DE19832256A1

DE19832256A1 - Device for the contactless transmission of electrical signals between components that can be rotated relative to one another, in particular in a steering wheel

Info

Publication number: DE19832256A1
Application number: DE19832256A
Authority: DE
Inventors: Juergen Roeder; Roland Dr Ing Gesche
Original assignee: Thomas and Betts GmbH
Current assignee: Thomas and Betts GmbH
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 1999-04-22
Also published as: CA2250610A1; KR19990037126A; JPH11215742A; JP3337428B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Signale zwischen relativ zueinander drehbaren Komponenten. Ein Hauptanwendungsgebiet der Erfin dung ist die Automobiltechnik, nämlich die kontaktlose Über tragung elektrischer Signale zwischen drehendem und festste hendem Teil des Lenkrads, jedoch ist die Erfindung in glei cher Weise auch auf allen anderen denkbaren technischen Ge bieten einsetzbar, wo elektrische Signale kontaktlos, das heißt ohne galvanische Verbindung durch elektrische Leiter, Schleifkontakte oder dergl., zwischen einem Signalgeber und einem relativ dazu drehbaren Signalempfänger übertragen wer den sollen, wobei die beiden relativ zueinander drehbaren Komponenten selbstverständlich zur Übertragung von Signalen in der einen oder anderen Richtung beide sowohl Signalgeber als auch Signalempfänger sein können.The invention relates to a device for contactless Transmission of electrical signals between relative to each other rotatable components. A main area of application for the Erfin is automotive technology, namely contactless transfer transmission of electrical signals between rotating and fixed part of the steering wheel, however, the invention is the same cher also on all other conceivable technical Ge offer usable where electrical signals contactless, the means without electrical connection through electrical conductors, Sliding contacts or the like., Between a signal generator and a relatively rotatable signal receiver who transmitted the two should be rotatable relative to each other Components of course for the transmission of signals in one direction or the other both both signalers can also be signal receivers.

Im Lenkrad von Kraftfahrzeugen können elektrische Bedienungs elemente, insbesondere Huptasten, aber auch andere Funktions schalter zur bequemen Steuerung aller möglichen Funktionen vom Lenkrad aus, beispielsweise zur Betätigung von Scheiben wischer, Licht, Tempomat, Radio und dergleichen mehr, sowie auch elektrisch gesteuerte oder gespeiste Funktionselemente wie beispielsweise Airbag überwachen und zünden und Lenkrad heizung integriert sein. Electric steering can be used in the steering wheel of motor vehicles elements, especially horn buttons, but also other functional switch for convenient control of all possible functions from the steering wheel, for example to operate windows wipers, lights, cruise control, radio and the like, as well also electrically controlled or powered functional elements such as monitor and ignite airbag and steering wheel heating integrated.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den am drehfesten Lenkstock angeordneten elektrischen Zu- und Ableitungen und den am drehbaren Lenkrad befindlichen Bedienungs- und Funk tionselementen müssen also so ausgebildet sein, daß die Über tragung der elektrischen Signale unter Berücksichtigung des möglichen Drehwinkelbereichs des Lenkrads mit Bezug auf den drehfesten Lenkstock mit der notwendigen Funktionssicherheit stattfinden können.The electrical connections between the most non-rotatable Steering column arranged electrical supply and discharge lines and the control and radio on the rotating steering wheel tion elements must be designed so that the over carrying the electrical signals taking into account the possible range of rotation of the steering wheel with reference to the non-rotating steering column with the necessary functional reliability can take place.

Bisher sind die für solche Signalübertragungen notwendigen elektrischen Verbindungen zwischen dem drehbaren Lenkradbe reich und dem drehfesten Lenkstockbereich über dazwischen an geordnete, spiralfederförmige elektrische oder durch Schleif ringlösungen Leiter hergestellt. Eine Möglichkeit zur kon taktlosen Signalübertragung liegt bisher nicht vor. Die herkömmlichen, mit Flachbandkabel ausgeführten spiralfeder förmigen Leiterverbindungen, die als Wickelfedersysteme bezeichnet werden, bilden ununterbrochene, schleifkontakt freie galvanische Verbindungen, die bei Drehungen des Lenk rads in der einen oder anderen Richtung sich entsprechend etwas enger zu- oder etwas weiter aufwickeln. Schleifring lösungen arbeiten mit Schleifringen und damit zusammenwir kenden Schleifkontakten.So far, those necessary for such signal transmissions electrical connections between the rotatable steering wheel rich and the rotatable steering column area in between ordered, spiral spring-shaped electrical or by grinding ring solutions ladder manufactured. One way to con tactless signal transmission is not yet available. The conventional spiral spring with ribbon cable shaped conductor connections that act as clock spring systems are referred to, form continuous, sliding contact free galvanic connections that occur during turns of the steering rads in one direction or another accordingly wind up a little more or a little more. Slip ring solutions work with slip rings and interact with them sliding contacts.

