CN112888618B - 用于转向柱的调节驱动器及用于机动车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1)的调节驱动器(5)，该调节驱动器包括：丝杠(52)，该丝杠借助于外丝杠螺纹接合在丝杠螺母(51)中；以及驱动马达(55)，该驱动马达以使得丝杠(52)和丝杠螺母(51)可以被驱动马达相对于彼此驱动成使得丝杠和丝杠螺母相对于彼此旋转的方式联接至丝杠(52)或丝杠螺母(51)。本发明的目的是实现减少生产费用和改善功能。根据本发明，该目的的实现在于，丝杠(52)具有芯部元件(57)，该芯部元件至少部分地由螺纹元件(58)固定地同轴围绕，螺纹元件由塑料制成并且包括外丝杠螺纹。

Description

用于转向柱的调节驱动器及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转向柱的调节驱动器以及用于机动车辆的转向柱。

背景技术

本发明涉及用于机动车辆的转向柱的调节驱动器，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动马达，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，驱动马达以使得螺纹主轴和主轴螺母能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至螺纹主轴或主轴螺母。此外，本发明包括用于机动车辆的转向柱，该转向柱具有至少一个这种类型的调节驱动器。

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，用于通过驾驶员引入转向指令的方向盘附接至所述转向主轴的在行驶方向上面向驾驶员的后端部。转向主轴在致动单元中安装成能够绕所述转向主轴的纵向轴线旋转，该致动单元由支承单元保持在车身上。可以进行纵向调节，这是因为致动单元的内套管——也简称为套管——在套壳单元中被接纳成能够沿纵向轴线的方向以可伸缩的方式移位，所述套壳单元也称为引导箱、外套管或箱式摆臂，所述套壳单元连接至支承单元。可以实现高度调节，这是因为致动单元或接纳致动单元的套壳单元以可枢转的方式安装在支承单元上。对致动单元分别在长度方向或高度方向上的调节使得可以相对于处于操作状态中的驾驶员位置——也称为驾驶位置或操作位置且在该位置中可以进行手动转向干预——设定在人体工程学上舒适的方向盘位置。

在现有技术中，已知提供了一种具有带有驱动马达的驱动单元的机动调节驱动器，以用于将致动单元相对于支承单元进行调节，所述驱动马达通常通过传动机构连接至主轴机构，该主轴机构包括螺纹主轴，该螺纹主轴拧入到主轴螺母中。由于驱动单元，螺纹主轴和主轴螺母可以被驱动成绕螺纹主轴轴线相对于彼此旋转，因此所述螺纹主轴和所述螺纹主轴螺母可以根据旋转的方向以平移的方式朝向彼此或远离彼此移动。在所谓的旋转式主轴机构的一个实施方式中，螺纹主轴能够被驱动单元驱动成绕其螺纹主轴轴线旋转，该驱动单元借助于驱动单元的联接部分而被连接成与致动单元或支承单元保持静止，螺纹主轴接合在主轴螺母中，该主轴螺母在绕螺纹主轴轴线旋转方面附接成在支承单元或致动单元上静止。螺纹主轴在螺纹主轴轴线的方向上通过联接部分被支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母以类似的方式支承在致动单元或支承单元上，使得以旋转的方式驱动螺纹主轴致使支承单元和致动单元相对于彼此以平移的方式进行调节。在被称为浸入式主轴机构的替代性实施方式中，螺纹主轴在绕其螺纹主轴轴线的旋转方面而言通过所述螺纹主轴的联接部分以在旋转方面固定的方式联接至支承单元或致动单元，并且主轴螺母以类似的方式安装成能够在致动单元或支承单元上旋转但是在螺纹主轴轴线的方向上静止。如第一实施方式中的情况，螺纹主轴在螺纹主轴轴线的方向上通过联接部分被支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母以类似的方式支承在致动单元或支承单元上，使得螺纹主轴能够通过驱动单元在螺纹主轴轴线的方向上以平移的方式移位。在这两个实施方式中，主轴机构形成了在支承单元与致动单元之间起作用的机动调节驱动器，并且致动单元可以通过该机动调节驱动器而被相对于支承单元调节以便进行调节。

为了实现致动单元在转向主轴的纵向轴线的方向上的纵向调节，在致动单元的套管与套壳单元之间可以设置有调节驱动器的主轴机构，该套壳单元将所述套管接纳成能够以轴向的方式纵向移位，并且该套壳单元连接至支承单元，并且其中，螺纹主轴轴线可以对准成大致平行于纵向轴线。

为了进行高度调节，主轴机构可以以能够在高度方面枢转的方式设置在支承单元与安装在所述支承单元上的致动单元之间。机动式纵向调节和高度调节可以单独地或组合地构造在转向柱上。

为了几乎无游隙地实现平稳进行的调节，在现有技术中，例如根据DE 10 2017207 561A1已知，螺纹主轴由塑料材料制成。然而此处不利的是，由于具有对于足够的载荷承载能力而言所需的较大的材料横截面的相对较大规模的设计实施方式，生产是复杂的，并且由于较长的冷却时间，生产是费时的。此外，在机动车辆中可变的操作条件下，只能在给定的有限程度上保证塑料材料的长期尺寸稳定性和足够的耐久性。

