CN111699124B - 用于机动车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的转向柱(1)的调节驱动器(5)，该转向柱(1)可以以马达驱动的方式调节，该调节驱动器(5)包括具有螺纹主轴(52)的主轴驱动器，该螺纹主轴(52)接合在主轴螺母(51)中，该主轴螺母(51)联接至包括转子(63)和定子(62)的驱动马达(6)的转子轴(64)，以能够以绕主轴轴线(S)相对于螺纹主轴(52)旋转的方式驱动主轴螺母(51)。本发明的目的是允许具有小的复杂性的紧凑设计。根据本发明，该目标通过将驱动马达(6)的转子轴(64)设计为与主轴轴线(S)同轴地布置的中空轴(64)来实现，螺纹主轴(51)同轴地布置在该中空轴中。

Description

用于机动车辆的转向柱

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的马达可调节转向柱的调节驱动器，该调节驱动器包括具有螺纹主轴的主轴驱动器，该螺纹主轴接合在主轴螺母中，该主轴螺母联接至驱动马达的转子轴从而能够被以围绕主轴轴线相对于螺纹主轴旋转的方式驱动，该驱动马达具有转子和定子。此外，本发明涉及用于机动车辆的马达可调节转向柱，该转向柱包括这种类型的调节驱动器，所述调节驱动器的主轴驱动器布置在能够连接至车身的支撑单元与以可旋转的方式接纳转向主轴的壳体单元之间，并且/或者布置在壳体单元的能够以可轴向伸缩的方式相互调节并安装有转向主轴的壳体管之间。

背景技术

用于机动车辆的转向柱具有转向轴，该转向轴具有转向主轴，用于将驾驶员的转向指令引入的方向盘附接至所述转向主轴的端部，所述端部在行驶方向上为后端部并且面向驾驶员。转向主轴为了能够绕其纵轴旋转而安装在致动器单元的壳体管中，该致动器单元通过支撑单元保持在车辆车身上。方向盘相对于车身的纵向调节可以通过下述致动器单元来实施：该致动器单元具有至少一个壳体管，所述至少一个壳体管在壳体单元中沿纵向轴线的方向以可伸缩的方式移位，该壳体单元连接至支撑单元并且还被称为引导箱或摆臂箱。高度调节可以通过下述方式实现：将致动器单元、或接纳该致动器单元的壳体单元安装成能够在支撑单元上枢转。致动器单元分别在纵向方向或高度方向上的调节使得能够针对处于操作状态下的驾驶员的位置、也称为驾驶位置或操作位置来设置人体工程学上舒适的方向盘位置，在该位置中，可以进行手动转向干预。

在马达可调节的转向柱中，已知一种具有驱动单元的机动调节驱动器，该驱动单元包括电驱动马达，该电驱动马达驱动具有螺纹主轴的主轴驱动器，该螺纹主轴被旋拧到所设置的主轴螺母中。螺纹主轴和主轴螺母能够通过驱动单元围绕螺纹主轴轴线或简称为主轴轴线相对于彼此以旋转的方式驱动，因此螺纹主轴和主轴螺母可以根据旋转方向而在螺纹主轴轴线的方向上以平移的方式彼此相向或彼此远离地移动。沿主轴轴线的方向的螺纹主轴和主轴螺母支撑在转向柱的能够相对于彼此调节的部分上、例如支撑在壳体单元和支撑单元上、或支撑在壳体单元的能够沿轴向方向伸缩的壳体管上。

在被称为柱塞式主轴驱动器的实施方式中，螺纹主轴在围绕主轴轴线旋转的方面以不可旋转的方式联接至转向柱的固定部分、例如联接至支撑单元、壳体单元或壳体管，并且主轴螺母能够以旋转的方式驱动，但是主轴螺母在主轴轴线的方向上被支撑在转向柱的能够相对于所述固定部分调节的部分上。通过主轴螺母的旋转驱动可以实现相对于螺纹主轴的平移运动，由此可以交互调节转向柱的通过主轴驱动器连接的部分。例如在DE 102017 207 561 A1中描述了具有这种类型的调节驱动器的转向柱。

在已知的转向柱的驱动单元中，驱动马达的与转子同轴连接并且也被称为马达轴的转子轴通过齿轮箱联接至主轴螺母。例如，转子轴具有蜗杆，该蜗杆啮合在蜗轮传动装置的与主轴螺母连接的蜗轮中。驱动单元的这种类型的已知构造模式确实是可靠的，但使得在生产和组装方面的复杂程度相对较高。此外，在安装空间方面的要求很高，并且如果可能的话，要通过高附加复杂性才可以适应车辆中狭窄的安装空间条件。

