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Title:
COIL SPRING CASSETTE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/218760
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coil spring cassette, comprising a stationary stator part and a rotor part which is rotatably arranged relative thereto, and a flat ribbon cable which is mechanically fixed to the stator part and the rotor part and which establishes an electrical connection between the stator part and the rotor part, the flat ribbon cable having at least one notch on at least one lateral edge section.

Inventors:
MOLDENHAUER KNUT (DE)
HESS CHRISTIAN (DE)
PRIEBE RENE (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/058985
Publication Date:
October 20, 2022
Filing Date:
April 05, 2022
Export Citation:
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Assignee:
KOSTAL AUTOMOBIL ELEKTRIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B60R16/027; H01R35/02
Foreign References:
DE19604797A11996-08-14
JPH08227774A1996-09-03
JPH08227773A1996-09-03
EP2907701A12015-08-19
DE102010022542A12011-12-08
DE102005045978B32007-03-08
DE19602747A11996-08-22
JP2000040574A2000-02-08
DE102010022542A12011-12-08
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Claims:
Patentansprüche

1. Wickelfederkassette mit einem feststehenden Statorteil (10) und einem relativ dazu drehbeweglich angeordnetem Rotorteil (20), und mit einem Flachbandkabel (30), welches an dem Statorteil (10) und dem Rotorteil (20) mechanisch fixiert ist, und das eine elektrische Verbindung zwischen dem Statorteil (10) und dem Rotorteil (20) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbandkabel (30) an wenigstens einem seitlichen Randabschnitt (32, 34) mindestens eine Einkerbung (40, 41, 42, 43, 44) aufweist.

2. Wickelfederkassette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbandkabel (30) als Folienleiter ausgeführt ist.

3. Wickelfederkassette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung (40, 41 , 43, 44) v-förmig ausgebildet ist.

4. Wickelfederkassette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung (42) rund ausgebildet ist.

5. Wickelfederkassette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbandkabel (30) an seinen beiden seitlichen Randabschnitten (32, 34) einander gegenüberliegend zwei Einkerbungen (43, 44) aufweist.

Description:
Wickelfederkassette

Die Erfindung betrifft eine Wickelfederkassette mit einem feststehenden Statorteil und einem relativ dazu drehbeweglich angeordnetem Rotorteil, und mit einem Flachbandkabel, welches an dem Statorteil und dem Rotorteil mechanisch fixiert ist, und das eine elektrische Verbindung zwischen dem Statorteil und dem Rotorteil herstellt.

Eine derartige Wickelfederkassette ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102010022542 A1 bekannt.

Wickelfederkassetten sind, besonders in Kraftfahrzeugen seit langem bewährte und unverzichtbare Bauteile, um rotatorisch gegeneinander bewegte Elemente, wie Lenkrad und Lenksäule, elektrisch miteinander zu verbinden. Die elektrische Verbindung wird dabei üblicherweise über ein Flachbandkabel vermittelt, welches zwischen einem Stator- und einem Rotorteil der Wickelfederkassette angeordnet ist und sich bei einer Drehbewegung auf- und abwickelt oder sich innerhalb der Wickelfederkassette verschiebt. Das Flachbandkabel kann dabei sowohl elektrische Signale als auch elektrische Energie transportieren, wobei im letzten Fall relativ hohe elektrische Ströme und Spannungen vorliegen können.

Der maximal mögliche Verdrehwinkel einer Wickelfederkassette ist üblicherweise durch die Gegebenheiten des Anbauortes begrenzt. Unter ungünstigen Umständen kann es aber dennoch Vorkommen, dass ein Flachbandkabel stark gespannt wird und dann durch Überlastung reißt. Beim unkontrollierten Abriss eines Flachbandkabels kann es zu Kurzschlüssen kommen, die zudem weitere Fehler und Defekte nach sich ziehen können.

Es stellte sich die Aufgabe, eine Wickelfederkassette zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet oder zumindest verringert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flachbandkabel an wenigstens einem seitlichen Randabschnitt mindestens eine Einkerbung aufweist.