Die bekannten Techniken mit Wickelfedersystemen bzw. Schleif kontaktsystemen lassen systembedingt nur eine begrenzte Anzahl möglicher Signalübertragungskanäle zu, bedingten montagetechnische Probleme, erfordern einen ziemlichen Platzbedarf und weisen nur eine begrenzte Dauerstandfestig keit auf. Wickelfedersysteme haben insbesondere das Problem, daß sie gegen Zerstörung durch Überdrehen empfindlich sind, und außerdem können durch Scheuern der Flachbandkabel an Ge häuseteilen beim Drehen des Lenkrads mechanisch bedingte Ge räusche entstehen. Schleifringsysteme leiden an dem Problem, daß durch Verschleiß von Schleifbahnen und Schleifkontakten oder ermüdungsbedingtes Nachlassen der Andrückfederkraft der Schleifkontakte Aussetzer und Unterbrechungen entstehen, die sicherheitstechnisch problematisch sind. Alle diese Nachteile der herkömmlichen Techniken lassen es wünschenswert erscheinen, eine bessere, vielseitigere und sich durch hohe Störungs freiheit auszeichnende Einrichtung zur Übertragung elektri scher Signale zwischen dem drehbaren Lenkrad und dem drehfe sten Lenkstock oder, ganz allgemein gesagt, zwischen relativ zueinander drehbaren Komponenten zu entwickeln. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Einrichtung zu schaffen und damit auf die bisher gebräuchlichen Wickelfedersysteme verzichten zu können.The known techniques with coil spring systems or grinding Contact systems leave only a limited one due to the system Number of possible signal transmission channels too, conditional assembly problems, require quite a bit Space requirements and have only a limited durability on. Coil spring systems have the particular problem that they are sensitive to destruction by overturning, and also by rubbing the ribbon cable to Ge parts of the house mechanically caused by turning the steering wheel there are noises. Slip ring systems suffer from the problem that due to wear of sliding tracks and sliding contacts or fatigue-related decrease in the pressure of the Sliding contacts Interruptions and interruptions occur are problematic in terms of safety. All of these disadvantages conventional techniques make it seem desirable a better, more versatile and distinguished by high interference freedom-distinguishing device for the transmission of electri shear signals between the rotatable steering wheel and the rotatable most steering column or, generally speaking, between relative to develop mutually rotatable components. Task of The invention is therefore to provide such a device and thus to the previously used coil spring systems to be able to do without.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine kontakt- und leiterlose Einrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen relativ zueinander drehbaren Komponenten wie bei spielsweise Lenkstock und Lenkrad gelöst, wie sie im Patent anspruch 1 angegeben und in den Unteransprüchen vorteilhaft weiter ausgestaltet ist. Demgemäß besteht die erfindungsge mäße Lösung in einer Übertragungseinheit, die statorseitig (lenkstockseitig) und rotorseitig (lenkradseitig) jeweils einen elektrischen Schaltungsträger (Leiterplatte o. ä.) mit Signalsende- und Signalempfangsorganen aufweist, die eine bidirektionale Signalübertragung von Stator zum Rotor sowie umgekehrt ermöglichen.This object is achieved by a contact and conductorless device for the transmission of electrical signals between components rotatable relative to each other as in for example, steering column and steering wheel solved, as in the patent Claim 1 indicated and advantageous in the subclaims is further developed. Accordingly, there is the fiction moderate solution in a transmission unit, the stator side (steering column side) and rotor side (steering wheel side) each an electrical circuit carrier (circuit board or similar) with Signal transmission and signal receiving organs has a bidirectional signal transmission from stator to rotor as well vice versa.