鉴于上述一系列问题，本发明的目的是提供需要较少的复杂性并且能够易于以紧凑的方式设计的机动调节驱动器以及处于紧凑构造模式的转向柱。

发明内容

根据本发明，所述目的通过本发明的调节驱动器和转向柱来实现。

根据本发明提出了具有开头提到的特征——即，驱动马达的转子轴构造成为与主轴轴线同轴布置的中空轴，并且螺纹主轴同轴地设置在该转子轴中——的调节驱动器。

根据本发明，驱动马达构造为中空轴马达，该马达的马达轴由固定地连接至转子的转子轴形成，以便与所述转子同轴并且作为大致管状的中空轴。中空轴具有轴向通道开口，该轴向通道开口在主轴轴线的方向上至少在转子的轴向长度的一部分上是连续的。主轴螺母同轴地连接至中空轴，使得螺纹开口与通道开口对准，并且接合在螺纹开口中的螺纹主轴至少部分地居中延伸穿过转子轴。由于螺纹主轴根据主轴驱动器的调节位置而在主轴轴线的方向上至少部分地插入转子轴中并且被转子包围，转子又被同轴地接纳在定子内，因此该螺纹主轴能够被以旋转的方式驱动，从而可以实现包括机动驱动单元的主轴驱动器的特别紧凑的构造。在现有技术中，由于平行地间隔或相互横切的齿轮箱轴线，因此不能实现、或仅能够以高复杂性实现包括机动驱动单元的主轴驱动器的特别紧凑的构造。

主轴螺母可以优选地以旋转固定的方式直接连接至转子轴，而无需任何中间的附加齿轮构件。由于这种主轴螺母以转子的旋转速度进行旋转的类型的直接驱动，因此一方面实现了在制造和组装方面具有较小复杂性的简单构造，而在另一方面，可以有利地减小所需的安装空间，该安装空间被驱动马达的同轴地围绕螺纹主轴的定子大量占据。

主轴螺母可以优选地被接纳在中空轴的轴向通道开口中。由此，可以在转子的转子轴之内将沿主轴轴线的方向的具有主轴螺纹的主轴螺母定位在纵向范围内，这有助于紧凑构造模式。

原则上可以设想将主轴螺母构造成与转子轴成一体，使得主轴螺纹直接形成在通道开口的内周部中。

一种有利的改进方案在于，主轴螺母与中空轴具有力配合和/或形状配合和/或实体对实体的连接。在本文中，主轴螺母与转子轴之间的连接包括：平移连接或纵向连接，需要该平移连接或纵向连接以用于通过主轴螺母沿主轴轴线的方向施加和传递来自螺纹主轴的调节力；以及旋转连接或转动连接，该旋转连接或转动连接用于将马达扭矩从转子轴传递至主轴螺母。实际上，平移连接和旋转连接可以设计成在纵向方向和旋转方向上具有不同保持特性的单个连接，从而在主轴螺母与转子轴之间的相互作用中实现增强的功能特性，这将在下文中解释。

例如，可以将主轴螺母构造成外观上呈柱形，而将转子轴构造成在内部呈具有相适应的尺寸的筒形，使得主轴螺母可以被轴向挤压、也就是说沿主轴轴线的方向以力配合的方式被挤压到中空轴中的通道开口中，这使得经济的生产和在轴向和旋转方面自由定位的能力成为可能。根据摩擦配合固定的设计实施方式可以预限定马达的最大滑差扭矩，例如作为过载保护的最大滑差扭矩。替代性地，通道开口可以具有偏心的或棱柱形的横截面，以用于以形状配合的方式将转子的旋转传递至螺纹主轴。与其独立地，平移连接可以以摩擦配合的方式构造，也就是说，分别构造为在主轴轴线的方向上有效的摩擦配合或力配合，以限制能够在主轴轴线的方向上施加的最大调节力。替代性地或附加地，也可以在平移连接的情况下设置在轴向方向上有效的形状配合元件，例如用于形成在主轴轴线的方向上有效的棘爪、止动件等。替代性地或附加地，在每种情况下都可以提供实体对实体的连接、比如粘接结合或焊接，以便实现弹性的或刚性的/不可释放的固定。

