mittelteil ermöglicht und dennoch einen ausreichenden Aufprallschutz bietet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zwischenteil als Pralltopf ausgebildet ist, daß ein eine Kegelverzahnung tragen­ der Boden des oberen Verzahnungsträgers - zum Mittelteil hin gesehen - an den Pralltopf anschließt und in Richtung des Mit­ telteiles schräg nach-außen und nach oben gezogen ist, und daß der Kabelbaum durch den Pralltopf zum Mittelteil wendelförmig und etwa koaxial zur Lenkspindelachse geführt ist. Durch die freie wendelförmige Führung des Kabelbaumes durch den Pralltopf hindurch wird ein Speicherraum im oberen Verzahnungsträger für einen Teil des Kabelbaumes vermieden. Dadurch wird zusätzliche Bautiefe für eine ausreichende Dimensionierung des Pralltopfes geschaffen. Dadurch, daß der Boden des oberen Verzahnungsträ­ gers nach außen und nach oben gezogen ist, kann in diesem Be­ reich der Pralltopf nachgesetzt werden, wodurch er mit ver­ größerter Höhe dimensioniert werden kann. Dies gewährleistet einen verbesserten Aufprallschutz. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird somit eine Lenkradanordnung geschaffen, die eine elektrische Kontaktierung der elektrischen Einrichtungen im Mittelteil zuläßt und dennoch durch eine ausreichende Dimensio­ nierung des Pralltopfes einen guten Aufprallschutz sichert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Kegelverzahnung im Be­ reich eines Außenrandes des Bodens des Verzahnungsträgers vor­ gesehen. Die Dimensionierung des Pralltopfes wird daher nicht durch das Kämmen der Kegelverzahnung mit dem korrespondierenden Verzahnungspartner beeinträchtigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kabelbaum mit­ tels eines Positionierelementes in einer definierten Position an einen Kontakt des Mittelteiles angeschlossen. In weiterer Ausgestaltung ist dem Kontakt eine Verliersicherung für den Kabelbaum zugeordnet. In weiterer Ausgestaltung weist das Posi­ tionierelement eine Verdrehsicherung auf. Durch diese Maßnahmen wird ein sicherer und dauerhafter Anschluß des Kabelbaumes an die Kontaktstelle des Mittelteiles gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kabelbaum bogenförmig tangential an den Kontakt des Mittelteiles herange­ führt und mittels eines vom Mittelteil auf Höhe der Lenkspin­ delachse nach unten abragenden Haltewinkels in dieser Position geklemmt. Dadurch bleibt die Anschlußstelle unabhängig von Drehbewegungen des Lenkrades und daraus resultierenden Wick­ lungsänderungen des Kabelbaumes unbelastet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Anschlußbereich des Kabelbaumes an den Kontakt ein vom Mittelteil aus stutzen­ förmig zum Pralltopf abragender Kragen vorgesehen, der den An­ schlußbereich koaxial zur Lenkspindelachse umschließt. Dadurch wird der Anschlußbereich des Kabelbaumes gegen den benachbarten drehbaren Teil des Pralltopfes geschützt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeich­ nung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in einem Schnitt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Lenkradanordnung, bei der ein Kabelbaum zur Kontaktierung einer Airbag-Einheit in einem stationären Mittelteil der Lenkradanordnung wendelförmig durch einen mit dem Lenkrad gekoppelten Pralltopf hindurchgeführt ist.

Die Lenkradanordnung nach der einzigen Zeichnung weist ein Lenkrad (1) auf, das mittels mehrerer Lenkradspeichen (4) und Speichenansätzen (17) an einer Lenkradnabe (7) befestigt ist.

Die Lenkradnabe (7) ist starr auf einem Stirnende einer Lenk­ spindel (6) angeordnet, die um eine Lenkspindelachse (32) dreh­ bar in einem karosseriefesten Mantelrohr (8) gelagert ist. Auf der Lenkradnabe (7) ist ein Pralltopf (11) befestigt, der ko­ axial zur Lenkspindelachse (32) von der Lenkspindel (6) weg nach oben abragt. Die Stirnseite des Pralltopfes (11) schließt mit einer tellerringartigen Pralltopfabstützung (16) ab, deren Innenseite durch einen zylindrischen, zur Lenkspindelachse (32) koaxial nach oben ragenden Bund gebildet ist. Die Pralltopfab­ stützung (16) ist einerseits starr mit dem Pralltopf (11) ver­ bunden und andererseits - nicht dargestellt - mit etwa radial nach außen abragenden Stützrippen versehen, die an den Lenkrad­ speichen (4) befestigt sind. Die Pralltopfabstützung (16) ist radial nach außen stufenartig nach oben gezogen, wodurch die auf die Lenkspindelachse (32) bezogene Höhe des Pralltopfes (11) vergrößert ist.