Das erfindungsgemäße System hat folgende wesentliche Vorteile:
Statorseitiger und rotorseitiger Schaltungsträger mit zugehö rigen Anschlüssen usw. können völlig unabhängig voneinander im Statorteil (Lenkstock) bzw. im Rotorteil (Lenkrad) mon tiert werden, was die Montage wesentlich vereinfacht, und erst nach der Lenkradmontage, wenn stator- und rotorseitige Leiterplatte miteinander durch die einander angenäherte vor gesehene Einbaulage, jedoch ohne gegenseitige Berührung, in Wirkungsverbindung kommen, ist die Übertragungseinrichtung funktionsfähig. Das erfindungsgemäße System erlaubt die Übertragung von wesentlich mehr Schaltsignalen u. dergl. als dies bei den herkömmlichen Systemen möglich ist. Zugleich ist der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Einrichtung deutlich geringer, und es sind auch keine kleinen Einbautoleranzen notwendig. Zuverlässigkeit und Sicherheit der Signalübertra gung sind erhöht, die Entstehung irgendwelcher mechanisch be dingter Laufgeräusche bei der Lenkraddrehung ist ausgeschlos sen.The system according to the invention has the following major advantages:
Stator-side and rotor-side circuit carriers with associated connections etc. can be installed completely independently of one another in the stator part (steering column) or in the rotor part (steering wheel), which considerably simplifies the assembly, and only after the steering wheel assembly, when the stator and rotor-side circuit board go through with each other the approximated before installation position seen, but without mutual contact, come into operative connection, the transmission device is functional. The system of the invention allows the transmission of significantly more switching signals u. the like. As is possible with the conventional systems. At the same time, the space requirement of the device according to the invention is significantly less, and no small installation tolerances are necessary. Reliability and safety of the signal transmission are increased, the occurrence of any mechanically related running noises when the steering wheel is turned is excluded.

Für die praktische Umsetzung der erfindungsgemäßen Einrich tung sind mehrere Varianten denkbar. Zwei derartige Varianten werden als repräsentative Beispiele nachstehend unter Bezug nahme auf die anliegenden Zeichnungen als Ausführungsbeispie le mehr im einzelnen beschrieben, wobei allerding aus Verein fachungsgründen die Zeichnungen sehr schematisch gehalten sind und nur das Wesentliche unter Weglassung unnötiger Ein zelheiten zeigen, um die Erfindung möglichst verständlich zu machen. In den Zeichnungen stellen dar:For the practical implementation of the device according to the invention Several variants are conceivable. Two such variants are referred to as representative examples below took the attached drawings as an example le described in more detail, although from the club for technical reasons the drawings are kept very schematic are and only the essential while omitting unnecessary input Show details to make the invention as understandable as possible do. In the drawings:

Fig. 1 in auseinandergezogener perspek tivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Übertra gungseinrichtung nach der Erfin dung, und Fig. 1 in an exploded perspective representation of a first embodiment of a transmission device according to the inven tion, and

Fig. 2 in Form eines Axialschnitts eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 in the form of an axial section, a second embodiment of the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform arbeitet mit elek trischen Antennen zwischen Stator- und Rotorseite bzw. Lenk stockseite und Lenkradseite.The embodiment shown in Fig. 1 works with elec trical antennas between the stator and rotor side or steering column side and steering wheel side.

Diese rein elektronische Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Übertragungseinrichtung weist eine lenkradseitige Bau gruppe 10 und eine lenkstockseitige Baugruppe 20 auf.This purely electronic embodiment of the transmission device according to the invention has a steering wheel-side assembly 10 and a steering column assembly 20 .

Die lenkradseitige Baugruppe 10 besteht aus einem oberen Schaltungsträger 11, einem oberen Deckel 12 und einer oberen Abschirmung 13. Die lenkstockseitige Baugruppe 20 besteht in entsprechender Weise aus einem unteren Schaltungsträger 21, einem unteren Deckel 22 und einer unteren Abschirmung 23.The steering wheel-side assembly 10 consists of an upper circuit carrier 11 , an upper cover 12 and an upper shield 13 . In a corresponding manner, the steering column assembly 20 consists of a lower circuit carrier 21 , a lower cover 22 and a lower shield 23 .