这种连接至少可以构造在主轴螺母的外周部的子部分上。为此，可以在主轴螺母的外部和转子轴的内部提供相互对应的摩擦配合或形状配合元件，所述摩擦配合或形状配合元件例如使主轴螺母能够完全容纳并固定在转子轴内。

一种有利的实施方式提供的是，将该连接设计成在超过预限定的极限力时能够通过断裂而松开，该极限力在主轴轴线的方向上相对于中空轴轴向地作用在主轴螺母上。极限力限定了从螺纹主轴传递至主轴螺母的力的阈值，当超过所述阈值时，主轴驱动器的调节和保持功能失效并且螺纹主轴和主轴螺母能够在沿(主轴轴线的)轴向方向不存在任何相对旋转的情况下相对于中空轴移动，换句话说，主轴驱动器可以独立于驱动马达的主要驱动扭矩而塌缩。由此，主轴驱动器用作预定的断裂装置，其中，在转向柱在发生碰撞、例如在车辆发生正面碰撞的情况下，当身体以很高的动能撞击方向盘以致连接的保持效果由于超过转向主轴上的极限力而被克服时，使得转向柱能够相对于车身在纵向方向上并且可选地在高度方向上塌缩。由此，方向盘可以在一个或多个调节装置中偏转，由此可以减少对乘员造成伤害的风险。预定的断裂特性可以例如：通过布置在主轴螺母与中空轴之间的预定的断裂元件来预限定，并且该预定的断裂元件在轴向相对运动中断裂，该轴向相对运动不是由主轴驱动器产生的；或者通过在超过预限定的极限力时释放的力配合连接或摩擦配合连接来预限定。在一种特别有利的改进方案中，预定的断裂元件可以构造为剪切销，该剪切销优选地设置在主轴螺母的径向凹部中和中空轴的与主轴螺母的径向凹部径向对准的凹部中。

本发明的一种有利的实施方式提供的是，在主轴螺母与中空轴之间构造能量吸收装置。该能量吸收装置、也被称为碰撞装置操作性地连接至主轴螺母并连接至中空轴，使得所述能量吸收装置在发生碰撞时吸收引入到调节驱动器中的动能，也就是说，将所述动能转换成热和/或形变功，并减弱主轴螺母与中空轴之间的相对运动。由此，以限定的方式使撞击转向柱的通过调节装置彼此联接的部件的身体减速，从而将伤害的风险最小化并由此提高了安全等级。

根据本发明，可以以特别有利的方式实现对能量的受控吸收，因为能量吸收装置具有与主轴螺母和中空轴相互作用的摩擦装置和/或变形装置。具体地，可以将摩擦装置设置成，在发生碰撞时，主轴螺母通过作用在中空轴的通道横截面中的所述主轴螺母上的动能而沿着主轴轴线的方向移动，其中，由于在移动中产生的摩擦而使能量被吸收在主轴螺母与通道开口的内壁之间的接触面上、例如被吸收在下述周部面上：该周部面在主轴螺母的过盈配合中以力配合的方式相互抵靠。此处的作用摩擦力的水平可以通过在过盈配合中径向作用的接触力和/或彼此抵靠的接触面的设计、例如所述接触面的粗糙度和/或主轴螺母和中空轴的材料配对来设定。在此可以将在主轴螺母的潜在运动路径——主轴螺母在发生碰撞时沿着该潜在运动路径从中空轴中的螺纹主轴轴向移位并且该潜在运动路径可以被称为能量吸收路径或碰撞路径——的整个长度上的摩擦力预限定成在中空轴的各个部分中是可变化的，例如预限定成例如通过使中空轴的开口通道横截面收缩和/或通过增大粗糙度以在中空轴中沿主轴轴线的方向在主轴螺母的能量吸收路径上实现逐渐增大的摩擦力。这种类型的措施会导致沿着能量吸收路径的运动中的有效摩擦力增大。

附加地或替代性地，变形元件可以在主轴螺母上、优选地在主轴螺母的外周部上、和/或在中空轴上、优选地在中空轴的内周部上布置或构造成沿能量吸收路径向内突出。例如，在中空轴内部布置的一个变形元件或多个变形元件在主轴螺母在发生碰撞的情况下沿主轴轴线的方向被迫经过所述一个变形元件/多个变形元件时可以使主轴螺母产生消耗能量的塑性变形。变形元件可以例如通过通道开口的横截面收缩和/或横截面变化、和/或通过在相对运动中将自身固定在主轴螺母中或挤进主轴螺母中的突出部或类似物来实现。

