[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei
Endstellen, zwischen denen mindestens eine in einer Kassette untergebrachte, in Windungen
verlaufende Flachbandleitung mit mindestens zwei elektrischen Leitern angeordnet ist,
deren Länge wesentlich größer als der Abstand der beiden Endstellen voneinander ist,
bei welcher die Kassette aus einem feststehenden Stator und einem drehbaren Rotor
besteht, zwischen denen die Flachbandleitung angeordnet ist, bei welcher mindestens
eine der beiden Endstellen relativ zu der anderen bewegbar ist und bei welcher die
Flachbandleitung an ihren im Bereich der Endstellen liegenden Enden aus der Kassette
herausgeführt ist (EP 0 834 968 A2).
[0002] Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise bei der Stromzuführung für einen Airbag
in einem Kraftfahrzeug verwendet. Sie wird bei dieser Anwendung in das Lenkrad des
Kraftfahrzeugs eingebaut. Ein wesentliches Problem dabei und bei entsprechenden Vorrichtungen
allgemein ist die Stromübertragung zwischen feststehenden und beweglichen Teilen derselben.
Dieses Problem tritt bei allen Geräten auf, bei denen zwei relativ zueinander bewegbare
Endstellen vorhanden sind, von denen in den meisten Fällen eine als Festpunkt ausgebildet
ist. Die für solche Fälle üblichen Schleifkontakte bzw. Schleifringe sind einem Verschleiß
unterworfen und insbesondere bei niedrigen Stromstärken wegen der schwankenden Übergangswiderstände
nachteilig.
[0003] Die bekannte Vorrichtung nach dem DE 91 07 726 U1 kommt ohne derartige schleifende
Kontakte aus. Die Stromübertragung erfolgt bei dieser Vorrichtung durch eine zwischen
zwei Endstellen nach Art eines Federhauses einer Uhr gewickelte Flachleiter-Bandleitung
- im folgenden kurz "FL-BL" genannt. Bei einer relativen Drehbewegung der beiden durch
die FL-BL verbundenen Endstellen "atmet" die in einer Kassette untergebrachte FL-BL
wie die Feder einer Uhr. Die Windungen der FL-BL werden in der einen Drehrichtung
auf einen kleineren Durchmesser zusammengezogen. Sie gehen in der anderen Drehrichtung
wieder auf einen größeren Durchmesser auf. Die Enden der FL-BL sind abgeknickt und
aus der Kassette herausgeführt. Sie dienen zum Anschluß derselben an eine Stromquelle
einerseits und an Steuerelemente andererseits. Die mechanisch empfindlichen Leiter
der FL-BL und die Knickstelle sind jeweils mechanisch durch einen dieselbe umgebenden
Schutzkörper geschützt. Probleme können sich bei dieser Vorrichtung ergeben, wenn
die FL-BL mit einer erhöhten Anzahl von Leitern breiter wird. Ein entsprechend langer
bzw. breiter Raum zum Durchführen der vom Schutzkörper umgebenen FL-BL steht meist
nicht zur Verfügung.
[0004] Bei der bekannten Vorrichtung nach der eingangs erwähnten EP 0 834 968 A2 sind die
Enden der FL-BL ebenfalls abgeknickt und aus der Kassette herausgeführt. An jedem
Ende ist ein die FL-BL und deren Knickstelle umgebender Schutzkörper angebracht, der
ebenso wie die FL-BL in mindestens zwei parallel zueinander verlaufende, flache Teilkörper
aufgeteilt ist, die in montiertem Zustand mit ihren Flachseiten aneinander liegen.
