DE102007004483A1

DE102007004483A1 - Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007004483A1
Application number: DE200710004483
Authority: DE
Inventors: Wojciech Ficek; Klaus Hirschfeld
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

Ein Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem unterhalb des Lenkrades an der Lenksäule angeordneten Modulgehäuse und einer eine im Modulgehäuse festgelegte, erste elektrische Leiterplatte umfassenden Elektronikeinheit sowie zumindest einer Funktionseinheit, wobei die Funktionseinheit mit der Elektronikeinheit elektrisch verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit eine zweite elektrische Leiterplatte umfasst, die parallel zu der ersten elektrischen Leiterplatte der Elektronikeinheit ausgerichtet und diese flächenmäßig zumindest partiell überdeckend im Modulgehäuse aufgenommen ist, und dass auf einer der Leiterplatten eine Federkontaktleiste festgelegt ist, deren Federkontakte mit ihren freien Enden zugeordnete Kontaktflächen auf der anderen Leiterplatte direkt berührend elektrisch kontaktieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem unterhalb des Lenkrades an der Lenksäule angeordneten Modulgehäuse und einer eine im Modulgehäuse festgelegte erste elektrische Leiterplatte umfassenden Elektronikeinheit sowie zumindest einer Funktionseinheit, wobei die Funktionseinheit mit der Elektronikeinheit elektrisch verbunden ist.
Lenksäulenmodule bei Kraftfahrzeugen bestehen in der Regel aus mehreren einzelnen Funktionseinheiten, wie beispielsweise Lenkstockschaltern, einer Wickelfederkassette, einer Lenkwinkelsensoreinrichtung und dergleichen. Diese Funktionseinheiten sind in unterschiedlichen Ebenen übereinander in axialer Richtung der Lenksäule, diese umgebend angeordnet. Am Mantelrohr der Lenksäule ist ferner ein Lenkradschloss befestigt. Ein Zündanlassschalter kann als Funktionseinheit ebenfalls Teil eines Lenksäulenmoduls sein. Den Funktionseinheiten ist ferner eine Elektronikeinheit zugeordnet, welche die einzelnen Funktionseinheiten kontaktiert und über das die Funktionseinheiten an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges angeschlossen sind. Zusätzlich kann die Leistungselektronik der Funktionseinheiten auf der Elektronikeinheit angeordnet sein.
Die elektrische Kontaktierung der einzelnen Funktionseinheiten mit der Elektronikeinheit erfolgt durch Einsatz von Leitungsverbindern, wobei entweder flexible Leitungssätze mit endseitigen Steckverbindern zwischen den Einheiten zum Einsatz kommen oder jeweils ein Steckverbinderteil einer zu kontaktierenden Funktionseinheit und das damit zusammenwirkende, komplementär ausgebildete Steckverbinderteil der Elektronikeinheit einander direkt zugeordnet sind.
Bei einer beispielsweise aus der EP 0 853 022 A1 vorbekannten Ausgestaltung bildet die Elektronikeinheit eine eigene Ebene in dem Aufbau des Lenksäulenmoduls und ist somit in dessen schichtigen Aufbau integriert. Bei dieser vorbekannten Ausgestaltung bildet die Elektronikeinheit eine unterste Ebene, auf der in einer ersten darüberliegenden Funktionseinheitenebene mehrere Lenkstockschalter angeordnet sind. Eine unmittelbare Kontaktierung zwischen den Schaltern und der Elektronikeinheit ist infolge der benachbarten Anordnung ohne weiteres durch sukzessives Fügen der weiteren Komponenten jeweils von oben möglich. In einer weiteren Ebene oberhalb der Ebene der Lenkstockschalter ist eine Wickelfederkassette angeordnet. Damit diese ebenfalls durch die Elektronikeinheit kontaktiert werden kann, weist diese einen länglichen Fortsatz auf, der durch die Anordnung der Lenkstockschalter hindurch bis in die Ebene der Elektronikeinheit hindurchgreift, um in ein Steckverbinderteil der Elektronikeinheit eingeführt werden zu können.
