CN112771278B - 轴承设备、调节设备、可调节转向柱、调节设备制造方法 - Google Patents

Abstract

为了提供一种用于转向柱的调节驱动器的、使调节驱动器的驱动元件的支承改善的轴承设备(202、209、211、213、400、600、700)，提出使轴承设备(202、209、211、213、400、600、700)具有第一末端(220)和与其相对的第二末端(222)，其中用于能旋转地支承调节驱动器的驱动元件的轴承孔(208)从第一末端(220)开始延伸到轴承设备中以形成轴承区段(310)，其中设置凹部(306)，其从第二末端(222)开始延伸到轴承设备中以形成支撑区段(206、214)，其中该支撑区段与轴承区段(310)相连。

Description

轴承设备、调节设备、可调节转向柱、调节设备制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于转向柱的调节驱动器的轴承设备。

此外，本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱的调节设备，其包括驱动元件，驱动元件围绕旋转轴线可旋转地支承在轴承设备的轴承孔中，其中，轴承设备容纳在传动机构壳体的轴承座中，其中，轴承设备具有支撑区段，支撑区段与轴承座配合，使得支撑区段被预紧。

此外，本发明涉及一种用于机动车辆的可调节转向柱，其包括能够与机动车辆的底盘连接的支承单元以及保持在该支承单元上的调节单元，该调节单元可旋转地支承转向轴，其中，调节单元相对于支承单元的位置是可调节的，该可调节转向柱包括用于将驱动运动转换成能够传递到调节单元上的调节运动的调节设备，其中，调节设备以有效的方式与支承单元和调节单元连接。

此外，本发明还涉及一种用于制造用于机动车辆的转向柱的调节设备的方法。已知上述类型的转向柱，其包括可与机动车辆的底盘连接的、托架部件形式的支承单元，以及被保持在该支承单元上并且可相对于该支承单元调节的调节单元。调节单元支承转向轴，该转向轴用于将转向运动从方向盘引入到转向系统中，以将转向运动传递到可转向的车轮。

背景技术

已知的是，这种调节单元被设计成能够借助于根据在开篇处所提及的类型的调节设备相对于支承单元进行调节，以便能够使被保持在转向轴上的方向盘的位置适应机动车辆的驾驶员的相应的就座位置。在此已知的是，提供调节单元相对于转向轴在轴向方向上的可调节性以便实现转向柱的纵向调节。此外，已知的是，通过调节单元相对于支承单元的摆动实现了方向盘的高度调节。

已知的根据开头所述类型的调节设备通常通过电动马达驱动，借助于该电动马达可以实现调节单元相对于支承单元的舒适调节，并且当多个驾驶员操作机动车辆时，该电动马达也可以实现重复移动至预存储的位置。

在用于机动车辆的可电动调节的转向柱的情况下，有必要实现驱动元件的旋转，即例如电动马达的马达轴的旋转，从而实现用于相对于支承单元调整该调节单元的平移调节运动。即，需要将旋转运动转换为平移运动。

这通常通过开头所述类型的调节设备的螺纹丝杠驱动器来实现，该螺纹丝杠驱动器包括设置在电动马达的马达轴上的传动轮以及丝杠螺母和丝杠。

在一个实施例中，通过将螺纹间隙不可旋转地连接到与马达轴的传动轮啮合的第二传动轮、并且与针对围绕螺纹丝杠轴线的旋转固定地安装到支承单元或替代地安装到调节单元上的丝杠螺母啮合，螺纹丝杠能够由传动轮或马达轴驱动以绕其螺纹丝杠轴线旋转。

在螺纹丝杠轴线的方向上，螺纹丝杠在此支撑在支承单元或调节单元上，并且丝杠螺母相应地支撑在调节单元上或替代地支撑在支承单元上，从而螺纹丝杠的旋转驱动引起丝杠螺母的调节运动，其中，调节运动引起支承单元和调节单元相对彼此在螺纹丝杠轴线的方向上的平移调节。因此，这种实施方式也称为旋转式螺杆驱动。马达轴的传动轮在此例如可以设计为蜗杆(蜗轴)，其啮合到蜗轮中，螺纹丝杠与该蜗轮抗扭地连接。

在一种替代的实施形式中，螺纹丝杠针对绕其螺纹丝杠轴线的转动不可旋转地与支承单元或替代地与调节单元耦联，并且丝杠螺母可转动，但是在螺纹丝杠轴线的方向上固定地相应支承在调节单元或替代地支承在支承单元上。如在第一实施方式中那样，螺纹丝杠沿螺纹丝杠轴线的方向支撑在支承单元上或支撑在调节单元上，并且丝杠螺母相应地支撑在调节单元上或支承单元上，从而使得螺纹丝杠可以沿螺纹丝杠轴线的方向平移移动，其方式是，丝杠螺母由传动轮或马达轴围绕螺纹丝杠轴线旋转地驱动。这种实施方式也称为插入式螺杆驱动。与螺纹丝杠啮合的丝杠螺母在此可以在其外侧构造为蜗轮，马达轴的构造为蜗杆的传动轮啮合到该蜗轮的齿部中。

例如由DE 10 2017 206 551 A1已知一种开头所述的调节设备，其中，固定在马达轴上的蜗杆啮合到蜗轮中，即构成蜗轮传动机构，从而通过马达轴或蜗杆的转动驱动插入式螺杆驱动装置或旋转式螺杆驱动装置，即，将马达轴的旋转运动转换成线性的调节运动。已知的轴承设备包括壳体盖，马达轴支承在该壳体盖中。

现有技术的缺点表现在于，在马达轴或蜗杆的旋转方向变换时，例如当车辆驾驶员借助已知的调节设备来回移动调节单元并多次重复、以反复确定期望的调节单元位置时，这会导致马达轴偏离为驱动调节设备预设的、因为有利的马达轴布置以及导致声学干扰噪声。也就是说，马达轴的支承是不利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种开头所述类型的轴承设备、一种开头所述类型的调节设备、一种开头所述类型的可调节转向柱以及一种开头所述类型的方法，其避免了现有技术的缺点。