Dadurch bleibt der Schutzkörper als mechanischer Schutz des abgeknickten Teils der
FI-BL erhalten. Für die Montage der Kassette an bzw. in Teilen eines Lenkrades eines
Kraftfahrzeugs kann die Öffnung zur Durchführung des Schutzkörpers in ihrer Länge
bzw. Breite unverändert bleiben. Sie muß nur geringfügig aufgeweitet werden, damit
ein aus zwei oder mehr Teilkörpern bestehender Schutzkörper hindurchgeführt werden
kann. Die zumindest zweiteiligen Schutzkörper sind getrennt herzustellende zusätzliche
Elemente.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so
weiterzubilden, daß sie einfacher hergestellt und montiert werden kann.
[0006] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- daß am Stator der Kassette außen mindestens zwei plattenförmige Kontaktträger angebracht
sind, die einen Freiraum zur Aufnahme von gegeneinander isolierten elektrischen Kontakten
umschließen, an welche einerseits die Leiter der FL-BL und andererseits die Leiter
von mindestens einer weiterführenden elektrischen Leitung anschließbar sind, und
- daß die Kontaktträger sowie gegebenenfalls weitere Kontaktträger huckepackartig durch
federnd einrastende Elemente zu einer Einheit verbunden sind.
[0007] Diese Vorrichtung ist weitgehend unabhängig von der Anzahl der Leiter der FL-BL einsetzbar.
Die Leiter der FL-BL sind bei fertiggestellter Vorrichtung an die Kontakte von mindestens
einem Kontaktträger der Kassette angeschlossen. Wenn beispielsweise zwei mit Kontakten
ausgerüstete Kontaktträger eingesetzt werden, können die Enden einer FL-BL entsprechend
der Anzahl von Kontakten der beiden unterschiedlichen Kontaktträger aufgeteilt werden.
Es können dann aber auch zwei FL-BL eingesetzt werden, deren Leiter getrennt voneinander
mit den Kontakten unterschiedlicher Kontaktträger verbunden werden können. Das wird
zweckmäßig bereits bei der Konfektionierung der FL-BL vor der Festlegung der Kontaktträger
an der Kassette durchgeführt. Die Leiter der FL-BL (eine oder mehr als eine) können
mit den Kontakten der Kontaktträger beispielsweise durch Löten oder Schweißen elektrisch
leitend verbunden werden. Es kann dann ein erster Kontaktträger mit der Kassette direkt
oder mit einem an derselben angebrachten Halter verbunden werden. Alle weiteren Kontaktträger
können beispielsweise huckepackartig am ersten bzw. einem jeweils schon montierten
Kontaktträger mittels federnd einrastender Elemente angeschnappt werden. Die jeweilige
Einheit von Kontaktträgern kann auf einer Stirnfläche der Kassette angebracht sein
oder auch an einer Umfangsfläche derselben. Ein wesentlicher Vorteil dieser Vorrichtung
besteht auch darin, daß unabhängig von der Anzahl der Leiter der FL-BL und von weiterführenden
Leitungen für die Kassette mit Kontaktträgern grundsätzlich der gleiche Aufbau verwendet
werden kann. Dabei muß jeweils nur mindestens einer der Kontaktträger zum Anschluß
der jeweiligen Leiter mit elektrischen Kontakten ausgerüstet sein. Der zweite oder
auch weitere Kontaktträger brauchen nur dann Kontakte zu tragen, wenn eine entsprechend
höhere Anzahl von Leitern angeschlossen werden soll. Es werden dementsprechend jeweils
nur so viele, relativ teure Kontakte in den Kontaktträgern eingesetzt, wie sie zum
Anschließen von Leitern benötigt werden. Es ist also auch möglich, Kontaktträger mit
in eine Einheit einzubauen, die keine Kontakte haben. Das äußere Erscheinungsbild
der Kassetten ist dann stets gleichbleibend, egal wieviel Leiter ihre FL-BL hat.
[0008] Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
[0009] Es zeigen:
Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen einer Vorrichtung nach der Erfindung in zwei
unterschiedlichen Ausführungsformen.
Fig. 3 das Ende einer in der Vorrichtung verwendbaren Flachbandleitung.