考虑到上述问题，本发明的目的是提出一种用于转向柱的改进的调节驱动器，该改进的调节驱动器在构型方面需要较小的复杂性并且提供改善的长期功能性。

发明内容

根据本发明，该目的通过本发明的调节驱动器并且通过本发明的转向柱以及用于生产调节驱动器的方法来实现。

根据本发明，提供了一种用于机动车辆的转向柱的调节驱动器，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动马达，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，螺纹主轴能够通过驱动马达而被驱动成相对于主轴螺母旋转，螺纹主轴具有芯部元件，该芯部元件至少部分地由螺纹元件以固定的方式同轴地围绕，该螺纹元件由塑料材料构成并且包括外螺纹。

芯部元件形成螺纹主轴的力吸收结构，并且为此芯部元件由强度比塑料材料高的材料构成。芯部元件优选地由金属材料构成，优选地由钢或铝合金构成。因此，可以实现将足够高的载荷承载能力与相对较小的材料横截面关联起来。

芯部元件以棒或杆的形状构造成为长形的，并且芯部元件可以优选地具有筒形或棱柱形的基本形状，优选地具有比螺纹主轴的外螺纹的横截面小的横截面。根据本发明，芯部元件在其轴向长度方面至少部分地由螺纹元件围绕。螺纹元件固定地连接至芯部元件并且优选地以不可释放的方式连接至芯部元件，并且因此在周向方向上的相对旋转方面以及在纵向方向上的轴向移位方面都是固定的。

螺纹元件支承外螺纹，该外螺纹接合在主轴螺母的对应的内螺纹中、即拧入到该内螺纹中。主轴螺母至少在内螺纹的区域中可以由高强度的材料构成、优选地由金属材料比方说例如钢或者有色金属比如黄铜等构成。

由于塑料材料的弹性形变能力，螺纹可以被设计成具有很小的游隙或没有游隙。此处，外螺纹的塑料材料表面永久地实现在主轴螺母的内螺纹中的良性滑动，即使当所述内螺纹由金属材料构成时也是如此。因此，可以以平稳进行且精确的方式在极小噪音的情况下进行机动调节。

由于调节期间在螺纹中产生摩擦，因此在主轴螺母的区域中产生了热，该热使主轴螺母和螺纹主轴变热。为了避免局部过热并且避免因此可能发生的热传导性相对较差的塑料材料的材料性能的劣化，热必须从塑料材料本体中有效地散发。由于根据本发明的螺纹元件构造在螺纹主轴上，因此所述螺纹元件仅在穿过主轴螺母时、即仅在被拧入穿过主轴螺母时才会变热，并且所述螺纹元件可以借助于该螺纹元件的位于主轴螺母之外的纵向范围通过辐射和对流、优选地通过自由对流而将热排出至环境中。

根据本发明能够使螺纹主轴进一步有效地冷却，这是因为芯部元件的材料具有比塑料材料更高的热传导性。例如，金属材料的热传导性通常比塑料材料的热传导性好几倍。芯部元件可以通过被相应地定尺寸的材料横截面在螺纹主轴的纵向范围中有效地排出热量，所述热是已经通过与螺纹元件的连接而被引入的。因此，芯部元件可以用作冷却元件或热传递件，该芯部元件避免了螺纹元件以潜在地破坏性的方式变热，即使在由于快速调节和大调节路径导致的高热输入下也是如此。因此，提高了主轴机构的长期稳定性和操作可靠性。

为了冷却，更有利的是，主轴螺母特别地至少在所述主轴螺母的内螺纹的区域中包括金属材料。由于相比于塑料材料的热传导性而言更高的热传导性，因此积聚的热也可以通过主轴螺母而被有效地向外排出。

由塑料材料形成的螺纹元件可以由于上述机制而被有效地消除热应力的事实与具有较长调节路径和/或高调节率的转向柱特别相关。这特别适用于用于自动驾驶操作的转向柱，所述转向柱具有特别大的调节路径，以便在一方面被从操作位置调节至操作区域之外的相距很远的存放位置并且在另一方面必须实现高调节率以能够在需要时迅速移动至操作位置。

较长调节路径被理解为等于或大于80mm的调节路径，也就是说，螺纹元件的螺纹长度因此等于或大于80mm。

螺纹元件可以构造成呈套筒形状并且设置在芯部元件上。螺纹元件可以设置为由塑料材料制成的单独的螺纹套筒、例如设置为注射模制的塑料部件。螺纹元件在其外周缘上包括外螺纹并且在内侧以在旋转方面固定以及轴向地固定的方式连接至芯部元件。该连接优选地可以通过压配合、粘合剂粘接、焊接等以形状配合和/或物质与物质结合的方式进行。

一种优选的改进方案提出，位于芯部元件上的螺纹元件通过注射模制而包覆模制。此处，芯部元件由构造为注射模制的塑料部件的螺纹元件包覆模制。为了生产螺纹元件，可以是实心的或者中空的棒状或杆状的芯部元件被纳入到注射模制机器的螺纹形模制腔中，熔融的热塑性塑料材料被注射到该螺纹形模制腔中。螺纹元件由此产生并且同时以物质与物质结合的方式连接至芯部元件。

