CN113260550B - 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可马达调节的转向柱(1)，转向柱包括可以附接至车身的支承单元(3)，并且通过支承单元保持有致动单元(3)，在致动单元中以能够绕纵向轴线(L)旋转的方式安装有转向主轴(31)，并且转向柱包括连接至支承单元(2)以及致动单元(3)的调节驱动器(4)，并且致动单元(3)能够通过调节驱动器而相对于支承单元(2)调节，其中，调节驱动器(4)具有接合到主轴螺母(45)中的螺纹主轴(44)以及驱动单元(41)，螺纹主轴(44)可以通过驱动单元而被相对于主轴螺母(45)旋转地驱动。为了实现紧凑的设计和更大的设计自由度以利用可用的安装空间，本发明提出，驱动单元(41)连接至传动单元(42)，该传动单元能够经由挠性驱动器连接件(43)而相对于驱动单元(41)在空间上移位。

Description

用于机动车辆的转向柱

现有技术

本发明涉及用于机动车辆的转向柱，该转向柱可以由马达调节，该转向柱包括支承单元，该支承单元可以附接至车身并且通过该支承单元保持有致动单元，在该致动单元中以使得转向主轴可以绕纵向轴线旋转的方式安装有转向主轴，并且转向柱包括调节驱动器，该调节驱动器连接至支承单元并连接至致动单元，并且致动单元可以通过调节驱动器而被相对于支承单元调节，调节驱动器具有螺纹主轴和驱动单元，螺纹主轴接合到主轴螺母中，螺纹主轴可以通过驱动单元而被相对于主轴螺母旋转地驱动。

用于机动车辆的转向柱具有转向轴，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转向主轴的面向驾驶员的后(在行驶方向上)端部。转向主轴安装成使得转向主轴可以在致动单元中绕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。鉴于致动单元的内套管(下文中也简称为套管)被接纳成使得该内套管可以在套壳单元(也称为引导箱、外套管或摆臂)中沿纵向轴线的方向以可伸缩的方式移位的事实，可以进行纵向调节。鉴于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的事实，可以实现竖向调节。对致动单元在纵向和/或竖向方向上的调节使得可以相对于处于操作位置(也称为驾驶或操作位置)中的驾驶员位置而言设定其中可以进行手动转向干预的在人体工程学上舒适的方向盘位置。

在现有技术中已知的是，提供一种带有驱动单元的机动调节驱动器，该驱动单元用于将致动单元相对于支承单元调节，该驱动单元包括电致动马达，该电致动马达通常经由齿轮机构连接至包括螺纹主轴的主轴驱动器，该螺纹主轴拧入到主轴螺母中。通过驱动单元，螺纹主轴和主轴螺母可以相对于彼此绕螺纹主轴轴线旋转地驱动，因此，根据旋转方向，螺纹主轴和主轴螺母可以以平移的方式朝向彼此或远离彼此移动。在一个被称为旋转式主轴驱动器的实施方式中，螺纹主轴可以通过驱动单元而被绕螺纹主轴的螺纹主轴轴线旋转地驱动，该驱动单元以固定的方式连接至致动单元或支承单元，并且所述螺纹主轴接合到主轴螺母中，该主轴螺母以相对于绕螺纹主轴轴线的旋转而言固定的方式附接至支承单元或致动单元。螺纹主轴沿螺纹主轴轴线的方向被支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母相应地被支承在致动单元或支承单元上，因此，螺纹主轴的旋转驱动引起支承单元和致动单元相对于彼此的平移调节。在一个被称为柱塞式主轴驱动器的替代性实施方式中，螺纹主轴以使得螺纹主轴不能相对于绕其螺纹主轴轴线的旋转而旋转的方式联接至支承单元或致动单元，并且主轴螺母以使得主轴螺母可以旋转但在螺纹主轴轴线的方向上固定的方式相应地安装在致动单元或支承单元上。如在第一实施方式中那样，螺纹主轴沿螺纹主轴轴线的方向被支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母相应地被支承在致动单元或支承单元上，因此，螺纹主轴可以通过驱动单元以平移的方式沿螺纹主轴轴线的方向移位。在两个实施方式中，主轴驱动器形成了在支承单元与致动单元之间作用的机动调节驱动器，并且通过该机动调节驱动器，致动单元可以相对于支承单元而被调节以实现调节目的。

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以能够轴向地纵向移位的方式接纳该套管的套壳单元之间可以布置有调节驱动器的主轴驱动器，并且该主轴驱动器连接至支承单元，并且螺纹主轴轴线可以定向成大致平行于纵向轴线。

