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Dokumentenidentifikation DE3541287C2 13.06.1990
Titel Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Kontaktstellen
Anmelder kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover, DE
Erfinder Schauer, Friedrich, Dipl.-Ing., 8501 Heroldsberg, DE;
Berthold, Hans, 8501 Eckental, DE
DE-Anmeldedatum 22.11.1985
DE-Aktenzeichen 3541287
Offenlegungstag 27.05.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.06.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.06.1990
IPC-Hauptklasse H01R 35/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Kontaktstellen, zwischen denen eine nach Art eines Federhauses mit konzentrisch zueinander liegenden Windungen gewickelte, der elektrischen Verbindung dienende Flachbandleitung mit mindestens zwei elektrischen Leitern angeordnet ist, die mit ihren Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist, bei welcher mindestens eine der beiden Kontaktstellen relativ zu der anderen auf einer zu den Windungen der Flachbandleitung konzentrischen Bahn bewegbar ist.

Geräte mit derartigen Vorrichtungen sind beispielsweise Kabelaufroller, in denen ein elektrisches Kabel bzw. eine elektrische Leitung auf einer Spule aufgewickelt ist. Die Leitung kann aus dem Gehäuse des Gerätes herausgezogen werden. Unter der Wirkung einer Feder wird sie nach Fortfall einer Zugkraft automatisch wieder aufgerollt. Ein wesentliches Problem ist dabei die Stromübertragung vom festen Anschluß des Gerätes zum drehbar auf der Spule angeordneten Ende der Leitung. Dieses Problem tritt bei allen Geräten auf, bei denen zwei relativ zueinander bewegbare Kontaktstellen vorhanden sind, von denen in den meisten Fällen eine als Festpunkt ausgebildet ist. Neben dem schon erwähnten Kabelaufroller kann ein solches Gerät beispielsweise auch ein Prallschutz für Kraftfahrzeuge sein, bei dem die elektrische Stromzuführung im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs untergebracht ist.

Für die Stromübertragung zwischen sich relativ zueinander bewegenden Kontaktstellen sind seit langem Schleifkontakte bzw. Schleifringe bekannt. Solche Anordnungen sind einem Verschleiß unterworfen und insbesondere bei niedrigen Stromstärken wegen der hohen Übergangswiderstände nachteilig. Durch das DE-GM 78 11 922 ist ein Kabelaufroller bekanntgeworden, bei dem für die Stromübertragung eine nach Art eines Federhauses aufgewickelte Flachbandleitung verwendet wird. Eine ähnliche Anordnung geht für die Stromübertragung für einen Prallschutz für Kraftfahrzeuge aus dem DE-GM 85 05 830 hervor. 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. Bei dieser Bewegung werden die Anschlußpunkte der Flachbandleitung an den beiden Kontaktstellen mechanisch erheblich beansprucht, und zwar insbesondere auf Biegung. Es besteht aber auch die Gefahr, daß die Flachbandleitung beim Drehen infolge ihrer eigenen Steife in Leitungsrichtung an einer Kontaktstelle vorbeigeschoben und dann geknickt wird. In beiden Fällen kann eine Unterbrechung der Stromzuführung die Folge sein. Außerdem besteht dabei die Gefahr, daß die Flachbandleitung verklemmt und der Drehbewegung der Kontaktstelle dann nicht mehr folgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit zwei durch eine gewickelte Flachbandleitung verbundenen Kontaktstellen anzugeben, bei der die Verbindungen zwischen der Flachbandleitung und den Kontaktstellen gegen Biegung geschützt sind und bei der ein Knicken der Flachbandleitung ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

  • - daß an jeder Kontaktstelle ein entsprechend dem Krümmungsradius der Flachbandleitung gebogener, im Querschnitt U-förmiger, bandförmiger Stabilisator aus formstabilem Kunststoff angebracht ist, der mindestens so breit wie die Flachbandleitung ist und der die an der zugehörigen Kontaktstelle angeschlossene Flachbandleitung an beiden Flachseiten und einer Stirnseite dicht anliegend umgibt, und
  • - daß der Stabilisator lang ist im Verhältnis zu seiner Breite.