根据本发明，该目的在轴承设备方面得以实现，轴承设备包括第一末端和与第一末端相对的第二末端，用于可旋转地支承调节驱动器的驱动元件的轴承孔，该轴承孔从第一末端延伸到轴承设备中以形成轴承区段，其中设置有凹部，该凹部从第二末端延伸到轴承设备中以形成支撑区段，其中该支撑区段与轴承区段连接。优选地，根据本发明的轴承设备在此构造为具有优选圆形横截面的轴承衬套。优选地，横截面布置或可布置成正交于驱动元件的旋转轴线。

根据本发明的轴承设备尤其在以下方面是有利的，即驱动元件、例如电动马达的马达轴、尤其这种带有传动轮、尤其蜗杆的马达轴针对干扰、例如作用到调节设备和/或可调节的转向柱上的颤动和/或振动和/或在交替方向的驱动运动情况下出现的干扰稳固地被支承，其中根据本发明的轴承设备可以与或与所述转向柱有效连接。因为通过驱动元件由此尤其是在被驱动的状态下被预紧地支承，提供了一种抵抗驱动元件的偏移的支承，从而例如在多个运行状态下保持驱动元件与螺杆传动机构(旋转式螺杆传动和/或插入式螺杆驱动)的传动元件的预设的、因为最优的接合，例如因为相应大小的预紧力完全或几乎完全地抑制所述偏移。作为能够以这种方式被抵抗的偏移，在将驱动元件设计为轴、尤其是具有传动轮的轴、例如蜗杆的情况下，可以考虑轴向和/或径向的偏移，优选是轴向的偏移，即沿着轴、尤其是马达轴的纵轴线的偏移。优选地，预紧力抵抗轴向和/或径向的偏移。换句话说，预紧力沿着轴向方向和/或沿着关于轴的纵轴线的径向方向、也就是沿着轴的纵轴线的方向和/或沿着与轴的纵轴线/旋转轴线正交的方向起作用。

术语"被驱动的状态"尤其指的是，驱动元件通过驱动装置、例如电动马达、尤其伺服马达驱动，即，在构造为马达轴的情况下，驱动元件实施绕相应的轴线、即轴的纵轴线的旋转运动。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，轴承区段具有底部区段。优选地，底部区段具有突起，特别优选地具有同心的突起。这是有利的，因为处于被驱动状态的驱动元件经由突起接触底部区段，因此相应的平均摩擦直径减小，从而驱动元件和轴承设备之间的摩擦减小。这尤其在轴承设备轴向相对于驱动元件预张紧地被支承时是有利的。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，构造环形的凹部。优选地，凹部因此环形地包围轴承孔，优选地，凹部和轴承孔同心地布置或可如此布置。特别优选地，凹部以如下方式成形，即，轴承设备在例如沿着驱动元件的旋转轴线的纵剖面中呈W形。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，该轴承设备具有壁厚(s)，其中，该凹部具有体积，该体积的值大于立方壁厚。立方壁厚是壁厚的值本身相乘三次。优选地，该壁厚是最大壁厚或平均壁厚，特别优选地，该壁厚是轴承设备的最小壁厚。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，支撑区段具有至少一个突起。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，轴承孔和凹部在投影平面中的投影彼此无重叠。换言之：凹部和轴承孔的投影的棱边不相交并且不伸入彼此中。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，轴承区段具有至少一个凹处。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，该轴承设备包括塑料。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，该轴承设备是一件式的集成构件。

该目的在开头所述的调节设备的方面根据本发明的一项和/或在此公开的实施方式来构造。这是有利的，因为尤其在设计为电动马达的马达轴的情况下，例如驱动元件的旋转运动的噪音低且转换精确。

优选地，驱动元件通过根据本发明的轴承设备弹性预紧地支承。通过使驱动元件例如通过复位件、尤其是弹簧元件弹性预紧地支承，有利地提供驱动元件的针对驱动元件的形状变化和/或结构变化柔性的支承，从而即使在形状变化和/或结构变化的情况下驱动元件也通过由弹性预紧引起的支承力支承，优选通过径向和/或轴向预紧引起的支承力支承。也就是说，驱动元件在特定范围中针对驱动元件的形状变化和/或结构变化自适应地支承，因此对于多种情况确保了可靠的支承。此外，在例如由于热膨胀而使驱动元件的空间膨胀增大时，减小或甚至避免了驱动元件中的机械应力。驱动元件的形状变化和/或结构变化尤其是、但不限于由于潮湿和/或热膨胀和/或热收缩和/或驱动元件的弹性/塑性/弹性-塑性变形和/或磨损而引起的形状变化和/或结构变化。

此外有利的是，驱动元件尤其在驱动元件的与驱动装置间隔开的区段、即例如远离马达的区段之上和/或之中通过复位件、尤其弹簧元件相对于驱动元件的偏移复位地和/或反作用地支承。在驱动元件设计为轴、尤其是具有传动轮的轴、例如蜗杆的情况下，作为能够以这种方式抵抗或者甚至复位的偏移考虑轴向和/或径向的偏移，优选是轴向的偏移，即沿着轴、尤其是马达轴的纵轴线的偏移。

在一种有利的实施方式中，驱动运动被设计为围绕假想的旋转轴线的旋转运动，并且轴承设备被设计为用于沿着旋转轴线预紧地支承驱动元件。如果驱动元件设计为轴、尤其是马达轴，这则尤其是有利的，因为沿轴向方向抵抗与旋转运动的偏差、尤其是偏移、优选平移偏移、特别优选轴向平移偏移。特别是驱动元件按照该措施被压力预紧，优选弹性地压力预紧。还有利的是，驱动元件预紧、弹性预紧或弹性压力预紧地通过根据本发明的轴承设备支承，使得该驱动元件在被驱动的状态下被挤压(推压)向驱动装置、优选伺服马达。优选地，因此驱动元件沿旋转轴线处于基本轴向的压力状态。旋转轴线也可以称为驱动元件的转动轴线。

