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Die
Erfindung betrifft eine Baugruppe für Kraftfahrzeuge, wobei die
Baugruppe ein bewegbares Bauteil aufweist. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Baugruppe mit einem bewegbaren Bauteil, welches
mit einer Leitung versehen ist.
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Baugruppen
mit bewegbaren Bauteilen kommen in Kraftfahrzeugen in vielen verschiedenen
Abwandlungen und an zahlreichen Stellen zur Anwendung. Beispielsweise
ist aus der
EP 1 529
688 A1 eine Baugruppe mit einer Kameraanordnung für Kraftfahrzeuge
bekannt. Die dort beschriebene Baugruppe ermöglicht es, eine Kamera am Heck
des Fahrzeugs hinter einem schwenkbaren Schutzelement anzuordnen,
um die Kamera bei Bedarf in eine Aufnahmestellung zu schwenken.
in der Aufnahmestellung wird die hinter dem Fahrzeug befindliche Umgebung
aufgenommen. Eine ähnliche
Anordnung ist auch aus der
DE 10 2004 050 299 A1 bekannt.
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Ein
Problem bei derartigen Baugruppen besteht jedoch darin, dass Kabel,
welches zur Signalleitung oder Versorgung eines bewegbaren Bauteils
mit diesem verbunden ist, bei der Bewegung des Bauteils die Bewegung
mit vollziehen müssen.
Dies stellt bei häufiger
Bewegung regelmäßig eine
erhebliche mechanische Belastung der Kabel dar. Andererseits muß die Baugruppe
samt Kabel kompakt gestaltet sein, um einerseits platzsparenden
Einbau und eine schnelle und einfache Montage zu ermöglichen
und andererseits aus Sicherheitsgründen einen definierten Kabelbereich
zu bestimmen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe
bereitzustellen, welche gleichzeitig eine verschleißarme und
dauerhafte Kabelzuleitung zu einem beweglichen Bauteil ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Bei
der erfindungsgemäßen Baugruppe
ist das Kabel, welches zum im Gehäuse angeordneten bewegbaren
Bauteil führt,
ab schnittsweise in einer Kabelführung
derart geführt,
daß ein
erster Abschnitt des Kabels in Fixiermitteln der Kabelführung gegenüber dem
Gehäuse
fixiert ist. An einer solchen gegenüber dem Gehäuse ortsfest fixierten Stelle
können
Anschlußmittel
oder sonstige Verbindungen mit dem Kabel bereitgestellt werden.
Insbesondere kann an dieser Stelle ein Steckverbinder an das Kabel
gekoppelt werden, um die Baugruppe bei der Montage in einfacher
Weise an Zuleitungen im Kraftfahrzeug anzuschließen.
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Die
Kabelführung
weist Stützmittel
auf, welche wiederum wenigstens eine Kabelstützfläche aufweisen. In einem zweiten
Abschnitt des Kabels, welcher sich zwischen dem fixierten ersten
Abschnitt und der Verbindung mit dem Bewegungsteil befindet, ist
in dem Kabel wenigstens eine Windung ausgebildet. Diese wenigstens
eine Windung liegt mit einem Umfangsabschnitt wenigstens teilweise
an der Stützfläche an.
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Die
Kabelführung
ist derart ausgebildet, daß ein
freier Raum vorhanden ist, in dem bei einer Bewegung des bewegbaren
Bauteils entlang der Bewegungskurve die wenigstens eine Windung
in dem Kabel verformbar ist, wobei sich die Windung während der
Verformung wenigstens abschnittsweise weiterhin an der Stützfläche abstützt.
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Die
erfindungsgemäße Baugruppe
schafft einerseits einen fixierten und in seiner Position gegenüber dem
Gehäuse
festgelegten ersten Abschnitt, in dem bei Einbau der Baugruppe an
reproduzierbarer Position eine Verbindung zum übrigen Kraftfahrzeug herstellbar
ist.