Die Stabilisatoren sind an den beiden Kontaktstellen festgelegt, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. Sie umschließen die Enden der an die Kontaktstellen angeschlossenen Flachbandleitung und führen dieselbe auf einer relativ großen Länge. Die Verbindungsstellen von Flachbandleitung und Kontaktstellen sind dadurch vor Biegung geschützt und die lange Führung der Leitung durch die gebogenen Stabilisatoren verhindert, daß die Leitung beim Drehen der Vorrichtung in Leitungsrichtung an den Kontaktstellen vorbeigeschoben wird. Die Flachbandleitung ist dadurch sicher gegen Knicken geschützt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein Gerät mit einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 einen in dem Gerät eingesetzten Stabilisator in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 einen Querschnitt des Stabilisators in nochmals vergrößerter Darstellung.

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform.

In Fig. 1 sind schematisch zwei beispielsweise kreisförmig ausgebildete Wände 1 und 2 des Gehäuses eines elektrischen Gerätes dargestellt. Dieses Gerät kann beispielsweise ein Steuergerät für den Prallschutz von Kraftfahrzeugen sein. Es kann in die Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs eingebaut sein. Zur Stromversorgung einer Elektronik 3 dieses Geräts ist dasselbe an die Batterie 4 des Fahrzeugs angeschlossen. Die Batterie 4 ist über eine elektrische Leitung 5 mit einer als Festpunkt ausgeführten Kontaktstelle 6 verbunden. Die Elektronik 3 ist über eine elektrische Leitung 7 an eine Kontaktstelle 8 angeschlossen, die in Richtung des Doppelpfeiles 9 bewegbar ist. Zwischen den beiden Kontaktstellen 6 und 8 ist eine Flachbandleitung 10 angebracht, die im folgenden der Einfachheit halber als "FBL 10" bezeichnet wird.

Die FBL 10 ist zwischen den beiden Kontaktstellen 6 und 8 in mehrere Windungen, also nach Art eines Federhauses von Uhren, angeordnet. Obwohl die Anzahl der Umdrehungen eines Lenkrades auf etwa sechs Umdrehungen begrenzt ist, sollen wesentlich mehr als sechs Windungen für die FBL 10 vorgesehen sein. Die Drehbewegung der Kontaktstelle 8 macht sich dann für eine einzelne Windung der FBL 10 nicht wesentlich bemerkbar. Es wird lediglich der Durchmesser des aus allen Windungen der FBL 10 bestehenden Wickels verkleinert bzw. vergrößert.

An beiden Kontaktstellen 6 und 8 ist die FBL 10 von einem bandförmigen Stabilisator 11 aus formstabilem Kunststoff, wie beispielsweise Polystyrol oder Polyamid, umgeben. Der Stabilisator 11 ist entsprechend der Krümmung der FBL 10 gebogen und an der jeweiligen Kontaktstelle 6 und 8 festgelegt. Das Festlegen kann beispielsweise durch Schweißen oder Kleben erfolgen. Prinzipiell ist auch ein Verklemmen oder Schnappen möglich.

Der Stabilisator 11 hat einen U-förmigen Querschnitt, so wie es prinzipiell aus Fig. 3 zu ersehen ist. Er ist mindestens so breit wie die FBL 10, so daß er dieselbe an beiden Flachseiten und an einer Stirnseite umgibt. Der Stabilisator ist lang im Verhältnis zu seiner Breite, so daß die FBL 10 über eine relativ große Länge geführt wird.

Die Länge des Stabilisators 10 ist beispielsweise zehnmal größer als seine Breite. Die Breite der FBL 10 geht aus der in Fig. 2 mit eingezeichneten Ansicht Z hervor.

Die FBL 10 wird wegen der guten Biegbarkeit zweckmäßig mit flachen, rechteckigen Leitern 12 ausgerüstet, so wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Es handelt sich dann um eine Flachleiter-Bandleitung.

Der Stabilisator 11 kann auch breiter als die FBL 10 sein, so daß er über dieselbe hinausragt. An diesen Stellen können an seiner inneren Oberfläche Vorsprünge 13 angebracht sein, durch welche ein Herausrutschen der FBL 10 aus dem Stabilisator 11 verhindert wird.