Fig. 4 eine in der Vorrichtung einsetzbare Anordnung mit Kontaktträgern.
Fig. 5 und 6 Draufsichten auf die Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen.
Fig. 7 eine Innenansicht eines Kontaktträgers.
Fig. 8 Kontaktträger und anschließbare Leitungen in Explosionsdarstellung.
[0010] Die in der Kassette vorhandene Flachbandleitung kann mit runden oder flachen Leitern
ausgerüstet sein. Stellvertretend für beide Ausführungsformen werden im folgenden
flache Leiter berücksichtigt. Die Flachbandleitung wird der Einfachheit halber weiter
als "FL-BL" bezeichnet. Die Anzahl der in der Kassette in einer oder mehr als einer
FL-BL vorhandenen Leiter ist an sich beliebig und nur durch das Fassungsvermögen der
Kassette begrenzt. Die Leiter der FL-BL werden auf jeden Fall zu ihrem Anschluß mit
den Kontakten mindestens eines Kontaktträgers verbunden.
[0011] In der folgenden Beschreibung wird für das zu erläuternde Ausführungsbeispiel davon
ausgegangen, daß in der FL-BL so viel Leiter vorhanden sind, daß zwei mit elektrischen
Kontakten bestückte Kontaktträger eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise sind die Kontaktträger
gleich aufgebaut, mit einer gleichen Anzahl von Kontakten. Diese müssen in der fertigen
Kassette nicht alle belegt sein, wenn beispielsweise weniger Leiter in der FL-BL vorhanden
sind als Kontakte zur Verfügung stehen. Es können aber auch Kontaktträger mit einer
unterschiedlichen Anzahl von Kontakten verwendet werden. Wenn beispielsweise zwei
getrennte FL-BL in der Kassette vorhanden sind, dann können deren Leiter getrennt
voneinander jeweils an einen der Kontaktträger angeschlossen werden. Bei nur einer
FL-BL wird dieselbe an ihren Enden in zwei getrennte Teile aufgeteilt.
[0012] In Fig. 1 sind schematisch zwei beispielsweise kreisförmig ausgebildete Wandungen
1 und 2 einer Kassette K dargestellt, die beispielsweise zur Stromversorgung für einen
Airbag in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann. Zur Stromversorgung
einer Elektronik 3 ist dieselbe über eine FL-BL 4 an eine Spannungsquelle 5 des Kraftfahrzeugs
angeschlossen. Die Spannngsquelle 5 ist über eine elektrische Leitung 6 mit einer
als Festpunkt ausgeführten Endstelle 7 verbunden. Die Elektronik 3 ist über eine elektrische
Leitung 8 an eine Endstelle 9 angeschlossen, die in Richtung des Doppelpfeiles 10
bewegbar ist. Zwischen den beiden Endstellen 7 und 9 ist die FL-BL 4 angebracht.
[0013] Die FL-BL 4 kann gemäß Fig. 1 zwischen den beiden Endstellen 7 und 9 in mehreren
Windungen angeordnet sein, nach Art eines Federhauses von Uhren. Obwohl die Anzahl
der Umdrehungen eines Lenkrades auf etwa sechs Umdrehungen begrenzt ist, sollen wesentlich
mehr als sechs Windungen für die FL-BL 4 vorgesehen sein. Die Drehbewegung der Endstelle
9 macht sich dann für eine einzelne Windung der FL-BL 4 nicht wesentlich bemerkbar.
Es wird lediglich der Durchmesser des aus allen Windungen der FL-BL 4 bestehenden
Wickels verkleinert bzw. vergrößert.
[0014] Die FL-BL 4 kann gemäß Fig. 2 in der Kassette K auch in Windungen angeordnet sein,
die in einen äußeren Wickelbereich 11 und einen inneren Wickelbereich 12 unterteilt
sind. Die beiden Wickelbereiche 11 und 12 sind durch Klammern gekennzeichnet. Sie
können jeweils zwei bis drei Windungen haben. In den beiden Wickelbereichen 11 und
12 haben die Windungen der FL-BL 4 entgegengesetzte Wickelrichtungen. Die Wickelbereiche
11 und 12 sind durch eine etwa U-förmig ausgeführte Umkehrstelle 13 miteinander verbunden.