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Andererseits
schafft die erfindungsgemäße Baugruppe
eine Flexibilität
in der Kabelführung
zu dem bewegbaren Bauteil, indem eine Windung in dem Kabel ausgebildet
wird, die jedoch durch die Stützmittel
räumlich
festgelegt wird, wobei der äußere Umfang
der Windung abschnittsweise an einer konkaven Stützfläche anliegt. Auf diese Weise
wird eine Erweiterung bzw. Ausdehnung der Windung verhindert, da
die konkave Stützfläche den
Außenumfang
der Windung begrenzt. Da jedoch andererseits der Windung ein freier
Raum zur Verformung bereitgestellt wird kann die Flexibilität, die einem
gewundenen Kabel inne wohnt, ausgenutzt werden, um die Beanspruchung
des Kabels bei Bewegung des Bauteils zu vermindern. Außerdem kann
ein derart geführtes
Kabel genügend
mit der Bewegung mitgehen, um die Bewegung des Bauteils nicht durch
eine zu große
Rückhaltekraft
zu behindern.
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Durch
Ausbildung einer Kabelwindung wird die Belastung des Kabels in komplexer
Weise in Zugbelastungen, Torsionsbelastungen und Biegebelastungen
zerlegt, wobei aufgrund der Windung gleichzeitig ein längerer Kabelabschnitt
bereitgestellt ist, auf den sich Belastung verteilt. Die Abnutzung
ist auch bei häufiger
Bewegung des Bauteils äußerst gering.
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Indem
die Windung sich mit ihrem äußeren Umfang
an einer konkaven Stützfläche abstützt wird eine
Krümmung
des Kabels vorgegeben, welche von dem Kabel ohne Schaden nachvollziehbar
ist. Erfindungsgemäß wird demnach
die natürliche
Flexibilität eines
gewundenen Kabels ausgenutzt, indem dieser Windung Raum für eine die
Flexibilität
gewährleistende
Verformung gegeben wird. Gleichzeitig wird jedoch auch der Raum,
in dem sich das Kabel befindet und verformt begrenzt und den Erfordernissen
angepasst.
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Erfindungsgemäß ist die
Kabelführung
mit den Stützmitteln
so ausgebildet, daß die
Kabelwindung sich auch bei Verformung, welche durch eine Bewegung
des Bauteils verursacht wird, weiterhin wenigstens abschnittsweise
an der Stützfläche abstützt. Dadurch
wird eine reproduzierbare Rückkehr in
den ursprünglichen
Zustand gewährleistet,
wenn die Bewegung des Bauteils entlang seiner Bewegungskurve in
den Ursprungszustand gelangt, da die Stützfläche gleichsam als Führung in
ununterbrochener Anlage zu der sich verformenden Windung bleibt.
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Zusätzlich zu
der konkaven Stützfläche können an
den Stützmitteln
weitere Stützflächen oder Stützelemente
ausgebildet sein. Die Stützmittel
können
beispielsweise seitliche Begrenzungen der Stützfläche sein, um ein Abgleiten
der Windung von der konkaven Stützfläche zu verhindern.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Stützfläche einen
bogenförmigen Querschnitt
auf, so daß ein
schraubenförmig
gewickelter bzw. gewundener zweiter Ab schnitt eines Kabels an der
bogenförmigen,
konkaven Stützfläche anliegend
haltbar ist.
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Die
Krümmung
des Bogens kann schwächer ausgebildet
sein als die Krümmung
der Wicklung des Kabels. Die Kabelwicklung kann jedoch insbesondere
auch in einer der Stützfläche angepassten
Krümmung
gewickelt sein, so daß im
Bereich der Stützfläche nahezu
der gesamte betreffende Umfangsabschnitt einer Wicklung an der Stützfläche anliegt.
Bei einer schraubenförmig
ausgebildeten Wicklung ist die Wicklung des Kabels im wesentlichen
mit gleichbleibendem Wicklungsdurchmesser entlang einer Achse ausgebildet.