在另一有利的实施方式中，轴承设备的轴承区段形成用于滑动地支承驱动元件的轴承构件，尤其是构造为径向轴承的用于滑动地支承驱动元件的轴承构件。这是有利的，因为通过该措施例如提供了无滚动体的径向轴承，尤其是滑动轴承，其在驱动元件设计为轴的情况下，能够通过与轴、优选电动马达的马达轴的形状配合实现径向偏移，例如滑动轴承的支承该轴的区段或区域在那里设计为空间-实体地包围该轴的套筒和/或轴套，即优选设计为空心圆柱体或设计为具有底部区段和盲孔的钵形件。

特别地，可以考虑用于固体摩擦、液体摩擦或相应的混合摩擦的滑动轴承。作为用于这种构造为滑动轴承的轴承设备的(一种或多种)材料，尤其考虑一种或多种塑料，但也可补充地或替代地考虑一种或多种陶瓷和/或石墨和/或一种或多种烧结金属。特别优选地，轴承设备由塑料构成。尤其是，该轴承设备是注塑件。

在有利的改进方案中，轴承设备可以力配合地相对于驱动元件布置，尤其布置在调节设备所具有的壳体的至少部分地容纳轴承设备的轴承座中，从而驱动元件附加地和/或补充地由于相应的摩擦力而通过轴承设备抵抗驱动元件从预定位置偏移地或者至少针对此受到制动地支承。这主要通过轴承设备的支撑区段实现。据此，还可以在没有用于与驱动元件共同作用的其他措施的情况下由所提到的与传动机构壳体相应的壳体包含的轴承座布置、即装配轴承设备。通过使轴承设备能够力配合地相对于驱动元件布置，驱动元件就此而言也能够移动地支承，尤其在驱动元件设计为马达轴的情况下。优选所述轴承座构造为开口、特别优选至少区段地构造为圆柱形的开口或者说孔。

根据一种优选的实施方式，轴承设备、尤其是支撑区段是可弹性变形的，从而该轴承设备基本上可弹性可逆地支承在所述轴承座中。据此，轴承设备例如可以例如在径向方向上弹性地预紧，从而轴承设备在装配状态下通过相应的使弹性变形复位的力例如被压向为了装配轴承设备而设置的轴承座的内壁。此外有利的是，在此轴承设备在轴承座中相对于设计为马达轴的驱动元件在径向方向上为自定心的或自定心地设计。

在一个替代实施例中，轴承设备被配置成向形成在轴承设备和驱动元件之间的接触区域提供润滑剂。据此，轴承设备在设置用于支承驱动元件的区段中优选具有一个或多个凹部，尤其轴承区段据此具有所描述的凹处，优选通道形的凹部，尤其是一个或多个槽或袋，用于储备和/或向接触区域之上和/之或中输送润滑剂，使得接触区域在执行驱动运动时被供应润滑剂，这有利地导致根据本发明的轴承设备的低摩擦的进而低维护和低磨损的运行。因此，轴承区段也可以具有所谓的润滑袋。优选地，润滑剂构造为油脂。

在另一种有利的实施方式中，轴承设备相对于驱动元件可预紧地被支承。这是有利的，因为由此驱动元件在被驱动的状态中通过和/或经由轴承设备预紧地支承，使得驱动元件通过施加相应的预紧力仍旧通过轴承设备尤其低摩擦地支承。优选地，轴承设备在此在轴向方向上被支承到设计为马达轴的驱动元件上，从而特别优选地该轴承设备在马达轴的与驱动装置、尤其伺服马达间隔开的(远离的)区段上压抵这种轴的端侧。优选地，轴承设备在此以可弹性预紧的方式支承，即在弹簧的意义上，支撑区段在该弹簧中通过接合到轴承座中被预紧。

在另一种有利的实施方式中，具有能够弹性预紧的张紧机构，所述张紧机构用于将轴承设备相对于驱动元件预紧。这是有利的，因为由此一方面可以设置适合于支承驱动元件的轴承装置，并且另一方面可以通过张紧机构、即通过张紧机构的相应的设计方案设置针对抵抗驱动元件的偏移进行调整的并且因此优化的措施。优选地，张紧机构是环形的，例如被构造为预紧环或保持环，或者是盘形的，例如被构造为预紧盘或保持盘。这尤其当张紧构件应与轴承设备共同作用时是有利的。

此外有利的是，张紧机构具有至少一个拱起部。在此，拱起部以特别有利的方式如弹簧元件一样起作用，通过所述弹簧元件能够将预紧力施加到驱动元件上，例如在盘形弹簧的意义上。此外，通过拱起部的弹性变形，在驱动元件设计为马达轴的情况下能够尤其沿轴向特别好地补偿驱动元件的长度变化。特别有利的是，拱起部能以通过拱起部的形状限定的凸形的侧面被接触地或接触地布置驱动元件和/或轴承设备。替代地或附加地，张紧机构优选可以构造为或包括舌状的突起，这些突起在接合到轴承座中时被弹性预紧。

在另一有利的实施方式中，张紧机构构造成自锁的。这是有利的，因为张紧机构例如可以在轴承座中为了施加预紧力而布置在预定的位置中，而不必针对轴承座设置结构上的或其它的措施以便在那里装配张紧机构。这例如由此实现，即，张紧机构横向于如下方向力配合地布置或能够如此布置，预紧力、例如在设计为马达轴的情况下用于驱动元件的轴向弹性的压状态的预紧力应沿着或可沿着该方向施加，和/或由于张紧机构的表面结构与所述轴承座机械地锚固或可机械地锚固。机械锚固可以通过如下方式实现，即，张紧机构在装配好的状态下由于张紧机构的复位的弹性变形而朝着轴承座挤压，尤其是沿径向挤压，其中，尤其有利的是，张紧机构例如由于相应的材料选择和/或径向的预紧力而部分地挤入轴承座的内壁中，也就是说，张紧机构至少在用于装配在轴承座中的区域中具有比轴承座的对应区域更高的硬度(例如维氏硬度)。一种特别适用于这种啮合和/或锚固的张紧机构表面结构是曲折形的。该实施方式尤其在以下方面是有利的，即，张紧机构成形为环或盘并且所述轴承座成形为空心圆柱形。作为替代方案，张紧机构可以具有径向突出的保持舌片，当张紧机构容纳在轴承座中时，这些保持舌片被径向预紧。