本发明在通过注射模制进行生产方面的优点还源于，根据本发明的芯部元件具有比螺纹元件更高的热传导性。因此，塑料材料熔体可以更快速地冷却和固化，这使得能够有利地减少生产时间。

可以提供的是，芯部元件具有至少一个形状配合元件，所述至少一个形状配合元件以形状配合的方式连接至螺纹元件。形状配合元件可以包括与螺纹元件接合的突起、凹陷部、结构化的表面特征比如表面褶皱、滚花等。形状配合连接可以这样建立：形状配合元件在被紧固至芯部元件时被塑料模制到单独设置的螺纹元件中。形状配合元件可以在螺纹元件通过塑料注射模制而包覆模制时直接嵌入于塑料材料熔体中，由此产生特别牢固的物质与物质的且形状配合的连接。

一种有利的改进方案提出，齿轮至少部分地与螺纹元件共同构造。螺纹元件可以具有齿轮或齿轮的至少部分例如毂或同轴的齿，在该齿轮或齿轮的至少部分中接合有由驱动马达驱动的驱动轮。因此，螺纹主轴可以以旋转的方式被驱动成形成旋转式主轴机构。齿轮可以全部或部分地、优选地由螺纹元件的塑料材料构造成与螺纹元件成一体。在注射模制方法中，齿轮可以优选地以与螺纹元件成一体的方式直接包覆模制在芯部元件上。

本发明的一种有利实施形式提出，螺纹元件具有至少一个预加载元件，所述至少一个预加载元件关于主轴螺母的螺纹匝而被弹性预加载、优选地关于齿侧面轴向地被弹性预加载。螺纹元件的外螺纹具有至少一个螺旋环绕的螺纹齿，所述至少一个螺旋环绕的螺纹齿具有由轴向齿侧面界定的齿廓部。在此，齿廓部从内部接合在主轴螺母的内螺纹中的相应螺纹匝中。预加载元件可以构造在螺纹齿的轮廓中并且从齿廓部横向于螺纹齿的轮廓向外导向到螺纹匝中。此处，预加载元件通过预加载力而被挤压到内螺纹的相对的齿侧面上，使得螺纹齿在内螺纹的螺纹匝中横向于所述螺纹齿的螺旋范围而被有效地张紧。由于由预加载元件施加的预加载力，螺纹元件的齿侧面和主轴螺母的齿侧面可以相对于彼此张紧，使得不再存在螺纹游隙。由此产生平稳进行的、低振动的且精确的调节。

一种有利的改进方案提出，预加载元件具有至少一个弹簧元件，所述至少一个弹簧元件在螺纹元件上构造成在外螺纹的螺纹匝中突出、优选地轴向突出。弹簧元件构造成在横向于螺纹齿的螺旋范围方面是弹性的并且优选地可以具有从螺纹元件径向突出的挠性舌或挠性片。当接合在主轴螺母中时，弹簧元件与主轴螺母的内螺纹的螺纹匝的齿侧面或两个齿侧面弹性地接触。因此，螺纹主轴可以在主轴螺母的内螺纹中无游隙地弹性预加载。

螺纹元件在预加载元件的部分中的直径优选地小于或等于螺纹公称直径，因此螺纹元件在预加载元件的部分中的直径小于或等于螺纹元件在外螺纹的区域中的包络圆直径。

一个或多个预加载元件可以优选地构造成与螺纹元件的塑料材料本体成一体、例如构造为注射模制的塑料部件的一体元件。

有利的是，芯部元件构造成至少部分地呈管状。由于芯部元件构造为管状中空本体、优选地构造成呈中空筒形，因此可以节省重量。此外，在通过塑料注射模制进行生产期间以及在调节操作期间可以有效地从螺纹主轴排出热，这是因为冷却介质流动穿过中空本体的至少一部分。中空的芯部元件优选地由金属材料制成、例如制作为钢管。

中空的芯部元件还提供了有利的可能性，即芯部元件具有变形部分，该变形部分被横向于所述芯部元件的纵向范围压缩，并且在该变形部分中构造有联接部分。联接部分可以由变形部分、也称为挤压部分形成，在该联接部分中，管状部分被横向于轴线塑性压缩成为扁平的。

芯部元件优选地可以至少部分地具有带波纹的管状部分。

带波纹的管状部分可以具有以交替的方式设置的凸形部分和凹形部分。换言之，相交替的环绕的槽和环绕的突起形成带波纹的管状部分。环绕的槽和环绕的突起在周向方向上关于螺纹主轴轴线环绕。

替代性地，至少一个螺旋环绕的槽和/或至少一个螺旋环绕的突起可以形成带波纹的管状部分。

这种槽和突起可以通过金属旋压工艺形成在圆筒形管中。

中空筒形的芯部元件优选地可以首先例如通过经切割至限定长度的半成品件设置为无任何初步变形的圆筒形的管状部分。替代性地，可以想到的是，中空筒形的管状部分具有多边形的横截面并且管状部分例如构造为四边形、六边形或八边形的管等(多边形)。由于管状中空的芯部元件在各自横向于轴向方向的变形或挤压方向上被塑性压缩成直到管壁的关于轴线相互相对的内部区域彼此接触并被塑性地压平成抵靠彼此为止，因此产生了大致成形为扁平凸片的变形部分或挤压部分。先前管壁的在该扁平压缩状态下抵靠彼此的当前平坦部分延伸成平行于与轴线平行的平面、即所谓的挤压平面。此处形成了扁平的实心横截面，该扁平的实心横截面的厚度当在变形方向上、即在正交于挤压平面的方向上测量时优选地等于芯部元件的管壁的壁厚的大致两倍。然而，挤压部分还可以进一步变形而非被压缩成扁平的、即可以被进一步塑性压缩成使得联接部分的厚度小于非变形的芯部元件的两倍壁厚度。