Auf der Pralltopfabstützung (16) ist ein Mittelteil (2) um die Lenkspindelachse (32) mittels einer Gleitlagerung (13) drehbar gelagert. Dazu weist das Mittelteil (2) ein Abstützteil (10) auf, auf dem mittels Befestigungseinrichtungen (9) eine Airbag- Einheit (3) befestigt ist. Die Airbag-Einheit (3) wird durch ein das gesamte Mittelteil (2) überdeckendes Prallpolster abge­ deckt. Das Abstützteil (10) ist mittels mehrerer Haltebolzen (14) drehfest mit einem tellerringähnlichen Verzahnungsträger (12) verbunden, der Teil der Gleitlagerung (13) ist. Im Bereich der Haltebolzen (14) ist das Abstützteil (10) relativ zum Ver­ zahnungsträger (12) axial federelastisch gehalten, um eine - nicht dargestellte - Signalhornkontaktierung zu ermöglichen. Das Abstützteil (10) ist als Blechteil ausgebildet und ist in einem zylindrischen Bereich um die Lenkspindelachse (32) zur Lenkradnabe (7) hin offen, wobei die Öffnung durch einen ko­ axial nach unten gebogenen zylindrischen Kragen (15) gebildet ist. Der Kragen (15) weist einen geringeren Durchmesser auf als der Bund der Pralltopfabstützung (16), so daß die relativ zum Abstützteil (10) drehbare Pralltopfabstützung (16) nicht mit dem Kragen (15) in Berührung kommt.

Da die Pralltopfabstützung (16) und der Pralltopf (11) für eine größere verfügbare Stauchhöhe bei einem Aufprall auf das Mit­ telteil (2) axial nach oben gezogen sind, verläuft auch der Boden des an die Pralltopfabstützung (16) anschließenden Ver­ zahnungsträgers (12) schräg radial nach außen und in Richtung des Mittelteiles (2) nach oben. Der Außenrand des Verzahnungs­ trägers (12) wird in radialer Verlängerung des Bodens (12) durch eine Kegelverzahnung (18) gebildet, die am Verzahnungs­ träger (12) angeformt ist. Der Verzahnungsträger (12) besteht aus Kunststoff und ist mittels mehrerer radial orientierter Rippen verstärkt. Diese Kegelverzahnung (18) trägt dazu bei, daß das Mittelteil (2) bei einer Drehung des Lenkrades (1) und einer daraus resultierenden Drehung des Pralltopfes (11) stationär gehalten wird. Dadurch bleibt das Mittelteil (2) für einen Fahrer immer in einer gleichbleibenden Winkelposition. Die Kegelverzahnung (18) ist Teil eines kinematischen Umkehrge­ triebes, das zwei übereinander angeordnete Planetenräder (19 und 20) sowie eine Kegelverzahnung (21) an einem unteren Ver­ zahnungsträger (22) aufweist, der starr mit dem karosserie­ festen Mantelrohr (8) verbunden ist. Die beiden Planetenräder (19 und 20) kämmen einerseits miteinander und andererseits mit jeweils einer Kegelverzahnung (18 bzw. 21). Jedes Planetenrad ist auf einer Nabe eines Nabenträgers (28, 29) gehalten, die wiederum einem Halteteil (5) zugeordnet sind. Dieses Halteteil (5) ist starr mit den Lenkradspeichen (4), den Speichenansätzen (17) und der Pralltopfabstützung (16) verbunden. Um das Verzah­ nungsflankenspiel zwischen den verschiedenen Verzahnungspart­ nern auszugleichen, sind beide Planetenräder (19, 20) auf ihren Naben sowohl axial elastisch als auch parallel zur Lenkspindel­ achse (32) radial elastisch beweglich gehalten. Die Federkraft zum Eindrücken der Kegelverzahnung der beiden Planetenräder (19, 20) in die komplementäre Kegelverzahnung (18, 21) wird durch Federn (30) aufgebracht, die sich am jeweiligen Naben­ träger (28, 29) abstützen. Die Federkraft zum Zusammendrücken der Zahnflanken der Stirnverzahnungen beider Planetenräder (19, 20) wird durch Schraubenfedern (31) aufgebracht, die beide Nabenträger (28 und 29) gegeneinander ziehen.