在另一种有利的实施方式中，轴承设备具有用于与设置用于支承轴承设备的支撑区段力配合地接触的接触区段，其中，在接触区段的外周上设置至少一个突起。这是有利的，因为轴承设备例如可以布置、即尤其是可以装配在由壳体、传动机构壳体包围的轴承座中而无需用于与驱动元件共同作用的另外的措施。此外，尤其是当驱动元件设计为电动马达的马达轴时，轴承设备因此能够从超出由于存在的过盈量而预设的摩擦力开始才可以在轴向上与驱动元件的偏移相关地移动。在此，所述一个或多个突起尤其可以通过在外周面之中和/或之上旋转的、具有一个或多个螺纹线的螺纹和/或通过滚花部形成，尤其在轴承设备构造为径向轴承、尤其滑动轴承的情况下通过相应的纵向滚花部(在径向轴承的轴向方向上延伸)和/或横向滚花部(在径向轴承的周向方向上延伸)形成，或者通过其组合形成。替代地和/或补充地，一个或多个突起也可构造为粒结状。所述突起(螺纹和/或滚花部和/或粒结状)的优点在于，所述轴承设备例如可以以恒定的力移动，尤其是沿相对于构造为马达轴的驱动元件的轴向方向移动，从而可以通过相应的力控制调整轴承间隙。所述突起可以在轴承设备的安装状态下尤其部分或完全弹性地、塑性地或弹性-塑性地变形。支撑区段尤其可成形为悬臂。

优选地，通过一个或多个突起能够提供向驱动元件的径向的预紧力。由于所述至少一个突起，当轴承设备容纳在轴承座中时，轴承设备被径向预紧，其中，轴承设备具有大于轴承座直径的包络圆直径。由此优选在将轴承设备装配在轴承座中时径向地预紧轴承构件，从而轴承构件抵抗驱动元件在径向方向上的偏移。

在根据本发明的轴承设备的另一有利的实施方式中，张紧机构在张紧状态中施加预紧力到接触区段上。这是有利的，因为由此尤其在驱动元件设计为马达轴的情况下减小了通过预紧力、尤其在轴向方向上引起的相对于驱动元件的摩擦力。

在另一有利的改进方案中可以规定，张紧机构与支撑区段这样共同作用，使得预紧力沿径向方向和沿轴向方向引入到轴承设备中。

在另一有利的实施形式中，张紧机构在张紧状态中将预紧力、优选径向和/或轴向的预紧力施加到轴承设备的至少部分地容纳驱动元件的支撑区段上。这是有利的，因为由此使有效地作用到驱动元件上的预紧力最大化。

关于开头所述的可调节转向柱，该目的通过以下方式实现，即调节设备构成根据本发明和/或根据在此公开的实施方式的组件。这是有利的，因为尤其在设计为电动马达的马达轴的情况下，实现了将例如驱动元件的旋转运动低噪音且精确地转换到调节单元上，使得调节运动以改进的方式通过操作调节设备传递到调节单元上，这总体上提高了转向柱的操作舒适性。

该目的在开头所述的方法方面通过如下方式解决，即，至少执行以下步骤：a)提供驱动元件，其能够被驱动以执行驱动运动；b)提供用于预紧地支承根据本发明和/或本文公开的实施方式中的任一项的驱动元件的轴承设备；c)提供传动机构壳体，其包括轴承座；d)相对于轴承座定位驱动元件并且将轴承设备接合到轴承座中，从而驱动元件通过轴承设备预紧地支承。这是有利的，因为由此制造了调节设备，其例如包括马达轴和根据本发明的轴承设备，其中驱动元件、尤其在设计为电动马达的马达轴的情况下被抵抗驱动元件的偏移地支承，尤其对于驱动元件处于被驱动的状态的情况。步骤a)和b)当然可以以任意顺序实施。优选地，在步骤d)中执行力控制的预紧。优选地，在步骤d)中使用张紧环，以便通过以下方式将轴承设备相对于驱动元件预紧地支承，即，张紧环布置在轴承座中，使得其将轴向的预紧力朝驱动元件的方向施加到轴承设备的端部上。

此外，如果驱动元件被弹性预紧，那么有利地建立了相对于驱动元件的结构变化和/或形状变化柔性的支承。此外，通过该措施提供一种使驱动元件的偏移复位的支承。

优选地，驱动元件在步骤d)中关于驱动运动沿着旋转轴线预紧地、特别优选弹性预紧地支承、更优选地压力预紧或弹性压力预紧，所述驱动运动例如是绕假想的旋转轴线的旋转运动。还有利的是，驱动元件这样预紧地支承，使得它弹性预紧地或弹性压力预紧地支承，使得它在被驱动状态向驱动装置、优选伺服马达挤压(推压)。优选地，在步骤b)期间和/或之后，驱动元件沿着旋转轴线处于基本上轴向的压力状态。

在根据本发明的方法的有利的实施方式中，在步骤b)中，轴承设备以设置用于滑动地支承驱动元件的轴承设备提供，并且驱动元件在步骤d)中通过轴承设备支承。按照这种措施，例如当驱动元件设计成电动马达的马达轴时，轴承设备在马达轴的与电动马达间隔开的端部处定位在驱动元件之中和/或之上，从而轴承设备支承地容纳驱动元件的相应待支承的区段。优选地，轴承设备在此力配合地布置，从而该轴承设备在驱动元件的偏移超出预定的值的情况下可运动地支承。

在根据本发明的方法的另一种有利的实施方式中，在步骤b)中，提供具有能弹性预紧的张紧机构的轴承设备，并且在步骤d)中，通过张紧机构相对轴承设备的张紧来执行预紧。这是有利的，因为如此制造调节设备，使得在空间上至少部分地包围驱动元件的轴承座中，首先将轴承设备定位在驱动元件上以支承驱动元件，并且然后将张紧机构定位在轴承座中，并且然后优选力控制地预紧轴承设备，使得轴承设备相对于驱动元件弹性地预紧。