为了进行竖向调节，在支承单元与以能够竖向枢转的方式安装在该支承元件上的致动单元之间可以布置有主轴驱动器。机动纵向调节装置和机动竖向调节装置可以单独地或组合地构造在转向柱上。

在现有技术中，DE 195 24 196C1描述了一种转向柱，在这种转向柱的情况下，调节驱动器的包括驱动马达、齿轮机构和主轴螺母的驱动单元附接至套壳单元，并且螺纹主轴作用在致动单元的套管上，该套管可以相对于螺纹主轴而被以可伸缩的方式调节。

DE 10 2011 083 190 A1公开了一种类似的布置结构，在该布置结构的情况下，由驱动马达和齿轮机构形成的驱动单元同样附接至与支承单元连接的套壳单元上。

这些已知实施方式的缺点是，调节驱动器在致动单元的区域中需要相对较大的安装空间，因此，适应于车辆中可用的安装空间的结构可能性是有限的。

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种改进的转向柱，该改进的转向柱使紧凑的设计和更大的结构自由度成为可能，以便利用可用的安装空间。

发明内容

根据本发明，所述目的通过本发明的转向柱来实现。

根据本发明，在用于机动车辆的转向柱的情况下，该转向柱可以由马达调节，该转向柱包括支承单元，该支承单元可以附接至车身并且通过该支承单元保持有致动单元，在该致动单元中以使得转向主轴可以绕纵向轴线旋转的方式安装有转向主轴，并且转向柱包括调节驱动器，该调节驱动器连接至支承单元并连接至致动单元，并且致动单元可以通过调节驱动器而被相对于支承单元调节，调节驱动器具有螺纹主轴和驱动单元，螺纹主轴接合到主轴螺母中，螺纹主轴可以通过驱动单元而被相对于主轴螺母旋转地驱动，所提供的是，驱动单元经由挠性的驱动连接件连接至齿轮单元，该齿轮单元可以相对于驱动单元在空间上移动。

相比于现有技术，在现有技术的情况下，齿轮机构以刚性且在空间上不可改变的方式在结构上固定至驱动单元，在本发明的情况下，驱动单元和齿轮单元在空间上和结构上彼此分开。驱动单元形成可以包括驱动马达和可选的齿轮机构的第一组件，并且齿轮单元形成第二组件，该第二组件与第一组件分开并且可以具有连接至主轴螺母或螺纹主轴的齿轮以及另外的齿轮机构构件。为了驱动扭矩的传递，根据本发明在驱动单元的输出端与齿轮单元的输入端之间使用了在空间上可移动的、挠性的驱动连接件。该驱动连接件包括扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造成在空间上具有弹性并且是可移动的，使得驱动单元与齿轮单元之间的空间取向的变化可以通过线性移位和/或三维空间中的倾斜来补偿。

本发明的一个优点产生于下述事实：分开的齿轮单元具有与现有技术中的驱动单元相比明显更小的尺寸。因此，齿轮单元即使在紧密的空间条件和少量的本地可用安装空间的情况下也可以安装在例如支承单元或与支承单元连接的套壳单元上。通过关于驱动连接件的长度和行程的相应配置，驱动单元可以根据本发明以与齿轮单元在空间上远隔的方式定位。该定位优选地可以在安装空间内的在空间上不那么关键的区域中进行。这导致更大的结构设计自由度，并且可以以改进的方式利用可用的安装空间。

齿轮单元可以与致动单元同步地移动。在调节的情况下，致动单元相对于固定在车身上的支承单元在空间上移动。齿轮单元可以例如通过与致动单元的直接或间接连接而相对于致动单元在空间上固定，因此齿轮单元在调节的情况下与致动单元同步地移动。

另外的优点产生于下述事实：驱动连接件在空间上是可变的并且可以以独立于驱动单元和齿轮单元的限定的、对准的取向的方式传递扭矩。因此，简化了安装并且提高了操作可靠性。此外，驱动单元和齿轮单元可以安装在功能部件上，这些功能部件在转向柱的操作期间、例如在对转向柱进行设置的情况下或者在发生碰撞的情况下、在转向柱因从外部作用的较大的力而被压缩的情况下相对于彼此运动。

此外，调节驱动器可以以有利的方式具有模块化的设计。例如，不同类型构型的驱动单元、例如具有不同驱动扭矩或驱动速度的驱动单元的可以与特别地适合于相应的应用并且例如具有不同的齿轮比的齿轮单元组合或者构造成用于柱塞式主轴驱动器或旋转式主轴驱动器。驱动连接件同样可以例如在长度、直径、弯曲半径或挠性、可传递的转矩以及允许的转速等方面而言以特定于应用的方式适配。