Das Lenksäulenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung hat gegenüber vorbekannten Lenksäulenmodulen den Vorteil, dass auf den Einsatz jeweils komplementär ausgebildeter Steckverbinderteile verzichtet werden kann, und zudem eine große Flexibilität hinsichtlich der Reihenfolge und der Richtung des Zusammenbaus der einzelnen Einheiten erreicht wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass die Funktionseinheit eine zweite elektrische Leiterplatte umfasst, die parallel zu der ersten elektrischen Leiterplatte der Elektronikeinheit ausgerichtet und diese flächenmäßig zumindest partiell überdeckend im Modulgehäuse aufgenommen ist, und dass auf einer der Leiterplatten eine Federkontaktleiste festgelegt ist, deren Federkontakte mit ihren freien Enden zugeordnete Kontaktflächen auf der anderen Leiterplatte direkt berührend elektrisch kontaktieren.
Ein besonders kompakter Aufbau des gesamten Lenksäulenmoduls ergibt sich, wenn die elektrische Leiterplatte der Elektronikeinheit senkrecht zur Lenksäule ausgerichtet und dieselbe zumindest partiell umgreifend im Modulgehäuse angeordnet ist.
Gegenüber einem ebenfalls denkbaren Aufbau, bei dem etwa ortsfeste Kontaktelemente einer als Lenkstockschalter dienenden Funktionseinheit direkt mit auf der Leiterplatte der Elektronikeinheit angeordnet sind, bietet die erfindungsgemäße Ausführung weiterhin den Vorteil, dass für die Elektronikeinheit und für die Lenkstockschalter jeweils Leiterplatten mit völlig unterschiedlichen Herstellungsprozessen eingesetzt werden können. So werden für die die Festkontaktelemente der Lenkstockschalter bildenden Kontaktflächen bevorzugt Carbon-Beschichtungen oder galvanische Goldbeschichtungen eingesetzt, die sich nicht oder nur mit großem Aufwand mit den Herstellungsprozessen der Elektronikleiterplatte, die z. B. als SMD-bestückte Multilager-Leiterplatte realisiert ist, vereinbaren lassen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Dabei zeigt:
1: eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Lenksäulenmoduls in einer ersten Ausführungsform von der Unterseite
2: einen Schnitt entlang der Linie A-A aus der Ansicht in 1
3: eine Ansicht eines Teilbereichs eines erfindungsgemäßen Lenksäulenmoduls in einer weiteren Ausführungsform sowie eines passenden Lenkstockschalter-Hebelgehäuses
4: eine Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Teilbereichs des Lenksäulenmoduls mit dem eingeschobenen Lenkstockschalter-Hebelgehäuse
Wie in der Zeichnung, insbesondere in 1 zu erkennen ist, umfasst das erfindungsgemäße Lenksäulenmodul ein Modulgehäuse 1, welches unterhalb des Lenkrades an der Lenksäule des Kraftfahrzeugs angeordnet und dort festgelegt ist. In dem Modulgehäuse 1 ist eine senkrecht zur Lenksäule ausgerichtete, dieselbe zumindest partiell umgreifend ausgebildete erste elektrische Leiterplatte 2 befestigt. Diese Leiterplatte 2 bildet eine Elektronikeinheit aus, welche zur elektrischen Kontaktierung weiterer elektrischer Leiterplatten sowie zur Verbindung derselben mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Diese weiteren elektrischen Leiterplatten sind Bestandteile einzelner Funktionseinheiten wie beispielsweise Lenkstockschaltern, einer Wickelfederkassette, einer Lenkwinkelsensoreinrichtung und dergleichen.
In der Zeichnung dargestellt sind zwei jeweils einem Lenkstockschalter zugehörige Leiterplatten 3. Diese Leiterplatten 3 sind in dem Modulgehäuse 1 so angeordnet, dass ihre Flächen parallel zu der Fläche der ersten elektrischen Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit ausgerichtet sind und diese zumindest partiell überdecken.
Die den Lenkstockschaltern zugehörigen Leiterplatten 3 weisen auf ihrer in der Darstellung nicht sichtbaren Oberseite ortsfeste Kontaktteile in Form von Kontaktflächen auf, welche mit etwa als Schleifkontakten ausgebildeten und durch entsprechende Hebelmechaniken angesteuerten beweglichen Kontaktteilen zur Realisierung bestimmter Schaltfunktionen kooperieren.