在根据本发明的方法的另一个有利的实施方式中，在步骤d)中驱动该驱动元件。这是有利的，因为能够以有利的方式设置与驱动元件的被驱动状态相匹配的轴承间隙。优选地，驱动元件通过电动马达驱动。

在根据本发明的方法的另一有利的实施方式中，当驱动装置的运行参数达到预设的值时，在步骤d)中结束(进一步的)预紧。运行参数的预设的值可以是电动马达、尤其伺服马达的电流强度和/或电压和/或制动力矩。因此，以有利的方式设置与驱动元件的被驱动状态相匹配的轴承间隙。

关于开头所述类型的调节设备，该目的通过如下方式解决，即，轴承设备根据本发明和/或在此公开的实施方式中的任一项来构造。调节设备因此包括根据本发明的轴承设备和驱动元件，尤其是电动马达的马达轴。由此，以有利的方式提供了一种具有驱动元件的改进的支承的调节设备。优选地，根据本发明的调节设备包括一个或多个滚动体，其中，所述一个或多个滚动体布置在轴承区段和驱动元件之间。因此，滚动体至少部分地设置在轴承孔内。滚动体优选容纳在保持架中。滚动体优选构造为滚针或圆柱滚子。替代地，也可以使用球作为滚动体。

附图说明

在优选的实施方式中参照附图示例性地描述本发明，其中，其它有利的细节可从附图的图中得出。

功能相同的部件在此设有相同的附图标记。

附图的图详细示出了：

图1：根据本发明的转向柱的示意性透视图；

图2：图1中的转向柱的示意性透视侧视图；

图3：图1中的转向柱的另一示意性透视侧视图；

图4：图1至图3所示的根据本发明的转向柱的根据本发明的调节设备；

图5：图4所示的调节设备的局部分解图；

图6：图4所示的调节设备的局部中断的视图；

图7：根据图4的调节设备的横截面；

图8：根据滑动轴承的第一实施方式的根据本发明的轴承设备的透视图；

图9：根据图8的轴承设备从根据图8中的视图前方的俯视图；

图10：根据图8的轴承设备的横截面；

图11：第二实施方式的根据本发明的轴承设备的横截面；

图12：第三实施方式的根据本发明的轴承设备的透视图；

图13：根据图12的轴承设备的横截面；

图14：图1至图3所示的根据本发明的转向柱的根据本发明的调节设备的横截面，其中根据本发明的轴承设备根据另一实施方式进行装配；

图15：根据第四实施方式的根据本发明的轴承设备的横截面；

图16：根据第五实施方式的根据本发明的轴承设备的横截面；

图17：根据第六实施方式的根据本发明的轴承设备的横截面。

具体实施方式

图1以从右上方倾斜的对相对于未示出的车辆的行驶方向位于后部的末端的示意性透视图示出了根据本发明的转向柱1，在此未示出的方向盘保持在操作区域中。图2和图3以不同的透视侧视图示出了根据本发明的转向柱1。

根据本发明的转向柱1包括支承单元100，其被设计为具有紧固孔形式的紧固装置102的托架，紧固装置用于附接到未示出的车辆车身上。由支承单元100保持调节单元16，该调节单元容纳在外套单元104(也称为引导箱或箱形摆臂)中。

调节单元16具有套管12，转向轴14能围绕纵轴线L旋转地支承在套管12中，转向轴在纵向方向上、即在纵轴线L的方向上轴向地延伸。在后部末端处，在转向轴14上构造紧固区段141，未示出的方向盘能够附接到该紧固区段上。转向轴14在前部末端上与万向节35的叉形部转矩配合地连接。

为了实现纵向调整，调节单元16被以能够在纵轴线L的方向上可伸缩式移位的方式容纳在外套单元104中，以便能够使连接至转向轴14的方向盘相对于支承单元100在纵向方向上前后定位，如平行于纵轴线L的双箭头Y所示。

外套单元104在其前部末端区域中围绕横向于纵轴线L的水平的摆动轴线106可摆动地支承在支承单元100上的摆动轴承22中。在后部区域中，外套单元104通过可旋转的调节杆181与支承单元100连接。通过借助于所示的根据本发明的调节设备2′(参见图2和图3的侧视图)进行调节杆181的转动运动，能够使外套单元104相对于支承单元100围绕在安装状态中水平的摆动轴线106摆动，由此能够进行安装在紧固区段141上的方向盘沿高度方向Z的调节，这用双箭头Z表示。

根据本发明的用于在纵轴线L的方向上相对于外套单元104纵向调节该调节单元16的第一调节设备2具有带有内螺纹的丝杠螺母51的轴传动机构，沿着螺纹丝杠轴线的螺纹丝杠4啮合到该内螺纹中，即，螺纹丝杠利用其外螺纹拧入到丝杠螺母51的对应的内螺纹中。螺纹丝杠4的螺纹丝杠轴线基本上平行于纵轴线L延伸。

丝杠螺母51围绕螺纹丝杠轴线在传动机构中可旋转地支承在传动机构壳体34中，该传动机构壳体与外套单元104固定地连接。在螺纹丝杠轴线的方向上(该螺纹丝杠轴线在下文中也同样意义地称为传动轴线)，丝杠螺母51在轴向上通过传动机构壳体34支撑在外套单元104上，如下面还要进一步阐述的那样。

螺纹丝杠4借助于形成在其后部末端的紧固元件54经由传递元件120连接至调节单元16，确切地说，在螺纹丝杠轴线或纵轴线L的方向上固定并且针对围绕螺纹丝杠轴线的旋转固定。通过可旋转驱动的丝杠螺母51和针对旋转固定的螺纹丝杠4实现所谓的插入式螺杆驱动。

传递元件120从调节单元16延伸穿过位于外套单元104中的槽形通孔110。为了根据本发明在纵向上调节转向柱1，传递元件120可以在通孔110中自由地沿纵向运动。

根据本发明的调节设备2具有电动的伺服马达20，由该伺服马达可驱动丝杠螺母51关于螺纹丝杠轴线、相对于沿旋转方向固定的螺纹丝杠4旋转。由此可以-取决于伺服马达20的旋转方向地-使螺纹丝杠4平移地相对于螺纹丝杠螺母51移动，从而相应地使与螺纹丝杠4连接的调节装置16相对于与丝杠螺母51连接的外套单元104在纵轴线L的方向上调节。