联接部分的基本形状可以通过简单的塑性变形步骤来实现、优选地通过冷成型、特别是通过分别对中空或管状材料进行平坦的、扁平的压缩来实现。此处，成型所需的能量明显小于在借助于体积成型由实心材料例如由棒的一部分成形出联接部分并凹入地模制出接纳开口时所需的能量。可以使用简单的、平坦的挤压钳来实现用于压缩的成型工具，这与用于体积成型的单独的成形模具相比所需的复杂性明显更小。通过选择可以作为标准产品获得的原材料、特别地也通过选择不同材料比如钢、不锈钢、有色金属等，可以以简单的方式适应通过螺纹主轴进行的连接。根据本发明，对不同材料的处理同样可以容易地实现，因为仅需要一种相对简单的成型操作即可通过压缩产生挤压部分。

在联接部分中可以结合有用于接纳铰接销等以用于连接至转向柱的连续的横向铰接开口，并且替代性地或附加地，连续的横向铰接开口还具有紧固元件。这种类型的连接件原则上在现有技术中是已知的。

此外可以提出，螺纹主轴具有内螺纹。在该内螺纹中可以拧入另一螺纹主轴，因此可以设置多级可伸缩式螺纹机构。此处，内螺纹形成用于所述另一螺纹主轴的主轴螺母，所述另一螺纹主轴在拧入到根据本发明的管状螺纹主轴中时可以轴向地浸入到根据本发明的该管状螺纹主轴中。

内螺纹可以构造在芯部元件中或螺纹元件中。内螺纹可以被模制成一体地形成在金属芯部元件中，该金属芯部元件优选地由钢制成。因此，芯部元件允许有效地冷却被拧入的另一螺纹主轴，并且该另一螺纹主轴可以具有由塑料材料形成的螺纹、例如具有根据本发明的螺纹元件。替代性地，螺纹元件可以包括可以通过塑料注射模制而产生成与螺纹元件成一体的内螺纹。此处，内螺纹可以设置在螺纹元件的从端部侧的开口延伸到管的横截面中的部分中。

可以提出，芯部元件或螺纹元件具有止动元件。止动元件例如可以包括径向突出超出螺纹的突起、例如在外部构造的轴环，该突起不能旋拧成穿过主轴螺母并且因此形成了用于螺纹主轴相对于主轴螺母的平移运动的轴向终端止动部。止动元件例如可以通过使管状的芯部元件的壁塑性地扩大或凹入地模制而构造在芯部元件上。替代性地或附加地，可以通过对注射模制的塑料部件进行适当的成形来实现轴向止动部。

对于外螺纹而言具有润滑剂凹部是有利的。润滑剂凹部用作润滑剂例如润滑脂的储存部，并且润滑剂凹部在螺纹轮廓的区域中具有一个或多个凹陷部或凹形模制部。所述润滑剂凹部在组装期间填充有润滑剂，所述润滑剂确保操作期间对螺纹的长期可靠的润滑。

本发明的另一主题是一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱具有支承单元，该支承单元能够附接至车身并且通过该支承单元保持有致动单元，在该致动单元中以可旋转的方式安装有转向主轴，并且转向柱具有调节驱动器，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动马达，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，驱动马达以使得螺纹主轴和主轴螺母能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至螺纹主轴或主轴螺母，其中，调节驱动器具有至少一个联接部分，所述至少一个联接部分连接至支承单元或致动单元，其中，螺纹主轴根据上述实施方式中的一种实施方式构造。联接部分优选地可以构造在螺纹主轴上。

本发明还包括一种用于生产调节驱动器的方法，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动马达，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，驱动马达以使得螺纹主轴和主轴螺母能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至螺纹主轴或主轴螺母，其中，螺纹主轴具有至少一个联接部分，所述方法包括以下步骤：

-提供芯部元件；

-将由塑料材料制成的螺纹元件附接至芯部元件以形成螺纹主轴；

-将螺纹主轴拧入到主轴螺母中。

芯部元件可以如上面已经针对调节驱动器的实施方式所描述的那样构造。螺纹元件同样可以以类似的方式构造。制造优选地通过塑料注射模制来实现，其中，将芯部元件安置在注射模制机器的模制腔中并利用熔融的塑料材料进行包覆模制，其中，同时由塑料材料构造螺纹元件并且建立螺纹元件与芯部元件的连接。有利地，齿轮、内螺纹和/或止动元件可以与外螺纹共同构造，以便一体地形成在注射模制的塑料部件中。

附图说明

下面将借助于附图更详细地说明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示出了根据图1的根据本发明的转向柱的从另一角度观察的另一立体图；