Die Schaltungsträger 11 und 21 der lenkradseitigen Baugruppe 10 und der lenkstockseitigen Baugruppe 20 tragen jeweils als planare Strukturen ausgebildete Antennen, die nicht im ein zelnen dargestellt sind, und zwischen denen die Signalüber tragung mittels Hochfrequenz stattfindet. Der genutzte Fre quenzbereich liegt dabei im Megaherzbereich. Die Lenkstock seite bildet dabei die Primärseite und die Lenkradseite bil det die Sekundärseite, wobei diese Zuordnung natürlich für in umgekehrter Richtung zu übertragende Signale auch umgekehrt sein kann.The circuit carriers 11 and 21 of the steering wheel-side assembly 10 and the steering column-side assembly 20 each carry antennas designed as planar structures, which are not shown in an individual, and between which the signal transmission takes place by means of high frequency. The frequency range used is in the megahertz range. The steering column side forms the primary side and the steering wheel side bil det the secondary side, whereby this assignment can of course also be reversed for signals to be transmitted in the opposite direction.

Der untere Schaltungsträger 21 der Lenkstockseite ist in den unteren Deckel 22 eingelassen, und der obere Schaltungsträger 11 ist in den oberen Deckel 12 der Lenkradseite eingelassen. Die durch die untere Abschirmung 23 und die obere Abschirmung 13 auf beiden Seiten gebildeten Schirmungen vermeiden Fehl funktionen und gewährleisten die elektromagnetische Verträg lichkeit bei der Signalübertragung.The lower circuit carrier 21 on the steering column side is embedded in the lower cover 22 , and the upper circuit carrier 11 is embedded in the upper cover 12 on the steering wheel side. The shields formed by the lower shield 23 and the upper shield 13 on both sides avoid malfunctions and ensure electromagnetic compatibility when transmitting signals.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, nämlich aus der Darstellung des unteren Deckels 22 der Lenkstockseite, der mit Blick in sein Inneres dargestellt ist, sind der untere Deckel und der obere Deckel 12 der Lenkradseite so ausgebildet, daß diese im montierten Zustand mit ihren zylindrischen Außenwänden schachtelartig ineinander greifen. Die beiden Schaltungsträ ger in den beiden Deckeln stehen dann mit geringem Abstand einander gegenüber, und die Signalübertragung erfolgt draht los über den Luftspalt zwischen den beiden Antennen auf den beiden Schaltungsträgern unabhängig von der jeweiligen rela tiven Drehstellung der Schaltungsträger zueinander, weil die beiden Antennen in ihrer umfangsmäßigen Ausdehnung auf den Schaltungsträgern so ausgelegt sind, daß die Signalübertra gung zwischen den beiden Antennen in jeder relativen Dreh stellung der beiden Schaltungsträger gewährleistet ist. Eben so greifen, wie Fig. 1 erkennen läßt (die obere Abschirmung 13 hat einen höheren Randteil als die untere Abschirmung 23) die beiden Abschirmungen 13 und 23 im montierten Zustand der Übertragungseinheit mit ihren zylindrischen Seitenwänden so ineinander, daß sich eine Vollabschirmung der Übertragungs einheit ergibt, die Störeinstrahlungen von außen vollständig abblockt, ebenso aber auch den Austritt von Signalen aus dem Inneren abblockt.As can be seen from Fig. 1, namely from the representation of the lower cover 22 of the steering column side, which is shown with a view into its interior, the lower cover and the upper cover 12 of the steering wheel side are designed so that these with their cylindrical in the assembled state Interlock outside walls like a box. The two Schaltsträ ger in the two lids are then at a short distance from each other, and the signal transmission takes place wirelessly via the air gap between the two antennas on the two circuit carriers regardless of the relative rela tive rotational position of the circuit carriers to each other, because the two antennas in their circumferential expansion on the circuit carriers are designed so that the signal transmission between the two antennas is ensured in any relative rotational position of the two circuit carriers. Just as can be seen in Fig. 1 (the upper shield 13 has a higher edge part than the lower shield 23 ) the two shields 13 and 23 in the assembled state of the transmission unit with their cylindrical side walls so that a full shield of the transmission unit results that completely blocks interference from the outside, but also blocks the exit of signals from the inside.