在图2和图3中，可以特别清楚地看到根据本发明的第二调节设备2′如何安装在根据本发明的转向柱1上以进行沿竖直方向Z调节。根据本发明的该调节设备2′包括丝杠螺母3′，螺纹丝杠4′沿着螺纹丝杠轴线啮合在丝杠螺母的内螺纹中。根据本发明的调节设备2′具有传动机构，在其中，螺纹丝杠4′在传动机构壳体34′中能围绕相应螺纹丝杠轴线旋转地、在螺纹丝杠轴线的方向上沿轴向支撑在外套单元104上，所述传动机构壳体固定在外套单元104上。螺纹丝杠4′能够选择性地在两个旋转方向上围绕螺纹丝杠轴线旋转地被伺服马达20′驱动。

丝杠螺母3′针对围绕螺纹丝杠轴线的转动固定地安装在双臂的调节杆181的一个末端上，该调节杆绕摆动机构18可转动地围绕铰接轴线183支承在支承单元100上，并且其另一臂以另一末端与外套单元104连接。在此，丝杠螺母3′通过铰链182与调节杆181连接。调节杆181可摆动地在铰链轴线183中固定在外套单元104上并且在铰链轴线184中固定在支承单元100上。由此实现了，通过螺纹丝杠4′将相应的调节施加到摆动机构18上并且进而施加到调节单元16和外套单元104上。为了所需的长度补偿，在其中一个铰链中集成有相应的补偿功能。在该实施例中，这通过构成摆动轴线106的栓在摆动轴承22中的长孔容纳部实现。

通过螺纹丝杠4′的旋转能够-根据伺服马达20′的旋转方向-使丝杠螺母3′在螺纹丝杠轴线的方向上相对于螺纹丝杠4′平移地移位，从而相应地，通过调节杆181与丝杠螺母3′连接的外套单元104连同容纳在其中的调节单元16可以相对于支承单元100沿高度方向Z上下调节，如利用双箭头Z所示，更确切地说，调节单元16和外套单元104可以围绕摆动轴线106相对于支承单元100摆动。通过能旋转驱动的螺纹丝杠4′以及针对转动固定的丝杠螺母3′实现了所谓的旋转式螺杆驱动。

轴4和4′分别具有机械的端部止挡5，以便分别确保预定义的调节范围。

根据本发明的调节设备2和2′的区别主要仅在于，在传动机构壳体34中，丝杠螺母51可转动地、在轴向方向上固定地支承，并且在传动机构壳体34′中，螺纹丝杠4′能围绕相应的螺纹丝杠轴线转动地、在轴向方向上固定地支承。

下面借助图4至图14阐述根据本发明的调节设备2以及根据本发明的支承设备的特征，所述调节设备构造为插入式螺杆驱动装置，其中所述特征能够通过如下方式最佳地转用到根据本发明的构造为旋转式驱动装置的调节设备2′的设计方案上，即代替丝杠螺母51，以能旋转驱动的方式布置螺纹丝杠4。

图4示出了根据本发明的调节设备2处于从根据本发明的转向柱1脱离的状态。在图5中以分解图分解地示出了根据本发明的轴承设备的对于本发明重要的功能部件。根据本发明的轴承设备的以下详细阐述的零件的布置和功能可以从图6和图7中的图示中得知。

根据本发明的调节设备2具有壳体921。壳体具有轴承座200，构造为蜗杆922的驱动轮可转动地支承在该轴承座中，该驱动轮紧固在驱动轴923上(对此尤其参见图7中的横截面视图)。蜗杆922优选借助于横向挤压连接固定在驱动轴923上。这提供了如下优点，即，不需要如在纵向挤压连接中那样高的压紧力。优选地，蜗杆922在用于与驱动轴923接合的接合操作之前被感应地加热，然后在施加小力的情况下被推到驱动轴923上，从而蜗杆922在冷却之后收缩在驱动轴923上。替代地，蜗杆922也能够借助于纵向挤压连接固定在驱动轴923上，其中由此能够避免热量引入到蜗杆中，例如以便避免材料的回火。驱动轴923可由伺服马达20旋转地驱动，其中，该伺服马达的马达轴可以形成驱动轴923或者至少扭矩配合地与该驱动轴耦合。伺服马达20法兰连接在壳体921上并且与该壳体连接，其中，驱动轴923在其远离马达的端部上可转动地支承在轴承座200中的构造为滑动轴承的轴承设备202中，并且在其靠近马达的区域中可转动地支承在马达轴承925中，该马达轴承925与伺服马达20一起同样固定在壳体921中。该轴承设备202通过张紧环201弹性地压到所述驱动轴923上，从而在轴向的方向上弹性地压力预张紧所述驱动轴923，同时在其远离马达的端部上通过所述轴承设备202径向地滑动支承，尤其当所述驱动轴923通过伺服马达20来驱动时。驱动轴923具有旋转轴线，其中，轴向方向与旋转轴线的方向相同。轴承设备202包括第一末端220和与其相对的第二末端222，轴承孔208，其能旋转地支承调节驱动器的驱动轴923并且从第一末端220延伸到轴承设备202中以形成轴承区段310，其中设置从第二末端222延伸到轴承设备中以形成支撑区段206、214的凹部306，其中该支撑区段连接到轴承区段310。