图3以示意性立体图示出了根据本发明的调节驱动器；

图4示出了沿着螺纹主轴轴线穿过根据图3的调节驱动器的纵向截面；

图5示出了第一实施方式中的螺纹主轴的立体图；

图6示出了根据图5的螺纹主轴的外螺纹的详细视图；

图7示出了穿过根据图5的螺纹主轴的纵向截面；

图8以示意性分解图示出了根据图5的螺纹主轴；

图9与图8类似地示出了第二实施方式中的螺纹主轴的示意性分解立体图；

图10与图6类似地示出了螺纹主轴的外螺纹的第二实施方式的细节的视图；

图11示出了图10的细节的径向视图；

图12以类似于图11的视图示出了螺纹主轴的外螺纹的另一实施方式；

图13示出了穿过调节驱动器的第二实施方式的类似于图4的纵向截面；

图14示出了根据图13的调节驱动器的主轴驱动器的立体图；

图15示出了穿过第三实施方式中的调节驱动器的类似于图4的纵向截面；

图16示出了穿过第三实施方式中的调节驱动器的类似于图15的纵向截面；

图17示出了穿过第四实施方式中的调节驱动器的螺纹主轴和主轴螺母的纵向截面；

图18示出了根据图17的芯部元件的立体图；以及

图19示出了穿过第五实施方式中的调节驱动器的螺纹主轴和主轴螺母的纵向截面。

具体实施方式

相同的部分在各个附图中始终具有相同的附图标记，并且因此相同的部分各自通常也仅被引用或提及一次。

图1以基于未图示的车辆的行进方向从右上方倾斜地观察到后端部的示意性立体图示出了根据本发明的转向柱1，其中，此处未图示的方向盘被保持在操作区域中。图2以从相反侧观察的视图也即从右上方观察的视图示出了转向柱1。

转向柱1包括构造为支架的支承单元2，该支承单元2具有用于附接至未图示的车身的呈紧固孔形式的紧固装置21。通过支承单元2保持有致动单元3，该致动单元3被接纳在也称为引导箱或箱式摆臂的套壳单元4中。

致动单元3具有套管31，转向主轴32在套管31中安装成能够绕纵向轴线L旋转，纵向轴线L在纵向方向上、即在纵向轴线L的方向上轴向地延伸。在转向主轴32的后端部处构造有紧固部分33，未图示的方向盘能够附接至该紧固部分33。

用于实现纵向调节的致动单元3以能够在纵向轴线L的方向上可伸缩地移位的方式被接纳在套壳单元4中，以便能够将方向盘——所述方向盘连接至转向主轴32——相对于支承单元2沿纵向方向向前以及向后定位，如由平行于纵向轴线L的双箭头所指示。

套壳单元4以能够绕横向于纵向轴线L的水平枢转轴线S枢转的方式安装在支承单元2上的枢转承载件22中。在后部区域中，套壳单元4通过致动杆41连接至支承单元2。通过由致动杆41借助于所图示的致动驱动器6(参见图2)而实现的旋转运动，套壳单元4可以相对于支承单元2绕在安装状态下为水平的枢转轴线S枢转，因此，可以在高度方向H上对附接至紧固部分33的方向盘进行调节，这由双箭头指示。

用于将致动单元3相对于套壳单元4沿纵向轴线L的方向纵向调节的第一调节驱动器5具有主轴机构，该主轴机构具有主轴螺母51，该主轴螺母51具有沿着轴线G延伸的内螺纹74，并且在该主轴螺母51中接合有螺纹主轴52，该螺纹主轴52由此通过螺纹主轴52的外螺纹而被拧入到主轴螺母51的相应的内螺纹74中。螺纹主轴52的螺纹主轴轴线与轴线G相同并且延伸成大致平行于纵向轴线L。

主轴螺母51以能够绕轴线G旋转的方式安装在承载壳体53中，所述承载壳体53固定地连接至套壳单元4。在轴线G的方向上，主轴螺母51通过承载壳体53而被轴向地支承在套壳单元4上。因此，调节驱动器5是所谓的浸入式主轴驱动器。

螺纹主轴52通过构造在所述螺纹主轴52的后端部上的紧固元件54借助于传动元件34而连接至致动单元3，具体地，螺纹主轴52分别沿轴线G或纵向轴线L的方向固定地连接并且连接成在绕轴线G旋转的方面静止。基于能够被以旋转的方式驱动的主轴螺母51以及在旋转方面静止的螺纹主轴52，实现了所谓的浸入式主轴驱动器。

传动元件34从致动单元3延伸穿过套壳单元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可以自由地在通道开口42中沿着纵向方向移动。

调节驱动器5具有电驱动马达55，主轴螺母51能够通过该电驱动马达55而被驱动成相对于静止的螺纹主轴52关于轴线G旋转。根据驱动马达55的旋转方向，螺纹主轴52因此可以相对于主轴螺母51以平移的方式在轴线G的方向上重新定位，使得连接至螺纹主轴52的致动装置3相应地相对于连接至主轴螺母51的套壳单元4在纵向轴线L的方向上调节。下面将对主轴螺母51的驱动和主轴螺母51沿轴线G的方向在套壳单元4上的支承进行详细说明。