齿轮单元优选地具有齿轮单元壳体，齿轮被至少部分地接纳在该齿轮单元壳体中，驱动单元具有驱动单元壳体，在该驱动单元壳体中至少部分地接纳驱动马达的至少一个部件，齿轮单元壳体和驱动单元壳体彼此间隔开、特别是以使得齿轮单元壳体和驱动单元壳体彼此不发生接触、即使得齿轮单元壳体和驱动单元壳体不以发生接触的方式彼此承靠的方式彼此间隔开。齿轮单元壳体与驱动单元壳体之间的间距优选地为至少1cm。

驱动马达优选地包括作为第一部件的定子和作为第二部件的可以相对于的定子旋转的转子。

为了实现挠性的驱动连接，可以使用可以补偿空间和/或角度偏移的轴装置、例如可以使用可以具有偏移补偿联接件的铰接轴，偏移补偿联接件比方说例如为十字滑块联接件、万向节或等速万向节和/或花键轴连接件或其他用于长度补偿的连接件。

一个有利实施方式是，挠性驱动连接件具有挠性轴。此处，可以在三维空间中自由弯曲的长形轴芯用作扭矩传递元件，长形轴芯例如呈由弹簧钢丝制成的螺旋弹簧的形式，类似于速度计轴。例如借助于多边形轮廓件、优选地正方形轮廓件，轴芯经由适合的连接凸缘在输出侧连接至驱动单元并且在输入侧连接至齿轮单元。为了防止外部影响，轴芯可以布置在同样能够自由弯曲的带波纹的软管中。挠性轴可以以较低的复杂性制造有不同的长度。因此，可以以简单的方式适应于转向柱的特定应用和不同设计。

齿轮单元优选地可以包括齿轮，该齿轮固定地连接至主轴螺母或螺纹主轴，以便与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转并且可以通过驱动连接件而被旋转地驱动。在柱塞式主轴驱动器的情况下，构造为正齿轮、锥齿轮或蜗轮的齿轮可以以扭矩传递的方式连接至主轴螺母，螺纹主轴啮合到主轴螺母中，并且主轴螺母被轴向地、即沿螺纹主轴轴线的方向支承在齿轮单元上。螺纹主轴优选地沿螺纹主轴轴线的方向完全穿透主轴螺母，因此螺纹主轴在两侧从主轴螺母突出。在调节的情况下，经旋转地驱动的主轴螺母根据旋转方向而沿一个方向或沿相反的方向在固定的螺纹主轴上移动。在旋转式主轴驱动器的情况下，螺纹主轴以扭矩传递的方式连接至齿轮并且被轴向地支承在齿轮单元中。

作为替代方案，螺纹主轴或主轴螺母可以在齿轮单元中以扭矩传递的方式直接地连接至驱动连接件。

此外，在齿轮单元中可以安装至少一个中间齿轮，该中间齿轮与齿轮啮合并且以扭矩传递的方式连接至驱动连接件，或者该中间齿轮至少可以通过驱动连接件而被旋转地驱动。中间齿轮例如可以构造为正齿轮或锥齿轮或蜗轮。

在齿轮单元中还可以安装其他齿轮构件例如中间轴或中间齿轮、联接件等。

一个有利改进方案是，齿轮单元包括多级的齿轮机构、即包括至少两级齿轮机构。鉴于齿轮机构具有至少两个齿轮级的事实，因此可以简单且可靠地实现高传动比。这可以配置成用于进行扭矩优化且力优化的传动以及用于将通过驱动单元于输入侧引入到齿轮单元中的驱动扭矩转换为支承单元和致动单元的相对线性调节运动。

至少两个齿轮级优选地具有不同的齿轮机构类型。例如，一个齿轮级可以包括带齿的齿轮机构例如正齿轮机构，而第二齿轮级可以包括蜗轮机构或主轴驱动器，该主轴驱动器具有接合到主轴螺母中的螺纹主轴。通过使用不同的齿轮机构类型，可以对所需的传动特性、尺寸、重量和其他操作要求进行优化调整。

所有的齿轮级优选地可以被接纳在共同的齿轮壳体中。通过将多级的、至少两级的齿轮机构容纳在齿轮壳体中，可以实现在安装空间方面优化的紧凑且有效的设计。

共同的齿轮壳体优选地具有朝向外部封闭的壳体空间，所有齿轮级或至少多个齿轮级可以布置在该壳体空间中。因此，可以构造成填充有润滑剂的被保护且被密封的齿轮装置，该齿轮装置在整个使用寿命期间基本上是免维护的或至少是很少维护的。

齿轮壳体优选地可以以多个件构造，两个或更多个部分的壳体例如在齿轮级插入之后借助于可释放的连接件或不可释放的连接件结合在一起。部分壳体或壳体部分的数目例如可以以根据所使用的齿轮类型等的方式在制造方面进行优化。