Um die Airbag-Einheit (3) zünden zu können, wird eine von einer fahrzeugfesten Stromversorgung herangeführte Kontaktierungslei­ tung zunächst im Bereich des karosseriefesten Mantelrohres (8) in einen Speicherraum des unteren Verzahnungsträgers (22) ge­ führt, in dem sie spiralförmig aufgewickelt ist. Ein den Spei­ cherraum des Verzahnungsträgers (22) abdeckendes oberes Ge­ häuseteil, das drehfest mit der Lenkradnabe (7) verbunden ist, ist nicht dargestellt. Die Kontaktierungsleitung mündet am Stirnende der Lenkradnabe (7) in einen Anschluß (27), von dem aus ein Kabelbaum (26) um die Lenkspindelachse (32) wendelför­ mig frei nach oben geführt ist. Beim Ausführungsbeispiel weist der Kabelbaum (26) lediglich eine Kontaktierungsleitung auf. Bei anderen Ausführungen der Erfindung, bei denen im Mittelteil (2) mehrere elektrische Einrichtungen vorgesehen sind, werden mehrere Kontaktierungsleitungen herangeführt, so daß auch der Kabelbaum (26) mehrere Kabelstränge aufweist. Der Kabelbaum (26) ist mittels eines Kupplungsgegenstücks in eine an der Air­ bag-Einheit (3) befestigte Kupplung (24) eingesteckt. Die Kupp­ lung (24) weist dabei sowohl eine Verdrehsicherung als auch eine Verliersicherung auf. Der Kabelbaum (26) ist bogenförmig an die Kupplung (24) herangeführt, deren Einsteckrichtung etwa radial zur Lenkspindelachse (32) ist. Zusammen mit der Kupplung (24) ist ein Haltewinkel (23) etwa auf Höhe der Lenkspindel­ achse (32) an der Unterseite der Airbag-Einheit (3) montiert. Dieser Haltewinkel (23) ragt koaxial zur Lenkspindelachse (32) von der Airbag-Einheit (3) nach unten ab und weist an seinem unteren Ende eine Klemmpratze (25) auf, die den Kabelbaum (26) in einer definierten Position klemmt. Die bogenförmige Verle­ gung des Kabelbaumes (26) zwischen Klemmpratze (25) und Kupp­ lung (24) bleibt dadurch immer konstant erhalten. Um ein Reiben des bogenförmigen Teiles des Kabelbaumes (26) im Anschlußbe­ reich der Kupplung (24) an dem Bund der drehbaren Pralltopfab­ stützung (16) zu vermeiden, ist der zuvor bereits beschriebene Kragen (15) vorgesehen. Der Bogen des Anschlußbereichs des Kabelbaumes (26) sowie auch die Kupplung (24) sind in Richtung einer Sichtkante des Prallpolsters des Mittelteiles (2) orien­ tiert, da der Gasgenerator der Airbag-Einheit aus Gründen einer guten Sicht auf die Instrumente der Armaturentafel immer von dieser Sichtkante weg versetzt eingebaut ist.

Claims (7)

1. Lenkradanordnung mit einem wenigstens eine elektrische Einrichtung aufweisenden Mittelteil, das innerhalb eines um eine Lenkspindelachse drehbaren Lenkrades angeordnet und mit­ tels eines zwei Verzahnungsträger aufweisenden Getriebes sta­ tionär gehalten ist, von denen ein oberer mit dem Mittelteil und ein unterer mit einem die Lenkspindel lagernden karosserie­ festen Mantelrohr verbunden sind, wobei ein wenigstens ein Kabel aufweisender flexibler Kabelbaum für die wenigstens eine elektrische Einrichtung mit Hilfe von Kabelführungsmitteln von dem Mantelrohr durch ein mit dem Lenkrad drehfestes Zwischen­ teil zu dem stationären Mittelteil geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenteil als Pralltopf (11) ausgebildet ist,
daß ein eine Kegelverzahnung (18) tragender Boden des oberen Ver­ zahnungsträgers (12) - zum Mittelteil (2) hin gesehen - an den Pralltopf (11) anschließt und in Richtung des Mittelteiles (2) schräg nach außen und nach oben gezogen ist, und
daß der Kabel­ baum (26) durch den Pralltopf (11) zum Mittelteil (2) wendel­ förmig und etwa koaxial zur Lenkspindelachse (32) geführt ist.

2. Lenkradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelverzahnung (18) im Bereich eines Außenrandes des Bodens des Verzahnungsträgers (12) vorgesehen ist.

3. Lenkradanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelbaum (26) mittels eines Positionierelementes (23, 25) in einer definierten Position an einen Kontakt (24) des Mittelteiles (2) angeschlossen ist.

4. Lenkradanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kontakt (24) eine Verliersicherung für den Kabelbaum (26) zugeordnet ist.

5. Lenkradanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement (23, 25) eine Verdrehsicherung auf­ weist.

6. Lenkradanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelbaum (26) bogenförmig tangential an den Kontakt (24) herangeführt ist und mittels eines vom Mittelteil (2) auf Höhe der Lenkspindelachse (32) nach unten abragenden Haltewin­ kels (23) in dieser Position geklemmt ist.

7. Lenkradanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschlußbereich des Kabelbaumes (26) an den Kontakt (24) ein vom Mittelteil (2) aus stutzenförmig zum Pralltopf (11) ab­ ragender Kragen (15) vorgesehen ist, der den Anschlußbereich koaxial zur Lenkspindelachse (32) umschließt.