Basis der bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Signalübertragungseinrichtung zum Einsatz kommenden Schaltung ist ein Schwingkreis, der beispielsweise (bei der hier als Beispiel angeführten Airbagfunktion) aus einem mit der Zünd pille des im Lenkrad integrierten Airbags in Reihe geschal teten Kondensator (Sekundärseite) und zwei durch die beiden Antennen (Primär- und Sekundärseite) gebildeten Spulen be steht. Zum Testen des Airbag-Zündkreises wird ein Dauersignal mit kleiner Amplitude von der Primär- zur Sekundärseite über tragen. Bei Fehlfunktion wird dem Fahrzeugführer ein opti sches bzw. akustisches Signal gegeben. Für die Auslösung des Airbags wird die Amplitude des Testsignals auf das entspre chend erforderliche Maß erhöht.Basis of the embodiment of the invention Signal transmission device used circuit is a resonant circuit, for example (in this case as Example airbag function) from an ignition pill of the airbag integrated in the steering wheel in a row tied capacitor (secondary side) and two through the two Antennas (primary and secondary side) coils formed stands. A permanent signal is used to test the airbag ignition circuit with a small amplitude from the primary to the secondary side carry. In the event of a malfunction, the driver is given an opti given or acoustic signal. For triggering the Airbags will correspond to the amplitude of the test signal required measure increased.

Eine Mehrzahl von Signalübertragungskanälen wird durch unter schiedliche Frequenzmodulation eines Basissignals realisiert. Das Airbag-Testsignal kann beispielsweise das Basissignal bilden, durch dessen Frequenzmodulation diverse weitere Sig nale definiert und identifiziert werden können. Die elektro nische Übertragungseinrichtung kann also zur kontakt- und leiterlosen Übertragung einer Vielzahl von Signalen von und zum Lenkrad entsprechend einer Vielzahl von Bedienungsfunk tionen und Komponentenfunktionen dienen. Auch ein Multiplex betrieb ist selbstverständlich möglich. Die dazu erforder lichen elektronischen Einzelheiten sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen erläutert zu werden.A plurality of signal transmission channels are covered by below different frequency modulation of a base signal realized. The airbag test signal can be the base signal, for example form, through its frequency modulation various other Sig can be defined and identified. The electro African transmission device can be used for contact and conductorless transmission of a variety of signals from and to the steering wheel according to a variety of service radio functions and component functions. Also a multiplex operation is of course possible. The necessary for this Lichen electronic details are known to those skilled in the art and therefore do not need to be explained in detail.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Übertragungseinrichtung arbeitet mit Lichtübertra gung.The embodiment shown in Fig. 2 of a transmission device according to the Invention works with light transmission.

In Fig. 2 sind für gleiche bzw. entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.In Fig. 2, the same reference numerals as in Fig. 1 are used for the same or corresponding parts.

Auch die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform besteht aus einer lenkradseitigen Baugruppe 10 und einer lenkstockseiti gen Baugruppe 20, wobei diese allerdings in Fig. 2 jeweils im Axialschnitt und in ihrer richtigen gegenseitigen Einbaulage montiert sind. Der Lenkstock selbst und das Lenkrad sind, ebenso wie in Fig. 1, aus Gründen der Vereinfachung wegge lassen.The embodiment shown in Fig. 2 consists of a steering wheel-side assembly 10 and a lenkstockseiti gene assembly 20 , but these are each mounted in Fig. 2 in axial section and in their correct mutual installation position. The steering column itself and the steering wheel are, as in Fig. 1, wegge leave for the sake of simplification.