Das Flachbandkabel weist durch die mindestens eine Einkerbung eine gezielt eingebrachte mechanische Schwächung auf. Im Falle einer mechanischen Überlastung reißt das Flachbandkabel daher an dieser ausgewählten, zuvor definierten Stelle. Die Stelle mit der Einkerbung ist dabei derart ausgewählt, dass durch den Abriss freiliegende Leitungsadern hier möglichst keine Gelegenheit zur Ausbildung eines Kurzschlusses haben.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Wickelfederkassette ermöglicht dadurch auf einfache Weise eine deutliche Schadensbegrenzung im Falle eines Kabelabrisses.

Auf vorteilhafte Weise kann die Einkerbung als ein v-förmiger oder auch als ein runder und insbesondere halbkreisförmiger Einschnitt in das Flachbandkabel eingebracht sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Flachbandkabel an seinen beiden Rändern einander gegenüberliegend zwei Einkerbungen aufweist. Flierdurch kann im Falle eines Kabelabrisses eine verhältnismäßig gerade Risskante erreicht werden.

Ebenfalls besonders vorteilhaft ist es, wenn das Flachbandkabel als Folienleiter ausgeführt ist. Abgesehen von der bekannten Eigenschaft, dass sich ein relativ dünner Folienleiter besonders gut mehrlagig im Inneren einer Wickelfederkassette unterbringen lässt, kann ein Folienleiter zudem bei einer mechanischen Überlastung besonders einfach abreißen. Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 ein Teilstück einer Wickelfederkassette,

Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flachbandkabels,

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Flachbandkabels, und Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Flachbandkabels.

Die Figur 1 zeigt schematisch ein Teilstück einer erfindungsgemäß ausgeführten Wickelfederkassette. Die Wickelfederkassette wird hier nicht im Detail beschrieben, da der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise einer Wickelfederkassette aus Veröffentlichungen, wie beispielsweise der bereits eingangs genannten Druckschrift DE 102010022542 A1 , als bekannt vorausgesetzt werden kann.

Eine Wickelfederkassette weist typischerweise ein Statorteil 10 und ein gegenüber dem Statorteil 10 drehbeweglich angeordnetes Rotorteil 20 auf. Zwischen dem Statorteil 10 und dem Rotorteil 20 ist ein Flachbandkabel 30 angeordnet, welches elektrische Signale oder elektrische Energie zwischen dem Statorteil 10 und dem Rotorteil 20 überträgt.

Dazu ist das Flachbandkabel 30 sowohl am Statorteil 10 als auch am Rotorteil 20 mechanisch und elektrisch angebunden. Schematisch dargestellt ist in der Figur 1 ein Leitungsverbinder 50, der ein Ende des Flachbandkabels 30 mechanisch und elektrisch am Statorteil 10 fixiert. Davon ausgehend erstreckt sich das Flachbandkabel 30 über eine Kante 14 am Statorteil 10, und unter Ausbildung einer inneren Verdrehung 36 bis in einen Zwischenraum hinein, der zwischen einer Wand 12 am Statorteil 10 und dem Rotorteil 20 ausgebildet ist. In der Zeichnung nicht im Detail dargestellt ist, dass das Flachbandkabel 30 innerhalb des Zwischenraums in mehreren Wicklungslagen oder unter Bildung von Umlenkschlaufen angeordnet ist. Hierdurch wickeln sich bei einer Drehbewegung des Rotorteils 20 relativ zum Statorteil 10 zumindest Teile des Flachbandkabels 30 auf oder ab.

Um ein Flachbandkabel 30 vor Überlastungen durch übermäßige Zugspannungen zu schützen, ist die Länge und Anordnung des Flachbandkabels 30 auf einen vorgesehenen maximalen Drehwinkelbereich hin ausgelegt. Auch werden mitunter Vorrichtungen zur Begrenzung des Drehwinkelbereichs vorgesehen. Diese sind allerdings besonders dann schwierig zu realisieren, wenn die Wickelfederkassette für mehr als eine vollständige Umdrehung vorgesehen ist.