轴承设备202在第二末端222上具有底部区段311。此外，轴承设备202具有环形的凹部306。

如尤其由图7可见，驱动轴923、蜗杆922、轴承设备202和张紧环201在驱动轴923的轴向方向上布置在壳体921的轴承座200中，其中，驱动轴923能围绕旋转轴线X旋转地支承。轴承设备202在此形成根据本发明的轴承设备。在此，轴承设备202、张紧环201和驱动轴293形成构件组。张紧环921在此支撑抵靠轴承座200的壁203，其中，该张紧环关于驱动轴923的轴向方向、即沿着驱动轴的纵轴线在径向方向上被弹性地预紧，使得张紧环201部分地进入壁203中。也就是说，张紧环201相对于沿着轴向的推移，尤其是相对于轴承设备202以及因此马达轴923朝着张紧环201方向的偏移不可移动地装配在轴承座200中，直至预给定的轴向力。为了能够通过张紧环201将一定的预紧力施加到轴承设备202上并且因此通过张紧环201施加到驱动轴923上，在将张紧环201装配在轴承座200中时使张紧环201朝着驱动轴923轴向运动，以便在预紧的弹簧的意义上提高张紧力，或者反过来，使张紧环201与驱动轴923轴向间隔更大地布置，以便减小预紧力。通过使驱动轴923在其远离马达的端部中支承在轴承设备202中，驱动轴923在径向方向上通过由轴承设备203与驱动轴923形成的形状配合来固定，以防驱动轴923径向偏移。也就是说，轴承设备202用作相对于驱动轴923的径向固定装置。轴承设备202相对于驱动轴923的纵轴线通过支撑区段206径向弹性预紧地、即力配合地支承在轴承座203中，从而该轴承设备由于弹性变形在径向方向、即在垂直于驱动轴923的旋转轴线的方向上的相应复位而支撑在壁203上，并且通过与弹性应力状态相关的轴向力、即克服相应摩擦力的力在轴向方向上可运动地支承，例如在驱动轴923在轴向方向上热膨胀的情况下。在图7中可特别好地看出，轴承设备202具有轴承区段310，驱动轴923的区段容纳在该轴承区段中。

此外，从图7中可以特别清楚地看出，轴承设备由于凹部306而呈W形。驱动轴923的远离马达的端部在轴承设备202中的所述支承如下地建立，该轴承设备202通过构造为张紧盘的、处于预张紧状态的张紧环201压向驱动轴923，其中，由此驱动轴923和轴承设备202弹性预张紧地支承(尤其参见图5的部分分解图)：将轴承设备202沿径向弹性预紧地沿轴向插入到轴承座200中，直至轴承设备202为了容纳驱动轴923的远离马达的端部而在此处接触该驱动轴，然后将张紧环201沿径向弹性预紧地沿轴向插入到轴承座200中，直至张紧环201在其尤其在图7中可见的、沿轴向相对于驱动轴923拱起的区域(拱起部)上接触轴承设备202，在此接触轴承区段的底部区段311，通过该底部区段提供与驱动轴923的所述形状配合。取决于应通过轴承座200中的张紧环201向轴承设备202中施加多大的预紧力，并因此取决于驱动轴923应通过张紧环201由于其弹性变形状态而施加多大的预紧力，张紧环201相对于驱动轴923的远离马达的端部更近(更高的张紧力)或更远(更小的张紧力)地布置在轴承座200中。在此，驱动轴923可以通过伺服马达20驱动，即围绕其相应的轴轴线(纵轴线)进行旋转运动。在此，专业人员已知在卸载时、即在结束所述的预紧过程时张紧环202的弹性回弹，这在所述支承的建立中可以被考虑。

如尤其由图7可见，调节设备2的壳体34与螺纹丝杠4同轴地构造为管状的空心圆柱体形。在壳体34中可旋转地支承有构造为蜗轮912的传动轮。蜗轮912通过圆柱形的连接元件204抗扭地与丝杠螺母51连接。通过使蜗杆922的蜗杆螺纹啮合到蜗轮912中，蜗轮在伺服马达20的相应的运行状态下通过驱动轴923围绕丝杠4的螺纹丝杠轴线旋转地被驱动，并且相应的旋转运动通过连接元件204传递到丝杠螺母205上。壳体34包括用于与转向柱1耦联的连接区段341。连接区段341构成为向外拱曲的突起，其借助于变形操作引入到壳体34中。连接区段341可以包括由塑料或弹性体、如橡胶构成的构造为帽的缓冲元件，其中所述缓冲元件用于在调节设备2和转向柱1之间进行缓冲。

伺服马达20可与壳体921借助压配合以及附加地借助通过变形的塑料销钉或塑料栓在马达防护罩上的保持和紧固而连接，所述变形的塑料销钉或塑料栓借助温压紧、热压紧、超声波变形、激光辅助的变形等产生，以便在伺服马达20相应地装配在壳体921上时避免附加的构件、例如螺栓或铆钉。

此外，从图7中可见，轴承设备202具有支撑区段206，轴承设备202通过该支撑区段径向预紧地支承在轴承座200中。支撑区段206被连接到轴承区段310，其中由于凹部306，支撑区段206可被弹性预紧。

图8和图9以透视图或俯视图示出了构造为滑动轴承的轴承设备。在轴承设备202的表面207上，也就是在轴承设备202的安装状态下朝向轴承座的壁203的面上，轴承设备202具有多个挤压肋205，也就是突起，从而轴承设备202通过施加相对恒定的推移力引起挤压肋205的弹性的或弹性-塑性的变形而导入轴承座200中并且由此进行安装。如果驱动轴923在将张紧环201安装到轴承座200中的期间通过伺服马达20驱动，则由于通过挤压肋205给出的轴承设备202相对于壁203恒定的推移力，可以在预设的张紧力下、并且因此通过伺服马达20的相应的所谓的Delta力切断来实现张紧环201的预紧，也就是说张紧环201相对于轴承设备203推移，使得张紧环在远离马达的端部处被压向驱动轴203。在轴承设备202的装配状态中，挤压肋205沿着驱动轴923的纵轴线(旋转轴线)定向，即轴向地定向。从图7和图8的结合中可以看出，轴承区段310从轴承设备202的第一末端220出发朝向第二末端222的方向延伸。

从根据图10的截面图中可看出，轴承设备202具有成形为悬臂的、径向环绕的接触区段206，该接触区段又具有表面207。也就是说，轴承设备202尤其通过复位的弹性变形在装配状态下被压向壁203。接触区段206也可以被称为支撑区段206。