驱动单元优选地包括驱动马达，驱动连接件在输出侧连接至该驱动马达。联接至转子的马达轴可以在驱动单元中以扭矩传递的方式联接至驱动连接件，从而例如使得挠性轴的轴芯被以驱动马达的旋转速度而驱动。一个有利修改方案是，驱动单元具有减速齿轮机构，驱动马达在输入侧联接至该减速齿轮机构，而驱动连接件在输出侧联接至该减速齿轮机构。

要通过驱动连接件传递的转矩以及转速可以通过选择驱动单元的减速齿轮机构的减速齿轮比以及在驱动连接件与主轴螺母或螺纹主轴之间的齿轮单元中实现的传动比而被规定并适应于相应的应用。

驱动单元可以具有驱动器壳体。驱动马达可以集成到驱动器壳体中，或者例如可以借助于凸缘连接件而牢固地固定在驱动器壳体上。此外，在驱动器壳体中于驱动马达与驱动连接件之间可以实现有减速齿轮机构、例如可以实现有具有蜗杆的蜗轮机构，该蜗杆连接至马达轴并且与固定地连接至驱动连接件的轴芯的蜗轮啮合以便与该蜗轮一起旋转。

齿轮单元可以具有在结构上与驱动单元分开地构造的齿轮壳体。根据本发明的挠性驱动连接件例如挠性轴在驱动器壳体与齿轮壳体之间延伸。连接至主轴螺母或螺纹主轴的齿轮可以在齿轮壳体中安装成使得该齿轮可以绕主轴轴线旋转但被轴向地固定。与该齿轮啮合且连接至驱动连接件、优选地连接至轴芯的中间齿轮同样可以安装在齿轮壳体中。

此外，齿轮单元可以具有用于连接至支承单元和/或致动单元的紧固装置。紧固装置可以附接至齿轮壳体、或者构造在齿轮壳体上、或者可以与齿轮壳体相互作用。

可以提供的是，致动单元具有套壳单元，在该套壳单元中以使得套管可以在纵向轴线的方向上可伸缩地调节的方式接纳有套管(也称为内套管)，转向主轴安装在该套管中。套壳单元连接至支承单元，并且套壳单元沿纵向轴线的方向抵靠支承单元而被支承。套管可以相对于套壳单元而被可伸缩地调节，以便进行纵向调节。

为了实现根据本发明的用于在套壳单元与套管之间有效地进行纵向调节的调节驱动器，齿轮单元优选地可以附接至套壳单元，并且主轴驱动器的可以相对于套壳单元以平移的方式移动的部分可以连接至套管。因此，套管可以如致动单元的一部分那样被相对于支承单元调节，该支承单元将套壳单元沿纵向轴线的方向抵靠车身来支承。

本发明的一个有利实施方式提供，在齿轮单元与支承单元之间布置有能量吸收装置。

能量吸收装置用于在发生碰撞的情况下提高乘员的安全性。在发生碰撞的情况下，由撞击方向盘的身体在致动单元上施加了较大的力，该力沿螺纹主轴轴线的方向作用在纵向调节装置的调节装置的主轴驱动器上。这种所谓的碰撞力经由主轴驱动器传递至支承单元。例如在开始处提到的DE 195 24 196C1中所描述，通过能量吸收装置可以实现在发生碰撞的情况下的动能的受控耗散，该能量吸收装置布置在致动单元与支承单元之间。此处，在通过碰撞力引起驱动单元相对于支承单元或相对于连接至支承单元的套壳单元移位的情况下的动能可以被吸收并且可以被转化为摩擦能和/或变形能。根据预定义的能量吸收特性，优选地沿着转向柱的移位路径实现以限定方式规定的渐进式能量吸收，该移位路径大致对应于调节驱动器的调节行程。

根据本发明，在发生碰撞的情况下，调节驱动器不像现有技术中那样以其整体相对于支承单元移动或者也不像比如在同样已于开始处提到过的DE 10 2011 083 190 A1中的其他已知的实施方式中那样仅螺纹主轴或主轴螺母移动，而是仅分开的齿轮单元相对于支承单元运动。结合在齿轮单元与支承单元之间的能量吸收装置确保根据预定义的能量吸收特性沿着齿轮单元相对于支承单元的预定移位行程而进行能量吸收，该移位行程也称为碰撞行程。

在套壳单元与齿轮单元之间构造有用于在纵向轴线的方向上吸收能量的能量吸收装置。通过套管经由螺纹主轴在齿轮单元上施加的碰撞力引起齿轮单元沿着套壳单元在碰撞行程上运动，从而使动能被吸收。