Der Stabilisator 11 kann auch so ausgebildet sein, daß die FBL 10 eingeklemmt wird. Die beiden Flachseiten des Stabilisators 11 können dazu in seiner Ruhestellung, also ohne FBL 10, schräg zueinander verlaufen, so daß sie sich berühren. Sie müssen zum Einbringen der FBL 10 auseinandergebogen werden und liegen dann fest an der FBL 10 an.

Zur weiteren Sicherung der FBL 10 im Stabilisator 11 kann sie in ihren jeweils von einem Stabilisator 11 umschlossenen Bereichen, also an ihren Enden, mit Durchgangslöchern versehen sein. Durch Anwendung von Ultraschall können die beiden Flachseiten des Stabilisators 11 in diesen Durchgangslöchern miteinander verschweißt sein.

Die zusätzliche Festlegung mit Anwendung von Ultraschall kann auch ohne Durchgangslöcher in der FBL 10 durchgeführt werden. Die Ultraschall-Verschweißung kann entsprechend Fig. 4 zwischen den Leitern 12 der FBL 10 an der Stelle 14 vorgenommen werden. Das Material des Schenkels 15 des Stabilisators 11 dringt dabei in die FBL 10 ein. Die FBL 10 wird dadurch ausgebeult und dringt ihrerseits in den Schenkel 16 des Stabilisators 11 ein.

Die Erfindung ist im Vorangehenden am Beispiel der Stromversorgung für den Prallschutz von Kraftfahrzeugen erläutert worden. Sie ist prinzipiell aber bei allen elektrischen Geräten einsetzbar, bei den für die Stromübertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Kontaktstellen keine schleifenden Kontakte eingesetzt werden sollen. Ein anderes Einsatzgebiet ist beispielsweise das der Kabelaufroller. In den meisten Fällen ist einer der Kontaktstellen als Festpunkt ausgebildet, während die andere bewegbar ist. Die Erfindung ist aber auch dann einsetzbar, wenn beide Kontaktstellen bewegbar sind. Der Weg, den die eine Kontaktstelle dann zurücklegen kann, muß allerdings eng begrenzt sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Kontaktstellen, zwischen denen eine nach Art eines Federhauses mit konzentrisch zueinander liegenden Windungen gewickelte, der elektrischen Verbindung dienende Flachbandleitung mit mindestens zwei elektrischen Leitern angeordnet ist, die mit ihrem Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist, bei welcher mindestens eine der beiden Kontaktstellen relativ zu der anderen auf einer zu den Windungen der Flachbandleitung konzentrischen Bahn bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß an jeder Kontaktstelle (6, 8) ein entsprechend dem Krümmungsradius der Flachbandleitung (10) gebogener, im Querschnitt U-förmiger, bandförmiger Stabilisator (11) aus formstabilem Kunststoff angebracht ist, der mindestens so breit wie die Flachbandleitung (10) ist und der die an der zugehörigen Kontaktstelle (6, 8) angeschlossene Flachbandleitung (10) an beiden Flachseiten und einer Stirnseite dicht anliegend umgibt, und
    2. - daß der Stabilisator (11) lang ist im Verhältnis zu seiner Breite.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachbandleitung (10) mit flachen, im Querschnitt rechteckigen Leitern (12) ausgerüstet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den inneren Oberflächen des U-förmigen Stabilisators (11) in einem über die eingebrachte Flachbandleitung (10) hinausragenden Bereich Vorsprünge (13) angebracht sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (15, 16) des Stabilisators (11) im Ruhezustand, also ohne eingebrachte Flachbandleitung (10), schräg zueinander verlaufen, so daß sie sich berühren.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachbandleitung (10) in ihren von dem Stabilisator (11) umschlossenen Bereichen Durchgangslöcher aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (15, 16) des Stabilisators (11) durch die Durchgangslöcher hindurch mittels Ultraschall miteinander verschweißt sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachbandleitung (10) mit den beiden Schenkeln (15, 16) des Stabilisators (11) durch Ultraschalleinwirkung verschweißt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (11) mit den Kontaktstellen (6, 8) verschweißt ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (11) mit den Kontaktstellen (6, 8) verklebt ist.






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