图2示出了转向柱1的从在图1中处于后方的一侧观察的立体图，在图2中可以看到用于在高度方向H上的调节的第二调节驱动器6如何附接至转向柱1。该调节驱动器6包括主轴螺母61，螺纹主轴52沿着所述主轴螺母61的轴线G接合在内螺纹74中。螺纹主轴52安装在承载壳体63中，该承载壳体63以能够绕轴线G旋转的方式紧固至套壳单元4并且被沿轴线G的方向轴向地支承在套壳单元4上，并且该承载壳体63能够被电驱动马达65驱动成选择性地沿两个旋转方向绕轴线G旋转。因此，调节驱动器6是所谓的旋转式主轴驱动器。

可以由塑料材料或由有色金属比如黄铜等形成的主轴螺母61以在关于绕轴线G的旋转方面静止的方式附接在带有双臂的致动杆41的端部上，该致动杆41以能够绕枢转承载件23旋转的方式安装在支承单元22上，所述致动杆41的另一臂通过另一端部连接至套壳单元4。

根据驱动马达65的旋转方向，主轴螺母61可以通过螺纹主轴61的旋转而在轴线G的方向上以平移的方式相对于螺纹主轴52重新定位，使得通过致动杆41连接至主轴螺母41的套壳单元4以及接纳在套壳单元4中的致动装置3可以相应地相对于支承单元2在高度方向H上向上或向下调节，如由双箭头所指示。下面将对螺纹主轴52的驱动和螺纹主轴52沿轴线G的方向在套壳单元4上的支承进行更详细的说明。

图3和图4以独立的图示示出了构造为浸入式主轴驱动器的调节驱动器5。

根据本发明的螺纹主轴52具有优选地由钢管制成的管状的、中空筒形的芯部元件57，螺纹元件58以不可释放的方式同轴地附接至该芯部元件57，所述螺纹元件58具有带有螺旋环绕的螺纹齿581的外螺纹并且潜在地通过塑料注射模制而包覆模制。

为了形成用作联接元件的紧固元件54，芯部元件57的管优选地通过冷成型而被横向于螺纹主轴轴线压缩成为扁平的并且具有垂直于该压缩部连续的紧固孔541。用于以在旋转方面固定的方式连接至传动元件34的紧固销542穿过该紧固孔541，如可以从图1中所见。

螺纹主轴52拧入到主轴螺母51中，该主轴螺母51能够在承载壳体53中旋转但是沿螺纹主轴轴线G的方向固定地支承在承载壳体53中。主轴螺母51构造为齿轮并且在其外周缘上具有齿72、具体地为蜗轮齿。驱动马达55的马达轴连接有蜗杆56，该蜗杆56与齿啮合，使得主轴螺母51能够被驱动成相对于螺纹主轴52旋转。

芯部元件57在背离紧固元件54的端部处具有止动元件571，该止动元件571优选地通过利用冷成型使管状的芯部元件57扩大来构造为径向向外突出的环绕的轴环。

螺纹元件58在其面向紧固元件54的端部处同样具有止动元件580，该止动元件580构造为环绕的突出部或轴环，并且该止动元件580通过塑料注射模制而构造成与螺纹元件58成一体。

止动元件571和580形成不能旋拧成穿过主轴螺母51的轴向止动部并因此限制了调节路径。

图5以独立立体图示出了螺纹主轴52。螺纹元件58具有轴向连续的扁平部582，该扁平部582在图6的放大部分中可以清楚地看到。在该扁平部582的区域中，螺纹齿581在每一匝中具有一间隙，在每种情况下于所述间隙中均构造有一个预加载元件59。在图6的第一实施方式中，预加载元件59构造为在轴向方向上可以比螺纹齿58的环绕的横截面稍宽的径向突出的垫或块。预加载元件59同样优选地可以通过塑料注射模制构造成与螺纹元件58成一体。由于塑料材料的弹性变形，预加载元件59各自可以在主轴螺母51的内螺纹的螺纹匝中以弹性的方式无间隙地被预加载或张紧。

在暴露的预加载元件59与螺纹齿581的绕匝之间存在间隙，这些间隙以一体的方式凹入地模制在注射模制塑料部件中并用作润滑剂凹部583。

在图10和图11以及图12中图示了预加载元件59的其他变型。螺纹元件同样具有至少一个、优选地两个彼此相反的扁平件582，其中，螺纹齿581在周缘中具有间隙。在图10和图11的第二实施方式中，每个预加载元件59具有两个径向突出的片状或指状的弹簧元件591，弹簧元件591在螺纹主轴轴线G的方向以及周向方向上轴向间隔开。所述弹簧元件591是在轴向方向上弹性挠曲的，并且所述弹簧元件591在非变形的状态下轴向突出略微超过螺纹齿581的横截面。因此，在拧入状态下，所述弹簧元件591各自在螺纹匝中于主轴螺母51的内螺纹中的螺纹侧面之间被张紧。

在图12中以类似于图11的视图示出的实施方式具有类似的构型，其中，由于在图11中成对的弹簧元件被一体地组合，因而每个弹簧元件591构造为Z形的弹簧片。

弹簧元件591的所有实施方式可以通过塑料注射模制构造成一体地形成在螺纹元件58上。为预加载而施加的弹性和弹簧力可以根据需要通过所述弹簧元件591的尺寸来适配和预定义。

