CN113993766B - 用于附接到丝杠的耦合元件、丝杠、转轴驱动器和转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耦合元件(5)，该耦合元件具有用于附接到丝杠(4)的容纳区段和用于与转向柱连接的耦合区段(52)，其中耦合区段(52)和容纳区段在轴向上定向。为了实现更经济和更灵活的制造，本发明提出板状基体(50)具有容纳区段和耦合区段(52)，其中容纳区段具有从耦合区段(52)轴向延伸的两个臂(51)，其具有横向于轴向方向相对而置的内侧。

Description

用于附接到丝杠的耦合元件、丝杠、转轴驱动器和转向柱

技术领域

本发明涉及一种耦合元件，该耦合元件具有用于附接到丝杠的容纳区段和用于与转向柱连接的耦合区段，其中耦合区段和容纳区段在轴向方向上定向。本发明的主题还包括具有这种耦合元件的丝杠、具有这种丝杠的转轴驱动器以及具有这种转轴驱动器作为调节驱动器的机动车辆的转向柱。

背景技术

机动车辆的转向柱具有带有转向转轴的转向轴，在该转向轴的在行驶方向上位于后方并面向驾驶员的端部上安装有用于引入驾驶员转向指令的方向盘。转向转轴围绕其纵轴可旋转地安装在调整单元中，该调整单元由车身上的承载单元保持。因为调整单元被容纳在与承载单元连接的外套单元中，该外套单元也被称为引导箱或箱形摇臂，使得调整单元可以在纵轴的方向上伸缩地移动，所以可以进行纵向调节。高度调节可以这样实现，即调整单元或容纳它的外套单元可枢转地安装在承载单元上。调整单元在纵向或高度方向上的调节实现了调整在运行状态下相对于驾驶员的符合人体工程学的舒适方向盘位置，也称为驾驶或操作位置，在该位置可以进行手动转向干预。

在现有技术中已知，为了相对于承载单元调节调整单元，设置具有驱动单元的机动调节驱动器，该驱动单元包括电动伺服电机，该伺服电机通常通过传动装置与转轴驱动器连接，该转轴驱动器包括拧入转轴螺母的丝杠。丝杠和转轴螺母可通过驱动单元相对于彼此围绕轴，即丝杠轴或简称转轴旋转的方式驱动，由此丝杠和转轴螺母可以根据旋转方向在丝杠轴的方向上以平移的方式相互靠近或远离。在一个实施形式中，在围绕其转轴的旋转方面，丝杠与承载单元或者替代性地与调整单元不可旋转地耦合并且转轴螺母是可旋转的，但是相应地在转轴轴线的方向上固定地安装在调整单元上或替代性地在承载单元上。

转轴驱动器以丝杠支撑在承载单元上或调整单元上，并相应地以转轴螺母支撑在调整单元或承载单元上，使得通过驱动单元以围绕转轴轴线转动的方式驱动转轴螺母，丝杠可沿转轴轴线方向平移移动。这种实施方案称为沉入式转轴驱动器(Tauchspindelantrieb)。

转轴螺母的旋转驱动可以引起承载单元和调整单元在转轴轴线的轴向方向上相对于彼此的平移移位。

为了实现调整单元在转向转轴纵轴方向上的纵向调节，在调整单元和以可轴向纵向移动的方式容纳该调整单元的外套单元之间可以设置调节驱动器的转轴驱动器，该外套单元也称为导向箱或箱形摇臂，其与承载单元连接，并且其中转轴轴线可以基本上平行于转向转轴的纵轴定向。为了实现横向于纵轴的高度调节，可以在承载单元和在高度上可枢转地安装在其上的调整单元或其中容纳有调整单元的外套单元之间布置转轴驱动器。机动的纵向和高度调节可以单独地或结合地在转向柱上进行。

为了连接到转向柱的由转轴驱动器移动的部件，丝杠具有耦合元件，该耦合元件例如可以设计为铰接头的形式。在这种构造形式中，耦合元件首先单独制造，然后以抗扭和抗拉的方式连接到丝杠的自由端，例如在现有技术中在DE 10 2017 207 561 A1中针对用于机动车的转向柱的调节驱动器所说明的。单独提供并随后固定在丝杠上的耦合元件在高效和灵活的生产方面是有利的。

作为功能区段，已知的耦合元件具有用于与丝杠的自由端固定连接的容纳区段和用于耦合至转向柱的耦合区段，例如是铰接头，其具有板状的铰接片，其带有横向于转轴轴线延伸的铰接孔，用于铰接连接到外套单元或承载单元。

在现有技术中，已知具有管状或套筒状容纳区段的耦合元件，其从板状耦合区段在转轴轴线的方向上，也同义地称为轴向或转轴方向延伸。形成为管状空心体的套筒状容纳区段虽然能够实现精确装配和牢固连接，但由于所需的成型或改型操作需要相对较高的生产花费，即使以本身高效的制造方法制成压注模制件或挤压模制件。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够更高效和灵活地制造的耦合元件，以及配备有该耦合元件的丝杠、具有这种丝杠的转轴驱动器和用于机动车辆的转向柱，其具有这种转轴驱动器作为调节驱动器。