变形装置可以具有至少一个变形元件，所述至少一个变形元件布置在中空轴的通道开口中，并且相对于中空轴轴向运动的主轴螺母可以通过所述至少一个变形元件塑性变形。变形元件可以具有突出部，该突出部连续地环绕着内周部或者构造成处于所述内周部上的多个部分，并且该突出部在发生碰撞时突出到主轴螺母的运动路径中。替代性地或附加地，中空轴上的变形元件可以设计成能够通过主轴螺母变形。

在本发明中有利的是，能量吸收装置可以通过对主轴螺母和中空轴进行对应的设计的实施方式容易地实现，例如通过对相对尺寸进行适配——这在制造中是易于控制的——和/或通过变形元件的优选整体凹入或凸出的形状。由此，用于吸收能量的附加功能可以通过很小的复杂性且在没有附加部件的情况下集成在主轴驱动器中。更有利的是，将能量吸收元件集成在中空轴的通道开口中不需要任何额外的安装空间，由此，可以以简单的方式最优化根据本发明的直接驱动的针对性紧凑构造模式。此外，中空轴中的能量吸收元件受到保护以免受潜在有害的外部影响，由此提高了功能可靠性。

可以提供的是，主轴螺母由比中空轴更软的材料构造成。由此可以实现，主轴螺母在发生碰撞时以受控的方式变形，以表现出可重现的能量吸收特性。此外，经优化的材料配对可以用于各种功能，例如由有色金属或塑料材料制成的主轴螺母，该主轴螺母可以以平滑运转且低磨损的方式旋拧到优选地由钢制成的螺纹主轴上，所述螺纹主轴又具有足够的刚度和抗弯刚度，以便在调节作用中和在发生碰撞时传递轴向力。中空轴同样可以由钢构成，从而可以确保高水平的刚度和尺寸稳定性，并且可以通过形成在所述中空轴上的能量吸收元件来实现相较于所述中空轴更软的主轴螺母的可靠且受控的变形。

在一种有利的改进方案中可以提供的是，主轴螺母由塑料材料构造成，其中，主轴螺母借助于注射模制工艺直接结合在中空轴中，也就是说通过注射模制方法被注射到中空轴中。中空轴在此优选地具有至少一个径向凹部或凹入部，塑料材料可以在注射模制操作期间侵入到所述至少一个径向凹部或凹入部中，从而构造成预定的断裂元件，该断裂元件被构造成与主轴螺母成一体并且成单件。

驱动马达可以优选地具有马达壳，中空轴安装在该马达壳中。马达壳、也被称为定子壳，接纳定子并且至少部分地围绕定子。马达壳还可以具有一个轴承、或者优选地两个轴承，以用于以可旋转的方式安装中空轴，所述一个轴承/多个轴承可能构造为一个摩擦轴承/多个摩擦轴承、或者优选地构造为一个滚子轴承/多个滚子轴承。为了连接至转向柱的固定部件或转向柱的能够相对于马达壳调节的部件、比如支撑单元、壳体单元、壳体管等，马达壳可以具有紧固装置，例如凸缘孔、保持销等。

一种有利的改进方案提供的是，中空轴优选地在该中空轴的端部区域中具有至少两个轴向间隔开的轴承、优选地为滚子轴承。所谓的“X安装”特别适用于接收产生的负载力矩。在此，中空轴安装在两个角接触滚子轴承、例如角接触球轴承中，所述两个角接触滚子轴承在转子的两侧上安装成轴向镜像对称。例如，轴承内圈连接至中空轴，而轴承外圈组装在马达壳中。在此，穿过两个轴承的轴承内圈和轴承外圈的滚动构件的接触面的假想连接线的延长线在轴承之间的中空轴的区域内在主轴轴线上相交成X形。

替代性地，可以提供的是，中空轴通过单个轴承、优选地为四点滚子轴承优选地安装在中空轴的端部区域中的一个端部区域中。四点轴承是单列径向角接触球轴承，其滚道构造成使得在两个方向上除了径向载荷外也可以吸收轴向载荷。该实施方式的优点在于，四点轴承在轴向方向上所需的空间比双列轴承要小得多。