Zwischen den beiden Wickelbereichen 11 und 12 kann ein ringförmig ausgeführter Führungskörper
14 angebracht sein, der die Umkehrstelle 13 umfaßt. Der Führungskörper 14 ist um seinen
Mittelpunkt drehbar und in Umfangsrichtung der Kassette K, also in Richtung des Doppelpfeils
10, bewegbar. Er besteht vorzugsweise aus Kunststoff, so daß er leichtgängig in der
Kassette K bewegt werden kann.
[0015] Die Enden der FL-BL 4 sind im Bereich der Endstellen 7 und 9 aus der Kassette K herausgeführt.
Sie können dabei gemäß der Darstellung in Fig. 3 in bevorzugter Ausführungsform um
90° abgebogen sein. Die Enden der FL-BL 4 können aber auch auf andere Art und Weise
aus der Kassette K herausgeführt sein. Die FL-BL 4 hat beispielsweise zwölf nebeneinander
liegende Leiter 15 und 16, von denen acht Leiter 15 schmaler als die restlichen vier
Leiter 16 sind. Die Leiter 15 und 16 können wegen ihres unterschiedlichen Querschnitts
für unterschiedliche Funktionen eingesetzt werden. Die FL-BL 4 wird an den Enden durch
mindestens einen in Leitungsrichtung verlaufenden Schnitt aufgeteilt. Die beiden dadurch
entstandenen Teile der FL-BL 4 mit Leitern 15 einerseits und Leitern 16 andererseits
werden getrennt voneinander abgebogen, so wie es schematisch in Fig. 3 dargestellt
ist.
[0016] Zum Anschluß an zumindest eine weiterführende elektrische Leitung 17 werden die Leiter
15 und 16 an zwei plattenförmige Kontaktträger 18 und 19 angeschlossen, die gemäß
Fig. 4 an einem Halter 20 angebracht sind. Die Leiter 15 werden beispielsweise mit
dem Kontaktträger 18 verbunden, während die Leiter 16 an den Kontaktträger 19 angeschlossen
werden (Fig. 4). Die Kontaktträger 18 und 19 sind miteinander und mit dem an der Kassette
K angebrachten Halter 20 huckepackartig verbunden. Sie können dabei gemäß Fig. 5 gegebenenfalls
mit weiteren huckepackartig angebrachten Kontaktträgern auf einer Stirnfläche der
Kassette K bzw. deren Stator angeordnet sein. Gemäß Fig. 6 können die Kontaktträger
18 und 19 auch an der Umfangsfläche der Kassette K bzw. deren Stator angebracht sein.
In diesem Fall ist beispielsweise der Kontaktträger 18 an der Kassette K befestigt,
während der Kontaktträger 19 huckepackartig mit federnd einrastenden Elementen am
Kontaktträger 18 angebracht sein kann. Er kann aber auch in einer anderen Position
am Kontaktträger 18 angeordnet werden. Es ergibt sich jeweils eine kompakte Einheit
von Kontaktträgern, die keine großen Freiräume im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs benötigt.
Das gilt besonders auch für die Anbringung an der Umfangsfläche der Kassette K. Die
Haupterstreckung der Kontaktträger-Einheit kann dann beispielsweise in radialer Richtung
liegen.