根据本发明，该目的通过本发明的耦合元件、用于转轴驱动器的丝杠、转轴驱动器和转向柱来实现。根据本发明，还提供了用于高效生产耦合元件的方法。

耦合元件具有用于连接到丝杠的容纳区段和用于与转向柱连接的耦合区段，其中耦合区段和容纳区段在轴向方向上定向，对于该耦合元件，根据本发明设定，板状基体具有容纳区段和耦合区段，其中容纳区段具有从耦合区段沿轴向方向延伸的两个臂(突出部)，其具有横向于轴向方向彼此相对而置的内侧。

板状基体可以优选一件式形成，其中，其一体式地包括容纳区段和耦合区段。由此实现了高效制造、高强度和有利的低结构体积和重量。

臂从耦合区段开始沿轴向方向延伸并且分别具有与耦合区段间隔开并且远离耦合区段定向的自由端。

板状基体可以优选一体式地形成，其中，其包括一体式的容纳区段和耦合区段。由于这一措施，可以进一步改进和简化制造。

例如，铰接头可以优选地通过冲压操作制造。因此，铰接头优选形成为冲压件。

基体优选形成为平面的。根据本发明的两个臂在板平面中基本平行于轴向方向延伸，从而形成一种平叉。“基本平行”始终应理解为相对于轴向偏离理想平行度±10°。丝杠可以固定在臂之间，其在此也平行于轴向方向定向，如下文将进一步解释的。两个臂在轴向方向上从耦合区段彼此相邻地突出，该耦合区段优选在所述板平面中也形成为板状的。为了连接到转向柱，例如连接到引导箱、外套单元、调整单元或承载单元，耦合区段可以具有连接装置，例如横向于转轴轴线贯通的开口或孔，使得形成铰接头。借助于引导穿过的铰接销可以很容易地实现铰接附接。开口可以通过切削操作或分离操作，如冲裁引入。替代地或附加地，通过切削加工或优选非切削加工，可以将形状配合元件引入到耦合区段中，例如凸起、凹陷、折边和卷边、珠缘等。

优选地设定，基体形成为平面的。基体在此平行于板平面延伸。可以通过冲压或精密切削由平面，即平坦的金属板区段有效地进行制造。根据本发明的臂和必要时在耦合区段上的连接装置例如开口等可以在一个制造步骤中制造。基体的厚度表示垂直于板平面的尺寸，该厚度在此优选一直是相等的，并且对应于所述金属板区段的厚度，也就是材料厚度。恒定的厚度也应理解为包括与平均厚度的±10％的厚度偏差。

厚度优选小于或等于10mm，特别优选小于或等于7mm，非常特别优选小于5mm。厚度优选大于或等于2mm。

耦合元件可以优选地具有层叠的层状结构。换言之，耦合元件可以由多个相互连接的叠片形成。叠片优选由各个单独的、优选完全相同的扁条形成。扁条优选具有至少0.1mm的厚度，厚度优选小于等于2mm。叠片彼此牢固地连接，以材料配合的方式，例如通过熔焊、钎焊、胶合等，和/或以形状配合的方式，例如通过彼此啮合或接合的形状配合元件。叠片优选都具有相同的厚度。然而，叠片也可以具有不同的厚度。叠片优选全部由相同材料制成。还可以设想和可能的是，由不同的材料形成叠片并将其彼此连接起来，叠片的各个厚度的总和形成耦合元件的厚度。由于耦合元件的这种设计，可以进一步简化制造并且可以提供模块化构造方式，因为通过根据当前要求简单地改变所使用的叠片的数量，可以由相同的叠片提供相应不同的耦合元件。耦合元件优选由至少两个叠片形成，优选由三个、四个、五个、六个、七个或更多个叠片形成。也可以通过层状结构来缓冲振动。

叠片或扁条优选由金属板形成并且优选通过冲压制造。扁条可以通过材料配合连接例如胶合、熔焊或钎焊彼此连接。通过点焊操作提供连接是特别有利的。替代地或附加地，其可以通过形状配合连接彼此连接，例如通过挤压或铆接。

优选地可以设定，基体的厚度小于臂的内侧之间的横向间距。厚度表示垂直于板平面的尺寸，因此表示臂的厚度，即臂在内部布置在内侧之间的丝杠的圆周方向上的尺寸。横向间距表示内部在内侧之间横向于轴向测量的距离。横向间距与丝杠外径、螺纹公称直径相匹配，使得可以将丝杠插入并固定在其间。臂区域中的总横向尺寸对应于臂之间的横向间距与臂的同样横向于轴向测量的宽度的总和。因此，基体整体具有扁平设计。这实现了板平面内的高刚度和可以通过减小厚度来实现的、横向于板平面的弹性的优点。此外，由臂形成的平叉可以简单地平行于丝杠定向和对齐。