相对于在发生碰撞的情况下也移动的驱动单元而言的优点在于较小的移动质量、以及在碰撞行程上由齿轮单元穿过的较小的空间区域。

在发生碰撞的情况下齿轮单元相对于驱动单元的运动由于挠性驱动连接件而不会明显受损。

能量吸收装置可以具有至少一个能量吸收元件，所述至少一个能量吸收元件可以在齿轮单元相对于支承单元沿螺纹主轴的方向移动的情况下塑性地变形。能量吸收元件(也被同义地称为碰撞元件)作为变形元件布置在于碰撞情况下发生在齿轮单元与支承单元之间、优选地在调节驱动器进行纵向调节的情况下发生在齿轮单元与支承单元之间的碰撞力的力流中。这将在预定的变形行程中引入到套壳单元与齿轮单元之间的动能转换成能量吸收元件的塑性变形。因此，实现了在变形行程上被均衡的制动或在结构上预定的制动。

在能量吸收装置中，为了能量吸收，槽(所谓的碰撞槽)可以通过在发生碰撞的情况下于该槽中沿着该槽移动的变形构件而在该槽的长度上被塑性地加宽，该变形构件例如为相对于碰撞槽具有过大尺寸的芯棒。在替代性设计中，变形元件例如可以具有在致动单元相对于支承单元的移位行程上连续地塑性弯曲的弯曲凸片、或者作为通过在碰撞情况下的相对运动而被切断的撕裂凸片、或者具有经组合的弯曲/撕裂凸片。能量吸收也可以以另外的方式进行，例如通过利用移动的凿子等对碰撞元件进行切割。

在一个有利实施方式中提供的是，齿轮单元具有变形构件，在齿轮单元相对于支承单元运动的情况下，能量吸收元件可以通过该变形构件发生塑性变形。变形构件可以包括芯棒，该芯棒从齿轮元件突出、例如突出在齿轮壳体的外侧，该芯棒沉入到在主轴轴线的方向上为长形的碰撞槽中。芯棒的横截面宽于碰撞槽，该碰撞槽相对于支承单元固定并且例如构造在固定于套壳单元上的能量吸收元件中。作为替代方案，齿轮单元可以具有一种砧座，在发生碰撞的情况下，能量吸收元件通过该砧座而被塑性压缩或拉伸。同样可以想到的是，变形构件具有贯通开口，在发生碰撞的情况下，变形条带可以利用塑性变形而被拉动穿过该贯通开口。

有利的是，能量吸收装置具有引导装置，在发生碰撞的情况下，齿轮单元可以在该引导装置中沿着该引导装置滑动。引导装置例如可以包括轨道、例如长形的U形异型件，该轨道可以平行于纵向轴线紧固至套壳单元，并且齿轮单元在正常操作期间被保持于该轨道中并且可以在发生碰撞的情况下在该轨道中沿着该轨道滑动。

能量吸收元件可以构造在齿轮单元与引导装置之间。齿轮单元例如可以在齿轮壳体上具有突出的芯棒，该芯棒沉入到以U形异型件构造的碰撞槽中。芯棒具有多种功能，即在正常运行期间保持齿轮单元、以及在发生碰撞的情况下引导齿轮单元、以及通过塑性加宽来实现能量吸收。

此外可以提供的是，能量吸收装置具有切换装置，位于齿轮单元与支承单元之间的至少一个能量吸收元件可以通过该切换装置而联接或断开联接。能量吸收能力(所谓的碰撞水平)可以根据需要通过切换装置来降低或提高。为此，位于齿轮单元与支承单元之间的一个或更多个能量吸收元件可以借助于例如包括热释电致动器(所谓的热释开关)的开关元件而联接或断开联接，并因此可以被启用或停用。在能量吸收装置中例如可以设置有多个芯棒，这些芯棒可以选择性地借助于热释开关而与一个或更多个碰撞槽接合或脱离接合，或者，具有用于使不同的碰撞槽加宽的不同横截面的芯棒可以被启用或停用。

在齿轮单元与支承单元之间可以布置有断裂元件。断裂元件例如可以构造为剪切销并且可以在正常运行期间将齿轮单元相对于支承单元固定。断裂元件仅在超过仅在碰撞情况下才出现的高的力阈值时才断裂，并且断裂元件释放齿轮单元和支承单元的相对运动，从而使能量吸收装置起作用。