驱动马达优选地构造为伺服马达。这种类型的伺服马达在小型构造模式下可以提供足够高的驱动扭矩以用于使主轴螺母直接旋转以调节转向柱，该伺服马达实际上是免维护且可靠的。

根据本发明的用于机动车辆的马达可调节转向柱包括具有上述一个或多个特征的调节驱动器，所述调节驱动器的主轴驱动器布置在能够连接至车身的支撑单元与以可旋转的方式接纳转向主轴的壳体单元之间、并且/或布置在壳体单元的能够以可轴向伸缩的方式相互调节并安装有转向主轴的壳体管之间。调节驱动器可以用于在转向主轴的纵向轴线的方向上的纵向调节，并且还可以用于壳体单元相对于支撑单元的高度调节。由于根据本发明的调节驱动器的根据本发明的紧凑构造模式，可以以小的复杂性实现转向柱的同样紧凑的构造模式。

附图说明

下文将通过附图更详细地解释本发明的有利实施方式，在附图中：

图1示出了根据本发明的转向柱的示意性立体图；

图2从另一角度示出了根据图1的根据本发明的转向柱的另一立体图；

图3示出了沿着根据图1的转向柱的调节驱动器的主轴轴线截取的纵向截面；

图4示出了穿过处于正常操作位置的图3中的调节驱动器的驱动单元截取的放大截面图；

图5示出了在发生碰撞之后的图3中的调节驱动器；

图6以图4中的视图示出了调节驱动器的第二实施方式；

图7示出了沿着转向柱的第三实施方式中的调节驱动器的主轴轴线截取的纵向截面；

图8示出了穿过根据图7的转向柱截取的横截面A-A；

图9示出了调节驱动器的示意性局部截面立体细节图；

图10以如图8的横截面图示出了第二实施方式中的驱动马达；以及

图11示出了根据图10的驱动马达的分解立体图。

具体实施方式

在不同的附图中始终为相同的部分提供相同的附图标记，因此通常也仅分别论及或提及一次。

图1以从相对于车辆(未示出)的行进方向的后端部的斜上方观察的示意性立体图示出了根据本发明的转向柱1，在此方向盘(未示出)被保持在操作区域中。图2示出了观察前端部的视图。

转向柱1包括构造为支架的支撑单元2，该支撑单元2具有呈紧固孔形式的紧固装置21以用于附接至车辆车身(未示出)。壳体单元4也被称为引导箱或摆臂箱并由支撑单元2保持，所述壳体单元4包括外壳体40并且该外壳体也被称为外壳体管40，在该外壳体中接纳有致动器单元3，该致动器单元具有内壳体31并且该内壳体也被称为内壳体管31。

转向主轴32被安装成能够在壳体管31中绕该转向主轴的纵向轴线L旋转，所述转向主轴32在纵向方向上轴向延伸、即沿纵向轴线L的方向延伸。在转向主轴32的后端部处构造有紧固部分33，方向盘(未图示)能够附接至该紧固部分。转向主轴32在前端部处以扭矩配合的方式与万向节的轭部35连接。

致动器单元3的用于在壳体单元4的外壳体管40中进行纵向调节的内壳体管31被接纳成能够在纵向轴线L的方向上可伸缩地移位，从而能够使连接至转向主轴32的方向盘相对于支撑单元2在纵向方向上来回地定位，如由平行于纵向轴线L的双箭头所示。

壳体单元4在其前端部区域处被安装在支撑单元2上的枢转支承件22中，以便能够绕横向于纵向轴线L的水平枢转轴线24枢转。壳体单元4在后部区域中通过可旋转的致动器杆41连接至支撑单元2。由于致动器杆41的旋转运动，壳体单元4可以绕枢转轴线24相对于支撑单元2枢转，所述枢转轴线24在安装状态下是水平的，由此可以在高度方向H上对附接至紧固部分33上的方向盘实施调节，这由双箭头表示。

根据本发明的用于在纵向轴线L的方向上相对于壳体单元4纵向调节致动器单元3的调节驱动器5具有主轴驱动器，该主轴驱动器具有主轴螺母51，该主轴螺母51具有内螺纹，沿主轴轴线S延伸的螺纹主轴52接合在该内螺纹中，所述螺纹主轴52因此通过其外螺纹被旋拧到主轴螺母51中。该布置可以在图3至图6中容易地看出。主轴轴线S延伸成大致平行于纵向轴线L。

螺纹主轴52通过构造在所述螺纹主轴52的后端部处的紧固元件54、通过传动元件34连接至内壳体管31，并且特别地连接成在主轴轴线S的方向上固定并且连接成在绕主轴轴线S的旋转方面也是固定的。由于能够旋转地驱动在主轴轴线S的方向上支撑在外壳体管40上的主轴螺母51，并且螺纹主轴52在旋转方面相对于所述主轴螺母51静止，因此实现了所谓的柱塞式主轴驱动器。