一个实施形式是，至少一个臂具有至少一个从其内侧突出的形状配合元件。这种形状配合元件指向布置在臂之间以进行固定的丝杠的外圆周。这里，优选地在两个臂的相对的内侧上可以形成和布置一个或多个形状配合元件，优选用于产生与丝杠的外螺纹至少在轴向方向上有效的形状配合连接。例如，可以在臂的厚度上形成一种螺纹线，其从外部接合外螺纹，并在臂和外螺纹之间形成轴向作用的形状配合。将臂弹性变形以组装在丝杠上，使得臂在组装之后在横向于轴向的方向上在该丝杠上施加弹性预紧力。

此外可以设定，臂从外侧径向塑性成型到丝杠中，以便产生在圆周方向上有效的形状配合。如上所述，臂的厚度小于外螺纹的螺纹公称直径，优选地小于外螺纹的内径，更优选地小于螺纹公称直径的0.5倍(一半)。由此，臂可以横向于轴向方向彼此压靠并且由此以其内侧径向从外侧塑性地压入外螺纹的螺纹线中。在此发生永久的材料变形，并在臂和丝杠之间产生在圆周方向上有效的形状配合。以这种方式，耦合区段可以最佳地平行于转轴轴线定向，并且在轴向和圆周方向上的形状配合产生特别耐用和可靠的连接，其可以以很少的制造成本建立。

替代地或附加地，外螺纹的螺纹齿可以这样塑性变形，使得臂在围绕轴向方向的圆周方向上形状配合地固定在丝杠上。

本发明的一个实施方案可以规定，固定元件可以与容纳区段连接，该固定元件接合臂并且横向于轴向方向支撑该臂。固定元件将臂相对于彼此固定在其横向于轴向方向的位置中，并且从外侧保持臂。这确保了附接在臂之间的丝杠被牢固地固定。尤其通过该固定元件有效地防止臂向外弯曲，这在最坏的情况下可能由高横向力引起并且削弱或松开耦合元件和丝杠之间的连接。

固定元件可以包括围绕臂的保持环。保持环可以在容纳区段的区域中附接至耦合元件，优选地与转轴轴线同轴，从而从外侧包围臂并且由此在外侧支撑该臂。保持环的内周优选从外侧贴靠到与臂上，作为一种夹紧环或张紧环，从而实现了在相对于轴线的径向方向上的支撑。通过将保持环形成为围绕臂的封闭环，可以实现连接的高强度和刚度。也可以将保持环形成为开放的，例如以便于组装。

在一个扩展方案中，固定元件和容纳区段具有彼此相互作用的张紧装置。例如，张紧装置可以包括在臂的外侧上和在固定元件的内侧上的相应的楔形或锥形张紧斜面。张紧斜面可以如原则上由张紧套筒或卡盘已知的那样设计和布置，使得张紧元件轴向压紧在臂的自由突出的端部上导致臂被径向压缩。通过逆着轴向平坦倾斜的张紧斜面可以产生很大的力传递，从而使施加在张紧元件上的轴向力增强为很高的张紧力，其将臂压向彼此，并将臂的内侧牢固地压在布置在其间的丝杠上。

本发明包括用于转轴驱动器的丝杠，其在轴向方向上延伸并且具有外螺纹，前述耦合元件以容纳区段附接到该外螺纹上。

根据本发明的耦合元件，其具有用于与转向柱连接的耦合区段，其中所述耦合区段和所述容纳区段在轴向方向上定向，其中根据本发明设定，所述耦合元件具有包括容纳区段和耦合区段的板状基体，其中容纳区段具有从耦合区段沿轴向方向延伸的两个臂，其具有横向于轴向方向彼此相对而置的内侧，丝杠牢固地容纳在臂的内侧之间。

可以设定，能量吸收装置的功能元件与耦合元件一件式形成。功能元件例如可以是变形元件，其在发生碰撞事故时在调节驱动器相对于转向柱发生相对运动的情况下通过吸收动能冲击能量而本身发生塑性变形，或者引起另一个元件的变形以吸收能量。例如，形式为突棘、楔形件或类似物的扩张元件可以模制在挤压区段或耦合区段上。在发生碰撞的情况下，扩张元件可以例如在沿着转向柱的纵轴的碰撞路径上强制通过相对于扩张元件尺寸较小的狭槽并且该狭槽塑性加宽并吸收能量。本身已知的其他形式的能量吸收元件，例如撕裂或弯曲接片，或组合的撕裂弯曲元件，也可以与管区段或一件式的金属板段一件式形成。还可以规定，功能元件作为支座接合在碰撞元件、例如弯曲线中，该碰撞元件在碰撞情况下支撑在功能元件上。