[0017] Der mit einem entsprechenden Freiraum ausgerüstete Kontaktträger 18 umschließt gemäß
Fig. 7 beispielsweise acht gegeneinander isolierte elektrische Kontakte 21. Das können
beispielsweise Streifen aus Kupfer oder aus einem anderen elektrisch gut leitenden
Material sein, die parallel und mit Abstand zueinander in dem aus einem mechanisch
stabilen Kunststoff bestehenden Kontaktträger 18 angeordnet sind. An den in Fig. 7
unteren Enden der Kontakte 21 können beispielsweise die Leiter 15 der FL-BL 4 elektrisch
leitend festgelegt werden, während an ihren entgegengesetzten, hier oberen Enden eine
entsprechende Anzahl von Leitern der weiterführenden Leitung 17 angebracht wird. Die
Leiter 15 werden mit den Kontakten 21 vorzugsweise durch Löten oder Schweißen verbunden.
Auch die Leiter der weiterführenden Leitung 17 können an die Kontakte 21 angelötet
oder angeschweißt sein. Diese Enden der Kontakte 21 können aber auch als Steckelemente
- Stifte oder Buchsen - ausgeführt sein. Die Leiter der weiterführenden Leitung 17
können dann mit komplementären Steckelementen an die Kontakte 21 angeschlossen werden.
Der Kontaktträger 19 braucht bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten FL-BL 4
mit vier breiteren Leitern 16 nur vier Kontakte aufzuweisen.
[0018] Die beiden Kontaktträger 18 und 19 können bei der Ausführungsform nach Fig. 5 an
dem Halter 20 angebracht werden, der auf der Stirnfläche der Kassette K bzw. des Stators
derselben montiert ist. Sie können durch federnd einrastende Elemente 22 und 23 (Fig.
8) huckepackartig mit dem Halter 20 und untereinander verbunden werden. Weitere Kontaktträger
können in gleicher Weise mittels federnd einrastender Elemente sowohl am Kontaktträger
18 als auch am Kontaktträger 19 angebracht werden. Wenn auf einen gesonderten Halter
20 verzichtet wird, kann beispielsweise der Kontaktträger 18 an der Kassette K befestigt
werden. Der Kontaktträger 19 und gegebenenfalls alle weiteren Kontaktträger werden
dann wie beschrieben huckepackartig zusammengefügt.
[0019] Wenn die Kontaktträger 18 und 19 gemäß Fig. 6 an der Umfangsfläche der Kassette K
bzw. deren Stator befestigt werden, dann wird zweckmäßig zunächst der Kontaktträger
18 an derselben angebracht. Der Kontaktträger 19 und gegebenenfalls weitere Kontaktträger
können huckepackartig am Kontaktträger 18 bzw. am jeweils vorangehenden Kontaktträger
befestigt werden. Es ist jedoch auch möglich, den Kontaktträger 19 - bezogen auf die
zeichnerische Darstellung - oben oder unten am Kontaktträger 18 anzubringen.
[0020] Zur Herstellung der Kassette K wird unter Berücksichtigung von Fig. 8 beispielsweise
wie folgt vorgegangen:
[0021] Die Leiter 15 und 16 der FL-BL 4 werden an ihren Enden an beiden Enden der FL-BL
4 abisoliert. Danach werden die Bereiche der Leiter 15 und 16 jeweils durch einen
in Leitungsrichtung verlaufenden Schnitt getrennt. Die beiden dadurch entstandenen
Teile der FL-BL 4 werden getrennt voneinander um 90° umgebogen und gegebenenfalls
abgekröpft, so wie es in Fig. 3 und in Fig. 8 unten dargestellt ist. Anschließend
werden die Leiter 15 mit den Kontakten 21 des Kontaktträgers 18 und die Leiter 16
mit den nicht genauer dargestellten Kontakten des Kontaktträgers 19 fest verbunden,
beispielsweise durch Löten oder Schweißen.
[0022] Danach können die Leiter von mindestens einer weiterführenden elektrischen Leitung
17 - in Fig. 8 sind drei Leitungen 17 eingezeichnet - in gleicher Weise wie die Leiter
15 und 16 der FL-BL 4 mit den jeweiligen Kontakten der Kontaktträger 18 und 19 verbunden
werden. Wenn deren dafür vorgesehene Enden als Steckelemente ausgebildet sind, können
sie zunächst frei bleiben.