传动元件34从致动器单元3延伸穿过壳体单元4中的槽形通道开口42。为了在纵向方向上调节转向柱1，传动元件34可以在通道开口42中沿着纵向方向自由移动。

调节驱动器5具有带有电动驱动马达6的驱动单元，所述驱动单元在图3至图6中详细示出。驱动马达6具有定子61，该定子61布置在定子壳62中。具有转子轴64的转子63在定子61中的滚子轴承65a、65b中安装成能够绕主轴轴线S旋转，所述滚子轴承65a、65b插入定子壳62中。定子壳62沿主轴轴线S的方向支撑在外壳体管40上。

根据本发明，转子轴64被构造为管状中空轴，该转子轴具有在主轴轴线S的方向上连续的通道开口，并且在图4和图5中所示的示例中该通道开口呈具有内径D的圆形。

在所示的示例中，主轴螺母51构造成外观上呈柱形并且定尺寸成使得在能够将所述主轴螺母51沿轴向方向压入到转子轴64中的同时形成过盈配合以用于产生图4中所示的组件。过盈配合在转子轴64的通道开口的内表面与主轴螺母51的在径向方向上以摩擦配合的方式安置在所述内表面上的外表面之间的连接处相应地产生力配合或摩擦配合。在所示的该实施方式中，主轴螺母51布置在通道开口的面向驾驶员的后端部区域中。

在未示出的实施方式中，主轴螺母沿主轴轴线S的方向布置成在转子轴中居中。

一方面，摩擦配合连接形成旋转连接或转动连接，该旋转连接或转动连接用于将马达转矩从转子轴64传递至主轴螺母51，该主轴螺母51因此被以马达的转速直接驱动。另一方面，所述摩擦配合连接用作平移连接或纵向连接，通过该平移连接或纵向连接，来自螺纹主轴52的调节力通过主轴螺母51沿主轴轴线S的方向传递。

主轴螺母51与主轴轴线S同轴，并且如示例中所示，在本文中主轴螺母51优选地完全布置在转子轴64内。

接合在主轴螺母51中的螺纹主轴52同样延伸成与主轴轴线S同轴，其中，在每种可能的调节状态下，所述螺纹主轴52至少部分地进入到通道开口中并因此布置在转子轴64内。

定子壳62具有紧固装置66、例如凸缘或销型突出部，该紧固装置连接至支撑支架43，该支撑支架43例如借助于螺钉44或其他紧固装置固定地附接至外壳体管40。由此，驱动马达6固定至壳体管40并且被支承在主轴轴线S的方向上。

为了对转向柱1的内壳体管31进行纵向调节，可以通过适当的电致动以绕主轴轴线S相对于定子61旋转的方式驱动转子63。由此，在转子63的旋转速度下以相对于固定的螺纹主轴52旋转的方式直接驱动主轴螺母51，该主轴螺母以旋转固定的方式附接在转子轴64中。根据驱动器6的旋转方向，螺纹主轴52在主轴轴线S的方向上相对于主轴螺母51以平移的方式重新定位，使得与螺纹主轴52连接的内壳体管31沿纵向轴线L的方向相对于支撑驱动马达6的壳体管40以可伸缩的方式进行相应调节。

由于所描述的主轴螺母51在转子轴64中的布置，在图4中所示的实施方式中实现了第一实施方式中的能量吸收装置。在发生碰撞时、例如在发生正面碰撞时，由于身体碰撞方向盘而在纵向轴线L的方向上产生的巨大的力F通过转向主轴32被引入到内壳体管31中，并且通过传动元件34被引入到螺纹主轴52。该力F、也被称为碰撞力，在主轴轴线S的方向上通过主轴螺母51而导向到转子轴64中并通过轴承65a、65b和支撑支架43上的定子壳62而最终在外壳体管40上被吸收。因此，如图4中所示，碰撞力F沿轴向方向作用在主轴螺母51与转子轴64之间的连接处上。

当碰撞力F太大以至于超过了轴向保持作用的极限力、即过盈配合的摩擦配合的保持力时，主轴螺母51由于此处从右作用的碰撞力F而相对于转子轴64沿主轴轴线S的方向移位，如图5中的箭头所示。碰撞动能由于主轴螺母51的外侧与转子轴64之间的相对运动中产生的摩擦而被吸收。