In jedem Fall sind Fehlfunktionen nicht auszuschließen, bei denen es zu einer Überlastung und zu einem Abriss des Flachbandkabels 30 kommen kann. Reißt das Flachbandkabel 30, so werden in der Regel Leitungsadern 38 freigelegt, wodurch es zu Kurzschlüssen und weiteren Fehlern und Defekten kommen kann, deren Art und Ausmaß zu einem sicherheitskritischen Zustand führen kann, wie etwa dem ungewollten Auslösen des Airbags.

Erfindungsgemäß vorgesehen ist, durch eine gezielte Materialschwächung am Flachbandkabel 30, eine Stelle vorzugeben, an der im Falle einer mechanischen Überlastung ein Abriss erfolgen kann. Dieses wird auf einfache und vorteilhafte Weise durch eine am Rand des Flachbandkabels 30 eingebrachte Einkerbung 41 erreicht.

Die Einkerbung 40 ist, wie in der Figur 1 dargestellt, als ein dreieckförmiger Einschnitt in einem Randabschnitt 32 des Flachbandkabels 30 ausgeführt. Zur Einbringung der Einkerbung 40 wird vorteilhafterweise die Randseite des Flachbandkabels 30 gewählt, an der im Falle einer hohen Zugbelastung des Flachbandkabels 30 die größere Zugspannung auftritt. Hierdurch lässt sich ein schneller und relativ glatter Abriss erreichen.

Bevorzugt wird die Einkerbung 40 nahe einem Ende des Flachbandkabels 30, und damit in der Nähe eines Leitungsverbinders 50 eingebracht. Es kann auch an jedem Ende des Flachbandkabels 30, und damit sowohl in der Nähe des statorseitigen Leitungsverbinders 50 als auch in der Nähe des hier nicht dargestellten rotorseitigen Randverbinders jeweils eine Einkerbung vorgesehen werden.

Alternativ dazu kann eine Einkerbung 40 aber auch in einem mittleren Bereich des Flachbandkabels 30 eingebracht werden.

Die Figuren 2 bis 4 verdeutlichen beispielhaft mehrere vorteilhafte Möglichkeiten, eine oder mehrere Einkerbungen 41 , 42, 43, 44 an einem Flachbandkabel 30 vorzusehen.

In der Figur 2 weist das Flachbandkabel 30, wie bereits in der Figur 1 dargestellt, eine einzige dreieckförmige Einkerbung 41 auf. Die Einkerbung 41 ist schmal im Vergleich zur Breite des Flachbandkabels 30 und vordringlich in die isolierende Mantelschicht des Flachbandkabels 30 eingebracht, wobei das Material der Leitungsadern 38 partiell mit in die Ausbildung der Einkerbung einbezogen werden kann.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung eines Flachbandkabels 30, welches eine runde und insbesondere halbkreisförmige Einkerbung 42 aufweist.

Figur 4 zeigt als weitere Ausführungsvariante ein Flachbandkabel 30, welches auf gegenüberliegenden Randabschnitten 32, 34 jeweils eine Einkerbung 43, 44 aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Ein auf dem ersten Randabschnitt 32 beginnender und senkrecht zum ersten Randabschnitt 32 verlaufender Abriss kann so durch die Einkerbung 44 auf dem zweiten Randabschnitt 34 einen Zielpunkt finden, durch den der vollständige Abriss des Flachbandkabels 30 besonders schnell und sicher erfolgen kann.

Bezugszeichen

10 Statorteil 12 Wand 14 Kante

20 Rotorteil 30 Flachbandkabel 32 erster Randabschnitt 34 zweiter Randabschnitt 36 Verdrehung

38 Leitungsadern

40, 41 , 42, 43, 44 Einkerbung 50 Leitungsverbinder