耦合元件可具有上述根据本发明的单独特征，或上述特征的任意组合。

耦合元件这样进行固定，即，使得丝杠的自由端在轴向方向上，即在转轴轴线的方向上定向，使得转轴轴线在板平面中基本上平行地布置在臂之间。基本上平行总是被理解为相对于轴向方向偏离理想平行度±10°。臂以其相对而置的内侧彼此在外部接触丝杠的相对于转轴轴线彼此相对而置的外套区段。丝杠牢固地夹在臂之间。臂和丝杠之间的连接可以是力配合的和/或材料配合的和/或形状配合的，优选是不可拆卸的，从而可以保证紧密配合以及高抗拉强度和弯曲强度。

根据本发明的丝杠的一个优点是高效生产的可能性，其中耦合区段与丝杠最佳的、相对于轴平齐的定向通过臂在固定之前被相应定向来实现。由于耦合元件的高效制造和组装，丝杠的制造费用可以相应地低。在此可以实现紧凑的构建方式和相对较低的重量。另一个优点是板平面方向上的高刚度。横向于板平面的抗弯刚度可以通过耦合元件的厚度预先确定，从而例如可以通过减小厚度来实现期望的柔性。

基体具有小于外螺纹的螺纹公称直径的厚度可以是有利的。特别优选地，基体的厚度可以小于外螺纹的内径。由于冲压基体时金属板的材料厚度较小，因此可以实现高效的生产和相对较低的重量。但通过臂与丝杠的连接仍可以实现有利地较高的刚度。

臂的内侧可以力配合地和/或形状配合地和/或材料配合地与丝杠连接。由于臂在外侧固定在外螺纹上，因此可以通过将螺纹区段切割成所需的长度并将耦合元件固定到螺纹的末端区段来简单地匹配于不同长度的丝杠。

臂可以横向于轴向方向张紧在丝杠上。为此，在组装之前臂的内侧之间的距离可以相对于外螺纹的外径，即螺纹公称直径而言较小。如果将外螺纹插入臂之间以进行组装，则这些臂被弹性弯曲分开，从而丝杠通过出现的回复力弹性地夹紧在臂之间。以这种方式，可以以简单的方式建立力配合的连接，由此为随后在必要时执行的不可拆卸的固定方法简化了精确的相对定向。

有利的是，臂具有至少一个形状配合元件，其形状配合地接合在外螺纹中。通过将优选地匹配于外螺纹的螺纹线的一个或多个形状配合元件布置在优选两个臂的内侧上，可以在将丝杠插入臂之间时简单地产生在轴向方向上有效的形状配合。一个或多个形状配合元件可以简单地与耦合元件一件式地制造，例如通过从金属板区段冲压或精细切削来制造。

在一个实施方案中可以规定，臂被塑性地压到外螺纹上。由于从外侧径向施加足够高的压力，臂从外侧永久塑性成型到螺纹轮廓中。由此可以在臂和丝杠之间产生在圆周方向上有效的形状配合。只需很少的制造工作即可完成压入，并建立了特别耐用、抗扭和抗弯曲的连接。

可以规定，支撑臂的固定元件附接到耦合元件。固定元件可以例如包括如上所述的包围臂的保持环。保持环可以在容纳区段的区域中附接至耦合元件，优选地与转轴轴线同轴，从而从外侧包围臂并且径向向外支撑该臂。这可以有效地防止臂无意的张开。保持环优选以其内周从外侧与臂贴靠，呈夹紧或张紧环的形式，从而可以在径向方向上相对于轴线进行支撑。由此，保持环可以抵靠夹在臂之间的丝杠的外螺纹径向地保持和支撑臂。通过固定元件可以在臂和丝杠之间产生持久的高保持力，由此提高了形状配合和/或力配合连接的强度以及丝杠和耦合元件的刚度。

可以通过固定元件和必要时进一步的张紧装置将丝杠牢固地夹紧在臂之间。如上所述，通过材料配合连接，例如通过焊接，和/或通过形状配合的塑性挤压，可以产生耐久的、不可拆卸的连接。

用于调节转向柱的调节驱动器的转轴驱动器包括可被旋转驱动并且由根据前述的丝杠接合入其中的转轴螺母。因此，为了解决上述目的，提出了一种用于调节转向柱的调节驱动器的转轴驱动器，其包括可旋转驱动的转轴螺母，丝杠接合到该转轴螺母中，该丝杠沿轴向延伸并具有外螺纹，耦合元件以容纳区段附接到其上，该耦合元件具有用于与转向柱连接的耦合区段，其中耦合区段和容纳区段在轴向方向上定向，根据本发明设定，耦合元件具有板状基体，其包括容纳区段和耦合区段，其中容纳区段具有两个从耦合区段沿轴向方向延伸的臂，其具有横向于轴向方向彼此相对而置的内侧，丝杠牢固地容纳在该内侧间。

耦合元件可以根据上面已经提出的有利扩展方案中的至少一个来形成。

丝杠和耦合元件可以具有上述根据本发明的单独特征或其任意组合。由此，在根据本发明的转轴驱动器中也可以实现各相应的优点。尤其是可以减少制造成本、重量和安装空间。同时，可以实现有利的高刚度。