Die Stützfläche kann
entsprechend einer Ausdehnung entlang der Achse aufweisen, ähnlich einem
von einem Vollrohr abgetrennten Winkelsegment.
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Vorzugsweise
ist die innere Stützfläche kreisbogenförmig ausgebildet.
In diesem Fall ist die Wicklung in dem Kabel entlang einer Kreislinie
ausführt.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
ist die innere Stützfläche teilweise
spiralförmig ausgebildet,
so daß ein
spiralförmig
gewundener zweiter Abschnitt des Kabels anliegend an der Stützfläche haltbar
ist. Die spiralförmige
Stützfläche besteht
wenigstens teilweise aus einem elastisch verformbaren Material und
die Verformung der Windung wird durch die spiralförmige Stützfläche wenigstens teilweise
mitvollzogen.
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Die
spiralförmige
Windung des Kabels ist besonders platzsparend, da in einer Ebene
mehrere Wicklungen mit abnehmendem Wicklungsdurchmesser ausgeführt werden
können.
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Die
spiralförmige
Windung bietet sowohl Flexibilität
in Richtungen normal zu der Achse der Windung, insbesondere jedoch
in Richtung der Windungsachse, also senkrecht zu der Ebene der Wicklung.
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Die
spiralförmige
Ausbildung der Windung kann zusätzlich
mit einer axialen Komponente versehen sein, so daß eine Schneckenlinie
entsteht. Die Stützfläche liegt
entlang der Windung am äußeren Windungsumfang
des gewundenen Kabels an und verhindert so eine Erweiterung des
Windungsdurchmessers aufgrund der dem kabeleigenen Rückstellkraft.
Das Kabel wird in der Spiralform oder Schneckenlinienform gehalten
und stellt bei kompak ter Bauweise ein Maximum an Flexibilität zur Verfügung. Zusätzlich zu
der Stützfläche, an
der ein äußerer Umfang
des gewundenen Abschnitts anliegt können weitere Stützflächen oder
Haltemittel vorgesehen sein, um das Kabel in Anlage an der Stützfläche zu halten. Beispielsweise
kann eine mit der Stützfläche verbundene
kanalartige Struktur gebildet sein, in die ein Kabel eingedrückt wird
und in der Spiralform gehalten wird. In diesem Fall liegt die Windung
nicht nur mit Teilen ihres äußeren Windungsumfangs,
sondern auch mit anderen Teilen des Kabelumfangs an Stützflächen oder
Haltemitteln an.
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Vorzugsweise
ist das Kabel zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt
in einem Übergangsabschnitt
der Kabelzuführung
fixiert geführt.
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Der
gegenüber
dem Gehäuse
ortsfest festgelegte erste Abschnitt des Kabels und die Stützmittel
können
mit einem Übergangsabschnitt
verbunden sein, in dem das Kabel von seinem fixierten Abschnitt zu
dem der Verformung zugänglichen
zweiten Abschnitt geführt
ist und gleichsam in diesem hinein geleitet wird, z.B. indem im Übergangsabschnitt
bereits eine Krümmung
ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Kabel der Anlage an den
Stützmitteln
in angepaßter
Weise zugeführt
werden, ohne das ein Risiko für
eine unerwünschte
oder unkalkulierbare Verformung im Anlagebereich auftritt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das bewegbare Bauteil mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt,
um es entlang der Bewegungskurve hin und her zu bewegen.
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Der
elektrische Antrieb kann sowohl außerhalb als auch innerhalb
am Gehäuse
angeordnet sein. Da die Kabelzuführung
mit ihren Stützmitteln eine
räumliche
Begrenzung des vom Kabel eingenommenen Raums gewährleistet, ist auch bei der Plazierung
des Antriebs eine kompakte Bauweise möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Gehäuse
auf einer Seite eine Zugriffsöffnung
auf, welche mit einem schwenkbaren Deckel verschließbar ist,
wobei das Kabel durch eine zweite Öffnung, welche der Zugriffsöffnung gegenüber liegt,
aus dem Gehäuse
herausgeführt
ist.