Die lenkradseitige Baugruppe 10 besteht wiederum aus einem oberen Schaltungsträger 11 und einem oberen Deckel 12, in welchem der obere Schaltungsträger 11 gehaltert ist. Die lenkstockseitige Baugruppe 20 besteht in entsprechender Weise aus einem unteren Schaltungsträger 21 und einem unteren Deckel 22, auf welchem der untere Schaltungsträger 21 gehal tert ist. Besondere Abschirmbauteile sind in Fig. 2 nicht dargestellt, sie können aber vorgesehen sein. Abschirmungen können allerdings auch durch metallische Beschichtungen auf dem oberen Deckel 12 und dem unteren Deckel 22 hergestellt sein.The steering wheel-side assembly 10 in turn consists of an upper circuit carrier 11 and an upper cover 12 , in which the upper circuit carrier 11 is held. The steering column side assembly 20 consists in a corresponding manner of a lower circuit carrier 21 and a lower cover 22 on which the lower circuit carrier 21 is held. Special shielding components are not shown in FIG. 2, but they can be provided. Shields can, however, also be produced by metallic coatings on the upper cover 12 and the lower cover 22 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 trägt der obere Schal tungsträger außer der eigentlichen Elektronik 14 mindestens ein Licht aussendendes und Licht empfangendes Element 15 in Verbindung mit einem Lichtverteiler bzw. Lichtleiter 16, der sich umfangsmäßig erstreckt und von dem Element 15 ausgesen detes Licht leitet und umfangsmäßig verteilt bzw. an irgend einer Stelle der umfangsmäßigen Ausdehnung empfangenes Licht zu dem Element 15 leitet. Das Element bzw. die Elemente 15 werden von der Elektronik 14 gespeist und angesteuert, um Lichtsignale auszusenden, bzw. die Elektronik wird von dem Element bzw. den Elementen 15 aufgrund empfangener Licht signale gespeist. In the embodiment according to FIG. 2, the upper scarf device carrier carries, in addition to the actual electronics 14, at least one light-emitting and light-receiving element 15 in connection with a light distributor or light guide 16 which extends circumferentially and transmits light emitted by element 15 and Distributed circumferentially or at any point of the circumferential extent received light to the element 15 . The element or elements 15 are fed and controlled by the electronics 14 in order to emit light signals, or the electronics are fed by the element or elements 15 on the basis of received light signals.

Der untere Schaltungsträger 21 trägt außer der eigentlichen Schaltungselektronik 24 ebenfalls mindestens ein Licht aus sendendes und Licht empfangendes Element 25. Das Element bzw. die Elemente 25 sind relativ zum Lichtverteiler bzw. Licht leiter 16 so angeordnet, daß sie diesen gegenüberstehen und eine Lichtsignalübertragung von dem Element bzw. den Elemen ten 25 und dem Lichtverteiler bzw. Lichtleiter 16 und somit über diesen mit dem Element bzw. den Elementen 15 stattfin det.In addition to the actual circuit electronics 24, the lower circuit carrier 21 also carries at least one light from the transmitting and light-receiving element 25 . The element or elements 25 are arranged relative to the light distributor or light guide 16 so that they face them and a light signal transmission from the element or elements 25 and the light distributor or light guide 16 and thus via this with the element or the elements 15 take place.

Zur Ausführung der Lichts ende- und Lichtempfangsfunktion können jeweils verschiedene Elemente, nämlich lichtaus sendende Dioden und Fotodioden, vorgesehen sein.To carry out the light end and light reception function can each have different elements, namely light sending diodes and photodiodes can be provided.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lichtverteiler bzw. Lichtleiter 16 dem oberen Schaltungsträ ger 21 zugeordnet. Es versteht sich von selbst, daß die An ordnung auch umgekehrt sein kann, indem der Lichtverteiler bzw. Lichtleiter dem unteren Schaltungsträger 21 zugeordnet ist. Es können auch beide Schaltungsträger mit je einem Lichtleiter bzw. Lichtverteiler versehen sein, was aber den Platzbedarf vergrößert und daher weniger wünschenswert er scheint.In the embodiment shown in FIG. 2, the light distributor or light guide 16 is assigned to the upper circuit carrier 21 . It goes without saying that the order can also be reversed by the light distributor or light guide is assigned to the lower circuit carrier 21 . Both circuit carriers can also each be provided with a light guide or light distributor, but this increases the space requirement and therefore appears less desirable.

Durch die Signalübertragung mittels Licht und der Lichtver teilung des Sendelichts bzw. der Lichtsammlung des Empfangs lichts durch den Lichtverteiler bzw. Lichtleiter ist in jeder möglichen Drehstellung eine Signalübertragung möglich, wobei ein einziges Licht aussendendes und Licht empfangendes Ele ment an jedem Schaltungsträger grundsätzlich genügt, aber natürlich auch eine gewisse Anzahl solcher Elemente am Umfang verteilt angeordnet sein kann. Damit ist eine berührungs freie, kontakt- und leiterlose Signalübertragung ohne Erzeu gung elektrischer Felder für die Signalübertragung möglich, so daß auch die Signalübertragung nicht durch elektrische Störeinstrahlungen störanfällig ist.Through the signal transmission by light and the Lichtver Distribution of the transmitted light or the light collection of the reception light through the light distributor or light guide is in everyone possible rotational position a signal transmission possible, whereby a single light-emitting and light-receiving ele ment on each circuit carrier is generally sufficient, but of course, a certain number of such elements on the circumference can be arranged distributed. So that is a touch Free, contactless and wire-less signal transmission without generating possible electrical fields for signal transmission, so that the signal transmission is not electrical Interference is susceptible to interference.

