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
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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.
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Anspruch[de] |
- 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,
- - 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
- - daß der Stabilisator (11) lang ist im Verhältnis zu seiner
Breite.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flachbandleitung (10) mit flachen, im Querschnitt rechteckigen
Leitern (12) ausgerüstet ist.
- 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. 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. 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. 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. 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. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stabilisator (11) mit den Kontaktstellen
(6, 8) verschweißt ist.
- 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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Patent Zeichnungen (PDF)
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