用于机动车辆的转向柱具有可附接到车身的承载单元，并且在该承载单元中保持有调整单元，转向转轴可旋转地安装在该调整单元中，转向柱还具有调节驱动器，其布置在承载单元和调整单元之间，并且可以由该调节驱动器相对于承载单元调节调整单元，其中调节驱动器形成为前述的转轴驱动器。转轴驱动器包括可旋转驱动的转轴螺母，前述丝杠可接合到其中，该丝杠在轴向方向上延伸并且具有外螺纹，根据本发明的耦合元件以容纳区段附接到该外螺纹上，该耦合元件具有用于与转向柱连接的耦合区段，其中该耦合区段和容纳区段在轴向方向上定向。根据本发明设定，耦合元件具有板状基体，该基体包括容纳区段和耦合区段，容纳区段具有两个从耦合区段沿轴向方向延伸的臂，其具有横向于轴向彼此相对而置的内侧，丝杠牢固地容纳在内侧间。

一个或多个调节驱动器的转轴驱动器、丝杠和耦合元件可以具有根据本发明的上述单独特征或其任意组合。由此，在根据本发明的转向柱中也可以实现各相应的优点。尤其是可以减少制造成本、重量和安装空间。同时，可以实现有利的高刚度。

一种生产用于转轴驱动器的丝杠的方法，该丝杠沿轴向延伸并具有外螺纹，耦合元件以容纳区段附接到该外螺纹上，该耦合元件具有用于与转向柱连接的耦合区段，其中该耦合区段和容纳区段在轴向上定向，该方法根据本发明包括以下步骤：

-提供耦合元件，该耦合元件具有板状基体，该基体包括容纳区段和耦合区段，容纳区段具有两个从耦合区段沿轴向方向延伸的臂，其具有横向于轴向彼此相对而置的内侧，

-将丝杠的自由端同轴布置和定向在臂之间，

-将臂与丝杠连接。

耦合元件优选如上所述构造，其中其可以具有上述根据本发明的单独特征或其任何组合。

在将丝杠例如以其外螺纹插入臂之间后，耦合区段可以与转轴轴线平齐定向。外螺纹可以已经以力配合的方式夹紧在臂之间。然后可以通过上述方法产生永久连接，例如通过焊接和/或塑性挤压。例如，臂可以通过施加径向压力而塑性地成型到外螺纹中。由此，如上所述，可以产生在圆周方向和/或轴向上有效的形状配合。

附加地或替代地，支撑臂的固定元件可以附接到容纳区段上，如上所述。

与已知方法相比，根据本发明的方法需要更少的花费。

有利的是，臂的内侧之间的横向距离至少区段性地小于螺纹公称直径，并且丝杠弹性地夹紧在臂之间。插入丝杠时，可通过弹性弯曲轻松实现初步固定。

耦合元件可以具有钢、铝合金、有色金属，例如黄铜、青铜、红铜等，并且附加地或替代地具有塑料材料。通过选择材料，可以将不同的材料特定特性用于根据本发明的耦合元件的功能，以便在功能上对其进行优化。例如，通过塑性和弹性变形能力，可以调整丝杠上的保持效果和/或止挡行为。

由热塑性塑料形成的耦合元件的耦合区段可以通过热成型或热压以热的方式成型。替代性地，这也可以通过使用超声波发生器借助于超声波加热来完成。通过热接合工艺，由塑料制成的耦合元件能够以材料配合的方式牢固地结合到丝杠上，例如通过超声波焊接或摩擦焊接。

耦合元件可优选地包括弹性元件。弹性元件可以通过使用可弹性变形的材料来实现，例如弹性体、塑料或软木。例如，可以使用可以像橡胶一样变形的弹性体。以这种方式，可以在耦合元件碰到止动件时实现缓冲，以限制调节路径。弹性材料可以区段性施加，例如以涂层或附接的止挡体的形式。例如，耦合元件可以具有金属基体，该基体包括容纳区段和耦合区段，该基体与由较软的塑料或橡胶材料制成的弹性部分连接，例如连续的或部分的涂层。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的有利实施形式。图中：

图1示出了带有电机调节装置的转向柱的示意性透视图，

图2以分解的图示示出了根据图1的转向柱的调节驱动器，

图3示出了图2中丝杠的局部区段的放大图，

图4示出了穿过图3中所示的丝杠的局部区段的局部纵剖面，

图4a示出了丝杠的螺纹和耦合元件的臂的示意性详细图示，

图5以单独的视图示出了根据图4的耦合元件，

图6示出了用于根据图2的调节驱动器的丝杠的第二实施方案的示意性透视图，

图7示出了穿过根据图6的丝杠的局部区段的局部纵剖面，

图8示出了根据图7的耦合元件的示意性透视局部视图，

图9以单独的视图示出了根据图7和图8的耦合元件的放大细节图，

图10示出了丝杠的类似于图3的替代性实施形式的局部放大图。

具体实施方式

在不同的图中，相同的部件总是具有相同的附图标记并且因此通常仅被命名或提及一次。

图1示出了转向柱1，其具有可以与机动车辆(此处未示出)的底盘连接的承载单元10，并且调整单元16可调节地保持在其上，具体而言在纵向沿纵轴方向L和横向于该纵向方向在垂直方向上的高度方向H上，如双箭头所示。承载单元10包括撑架100，其可以例如通过紧固装置102，例如固定孔固定到机动车辆的底盘上。