附图说明

在下文中将基于附图对本发明的有利实施方式进行更详细地说明，在附图中，详细地：

图1以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱，

图2以从相反的一侧观察的示意性立体图示出了根据图1的转向柱，

图3以从下方观察的示意性立体图示出了根据图1的转向柱，

图4示出了根据图1的转向柱的处于打开状态的齿轮单元的详细视图，

图5以示意性立体图示出了根据图1的处于部分分解状态的转向柱，

图6以平面图示出了根据图1的处于正常操作状态的转向柱，

图7以平面图示出了根据图6的处于发生碰撞后的状态(碰撞状态)的转向柱，

图8示出了第二实施方式中的处于正常操作状态的能量吸收装置的如图6中所示的放大细节图，

图9示出了第三实施方式中的处于正常操作状态的能量吸收装置的如图6中所示的放大细节图，

图10示出了根据图9的的能量吸收装置在发生碰撞之后(处于碰撞状态)的视图，

图11示出了第四实施方式中的处于正常操作状态的能量吸收装置的如图6中所示的放大细节图，

图12示出了穿过替代性实施方式中的能量吸收装置的示意性纵向截面。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部分始终具有相同的附图标记，并且因此通常在每种情况下被命名或提及仅一次。

图1、图2和图3以从倾斜左上方(图1)和从倾斜右上方(图2)以及从下方(图3)朝向如沿车辆(未示出)的行驶方向观察的后端部的示意性立体图示出了根据本发明的转向柱1。

转向柱1包括支承单元2，该支承单元2可以经由紧固孔21附接至车身(未示出)。通过支承单元2保持有致动单元3，在该致动单元3中以使得转向主轴31可以绕纵向轴线L旋转的方式安装有转向主轴31。致动单元3于纵向轴线L的方向上被支承在支承单元2上。转向主轴31在相对于行驶方向的后端部处设置有用于附接方向盘(在此未示出)的紧固部段32。

致动单元3具有套壳单元33，该套壳单元33安装成使得套壳单元33可以相对于支承单元2枢转，因此紧固部段32可以在竖向方向H上调节以便进行竖向调节。

套管34(也称为内套管或内部套管)可以在套壳单元33中沿纵向方向、即沿纵向轴线L的方向以可轴向伸缩的方式调节，以实现纵向调节，如通过双箭头所指示。

为了进行纵向调节，设置有根据本发明的调节驱动器4，该调节驱动器4包括驱动单元41和齿轮单元42，驱动单元41和齿轮单元42在空间上彼此分开并且通过呈挠性轴43的形式的挠性驱动连接件彼此连接。

驱动单元41包括电动马达411，该电动马达411在输入侧上通过凸缘连接至减速齿轮机构412。在输出侧上，挠性轴43的可旋转轴芯联接至减速齿轮机构412。驱动单元41紧固至套壳单元33并且以此方式至少在纵向轴线L的方向上固定地连接至支承单元2。

齿轮单元42具有齿轮壳体421，该齿轮壳体421在图4的视图中被部分地省略，以便提供内部的视图。

调节驱动器4构造为具有螺纹主轴44的所谓的柱塞式主轴驱动器，该螺纹主轴44以螺纹主轴44的主轴轴线S平行于纵向轴线L延伸，并且该螺纹主轴44以将螺纹主轴44固定成抵抗相对于纵向轴线L的相对旋转的方式连接至套管34。

螺纹主轴44拧入到主轴螺母45中，该主轴螺母45同轴地连接至齿轮46，该齿轮46以使得齿轮46能够绕主轴轴线S旋转的方式安装在齿轮单元42中。未详细示出的主轴螺纹也可以构造在齿轮46中，由此主轴螺母45因此具有一体的构型。

中间齿轮47具有与齿轮46相对应的齿系统并且中间齿轮47安装在齿轮单元42中，由此中间齿轮47与齿轮46啮合。中间齿轮47以扭矩传递的方式联接至挠性轴43。

在齿轮单元42与套壳单元33之间布置有能量吸收装置5，在图5的图示中可以看到该能量吸收装置5的功能元件，在图5中，包括齿轮单元42和螺纹主轴44的主轴驱动器以将该主轴驱动器相对于纵向轴线L横向地分解的方式示意性地示出。

能量吸收装置5包括长形的、U形的引导异型件51，该引导异型件51借助于螺钉平行于纵向轴线L侧向于支承单元2而固定。如在图1、图3和图4中可以看到的，齿轮单元42保持在引导异型件51的U形臂部之间。

为了实际的能量吸收，引导异型件51具有碰撞槽52，该碰撞槽52在纵向轴线L的方向上是长形的。在每种情况下，呈芯棒53的形式的一个变形构件沉入到碰撞槽52中的每个碰撞槽中，如在图6和图8的详细视图中可以清楚地看到。