Die die ortsfesten Kontaktteile bildendenden Kontaktflächen auf der Oberseite der Leiterplatten 3 sind elektrisch mit jeweils in einer Reihe angeordneten Kontaktflächen 3' auf der Unterseite der Leiterplatten 3 verbunden.
Im Bereich der flächenmäßigen Überdeckung der den Lenkstockschaltern zugehörigen Leiterplatten 3 mit der elektrischen Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit ist auf letzterer jeweils eine Federkontaktleiste 4 angebracht, deren Federkontakte 4' an ihrer Unterseite auf der Leiterplatte 2 verlötet sind und deren freie Enden nach oben abragen und die direkt gegenüberliegend angeordneten Kontaktflächen 3' auf der Unterseite der Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter direkt berührend elektrisch kontaktieren.
Durch die elastische Nachgiebigkeit der Federkontakte 4' ist zum einen eine große Flexibilität hinsichtlich der Reihenfolge und der Richtung des Zusammenbaus der einzelnen Leiterplatten 2, 3 gegeben, zum anderen ist aber auch im zusammengebauten Zustand ein eventuell vorhandene Form- und Lagetoleranzen kompensierender Toleranzausgleich möglich.
In der ersten, in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform werden zunächst die Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter von der Unterseite des Modulgehäuses 1 her in dieses eingesetzt und durch Schraubverbindungen 5 dort fixiert. Danach wird die Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit ebenfalls von der Unterseite des Modulgehäuses 1 her in dieses eingesetzt und durch Schraubverbindungen 6 dort fixiert. Dabei werden die Federkontakte 4' der auf der Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit angebrachten Federkontaktleisten 4 mit den zugeordneten Kontaktflächen der Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter direkt berührend elektrisch kontaktiert.
Die beweglichen Kontaktteile der Schalter, also etwa Vielfingerschleifer, sind in entsprechenden Haltern in Zuordnung zu den die ortsfesten Kontaktteile bildenden Kontaktflächen auf den Leiterplatten 3 angeordnet. Die in Öffnungen 1' in dem Modulgehäuse 1 einzusetzenden Lenkstockhebel umfassen in dieser Variante lediglich die mechanischen Elemente zur Schalterbetätigung, die bei der Montage der Lenkstockhebel am Modulgehäuse 1 den entsprechenden, durch diese anzusteuernden, beweglichen Kontaktteilen zugeordnet und mit diesen mechanisch in Eingriff gebracht werden.
Bei der in den 3 und 4 dargestellten, zweiten Ausführungsform wird nur die Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit durch Schraubverbindungen 6 in dem Modulgehäuse 1 fixiert. Die Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter sind jeweils an einem separaten Hebelgehäuse 7 befestigt, in dem die Hebelmechanik sowie die beweglichen Kontaktteile, also ebenfalls z. B. Vielfingerschleifer, in entsprechender Zuordnung zu den ortsfesten Kontaktteile bildenden Kontaktflächen auf den Leiterplatten 3 aufgenommen sind.
Die Hebelgehäuse 7 werden in seitliche Öffnungen 1' des Modulgehäuses 1 eingeschoben, und durch Clipshaken 8, welche in zugeordneten Clipsöffnungen 8' im Modulgehäuse 1 einrasten, an diesem fixiert. Durch Federarme 9, die gegen eine den Einschubweg der Hebelgehäuse 7 begrenzende Wand des Modulgehäuses 1 drücken, werden diese gegen die Clipsverbindungen 8, 8' auf Spannung gehalten. Beim Einschieben der Hebelgehäuse 7 in das Modulgehäuse 1 werden die Federkontakte 4' der Federkontaktleisten 4 auf der Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit mit den jeweils zugeordneten Kontaktflächen 3' der Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter in elektrischen Kontakt gebracht. Die elastische Nachgiebigkeit der Federkontakte 4' ermöglicht ein problemloses Einschieben der Leiterplatte 3 und gewährleistet eine ausreichende Kontaktkraft zwischen den Federkontakten 4' und den Kontaktflächen 3'.