Das Lichtübertragungssystem kann mit hoher Brandbreite Signale vom Stator und Rotor und umgekehrt übertragen und er möglicht die Realisierung einer Vielzahl von Signalübertra gungskanälen zwischen Stator und Rotor, um eine Vielzahl von Schalt- oder Kontrollfunktionen vom Lenkrad aus bzw. über das Lenkrad zu ermöglichen.The light transmission system can with wide fire range Signals from the stator and rotor and vice versa and he enables the implementation of a large number of signal transmissions supply channels between the stator and rotor to a variety of Switching or control functions from the steering wheel or via the Allow steering wheel.

Am oberen und unteren Schaltungsträger 11 bzw. 21 kann je weils ein Stecker 17 bzw. 27 zur elektrischen Verbindung mit Schaltern und Anzeigen im Lenkrad bzw. den elektrischen Komponenten vorgesehen sein; alternativ dazu kann auch eine direkte Leitungsverbindung vorgesehen sein.On the upper and lower circuit carriers 11 and 21 , a connector 17 or 27 can be provided for electrical connection to switches and indicators in the steering wheel or the electrical components; alternatively, a direct line connection can also be provided.

Zur elektrischen Spannungsversorgung der elektronischen Schaltung auf dem oberen, der Lenkradseite zugeordneten Schaltungsträger 11 sind auf den beiden Schaltungsträgern miteinander zusammenwirkende Streifenleiterantennen 18 bzw. 28 angeordnet, die bei einem Frequenzbereich von beispiels weise 1 MHz bis 10 MHz arbeiten. Hierdurch wird die auf der Lenkradseite benötigte Energie für die Schaltungselektronik, zum Laden von Speicherkondensatoren, aber auch zur Hinter leuchtung von im Lenkrad angeordneten Schaltern bzw. zum Be trieb von im Lenkrad angeordneten Anzeigeelementen drahtlos von der Lenkstockseite her übertragen. Eine derartige Anord nung der Speisespannungsübertragung kann selbstverständlich auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 Anwendung finden, obwohl dies dort nicht eigens dargestellt und beschrieben wurde.For the electrical voltage supply of the electronic circuit on the upper, the steering wheel side associated circuit carrier 11 cooperating stripline antennas 18 and 28 are arranged on the two circuit carriers, which operate in a frequency range of example 1 MHz to 10 MHz. As a result, the energy required on the steering wheel side for the circuit electronics, for charging storage capacitors, but also for backlighting of switches arranged in the steering wheel or for operation of display elements arranged in the steering wheel is transmitted wirelessly from the steering column side. Such an arrangement of the supply voltage transmission can of course also be used in the embodiment according to FIG. 1, although this has not been specifically shown and described there.

