CN114258368A - 用于机动车的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的转向柱(1)的调节驱动器(5)，该调节驱动器包括在心轴轴线(G)的方向上延伸的丝杠(52)，所述丝杠通过外螺纹(59)接入到心轴螺母(51)中；以及驱动马达(55)，所述驱动马达与所述丝杠(52)或所述心轴螺母(51)如此联接，使得所述心轴螺母(51)和所述丝杠(52)能够以相对彼此转动的方式被驱动；以及能量吸收装置，所述能量吸收装置构造成用于吸收在心轴轴线(G)的方向上作用到所述调节驱动器(5)上的动能。为了提供具有能量吸收功能的调节驱动器(5)，其具有紧凑的结构形式并要求减少的耗费，本发明提出，丝杠(52)具有所述能量吸收装置(57、58、571、8、9)。

Description

用于机动车的转向柱

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的转向柱的调节驱动器，该调节驱动器包括在心轴轴线的方向上延伸的丝杠，该丝杠通过外螺纹接合到心轴螺母中；以及驱动马达，该驱动马达与丝杠或心轴螺母这样地联接，使得心轴螺母和丝杠能够相对彼此转动地驱动；以及能量吸收装置，该能量吸收装置构造用于吸收在心轴轴线的方向上作用到调节驱动器上的动能。具有这种调节驱动器的可调节转向柱同样是本发明的主题。

背景技术

用于机动车的转向柱具有转向轴，该转向轴具有转向心轴，在转向心轴的在行驶方向上靠后的、面向驾驶员的端部处安装有方向盘，用于由驾驶员输入转向指令。转向心轴绕其纵向轴线可旋转地安装在调整单元中，调整单元由承载单元保持在车辆车身上。由于调整单元的内套管(也简称为套管)以可在纵向轴线的方向上伸缩地移位的方式容纳在连接到承载单元的套单元(也称作导向盒、外套管或盒式摇臂)中，因此能够进行长度调节。高度调节可以通过如下方式实现，即调整单元或容纳该调整单元的套单元可枢转地支承在承载单元上。调整单元沿长度方向或高度方向的调节使得能够在运行位置(也称为行驶或操作位置)中相对于驾驶员位置调节舒适的、人体工程学的方向盘位置，在所述运行位置中可以进行手动的转向干预。

在现有技术中已知，为了相对于承载单元在空间上调节调整单元，设置有具有电驱动马达的马达调节驱动器，该电驱动马达(通常通过传动器)与心轴传动部连接，该心轴传动部包括拧入心轴螺母中的丝杠。通过驱动马达，丝杠和心轴螺母可彼此相对绕心轴轴线(丝杠轴线)相对彼此转动地驱动，由此，它们可根据转动方向平移地彼此靠近或彼此远离地运动。在一种实施方式中，即所谓的旋转式心轴传动部中，丝杠能够由驱动单元转动地驱动并且接入到心轴螺母中，所述驱动单元借助于其联接区段与调整单元或承载单元连接，所述心轴螺母关于围绕心轴轴线的转动固定地安装在承载单元或调整单元处。在心轴轴线的方向中，丝杠经由联接区段支撑在承载单元或调整单元处，并且心轴螺母相应地经由保持部支撑在调整单元或承载单元处，从而丝杠的旋转驱动引起承载单元和调整单元相对于彼此的平移调节。在一种替代的被称为沉入式心轴传动部的实施方式中，丝杠通过其联接区段关于围绕其心轴轴线的转动不可转动地与承载单元或调整单元联接，并且心轴螺母可转动，但是在丝杠轴线的方向上固定地支承在调整单元或承载单元上的保持部中。如在第一实施方式中那样，丝杠经由联接区段在心轴轴线的方向上支撑在承载单元或调整单元处，并且心轴螺母相应地支撑在调整单元或承载单元处，从而使得丝杠通过旋转的驱动器在心轴轴线的方向上可平移地移动。在这两个实施方式中，心轴传动部形成在承载单元和调整单元之间起作用的马达驱动的调节驱动器，通过该调节驱动器可以为了相对于承载单元的调节而调节调整单元。

为了实现调整单元在转向心轴的纵向轴线的方向上的纵向调节，调节驱动器的心轴传动部可以布置在调整单元的套管和以在轴向上能够纵向移动的方式容纳套管的套单元之间，套单元连接至承载单元，并且其中心轴轴线可以基本上平行于纵向轴线定向。