调整单元16包括外套管12，转向转轴14可旋转地安装在外套管12中。在转向转轴14的方向盘侧的端部处具有连接区段141，方向盘(此处未示出)可以固定到该连接区段141上。转向转轴14用于将由驾驶员通过方向盘以已知方式引入的转向扭矩传递至此处未示出的可转向轮上。转向转轴14在此可以在中间连接有转向传动装置，必要时借助于辅助力支持的情况下将转向运动从方向盘传递到可转向轮。

在一个变体方案中，转向转轴14也可以以传感器的方式，例如电气、电子或磁的方式感测转向运动，并且在该过程中获得的信号可以被馈送到控制器中，该控制器借助转向装置进行可转向轮的枢转，以实现转向运动。这种系统被称为线控(Steer-by-Wire)转向系统。

外套管12以可在纵轴L的方向上移动的方式保持在外套单元104中，该方向是所谓的纵向调整方向。通过外套管12相对于外套单元104的伸缩调节，可以相应地实现转向转轴14的纵向调节，从而实现方向盘(未示出)的纵向调节，以便使方向盘的位置匹配于机动车辆司机的就座位置。

外套单元104可枢转地固定到承载单元10，也称为撑架上，并且可以绕水平枢转轴106相对于该承载单元枢转。调整单元16在高度方向H，即基本上垂直于纵向方向L定向的高度调节方向上的高度调节，通过下列方式实现，即外套管12经由枢转机构18保持在撑架100上。由此实现了外套管12和转向转轴14围绕枢转轴106相对于承载单元10并且尤其是相对于撑架100的可枢转性，使得实现了此处未示出并且布置在转向转轴14上的方向盘的高度调节，以由此方式实现使方向盘的位置匹配于司机的就座位置。

在该实施例中，为两个调节方向中的每一个提供单独的调节驱动器2、21。调节驱动器2和21原则上可以以相同的方式构造。因此，为了解释结构和功能，下面仅参考调节驱动器2，借助于该调节驱动器2，调整单元16可以在纵向方向L上相对于承载单元10进行纵向调节，其中另一个调节驱动器21也被包括在内。

图2示出了调节驱动器2的分解图。其包括带有转轴螺母3和丝杠4的转轴驱动器，丝杠4具有带外螺纹42的螺纹区段40，该外螺纹42旋入转轴螺母3的匹配内螺纹32中。转轴螺母3以可旋转，但在转轴轴线S的方向，也简称为轴向或转轴方向上相对于外套单元104位置固定的方式安装在传动装置壳体34中。由于螺纹接合，转轴螺母3相对于丝杠4的旋转导致丝杠4相对转轴螺母3在转轴方向上的轴向运动。因为转轴螺母3(通过传动装置壳体34)支撑在外套单元104上，并且丝杠4的自由端通过铰接元件120接合在外套管12上，可以通过转轴螺母3的旋转产生外套管12和外套单元104之间的相对运动，从而实现调整单元16相对于承载单元10的位置的调整。

为了电动驱动调节装置，转轴螺母3可以以相对于传动装置壳体34旋转，从而也相对于丝杠4旋转的方式驱动。对此驱动马达20起到作用，在其输出轴24上布置有蜗杆22。蜗杆22与转轴螺母3的外齿部30啮合，该外齿部在外侧设计为蜗轮。转轴螺母3围绕转轴轴线S可旋转地安装在传动装置壳体34中的轴承33中。蜗杆22的旋转轴线和转轴螺母3的转轴轴线S通常彼此垂直，如从蜗轮传动装置中本身已知的那样。

根据本发明的耦合元件5在丝杠4的自由端处固定地附接到螺纹区段40上，以将铰接元件120与外套管12连接。耦合元件5通过形成为铰接销的固定元件107与在纵向上可移动地在外套单元104中的槽110中引导的铰接元件120连接，使得铰接元件120相对于外套单元104的移动导致调整单元16在纵向L上相对于承载单元10的移动。

在螺纹区段40的背离耦合元件5的另一端上，止挡元件7牢固地附接到丝杠4上，其可以通过借助于热铆接(Heiβ-bzw.Warmverstemmen)引入的凹痕71形式的局部塑性变形部固定在丝杠4上。止挡元件7可由塑料或金属材料制成，其可通过局部塑性变形固定在丝杠4上。

耦合元件5牢固地安装在螺纹区段40上并且在图3中以透视图示出并且在图4中以沿着转轴轴线S的纵剖面示出。图4a示出了丝杠4的外螺纹42和耦合元件5的臂51根据图4中的剖面线A-A的示意性详细剖视图。图5单独示出了组装之前的耦合元件5。