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Eine
derartige Baugruppe ermöglicht
es, ein bewegbares Bauteil in dem Gehäuse aufzunehmen und in der üblichen
Ruhestellung mit einem schwenkbaren Deckel zu schützen. Wird
der Deckel in eine geöffnete
Stellung geschwenkt, kann auf das Innere des Gehäuses zugegriffen werden oder
das bewegbare Bauteil kann eine Funktion ausführen, wobei das Kabel entsprechend
nachgeführt
wird. Derartige Baugruppen kommen beispielsweise in Kofferraum- bzw.
Hecktüren-Schließeinrichtungen
zum Einsatz, bei denen ein Deckel geschwenkt werden kann, um auf
ein Schloß im
Inneren des Gehäuses
zuzugreifen oder um den Deckel als Halteelement zu verwenden, um
eine Schwenkbewegung der Kofferraumklappe auszuführen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das bewegbare Bauteil eine Kamera, welche entlang der Bewegungskurve
aus einer ersten, vollständig
im Gehäuse
aufgenommenen schützenden
Stellung in eine zweite Stellung bewegbar ist, aus welcher eine Aufnahme
aus der Zugriffsöffnung
heraus möglich ist.
Wenn sich der Deckel des Gehäuses
in der geschlossenen Stellung befindet, befindet sich die Kamera
in der ersten, vollständig
im Gehäuse
aufgenommenen Stellung.
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Die
Kamera kann, angetrieben durch einen Antrieb, aus der ersten in
die zweite Stellung und zurück
geschwenkt werden, wobei gleichzeitig der Deckel des Gehäuses mitgeschwenkt
wird. Alternativ kann der Deckel mit einem Antrieb gekoppelt sein und
die Kamera die Bewegung des Deckels mit vollziehen. Die Kamera führt entsprechend
eine Schwenk- und/oder Translationsbewegung aus, die von dem mit
ihr verbundenen Kabel mit vollzogen werden muß. Dabei wird die Belastung
und Verformung des Kabels über
die im Kabel im zweiten Abschnitt ausgebildete Windung verteilt,
wobei die Verformung kontrolliert erfolgt, da die Stützmittel
in Kontakt mit der Windung bleiben. Bei einer Zurückbewegung
der Kamera in die Ausgangsstellung erfolgt regelmäßig eine
Stauchung und Komprimierung entlang des Kabelwegs, die wiederum
auf die gesamte Kabelwindung verteilt wird und durch Einwirkung
der Stützmittel,
an denen das Kabel weiterhin anliegt, in eine gewünschte Ausgangsstellung
geleitet wird.
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Das
Kabel kann in beliebiger Weise aus dem Gehäuse herausgeführt sein,
außerdem
können
die Windungen des Kabels und die Stützmittel sowohl innerhalb des
Gehäuses
als auch außerhalb
des Gehäuses
angeordnet sein. Vorzugsweise ist zur Durchführung des Kabels aus dem Gehäuse eine
flexibel gedichtete Durchführung
vorgesehen, z.B. ein flexibel Faltenbalg. Dieser schränkt die
Bewegung des Kabels vernachlässigbar
ein und gewährleistet
eine Abdichtung zwischen dem Inneren des Gehäuses und dem Äußeren des
Gehäuses,
wobei das zum Fahrzeug hingewandte Äußere des Gehäuses regelmäßig den
Innenraum des Fahrzeugs darstellt. Die Gehäusewandung stellt daher regelmäßig den Übergang
zwischen Naß-
und Trockenraum dar, so daß eine
gedichtete Durchführung
des Kabels erwünscht ist.