Schließlich zeigt Fig. 2 auch noch ein Ausführungsbeispiel für die Realisierung einer Lenkradheizung. Diese kann bei spielsweise eine Heizleistung von 100 Watt haben. Dazu ist auf der Lenkstockseite eine Übertragerspule 31 und auf der Lenkradseite eine Empfängerspule 32 angeordnet, die als Heiz wicklung im Lenkrad dient. Übertragerspule 31 und Empfänger spule 32 bilden miteinander einen elektrischen Transformator. Auf diese Weise kann auch die Heizleistung drahtlos von der Lenkstockseite auf die Lenkradseite übertragen werden. Finally, FIG. 2 also shows an exemplary embodiment for the implementation of a steering wheel heater. This can have a heat output of 100 watts for example. For this purpose, a transmitter coil 31 is arranged on the steering column side and a receiver coil 32 is arranged on the steering wheel side, which serves as a heating winding in the steering wheel. Transmitter coil 31 and receiver coil 32 together form an electrical transformer. In this way, the heating power can also be transmitted wirelessly from the steering column side to the steering wheel side.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist selbstverständ lich eine Lenkradheizung entsprechend der Darstellung im Aus führungsbeispiel nach Fig. 2 möglich.Also in the embodiment of FIG. 1, a steering wheel heater is possible as shown in the exemplary embodiment from FIG. 2.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, in welcher Weise die Erfindung praktisch realisiert werden kann, und sie zeigen auch die Vorteile auf, die mit diesem erfindungsge mäßen Übertragungssystem erreicht werden. Der geringe Raumbe darf des erfindungsgemäßen Übertragungssystems läßt genügend Bauraum frei, um, wie in Fig. 2 dargestellt, eine kontakt- und leiterlos betriebene Lenkradheizung im Lenkrad zu instal lieren.The illustrated exemplary embodiments show how the invention can be implemented in practice, and they also show the advantages which are achieved with this transmission system according to the invention. The low Raumbe may the transmission system according to the invention leaves enough space to install, as shown in Fig. 2, a contactless and conductor operated steering wheel heater in the steering wheel.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 hat den besonderen Vorteil, daß die bidirektionale Signalübertragung durch Licht erfolgt und damit eine extrem zuverlässige Übertragung ergibt. Elektromagnetische oder elektrostatische Störungen haben keinen Einfluß auf das System und die Übertragungsqualität, da der kritische Bereich, nämlich die Sendestrecke, mit Licht realisiert wird.The embodiment according to FIG. 2 has the particular advantage that the bidirectional signal transmission is carried out by light and thus results in an extremely reliable transmission. Electromagnetic or electrostatic interference has no effect on the system and the transmission quality, since the critical area, namely the transmission path, is realized with light.

Claims

1. Device for contactless transmission of electrical signals between relatively rotatable components, in particular in a steering wheel between the steering column side and steering wheel side, with the following features:

a) organizing a stator-side (steering column-side) electrical circuit carrier ( 21 ) with signal transmission and reception,
b) a rotor-side (steering wheel-side) electrical circuit device carrier ( 11 ) with signal transmission and signal reception organs,
c) the stator-side and rotor-side electrical scarf device carrier are axially or radially adjacent to each other with their signal transmission and Signalemp, and
d) the signal transmission and signal reception elements of the adjacent stator-side and rotor-side circuit carriers are relative to one another and are arranged with their circumferential extent so that bidirectional signal transmission between the stator-side circuit carrier and the rotor-side circuit carrier in any possible relative rotational position of the rotor-side circuit carrier ( 11 ) with reference to the stator-side circuit carrier ( 21 ) can take place.

2. Device according to claim 1, wherein the signal transmitting and receiving elements are designed as on the stator-side circuit carrier ( 21 ) and the rotor-side circuit carrier in the form of planar structures arranged antennas, between which the signal transmission takes place by means of high frequency.

3. Device according to claim 2, wherein the frequency range of Signal transmission is in the megahertz range.

4. Device according to claim 2 or 3, wherein the statorseiti ge circuit carrier ( 21 ) from a stator-side electrical shield's ( 23 ) and the rotor-side circuit carrier ( 11 ) from a rotor-side electrical shield ( 13 ) is encompassed.

5. Device according to claim 4, wherein the stator-side and rotor-side shields ( 23 , 13 ) with cylindrical side walls engage with one another.

6. The device according to claim 1, wherein the stator-side circuit carrier ( 21 ) and the rotor-side circuit carrier ( 11 ) each have, in addition to the actual circuit electronics ( 24 , 14 ), at least one light-emitting and light-receiving element ( 25 , 15 ) serving as a signal transmitting and receiving element. carry.

7. Device according to claim 6, wherein on at least one of the two stator and rotor-side circuit carriers a circumferentially extending light distributor or light guide ( 16 ) is provided, which is connected to the light emitting element and the light-receiving element ( 15 ) in question.

8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the Signal transmission by frequency modulation of a basic signal or multi-channel by multiplex operation.

9. Device according to one of claims 1 to 8, wherein the electrical voltage supply of the electronic circuit on the rotor-side circuit carrier ( 11 ) via interacting, arranged on the two stator and rotor-side circuit carriers arranged stripline antennas ( 18 , 28 ) without conductors and contacts Stator side is transferred to the rotor side.

10. Device according to one of claims 1 to 9 for a steering wheel, wherein a contactless operated steering wheel heating is also provided, which consists of a steering column-side transmission coil ( 31 ) and a steering wheel-side, also serving as a heating coil in the steering wheel receiving coil ( 32 ) be, which interact with each other in the manner of an electrical transformer.