耦合元件5具有板状基体50，该基体形成为平面的并且在基本上平行于转轴轴线S的板平面中延伸并且优选具有基本上恒定的厚度d，如在图3中可见。基体50可以优选地由金属板制成为冲压件或精密切削件。厚度d小于外螺纹42的在图4中绘出的螺纹公称直径G，优选小于螺纹公称直径G的0.5倍(一半)。基体50的容纳区段具有两个臂51，其从耦合区段52沿转轴方向延伸。

耦合区段52具有横向于转轴轴线S、垂直于基体50的板平面的通孔53作为连接装置，其中形成为铰接销的紧固元件107可铰接容纳在其中。

在组装状态下，螺纹区段40的端部区域固定在两个臂51之间，其中臂51的彼此径向相对的内侧相对于转轴轴线S在直径上彼此相对并在外部固定到外螺纹42上。

臂51在其内侧具有径向向内突出的形状配合元件54，在这些形状配合元件之间布置有凹部541。其优选以这样的方式布置，即其可以形状配合地接合在外螺纹42的一个或多个螺纹线中，以便形成在转轴方向上有效的形状配合连接。外螺纹42具有至少一个螺纹齿或由该螺纹齿形成。螺纹线42接合在凹部541中，其中凹部541彼此相距一距离，该距离对应于外螺纹42的螺距。这可以在图4和图4a中清楚地看出。凹部541的宽度使得形状配合元件54限定凹部541的侧面542邻接外螺纹42或外螺纹42的螺纹齿并且外螺纹42在组装期间弹性变形，由此产生预紧力。凹部的宽度B的尺寸确定为基于耦合元件5的厚度d小于螺纹齿的螺距高度。

为了固定，可以将耦合元件5张紧在螺纹区段40上，方法是使处于图5所示的未组装状态的臂51的内侧具有平行于基体50的板平面测量的距离A，其小于在外部测量的外螺纹42的螺纹公称直径G。在组装期间，将臂51彼此展开至图5中虚线所示的位置。然后外螺纹42通过弹性回复力被夹在其间，从而在臂51和丝杠之间提供预应力F。

为了不可拆卸地固定，臂51可以通过从外部径向施加的压紧力F从外部压入螺纹区段40中，如在图4上示意性绘出，使得通过塑性变形形成形状配合，这种形状配合将耦合元件5抗拉并且抗扭地固定在螺纹区段4上。该压紧力F是选择性的，也可以仅由展开的臂51所提供的弹性回复力提供预紧力。

有利的是，耦合元件5的基体50可以首先通过臂51的弹性弯曲以力配合的方式附接到外螺纹，其中通过平坦的板状设计允许进行对准，使得安装区段52与转轴轴线S对齐。此后，可以通过上述塑性挤压产生永久的、不可拆卸的连接，必要时也可替代性地通过材料配合连接，例如焊接等。

图6、7、8和9所示的本发明的第二实施方案原则上具有与第一实施例相同的功能元件，因此使用相同的附图标记。

额外设置了固定元件6，其包括从外部包围臂51的保持环。如图所示，固定元件6可以设计为基本上圆形的环，其与转轴轴线S同心地布置。

臂51在外侧具有贴靠面55，该贴靠面在组装状态下在内侧贴靠在固定元件6上，或者至少防止臂51意外向外弯曲。固定元件6可以沿轴向放置或压在臂51的自由端上，如图7中的箭头所示。

固定元件6可以优选地形成为封闭环的形式，优选地形成为由钢板或弹簧钢板制成的冲压件。臂51的径向支撑可由固定元件6提供。还可以设想和可能的是，贴靠面55以楔形或圆锥形的方式朝向臂51的自由端会聚，从而当固定元件6被压上时，将臂51径向压在一起。固定元件6和基体50之间的自保持的、不可拆卸的连接可以通过平坦的楔角产生。如有必要，可以附加地或替代性地实现进一步的力配合和/或材料配合连接。

图10中示出了类似于图3的替代实施形式中丝杠的局部放大图。耦合元件5具有层叠的层状结构并且由各个呈扁条500形式的一致的层叠形成，这些扁条彼此连接并且形成具有厚度d的耦合元件5。扁条500优选地由金属板形成并且优选地通过冲压形成。扁条500通过诸如胶合、熔焊或钎焊的材料配合连接彼此连接。替代地或附加地，其可以通过形状配合的连接，例如通过铆接而彼此连接。扁条500优选地都具有相同的厚度。