弹簧元件591之间的可用空间可以用作润滑剂凹部583。

图8和图9以轴向分解图示意性地示出了芯部元件57和螺纹元件58。尽管管状区域——螺纹元件58在组装状态下坐落在该管状区域中——在图8中构造为具有光滑表面的筒形，但是在根据图9的实施方式中，所述管状区域具有形状配合元件584，这些形状配合元件584可以构造为凹形模制部比如槽、切口或者构造为突起，并且这些形状配合元件584在包覆模制期间嵌入于塑料材料中并且产生在轴向方向和周向方向上的形状配合式的连接。

图13和图14示出了浸入式主轴机构的改进方案，其中，螺纹主轴52不具有紧固元件而是具有内螺纹521，在该内螺纹521中拧入有第二螺纹主轴522，所述第二螺纹主轴522在第二螺纹主轴522的自由端部处连接至紧固元件54。

内螺纹521可以构造在螺纹衬套520中，该螺纹衬套520例如通过上面描述的包覆模制而被插入到芯部元件57中和/或连接至螺纹元件58。同样可以想到并且可以的是，内螺纹521通过塑料注射模制而凹入地模制成在螺纹元件58中成一体。

图15和图16图示了在实施方式的不同变型中的沿着轴线G穿过调节驱动器6的承载壳体62的纵向截面。在旋转式主轴驱动器的这种构造模式中，螺纹主轴52而非主轴螺母由驱动马达旋转地驱动。

被设计成关于螺纹主轴轴线G在旋转方面固定的齿轮7紧固至螺纹主轴52。齿轮7通过注射模制而至少部分地由塑料材料制造成与螺纹元件58成一体并且具有毂元件71。齿轮7在其外周缘上具有齿72，该齿72同轴地环绕轴线G并且在所示示例中构造为蜗轮齿，使得齿轮7形成蜗轮。在齿72中接合有蜗杆66，该蜗杆66能够由驱动马达65旋转地驱动。

在图15的实施方式中，通过塑料注射模制的毂元件71构造成与螺纹元件58成一体。

毂元件71固定地连接有承载环8。每个承载环8具有环形的承载面81，该环形的承载面81构造为滚珠滚道并且与轴线G同轴。两个承载面81当被从毂元件71观察时于端部侧部处朝向外部成圆锥形地汇聚。换言之，滚珠滚道相对于轴线G倾斜。

承载环8具有支承部分82，支承部分82在轴线G的方向上朝向彼此轴向地指向并且在所示示例中直接彼此抵靠，使得承载环8在轴线G的方向上直接彼此支承。

承载环8优选地构造为已成型的片材金属部件、特别优选地构造为由钢片材制成的经冲压/冲孔的部件。为了连接至齿轮7，承载环8由螺纹元件58的塑料材料包覆模制，并且承载环8除了在端部侧部处向外暴露的承载面81之外以物质与物质结合和形状配合的方式被嵌入于毂元件71中。

承载面81形成滚珠承载组件的内环，该滚珠承载组件包括滚珠91，该滚珠91以可旋转的方式保持在滚珠保持架92中并且布置成能够在承载面81的所述滚珠滚道与外承载环93中的相应的滚珠滚道之间的轴向承载间隙中滚动。外承载环93当被从齿轮7观察时于两个端部侧部处相对于外部而轴向地支承在反向承载件94上。

在根据图16的实施方式中，包括毂元件71和齿72的齿轮7由塑料材料通过注射模制而制造成与螺纹元件58成一体。

在图17中图示了穿过第四实施方式中的螺纹主轴52和主轴螺母51的纵向截面。根据本发明的螺纹主轴52具有优选地由钢制成的中空的带波纹的芯部元件57，在该芯部元件57上以不可释放的方式同轴地附接有螺纹元件58，所述螺纹元件58具有带有螺旋环绕的螺纹齿581的外螺纹并且潜在地通过塑料注射模制而包覆模制。

在穿过螺纹主轴轴线G的该纵向截面中可以容易地看出，芯部元件57具有交替布置的凸形部分和凹形部分。此处，芯部元件57具有螺旋环绕的槽586和螺旋环绕的突起585。螺纹齿581优选地具有节距，其中，螺纹齿581的节距各自与环绕的槽586的节距相同或者与环绕的突起585的节距相同。此处，螺纹齿581优选地构造在螺纹元件58中的螺旋环绕的突起586的区域中。换言之，螺纹齿581和环绕的突起布置成相互同步。槽586和突起585形成形状配合元件，该形状配合元件在包覆模制时嵌入螺纹元件58的塑料材料中并且产生在轴向方向和周向方向上的形状配合式的连接。因此可以提供特别稳定和具有刚性的组件。

在图18的立体图中图示了根据图17的芯部元件57，其中，芯部元件57具有螺旋环绕的槽586和螺旋环绕的突起585。环绕的槽586和环绕的突起585优选地以使得所述槽586和所述突起585形成根据DIN40400的爱迪生螺旋配合(灯泡配合)的方式构造。