[0023] Die mit den Kontaktträgern 18 und 19 bestückte FL-BL 4 wird abschließend in ein Teil
der Kassette K eingelegt. Diese wird dann durch Zusammenfügen von Stator und Rotor
geschlossen. Die Kontaktträger 18 und 19 werden anschließend mittels der federnd einrastenden
Elemente 22 und 23 miteinander verbunden und dabei gleichzeitig am Halter 20 befestigt.
[0024] In dem im Vorangehenden geschilderten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der
Erfindung hat dieselbe zwei mit Kontakten 21 ausgerüstete Kontaktträger 18 und 19.
Die Vorrichtung kann auch mehr als zwei Kontaktträger haben, von denen mindestens
einer mit elektrischen Kontakten bestückt ist. In der Kassette K kann eine FL-BL 4
angeordnet sein. Es können aber auch zwei oder mehr FL-BL vorhanden sein.
1. Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Endstellen, zwischen denen mindestens
eine in einer Kassette untergebrachte, in Windungen verlaufende Flachbandleitung mit
mindestens zwei elektrischen Leitern angeordnet ist, deren Länge wesentlich größer
als der Abstand der beiden Endstellen voneinander ist, bei welcher die Kassette aus
einem feststehenden Stator und einem drehbaren Rotor besteht, zwischen denen die Flachbandleitung
angeordnet ist, bei welcher mindestens eine der beiden Endstellen relativ zu der anderen
bewegbar ist und bei welcher die Flachbandleitung an ihren im Bereich der Endstellen
liegenden Enden aus der Kassette herausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß am Stator der Kassette (K) außen mindestens zwei plattenförmige Kontaktträger (18,19)
angebracht sind, die einen Freiraum zur Aufnahme von gegeneinander isolierten elektrischen
Kontakten (21) umschließen, an welche einerseits die Leiter (15,16) der Flachbandleitung
(4) und andererseits die Leiter von mindestens einer weiterführenden elektrischen
Leitung (17) anschließbar sind, und
- daß die Kontaktträger (18,19) sowie gegebenenfalls weitere Kontaktträger durch federnd
einrastende Elemente zu einer Einheit miteinander verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kontaktträger (18,19) mit elektrischen Kontakten (21) bestückt
ist, an welche die Leiter (15,16) der Flachbandleitung (4) elektrisch leitend angeschlossen
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- daß mindestens ein erster Kontaktträger (18) an der Stirnseite der Kassette (K) angebracht
ist und
- daß ein zweiter Kontaktträger (19) sowie gegebenenfalls weitere Kontaktträger huckepackartig
am ersten Kontaktträger (18) bzw. dem jeweils vorangehenden Kontaktträger mittels
federnd einrastender Elemente befestigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- daß mindestens einer der Kontaktträger (18,19) mittels federnd einrastender Elemente
an einem an der Stirnseite der Kassette (K) montierten Halter (20) angebracht ist
und
- daß weitere Kontaktträger huckepackartig an dem mit dem Halter (20) verbundenen Kontaktträger
angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- daß ein erster Kontaktträger (18) an der Umfangsfläche der Kassette (K) montiert ist
und
- daß mindestens ein weiterer Kontaktträger (19) mittels federnd einrastender Elemente
an dem ersten Kontaktträger (18) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der weiterführenden elektrischen Leitung (17) an den Kontakten (21) der
Kontaktträger (18,19) elektrisch leitend festgelegt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der elektrischen Kontakte (21) der Kontaktträger (18,19), welche zum Anschluß
der Leiter der weiterführenden elektrischen Leitung (17) bestimmt sind, als Steckelemente
ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der elektrischen Kontakte (21) als Stifte ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der elektrischen Kontakte (21) als Buchsen ausgebildet sind.