每个芯棒53具有的横截面的宽度大于相应的碰撞槽52的槽宽度。

在正常操作状态下、即在碰撞情况发生之前，芯棒53位于碰撞槽52的后端部处，如图6中所示。

在齿轮单元42与套壳单元33之间可以布置有呈剪切螺栓54的形式的断裂元件，该剪切螺栓54穿过齿轮壳体421中的紧固开口422以形状配合锁定的方式固定在引导异型件51中的相应的开口512中。

如果在发生碰撞的情况下有较大的碰撞力F沿纵向轴线的方向向前作用在如图6中所示的转向主轴31上，则所述碰撞力经由套管34和被支承在套管34上的螺纹主轴44、主轴螺母45和齿轮46而传递至齿轮单元42。如果碰撞力F超过预定极限值，则剪切螺栓54断裂。然后，齿轮单元42通过碰撞力F而沿着引导异型件51移动，如图7中通过齿轮单元42上的箭头所指示。此处，套管34、转向主轴31、螺纹主轴44和齿轮单元42随着对能量的吸收而相对于引导异型件51、套壳单元33和驱动单元41移动。

通过在发生碰撞的情况下的相对运动，芯棒53在碰撞槽52中一起移动，由此所述碰撞槽52随着对动能的吸收而逐渐塑性地加宽。在该过程中加宽的部段52a可以在图7中看到。

从图6和图7中可以看出，驱动单元41相对于套壳单元33和支承单元2保持在其位置中。在发生碰撞的情况下的相对运动引起挠性轴43的变形并因此引起挠性轴43的屈曲，因此实际上不会削弱齿轮单元42的用于能量吸收的相对运动。因此，在发生碰撞的情况下，齿轮单元42可以相对于驱动单元41移位。

图8示出了第二实施方式，在第二实施方式的情况下，碰撞槽52以形成楔形的方式朝向其前端部52b(朝向附图中的右侧)渐缩。因此，在发生碰撞的情况下，加宽所需的变形功沿着齿轮单元42相对于套壳单元33的碰撞行程增加，由此实现了渐进的能量吸收特性。此处，碰撞槽52具有侧壁，所述侧壁优选地以形成楔形的方式以小于或等于10°的角度会聚。

图9和图10示出了第三实施方式，该第三实施方式具有在U形异型件51的臂部中相邻地延伸的两个碰撞槽52。尽管所述两个槽52的外部外边缘平行地延伸，但是内部边缘界定了腹板55，该腹板55以形成楔形的方式朝向后方渐缩，并且该腹板55在发生碰撞情况之后于加宽部段52a中塑性地变形，如图10中所示。此处，设置有两个芯棒53，所述芯棒彼此间隔开，并且腹板55布置在这些芯棒之间。在发生碰撞的情况下，芯棒53相对于引导异型件51的腹板55移位，芯棒53移动经过所述腹板55，并且所述腹板55在此过程中发生塑性变形。这可以从图10特别清楚地看出，在这种情况下，腹板55的一部段发生变形。

图11中所示的第四实施方式与图8中所示的实施方式的不同之处在于，设置有附加的第二芯棒56，该第二芯棒56具有比第一芯棒53更小的横截面。鉴于第一芯棒53可以借助于烟火致动器(未示出)而选择性地从碰撞槽52移除的事实，因此仅第二芯棒56是激活的。由于第二芯棒56的较小的横截面，因此对于穿过碰撞槽52而言所必须施加的变形功的量更小。以此方式，可以通过停用第一芯棒53来设定较低的碰撞水平。以此方式，可以以简单的方式产生两个不同的碰撞水平。

图12示意性地示出了穿过能量吸收装置5的纵向截面。由此明显的是，在齿轮单元42与套壳单元33之间可以布置有呈弯曲条带57的形式的附加的或替代性的能量吸收元件。弯曲条带57通过入口侧臂部571而沿主轴轴线S的方向钩在构造于齿轮单元42上的驱动件423的后方。另外的出口侧臂部572经由大致U形的弯曲部573连接至第一臂部571，并且该出口侧臂部572在纵向轴线L的方向上抵靠引导异型件51或套壳单元33上的抵接部513而被支承。

如果在发生碰撞的情况下齿轮单元42相对于套壳单元33在纵向轴线L的方向上沿前向方向(朝向图中的右侧)移位，则臂部572的连续塑性变形发生在随后被行进通过的弯曲部573中。因此，碰撞能量同样被连续地吸收。臂部572的尺寸可以在臂部572的纵向范围内变化。

替代性地或组合地，能量吸收装置5可以具有下述各者的不同布置结构：弯曲条带57、接合到碰撞槽52中的芯棒53、56、以及使得可以将动能通过转化为变形以及摩擦而吸收的其他能量吸收装置。