图19示出了在第五实施方式中的沿着螺纹主轴轴线G穿过调节驱动器5的螺纹主轴52和主轴螺母51的纵向截面。该实施方式示出了类似于根据图17的实施方式的浸入式主轴机构的改进方案，其中，螺纹主轴52具有带有内螺纹521的螺纹衬套520，在该内螺纹521中拧入有第二螺纹主轴522，所述第二螺纹主轴522在其自由端部处能够连接至紧固元件54，如从图13和图14的实施方式中已知。

内螺纹521构造在由塑料材料形成的螺纹衬套520中，该螺纹衬套520被注射模制在芯部元件57中。此处，内螺纹521的螺纹齿构造成与槽586是同步的，其中，槽586由此当被从内部观察时相对于内螺纹521而言形成突起。换言之，芯部元件57的外部壳面上的槽在内部壳面上形成突起，或者芯部元件57的外部壳面上的突起在内部壳面上形成槽。

附图标记列表

1 转向柱

2 支承单元

21 紧固装置

22、23 枢转承载件

3 致动单元

31 套管

32 转向主轴

33 紧固部分

34 传动元件

4 套壳单元

41 致动杆

42 通道开口

5、6 调节驱动器

51、61 主轴螺母

52、62螺纹主轴

520 螺纹衬套

521 内螺纹

522 螺纹主轴

53、63 承载壳体

54 紧固元件

541 紧固孔

542 紧固销

55、65 驱动马达

56、66蜗杆

57 芯部元件

571 止动元件

58 螺纹元件

580 止动元件

581 螺纹齿

582 扁平部

583 润滑剂凹部

584 形状配合元件

59 预加载元件

591 弹簧元件

7 齿轮

71 毂元件

72 齿

73 连接部分

74 内螺纹

8 承载环

81 承载面(滚珠滚道)

91 滚珠

92 滚珠保持架

93 外承载环

94 反向承载件

L 纵向轴线

H 高度方向

G 螺纹主轴轴线。

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的转向柱(1)的调节驱动器(5)，所述调节驱动器(5)包括螺纹主轴(52)和驱动马达(55)，所述螺纹主轴(52)通过外螺纹接合在主轴螺母(51)中，所述驱动马达(55)以使得所述螺纹主轴(52)和所述主轴螺母(51)能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至所述螺纹主轴(52)或所述主轴螺母(51)，

其特征在于，

所述螺纹主轴(52)具有芯部元件(57)，所述芯部元件(57)至少部分地由螺纹元件(58)以固定的方式同轴地围绕，所述螺纹元件(58)由塑料材料构造并且包括所述外螺纹；所述螺纹元件(58)具有至少一个预加载元件(59)，所述至少一个预加载元件(59)关于所述主轴螺母(51)的螺纹匝而被弹性预加载。

2.根据权利要求1所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述螺纹元件(58)构造成呈套筒形状并且设置在所述芯部元件(57)上。

3.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)上的所述螺纹元件(58)通过注射模制而包覆模制。

4.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)由金属材料构造。

5.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)的材料具有比所述塑料材料更高的热传导性。

6.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)具有至少一个形状配合元件(584)，所述至少一个形状配合元件(584)以形状配合的方式连接至所述螺纹元件(58)。

7.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，

齿轮(7)至少部分地与所述螺纹元件(58)共同构造。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述预加载元件(59)具有至少一个弹簧元件(591)，所述至少一个弹簧元件(591)在所述螺纹元件(58)上构造成在所述外螺纹的螺旋环绕的螺纹匝中突出。

9.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)构造成至少部分地呈管状。

10.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述螺纹主轴(52)具有内螺纹(521)。

11.根据权利要求10所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述内螺纹(521)构造在所述芯部元件(57)中或构造在所述螺纹元件(58)中。

12.根据前述权利要求1-2中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯部元件(57)或所述螺纹元件(58)具有止动元件(571、580)。

13.一种用于机动车辆的转向柱(1)，所述转向柱(1)具有支承单元(2)，所述支承单元(2)能够附接至车身，并且通过所述支承单元(2)保持有致动单元(3)，在所述致动单元(3)中以可旋转的方式安装有转向主轴(32)，并且所述转向柱(1)具有调节驱动器(5)，所述调节驱动器(5)包括螺纹主轴(52)和驱动马达(55)，所述螺纹主轴(52)通过外螺纹接合在主轴螺母(51)中，所述驱动马达(55)以使得所述螺纹主轴(52)和所述主轴螺母(51)能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至所述螺纹主轴(52)或所述主轴螺母(51)，其中，所述调节驱动器(5)具有至少一个联接部分(54)，所述至少一个联接部分(54)连接至所述支承单元(2)或所述致动单元(3)，

其特征在于，

所述螺纹主轴(52)是根据权利要求1至12中的任一项中所述的螺纹主轴。

14.一种用于生产权利要求1-12中任一项所述的调节驱动器的方法，所述调节驱动器包括螺纹主轴和驱动马达，所述螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，所述驱动马达以使得所述螺纹主轴(52)和所述主轴螺母(51)能够被驱动成相对于彼此旋转的方式联接至所述螺纹主轴(52)或所述主轴螺母(51)，其中，所述螺纹主轴具有至少一个联接部分，所述方法包括以下步骤：

-提供芯部元件；

-将由塑料材料制成的螺纹元件附接至所述芯部元件以形成螺纹主轴；

-将所述螺纹主轴拧入到所述主轴螺母中。

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