为了调节高度，调节驱动器可以布置在承载单元和在其上高度可枢转地支承的调整单元之间。在转向柱处可以单独地或组合地构造马达驱动的纵向调节和高度调节。

为了改善车辆碰撞、即所谓的碰撞事故中的乘客的安全性(其中驾驶员高速撞击方向盘)，已知将能量吸收装置联接在承载单元和调整单元的相对于彼此可调节的元件之间，该能量吸收装置也被称为碰撞组件。该能量吸收装置例如通过变形元件的塑性变形，如以本身已知的方式通过撕裂接片的撕裂或弯曲元件(例如弯曲丝或弯曲条)的弯曲，并且附加地或替代地通过摩擦装置中的摩擦，将在碰撞情况下导入的动能吸收在能量吸收元件中。由此可以实现撞击方向盘的身体的受控的制动。

已知的是，将能量吸收装置集成到一个或多个调节驱动器中。在开头所述类型的心轴传动部中，在碰撞情况下，能量沿心轴轴线的方向联接入。为此，在DE 102 59 596 B3中提出，心轴螺母通过在心轴轴线的方向上作用的能量吸收元件安装在转向柱处。由DE 102018 204 735 A1公开了一种在功能上可比的调节驱动器与能量吸收装置的组合。现有技术的缺点是，由于能量吸收装置所需的变形行程增大了调节驱动器的结构尺寸。此外，制造和装配费用高。

鉴于前述问题，本发明的目的是，提供一种具有能量吸收功能的调节驱动器，所述调节驱动器具有更紧凑的结构形式并且需要更低的耗费。

发明内容

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的调节驱动器和根据权利要求17的转向柱来实现。有利的改进方案由从属权利要求给出。

对于用于机动车的转向柱的调节驱动器，所述调节驱动器包括在心轴轴线的方向上延伸的丝杠，所述丝杠通过外螺纹接入到心轴螺母中；以及驱动马达，所述驱动马达与所述丝杠或所述心轴螺母如此联接，使得所述心轴螺母和所述丝杠能够以相对于彼此转动的方式被驱动；以及能量吸收装置，所述能量吸收装置被构造成用于吸收在所述心轴轴线的方向上作用到所述调节驱动器上的动能，根据本发明设置，丝杠具有能量吸收装置。

在本发明中，能量吸收装置与丝杠集成地构造，也就是说，该能量吸收装置形成丝杠的集成的组成部分。在碰撞情况下由心轴螺母经由外螺纹导入丝杠中的高动能优选通过转换成变形功和热量在丝杠中被吸收，该丝杠优选经由丝杠的背离心轴螺母的端部区域上的联接区段轴向地、即在心轴轴线的方向上支撑。根据本发明，丝杠相应地具有双重功能，即其用于平移调节并且同时用于能量吸收。

在发生碰撞时，引入到转向心轴中的动能被引入到一个或多个调节驱动器，该调节驱动器可以被合并在承载单元和套单元之间，并且附加地或备选地，可以被合并在套单元和以可伸缩调节的方式容纳在其中的调整单元之间。通过丝杠的联接区段或联接元件以及心轴螺母的保持部，能量在心轴轴线的方向上传递给丝杠，并且在丝杠的根据本发明集成的能量吸收装置中被吸收，即转换成变形功和/或热量。

本发明的优点在于，能量吸收装置通过集成到丝杠中而不需要附加的外部结构空间。由此可以实现比现有技术更紧凑的结构方式。

此外，通过将至少一个能量吸收元件集成到丝杠中，可以减少能量吸收装置的现有技术中所需的外部元件的数量。由此可以以有利的方式降低制造和装配耗费。

另一个优点是，通过使用根据本发明的丝杠，调节驱动器的现有结构可以以很小的花费装备有能量吸收功能。为此，仅需要使用根据本发明的丝杠来代替常规丝杠。

优选的是，能量吸收装置具有变形元件和/或摩擦装置。变形元件可以以本身已知的方式包括至少一个弯曲接片、撕裂接片或弯曲撕裂接片，其具有为了能量吸收而塑性地弯曲和/或压缩或延展和/或分开的材料区段。附加的或备选的，开口，例如缝或管状元件，可以通过砧(Amboss)、芯轴(Dorn)、变形构件等被塑性地弯曲或扩张。摩擦装置可以借助摩擦配合地相互连接的摩擦元件实现，这些摩擦元件在碰撞情况下在克服摩擦力的情况下相对于彼此运动，由此将动能转换成热量。这种变形和/或摩擦装置可以单独地或组合地安装在丝杠处或上或者与丝杠一起构造。在心轴螺母相对于丝杠沿心轴轴线的方向相对运动时产生变形和/或摩擦，从而实现心轴螺母的保持部相对于丝杠的联接区段的受控制动的运动，并且相应地制动通过调节驱动器相互连接的功能元件。在此，根据本发明，在碰撞情况下制动的运动行程，即所谓的碰撞行程，在丝杠的纵向延伸上提供。