Eine Anordnung der Kabelwindungen im Trockenraum, also auf der dem
Fahrzeug zugewandten Außenseite
des Gehäuses,
ist regelmäßig einer
Anordnung der Kabelführung
und Windungen im Innenraum des Gehäuses vorzuziehen, da dort die
Funktion der Kabelzuführung
Stützmittel
nicht durch ggf. herrschende Umwelteinflüsse oder Verschmutzungen beeinträchtigt wird
und regelmäßig mehr
Bauraum zur Verfügung
steht.
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Die
Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert, in
denen verschiedene Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Baugruppe
gezeigt sind.
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1a zeigt
eine perspektivische Schrägansicht
einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baugruppe.
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1b zeigt
die erste Ausführungsform
der Erfindung in einer Schrägansicht
aus anderer Perspektive.
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2a zeigt
eine in der ersten Ausführungsform
der Erfindung verwendete Kabelführung
in einer Seitenansicht.
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2b zeigt
die in der ersten Ausführungsform
der Erfindung verwendete Kabelführung
aus 2a in einer perspektivischen Ansicht von hinten.
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3a zeigt
eine perspektivische Schrägansicht
einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baugruppe.
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3b zeigt
die zweite Ausführungsform
der Erfindung in einer Schrägansicht
aus anderer Perspektive.
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4a zeigt
eine in der zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baugruppe
verwendete Kabelführung
in einer Seitenansicht.
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4b zeigt
die Kabelführung
der zweiten Ausführungsform
in einer perspektivischen Ansicht.
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Es
wird auf die 1a und 1b Bezug genommen.
Die Baugruppe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem
ein bewegbares Bauteil (nicht sichtbar) in Form einer Videokamera
aufgenommen ist. Ein Kabel 3 führt von außerhalb des Gehäuses in
das Innere des Gehäuses.
Das Kabel 3 ist in einer Kabelführung 4 geführt. Ein
erster Abschnitt des Kabels ist in Anschluss- und Fixiermitteln 5 der
Kabelführung
in einer Lage gegenüber
dem Gehäuse 2 ortsfest
fixiert. An den Anschluss- und Fixiermitteln 5 ist ein
Steckkontakt ausgebildet, der eine elektrische Verbindung der Baugruppe
mit entsprechenden Zuleitungen eines Kraftfahrzeuges ermöglicht.
Die Kabelführung 4 weist
eine konkave Stützfläche 6 auf,
an der sich Windungen des Kabels 3 mit ihrem äußeren Umfang anliegend
abstützen.
Seitlich an der Stützfläche 6 sind
einseitig weitere Stützmittel 6a ausgebildet,
die ein abgleiten der Windungen des Kabels 3 zu dieser Seite
verhindern und das Kabel in seiner Anlage an der Fläche 6 sichern.
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Ein
freier Raum 7 ist derart für das Kabel zugänglich ausgebildet,
dass sich das Kabel mit den darin ausgebildeten Windungen in diesem
Bereich verformen kann, sobald das Kabel in das Innere des Gehäuses stückweise
eingezogen oder aus diesem herausgeschoben wird. Das Kabel 3 kann
einer Auslenkung des nicht fixierten Endes daher folgen, wobei jedoch
die Windungen wenigstens teilweise weiterhin an der konkaven Stützfläche 6 anliegen.
Die puffernde Wirkung der Verformung verhindert eine mechanische
Belastung der Fixier- und Anschlussmittel 5.
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Die
Videokamera ist mit einem außerhalb des
Gehäuses
angeordneten Antrieb 8 gekoppelt. Der Antrieb ist als Elektromotor
ausgebildet und kann die Videokamera in entlang einer Bewegungskurve verstellen.
Das Gehäuse
ist auf seiner der Kabelführung 4 abgewandten
Seite mit einer großen Öffnung 9 versehen. Über die
Betätigung
der Videokamera mittels des Antriebs 7 kann das bewegbare
Bauteil aus dieser Öffnung 9 ausgeschwenkt
und zurück
in das Gehäuse
eingeschwenkt werden, wobei die Kabelführung 4 mit der konkaven
Stützfläche 6 eine
flexible Führung
des Kabels gewährleistet.