碰撞路径、即在主轴轴线S的方向上的路径可以在转子轴64的长度上延伸，在发生碰撞的情况下，动能可以沿着该路径通过主轴螺母51与转子轴64之间的相对运动而消散。

图4中所示的转子轴64的实施方式具有内径D，该内径D在所述转子轴64的整个长度上是一致的。由于在正常工作状态下内径D在主轴螺母51的座处的尺寸与在整个碰撞路径的轮廓中的尺寸相同，因此能量的吸收基本上通过摩擦来进行。

在图6中示出了能量吸收装置的改进方案。与图6中所示的实施方式相比不同之处在于：在正常工作状态下，主轴螺母51的座处的内径D由于向内突出的变形元件68而在碰撞路径的方向上以图4、图5和图6中的从右到左来收缩。这可以例如通过锥形渐缩成变形内径d的通道开口来实现，该变形内径d小于初始直径D。因此，能量的吸收受到各种方式的影响。一方面，在变形元件68之间挤压主轴螺母51时摩擦增大，使得通过摩擦吸收的能量增加。另一方面，能量吸收元件68使主轴螺母51变形以实施附加的形变功，由此额外地提高了能量吸收能力。

可以通过一些措施灵活地实现多种能量吸收特性，这些措施在生产技术方面可以以极小的复杂性实现，例如以下设计实施方式：力配合的接触面、过盈配合的尺寸比、能量吸收元件68的形状、转子轴64与主轴螺母51之间的材料配对及其组合。例如，螺纹主轴52和转子轴64可以由钢制成，而主轴螺母51可以由塑料材料或有色金属制成。当主轴螺母51在发生碰撞的情况下穿过转子轴64时，在摩擦和变形方面的行为可以通过材料配对的选择来影响，并且可以由此预限定能量吸收特性。

轴承65a和65b具有相同的结构——特别是作为角接触球轴承——轴承65a和65b分别具有一个固定地附接至转子轴64的轴承内圈651、一个固定地插入定子壳中的轴承外圈652以及在轴承内圈651与轴承外圈652之间的滚珠653，该滚珠653布置成能够作为滚动构件进行滚动。轴承65a和65b在主轴轴线S的方向上相互预加载。轴承内圈651与轴承外圈652之间的、穿过两个轴承65a和65b的滚珠接触面(压力点)的假想连接线的延长线用“-”线示意性地描绘并设有附图标记X。所述连接线在轴承65a与65b之间、在中空轴64的区域中、在主轴轴线S上以X的形状相交，由此实现了所谓的“X安装”。

第二调节驱动器由附图标记7标示，第二调节驱动器例如通过致动器杆41在高度方向H上接合在支撑单元2与壳体单元4之间并且第二调节驱动器仅被示意性地示出。根据机动车辆中的可用的安装空间，致动驱动器7可以以根据现有技术已知的构造模式构造为柱塞式主轴驱动器或旋转式主轴驱动器，或者根据本发明来进行构造。

在图7至图9中示出了第三实施方式，其中，图7至图9的转向柱1具有与图1至图5的转向柱相同的构造，其中，区别在于：在示出了图7中的截面A-A的图8的横截面图中可以看到调节驱动器5的节省空间且紧凑的构型，以及在图8的示意性立体图中，为了提高清楚程度在该图中已经省略了定子壳62。与图1至图5中所示的驱动马达6相比，所示的驱动马达6的特殊之处在于非对称形状的定子61，该定子在其面对壳体单元4或面对纵向轴线L的周部上相应地具有径向凹入部67，该径向凹入部67使得能够针对高马达扭矩预限定相对较大的定子直径并且仍然保持主轴轴线S与纵向轴线L之间的间距相对较小，从而实现紧凑构造模式。凹入部67的实施方式是，定子6在横截面轮廓中具有呈圆弧形的凹部。除了定子61的构型之外，调节驱动器5的其他构造与图1至图5的构造相同，使得具有螺纹主轴52的主轴驱动器联接至具有转子63和定子62的驱动马达6的转子轴64，该螺纹主轴52接合在主轴螺母51中以使主轴螺母51能够相对于螺纹主轴52以绕主轴轴线S旋转的方式驱动，其中，驱动马达6的转子轴64根据本发明构造为中空轴64，该中空轴64布置成与主轴轴线S同轴，并且螺纹主轴51同轴地布置在该中空轴64中。图7至图9中所示的驱动马达6可以以特别均匀的方式运行，优选地借助于脉宽调制的致动系统运行。