Als Federkontaktleisten 4 werden bevorzugt fertig konfektionierte Bauteile verwendet, die als SMD bestückbare Elemente verfügbar sind. Aus diesem Grunde werden diese auch bevorzugt auf der ohnehin SMD-bestückten Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit angebracht. Wo dies vorteilhaft erscheint, ist jedoch selbstverständlich auch eine Anordnung denkbar, bei der die Federkontaktleisten 4 auf den Leiterplatten 3 der Lenkstockschalter oder irgendeiner anderen Funktionseinheit und die entsprechenden Gegenkontakte auf der Leiterplatte 2 der Elektronikeinheit angebracht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0853022 A1 [0004]

Claims

Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem unterhalb des Lenkrades an der Lenksäule angeordneten Modulgehäuse (1) und einer eine im Modulgehäuse (1) festgelegte, erste elektrische Leiterplatte (2) umfassenden Elektronikeinheit sowie zumindest eine Funktionseinheit, wobei die Funktionseinheit mit der Elektronikeinheit elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit eine zweite elektrische Leiterplatte (3) umfasst, die parallel zu der ersten elektrischen Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit ausgerichtet und diese flächenmäßig zumindest partiell überdeckend im Modulgehäuse (1) aufgenommen ist, und dass auf einer der Leiterplatten (2, 3) eine Federkontaktleiste (4) festgelegt ist, deren Federkontakte (4') mit ihren freien Enden zugeordnete Kontaktflächen auf der anderen Leiterplatte (3, 2) direkt berührend elektrisch kontaktieren.
Lenksäulenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit senkrecht zur Lenksäule ausgerichtet und dieselbe zumindest partiell umgreifend im Modulgehäuse (1) festgelegt ist.
Lenksäulenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit ein Lenkstockschalter ist, dessen ortsfeste Kontaktteile als Kontaktflächen auf der Oberseite der Leiterplatte (3) ausgebildet und elektrisch mit jeweils in einer Reihe angeordneten Kontaktflächen auf der Unterseite der Leiterplatte (3) verbunden sind, wobei im Bereich der flächenmäßigen Überdeckung der dem Lenkstockschalter zugehörigen Leiterplatte (3) mit der elektrischen Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit auf letzterer eine Federkontaktleiste (4) angebracht ist, deren Federkontakte (4') an ihrer Unterseite auf der Leiterplatte (2) verlötet sind und deren freie Enden nach oben abragen und die direkt gegenüberliegend angeordneten Kontaktflächen auf der Unterseite der Leiterplatte (3) des Lenkstockschalters direkt berührend elektrisch kontaktieren.
Lenksäulenmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den als Kontaktflächen auf der Oberseite der Leiterplatte (3) ausgebildeten ortsfesten Kontaktteilen kooperierenden beweglichen Kontaktteile als Schleifkontakte ausgebildet sind und durch entsprechende Hebelmechaniken angesteuert werden.
Lenksäulenmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die die ortsfesten Kontaktteile der Lenkstockschalter bildenden Kontaktflächen auf der Leiterplatte (3) Carbonbeschichtungen oder galvanische Goldbeschichtungen eingesetzt werden, und dass die elektrische Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit als SMD-bestückte Leiterplatte realisiert ist.
Lenksäulenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Leiterplatte (3) der Funktionseinheit als auch die Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit durch jeweils zumindest eine Schraubverbindung (5, 6) in dem Modulgehäuse (1) so fixiert sind, dass die Federkontakte (4') der auf der Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit angebrachten Federkontaktleisten (4) mit den zugeordneten Kontaktflächen der Leiterplatte (3) der Funktionseinheit direkt berührend elektrisch kontaktiert sind.
Lenksäulenmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) der Elektronikeinheit durch Schraubverbindungen (6) in dem Modulgehäuse (1) fixiert ist, und dass die Leiterplatte (3) des Lenkstockschalters an einem separaten Hebelgehäuse (7) befestigt ist, in dem die Hebelmechanik sowie die beweglichen Kontaktteile in entsprechender Zuordnung zu den ortsfesten Kontaktteile bildenden Kontaktflächen auf der Leiterplatten (3) aufgenommen sind, wobei das Hebelgehäuse (7) in eine seitliche Öffnung (1') des Modulgehäuses (1) eingeschoben und durch Clipsverbindungen (8) an diesem fixiert ist.