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Die 2a und 2b zeigen
die Kabelführung
der Ausführungsform
in separater Darstellung. Das Kabel 3 weist zwei Enden
auf, von denen eines in den Verbindung- und Fixiermitteln 5 aufgenommen und
gehalten ist und das andere Ende 10 freigegeben und zur
Kopplung mit einem bewegbaren Bauteil vorgesehen ist. Die konkave
Stützfläche 6 dient
als Anlage für
die im Kabel 3 ausgebildeten Windungen und stützt diese über einen
Umfangsabschnitt der Windungen ab. Zwischen der konkaven Stützfläche 6 und
den Fixiermitteln 5 ist ein Übergangsabschnitt ausgebildet,
in dem das Kabel zu der Anlage an den Stützmitteln anliegend geführt ist.
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Ferner
sind Befestigungsmittel 11 an der Kabelführung ausgebildet,
die eine Festlegung der Kabelführung
an dem Gehäuse 2 ermöglichen.
Die Kabelführung 4 legt
den Ausdehnungsbereich des Kabels 3 fest und begrenzt dessen
Erstreckung auf vorgegebenen Bauraum, wobei gleichzeitig die Flexibilität eines
langen Kabelweges bereitgestellt wird.
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Das
Kabelende 10 ist beim Einsatz der Ausführungsform gemäß der Erfindung
in verschiedenste Richtungen auslenkbar, wobei die Kabelverformung
durch die Windung des Kabels 3 über einen großen Kabelabschnitt
verteilt wird.
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Die 3a und 3b zeigen
perspektivische Ansichten einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform
weist die Kabelführung
eine spiralförmig
gewundene konkave Stützfläche 16 auf.
Das Kabel 13 ist in dieser spiralförmigen Stützfläche geführt, wobei die Kabelführung außerdem innere
Stützmittel
zur Anlage an der inneren Windungsbegrenzung aufweist. Das Kabel
ist in einer nach drei Seiten geschlossenen Rinne bzw. einem dreiseitig
geschlossenen Kanal geführt,
wobei der spiralförmige
Teil der Stützmittel
aus einem flexiblen Material gebildet ist. Die Kabelführung weist
wiederum einen fixierten Abschnitt 15 auf, welcher ein Kabelende
mit Anschlußvorbereitung
ortsfest gegenüber
dem Gehäuse fixiert.
In die derart ausgebildete Kabelführung kann in einfacher Weise
ein Kabel bei der Montage eingelegt werden, indem es in den einseitig
offenen Kanal eingedrückt
wird.
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Wie
in 4a gezeigt, wird das Kabel von den Fixiermitteln 15 aus
in einer nach innen führenden
Spirale in Anlage an der konkaven Stützfläche 16 geführt und
im Inneren des freien Raums 7 aus der Windungsebene in
definierter Krümmung
herausgeführt.
Bei einer Auslenkung des herausgeführten Kabelendes, welches im
Innern des Gehäuses 2 mit
der Videokamera als bewegbarem Bauteil verbunden ist, vollziehen
sowohl die Windungen des Kabels als auch die spiralförmigen Bestandteile
der Kabelführung
die Bewegung mit und verformen sich. Das Kabel und die Kabelführung sind
sowohl aus der Windungsebene heraus auslenkbar als auch in der Windungsebene
verformbar. Wie leicht ersichtlich ist, bietet diese Art der Zuführung des
Kabels zu einem bewegbaren Bauteil eine maximale Flexibilität des Kabels
bei minimaler Belastung und äußerst kompakter
Bauform.
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Entsprechend
wird durch die Ausbildung von gestützten und geführten Windungen
in einer Kabelzuführung
erfindungsgemäß die mechanische
Belastung für
Kabel und damit verbundene Bauteile in der Baugruppe vermindert
und die Lebensdauer der Bauteile erhöht. Gleichzeitig baut die erfindungsgemäße Baugruppe äußerst kompakt.