第二实施方式中的驱动马达6在图10中以与图8相同的横截面图形式单独示出，并且在图11中以在主轴轴线S的方向上分解的分解图示出，其中，为了提高清楚程度，已经省略了致动器单元。在此具有相同功能的各个部分设置有相同的附图标记。

在第一实施方式的改进方案中，驱动马达6具有两个径向凹入部67，所述两个径向凹入部67相对于主轴轴线S在定子壳62的周部上相反地形成。如在第一实施方式中，所述凹入部67在横截面轮廓中形成为呈圆弧形的凹部。如所示的，凹入部67可以分别具有相同的横截面并且布置成相对于主轴轴线S对称。由此可以改善安静运行。此外，可以设想凹入部67和/或另外的凹入部67的不对称布置以及附加地或替代性地不同的横截面。可以调整运行特性，或者为此考虑特殊的安装情况。

附图标记列表

1 转向柱

2 支撑单元

21 紧固装置

22、23 枢转支承件

24 枢转轴线

3 致动器单元

31 内壳体/内壳体管

32 转向主轴

33 紧固部分

34 传动元件

35 轭部

4 壳体单元

40 外壳体/外壳体管

41 致动器杆

42 通道开口

43 支撑支架

44 螺钉

5 调节驱动器

51 主轴螺母

52 螺纹主轴

54 紧固元件

6 驱动马达

61 定子

62 定子壳

63 转子

64 转子轴

65a、65b 滚子轴承

651 轴承内圈

652 轴承外圈

653 滚珠

66 紧固装置

67 凹入部

68 变形元件

7 调节驱动器

L 纵向轴线

H 高度方向

S 主轴轴线

V 调节

D、d 内径

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的马达可调节转向柱(1)的调节驱动器(5)，所述调节驱动器(5)包括具有螺纹主轴(52)的主轴驱动器，所述螺纹主轴(52)接合在主轴螺母(51)中，所述主轴螺母(51)联接至具有转子(63)和定子(62)的驱动马达(6)的转子轴(64)、从而能够以绕主轴轴线(S)相对于所述螺纹主轴(52)旋转的方式而被驱动，

其特征在于，

所述驱动马达(6)的所述转子轴(64)构造为中空轴(64)，所述中空轴(64)布置成与所述主轴轴线(S)同轴，并且所述螺纹主轴同轴地布置在所述中空轴(64)中；所述主轴螺母(51)由比所述中空轴(64)更软的材料构造。

2.根据权利要求1所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述主轴螺母(51)被接纳在所述中空轴(64)中。

3.根据前述权利要求2所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述主轴螺母(51)与所述中空轴(64)具有力配合和/或形状配合和/或实体对实体的连接。

4.根据权利要求3所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述连接至少构造在所述主轴螺母(51)的外周部的子部分上。

5.根据权利要求3或4所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述连接被设计成在超过预限定的极限力时能够通过断裂而释放，所述预限定的极限力在所述主轴轴线(S)的方向上相对于所述中空轴(64)作用在所述主轴螺母上。

6.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，在所述主轴螺母(51)与所述中空轴(64)之间构造有能量吸收装置。

7.根据权利要求6所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述能量吸收装置具有与所述主轴螺母(51)和所述中空轴(64)相互作用的摩擦装置和/或变形装置(68)。

8.根据权利要求7所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述变形装置具有至少一个变形元件(68)，所述至少一个变形元件(68)布置在所述中空轴(64)的通道开口中，并且所述主轴螺母(51)能够通过所述至少一个变形元件(68)在相对于所述中空轴(64)的轴向运动中塑性变形。

9.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述驱动马达(6)具有马达壳，所述中空轴(64)安装在所述马达壳中。

10.根据权利要求9所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述中空轴(64)具有至少两个轴向间隔开的轴承(65a、65b)。

11.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述驱动马达(6)构造为伺服马达。

12.一种用于机动车辆的马达可调节的转向柱(1)，所述转向柱(1)包括如权利要求1至11中的一项所述的调节驱动器(6)，所述调节驱动器(6)的所述主轴驱动器布置在能够连接至车身的支撑单元(2)与以可旋转的方式接纳转向主轴(32)的壳体单元(4)之间、并且/或者布置在壳体单元(4)的能够以可轴向伸缩的方式相互调节并安装有所述转向主轴(32)的壳体管(31、40)之间。

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