附图标记说明

1转向柱

10承载单元

12外套管

14转向转轴

141方向盘端

16调整单元

18枢转机构

100承载单元

102固定装置

104外套单元

106枢转轴

107固定元件

110槽

120铰接杆/铰接元件

141连接区段

181调整杆

182铰接部

183铰接轴

184铰接轴

2、21调节驱动器

20驱动电机

22蜗杆

24输出轴

3转轴螺母

30外齿部

32内螺纹

33轴承

34 传动装置壳体

4 丝杆

40螺纹区段

42外螺纹

5 耦合元件

50基体

51臂

52 安装区段

53孔

54 形状配合元件

55贴靠面

6 固定元件

7 止挡元件

71 变形部

L纵轴

H 高度方向

S转轴轴线

d 厚度

G 螺纹公称直径

A间距

F压紧力

Claims (18)

1.耦合元件(5)，所述耦合元件具有用于附接到丝杠(4)的容纳区段和用于与转向柱连接的耦合区段(52)，其中所述耦合区段(52)和容纳区段在轴向上定向，

其特征在于，

板状的基体(50)具有容纳区段和耦合区段(52)，其中所述容纳区段具有从耦合区段(52)轴向延伸的两个臂(51)，所述臂具有横向于轴向方向相对而置的内侧；至少一个臂(51)具有至少一个从其内侧突出的形状配合元件(54)。

2.根据权利要求1所述的耦合元件(5)，其特征在于，所述基体(50)一件式形成。

3.根据前述权利要求1-2中任意一项所述的耦合元件(5)，其特征在于，所述基体(50)形成为平面的。

4.根据前述权利要求1-2中任意一项所述的耦合元件(5)，其特征在于，所述基体(50)的厚度(d)小于臂(51)的内侧之间的横向间距(A)。

5.根据前述权利要求1-2中任意一项所述的耦合元件(5)，其特征在于，固定元件(6)能够与所述容纳区段连接，所述固定元件接合所述臂(51)并且横向于轴向方向支撑所述臂。

6.根据权利要求5所述的耦合元件(5)，其特征在于，所述固定元件(6)包括围绕臂(51)的保持环。

7.根据权利要求5所述的耦合元件(5)，其特征在于，所述固定元件(6)和容纳区段具有彼此相互作用的张紧装置(55)。

8.用于转轴驱动器(2)的丝杠(4)，所述转轴驱动器用于转向柱，所述丝杠在轴向方向上延伸并且具有外螺纹(42)，根据权利要求1至7中任意一项所述的耦合元件以容纳区段附接到所述外螺纹上；所述臂(51)被塑性地压到所述外螺纹(42)中。

9.根据权利要求8所述的丝杠(4)，其特征在于，所述基体(50)具有小于或等于所述丝杠(4)的外螺纹(4)的螺纹公称直径(G)的厚度(d)。

10.根据权利要求8-9中任意一项所述的丝杠(4)，其特征在于，所述臂(51)横向于轴向方向张紧在所述丝杠(4)上。

11.根据权利要求8-9中任意一项所述的丝杠(4)，其特征在于，所述臂(51)具有至少一个形状配合元件(54)，其形状配合地接合在所述外螺纹(42)中。

12.根据权利要求8-9中任意一项所述的丝杠(4)，其特征在于，支撑所述臂(51)的固定元件(6)附接到所述耦合元件(5)。

13.用于调节转向柱(1)的调节驱动器的转轴驱动器(2)，其包括能够被旋转驱动并且由根据权利要求8至12中任意一项所述的丝杠(4)接合入其中的转轴螺母(3)。

14.用于机动车辆的转向柱(1)，其具有：能够附接到车身的承载单元(10)，并且所述承载单元保持调整单元(16)，转向转轴(14)能够旋转地安装在所述调整单元中；至少一个调节驱动器(2、21)，所述调节驱动器布置在所述承载单元(10)和调整单元(16)之间，并且能够由所述调节驱动器将调整单元(16)相对于承载单元(10)进行调节，其中所述调节驱动器(2)中的至少一个形成为根据权利要求13的转轴驱动器。

15.根据前述权利要求1-2中任意一项所述的耦合元件(5)，其特征在于，能量吸收装置的功能元件与耦合元件(5)一件式形成。

16.生产用于转轴驱动器(2)的丝杠(4)的方法，所述丝杠沿轴向延伸并具有外螺纹(42)，耦合元件(5)以容纳区段附接到所述外螺纹上，所述耦合元件具有用于与转向柱连接的耦合区段(52)，其中所述耦合区段(52)和容纳区段在轴向上定向，

其特征在于，

-提供耦合元件(5)，所述耦合元件具有板状的基体(50)，所述基体包括容纳区段和耦合区段(52)，其中容纳区段具有两个从所述耦合区段(52)沿轴向方向延伸的臂(51)，其具有横向于轴向彼此相对而置的内侧，

-将所述丝杠(4)的自由端同轴布置和定向在臂(51)之间，

-将臂(51)与丝杠(4)连接，臂(51)塑性地成型到所述外螺纹(42)中。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，臂(51)的内侧之间的横向间距(A)至少区段性地小于螺纹公称直径(G)，并且丝杠(4)弹性地夹紧在臂(51)之间。

18.根据权利要求16-17中任意一项所述的方法，其特征在于，支撑臂(51)的固定元件(6)附接到基体(50)上。