为了进行竖向调节，可以设置有第二调节驱动器7，该第二调节驱动器7可以在图2中看到，并且第二调节驱动器7在所示的示例中构造为常规的旋转式主轴驱动器。此处，主轴螺母71——该主轴螺母71可以以平移的方式移位，并且，能够旋转地驱动的螺纹主轴72接合到该主轴螺母71中——铰接在调节杆73上，该调节杆73以使得调节杆73可以沿竖向方向H枢转的方式插入在套壳单元33与支承单元2之间。调节驱动器7原则上也可以在偏离附图的情况下构造成类似于根据本发明的第一调节驱动器4。

附图标记列表

1 转向柱

2 支承单元

21 紧固孔

3 致动单元

31 转向主轴

32 紧固部段

33 套壳单元

34 套管

4 调节驱动器

41 驱动单元

411 马达

412 减速齿轮机构

42 齿轮单元

421 齿轮壳体

422 紧固开口

423 驱动件

43 挠性轴

44、72 螺纹主轴

45、71 主轴螺母

46 齿轮

47 中间齿轮

5 能量吸收装置

51 引导异型件

512 开口

513 抵接部

52 碰撞槽

52a 加宽部段

52b 前端部

53、56 芯棒

54 剪切螺栓

55 腹板

57 弯曲条带

571 臂部

572 臂部

573 弯曲部

7 调节驱动器

73 调节杆

L 纵向轴线

H 竖向方向

S 主轴轴线

F 碰撞力

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的转向柱(1)，所述转向柱(1)能够由马达调节，所述转向柱(1)包括支承单元(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)中以使得转向主轴(31)能够绕纵向轴线(L)旋转的方式安装有所述转向主轴(31)，并且所述转向柱(1)包括调节驱动器(4)，所述调节驱动器(4)连接至所述支承单元(2)并连接至所述致动单元(3)，并且所述致动单元(3)能够通过所述调节驱动器(4)而被相对于所述支承单元(2)调节，

所述调节驱动器(4)具有螺纹主轴(44)和驱动单元(41)，所述螺纹主轴(44)接合到主轴螺母(45)中，所述螺纹主轴(44)能够通过所述驱动单元(41)而被相对于所述主轴螺母(45)旋转地驱动，

其特征在于，

所述驱动单元(41)经由挠性驱动连接件(43)连接至齿轮单元(42)，所述齿轮单元(42)能够相对于所述驱动单元(41)在空间上移动；所述致动单元(3)具有套壳单元(33)，在所述套壳单元(33)中以使得套管(34)能够在所述纵向轴线(L)的方向上伸缩地调节的方式接纳所述套管(34)，所述转向主轴(31)安装在所述套管(34)中；所述调节驱动器(4)在所述套壳单元(33)与所述套管(34)之间有效地进行纵向调节，所述齿轮单元(42)附接至所述套壳单元(33)，并且主轴驱动器的能够相对于所述套壳单元(33)以平移的方式移动的部分连接至所述套管(34)。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述挠性驱动连接件具有挠性轴。

3.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的转向柱，其特征在于，所述齿轮单元(42)包括齿轮(46)，所述齿轮(46)固定地连接至所述主轴螺母(45)或所述螺纹主轴(44)，以便与所述主轴螺母(45)或所述螺纹主轴(44)一起旋转，并且所述齿轮(46)能够通过所述挠性驱动连接件(43)而被旋转地驱动。

4.根据前述权利要求1-2中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述驱动单元(41)包括驱动马达(411)，所述挠性驱动连接件(43)在输出侧上连接至所述驱动马达(411)。

5.根据前述权利要求1-2中的一项所述的转向柱，其特征在于，在所述齿轮单元(42)与所述支承单元(2)之间布置有能量吸收装置(5)。

6.根据权利要求5所述的转向柱，其特征在于，所述能量吸收装置(5)具有至少一个能量吸收元件(51、52)，所述至少一个能量吸收元件(51、52)能够在所述齿轮单元(42)相对于所述支承单元(2)沿所述螺纹主轴(44)的轴线的方向运动的情况下塑性地变形。

7.根据权利要求6所述的转向柱，其特征在于，所述齿轮单元(42)具有变形构件(53、56、423)，能量吸收元件(51、52)能够通过所述变形构件(53、56、423)而在所述齿轮单元(42)相对于所述支承单元(2)运动的情况下塑性地变形。

8.根据权利要求6至7中的任一项所述的转向柱，其特征在于，所述能量吸收装置(5)具有切换装置，位于所述齿轮单元(42)与所述支承单元(2)之间的至少一个能量吸收元件(52)能够通过所述切换装置而被联接或断开联接。

9.根据前述权利要求1-2中的一项所述的转向柱，其特征在于，在所述齿轮单元(42)与所述支承单元(2)之间布置有断裂元件(54)。

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