此外，由图8和图9以及尤其由根据图10的剖视图可见轴承设备203的轴承孔208，在装配状态中，即当轴承设备203为了驱动轴923的轴向固定而压靠到驱动轴923的远离马达的端部上时，该轴承孔围绕驱动轴923、在远离马达的端部上空间-实体地在套管的意义上包围该驱动轴。通过将接触区域206构造为悬臂或凸缘，如尤其由图10可见，弹性变形部206在轴承设备的所述的装配状态中(为此尤其参见图7)被定位，从而轴承孔208几乎不经受径向的弹性变形，这对驱动轴923在轴承孔208中的低摩擦的支承有积极影响。换言之，轴承孔208在径向方向上负载的情况下与接触区段206机械地脱耦。在此，轴承孔208可以构造成锅状或钵状。优选地，驱动轴923相对于轴承孔208具有间隙配合，使得驱动轴923可以相对于轴承孔208平稳地旋转，但是可以足够刚性地在径向方向上支撑在轴承孔208上。从图10中可看到，轴承设备202在底部区段311的区域中具有壁厚s，其中，该壁厚s是轴承设备202的最小壁厚。

替代地，轴承孔208也可以具有通孔。

从根据图11的截面图中可见另一根据本发明轴承设备的轴承设备209，其与轴承设备203不同地具有径向布置在轴承孔208中的用于储存和/或输送润滑剂的凹处210，从而在可转用到轴承设备209的在图7中可见的轴承设备202的装配状态中，驱动轴923在其与轴承孔208或者轴承区段310接触时被供应润滑剂。

图12和图13示出了另一根据本发明轴承设备的轴承设备211。轴承设备211类似于轴承设备203地设计，除了表面207具有通过螺纹212形成的突起。在轴承设备211的类似于图7的装配状态中，相应的螺纹线在切向方向上或者说横向于驱动轴923的纵轴线延伸。这种轴承设备211可以借助于旋转运动简单且舒适地接合到轴承座中。

图14示出了调节设备2的横截面，其中，可看到根据本发明的另一实施方式的轴承设备。根据该实施方式的轴承设备具有轴承设备213作为轴承构件。在此，轴承设备213这样成形，使得张紧环201接触构造为悬臂的接触区段214。由此，轴承设备213相比于例如滑动轴承202更强地压向壁203，从而轴承设备213从相应更高的轴向力开始才可以沿着驱动轴923的纵轴线移动。此外，在该实施方式中，可以提供轴承设备213的更高的径向预应力。

图15示出了另一根据本发明的轴承设备的轴承设备400的横截面。轴承设备400类似于轴承设备202地设计，除了其具有突起312，所述突起伸入到轴承孔208中。在装配状态下，轴承设备400可以因此经由突起312在旋转轴线X的方向上接触驱动轴923。

图16示出了另一根据本发明的轴承设备的轴承设备400的横截面。轴承设备400类似于轴承设备202地设计，除了其具有圆柱形的滚动体500，其中，滚动体500布置在轴承孔208中，从而驱动轴923通过滚动体500支承在轴承区段310中。

图17示出了另一根据本发明的轴承设备的轴承设备700的横截面。轴承设备400类似于轴承设备202地设计，除了其具有突起312和滚动体500。

Claims (13)

1.用于转向柱的调节驱动器的轴承设备(202、209、211、213、400、600、700)，该轴承设备具有第一末端(220)和与该第一末端相对的第二末端(222)，用于能旋转地支承调节驱动器的驱动元件的轴承孔(208)，该轴承孔从第一末端(220)开始延伸到轴承设备中以形成轴承区段(310)，其中设置凹部(306)，该凹部从第二末端(222)开始延伸到轴承设备中以形成支撑区段(206、214)，其中该支撑区段与该轴承区段(310)相连；该轴承区段(310)具有至少一个凹处(210)，用于储存和/或输送润滑剂。

2.根据权利要求1所述的轴承设备，其特征在于，该轴承区段(310)具有底部区段(311)。

3.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该凹部(306)构造为环形的。

4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该轴承设备具有壁厚(s)，其中该凹部(306)具有体积，该体积的值大于立方的壁厚，所述立方的壁厚是壁厚的值本身相乘三次。

5.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该支撑区段(206)具有至少一个突起(205、212)。

6.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该轴承孔(208)和该凹部(306)在垂直旋转轴线(X)的投影平面中的投影彼此无重叠。

7.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该轴承设备包含塑料。

8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的轴承设备，其特征在于，该轴承设备为一件式的集成构件。

9.用于机动车辆的转向柱的调节设备(2、2′)，该调节设备包括驱动元件(923)，该驱动元件能够围绕旋转轴线(X)旋转地支承在轴承设备(202、209、211、213)的轴承孔(208)中，其中该轴承设备(202、209、211、213)容纳在传动机构壳体(34、34′)的轴承座(200)中，其中该轴承设备具有支撑区段(206)，该支撑区段与轴承座(200)共同作用，使得支撑区段(206)被预紧，其特征在于，该轴承设备(202、209、211、213)根据权利要求1至8中任一项构造。

10.用于机动车辆的可调节的转向柱(1)，该转向柱包括能够与机动车辆的底盘相连的支承单元(100)以及保持在该支承单元上的调节单元(16)，该调节单元能够旋转地支承转向轴(14)，其中该调节单元(16)相对于该支承单元(100)的位置能够调节，该转向柱包括调节设备(2、2′)，该调节设备用于将驱动运动转换为能够传递至调节单元(16)的调节运动，其中该调节设备(2、2′)与该支承单元(100)和该调节单元(16)有效地连接，其特征在于，该调节设备(2、2′)根据权利要求9构造。

11.用于制造用于机动车辆的转向柱的调节设备(2、2′)的方法，其特征在于，至少执行下列步骤：

a)提供驱动元件(923)，其能够被驱动以执行驱动运动；

b)提供根据权利要求1至8中任一项所述的轴承设备(202、209、211、213)；

c)提供传动机构壳体(34、34′)，其包括轴承座(200)；

d)相对于该轴承座(200)定位驱动元件(923)并且将该轴承设备(201、202、209、211、213、400、600、700)接合到该轴承座(200)中，从而驱动元件(923)通过该轴承设备(201、202、209、211、213)预紧地支承。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤d)中驱动该驱动元件(923)。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，如果驱动装置(20、20′)的运行参数达到预设的值，则结束步骤d)。