对于本发明的实现方案有利的是，丝杠具有元件或由区段或部分区域限定的元件，所述元件通过能量吸收装置相互连接，在碰撞中，所述元件在能量吸收装置中存在能量吸收的情况下沿轴向方向可相对彼此移动碰撞行程。

可以设置，丝杠具有至少一个管区段。丝杠可以连续地或区段地构造为与心轴轴线同轴的管状空心体，或者包括一个或多个管状区段，例如在外螺纹的区域中和/或沿轴向方向，即在心轴轴线的方向上位于其前方或后方。管状区段提供了以较少的耗费实现能量吸收的有利的可能性，例如通过管壁的至少部分的塑性的扩张、挤压、压缩、延展、弯曲、分开等。同样可以将至少一个附加的能量吸收元件与管区段连接。在此，管区段可以具有外螺纹和/或联接区段或者与其连接。也可以设想并且可能的是，设置两个或更多个管区段，所述管区段在碰撞情况下在能量吸收的情况下能够相对于彼此运动。

此外，通过管区段可以以有利的方式降低丝杠的重量。

至少一个能量吸收元件可以连接至管区段的管壁，优选地，能量吸收元件可以至少部分地与管区段一体地构造。这可以例如通过将管壁的优选在心轴轴线的方向上轴向延伸的条状区域构造为弯曲条或弯曲接片、撕裂接片或组合的弯曲撕裂接片来实现，其在碰撞时在吸收能量的情况下从管壁弯曲或撕裂。替代地或附加地，管壁可以具有优选在心轴轴线的方向上延伸的缝隙状的开口，该开口在碰撞情况下通过芯轴或类似物犁状地扩张。另一种可能性是在管壁上设置径向突出的凸起，如联接片或卷边，其在碰撞情况下为了吸收能量而被挤压、切削或以其它方式塑性变形。在此有利的是，这种能量吸收元件可以通过管区段的成型或成形以较小的耗费制造。

管区段可以由金属材料构造，例如由钢或铝构成，由此可以在管壁中简单地一体地集成地制造弯曲条、撕裂接片、弯曲撕裂接片、缝、卷边等适合于吸收能量的变形元件。替代地，也可以使用塑料材料，优选使用热塑性塑料，由此可以以注塑方法一件式地制造能量吸收元件。

一种有利的实施方式可以由此实现，即所述丝杠具有芯元件和具有外螺纹的螺纹元件，其中，所述外螺纹通过能量吸收装置与芯元件联接。在碰撞情况下，碰撞能量通过外螺纹被导入螺纹元件中，并且芯元件优选具有联接区段，由此芯元件在心轴轴线的方向上抵抗螺纹元件支撑在转向柱上。因此，在碰撞情况下，螺纹元件和芯元件在心轴轴线的方向上相互轴向地受载。碰撞能量被布置在其间的能量吸收装置吸收，该能量吸收装置由此在心轴轴线的方向上在碰撞行程上被压缩或延展，其中，芯元件和螺纹元件在能量吸收的情况下轴向地相对彼此移位。

能量吸收装置可以包括至少一个变形元件和/或至少一个摩擦装置，其中，芯元件和/或螺纹元件可以具有能量吸收元件。例如可以通过以下方式实现摩擦装置，即螺纹元件与芯元件摩擦配合地连接并且在克服摩擦力的情况下能相对于芯元件在碰撞行程上运动。附加地或替代地，可以设置至少一个变形元件，该变形元件可以通过芯元件和/或螺纹元件的塑性变形、例如通过弯曲、分离、压缩、延展、扩张或其它变形、或其组合来吸收能量。

可以设置，螺纹元件设计为螺纹套筒并且在心轴轴线的方向上轴向可移动地布置在芯元件上，其中，能量吸收装置布置在螺纹元件和芯元件之间。螺纹元件优选包括在管区段上在外部的螺纹区段，所述管区段同轴地布置在芯元件上，所述芯元件同样可以具有管区段，或者替代的也可以构造成实心的。为了形成摩擦装置，螺纹套筒可以摩擦配合地配合在芯元件的外周上，其中，摩擦力足够高，以能够传递在调节转向柱时出现的轴向调节力。当超过仅在碰撞时出现的极限力时，摩擦配合被克服，并且螺纹套筒在吸收能量的情况下在芯元件上轴向移动。螺纹元件和芯元件之间的接触面可以针对预定的摩擦来设计，例如通过预定的表面特性、材料配对等。

附加地或替代地，可以在螺纹套筒和芯元件之间布置变形装置。该变形装置可以包括一个或多个变形元件，所述变形元件在碰撞情况下在相对轴向运动时在预给定的碰撞或变形行程上塑性变形。例如，芯元件可以具有向外突出的分离器件或变形器件，例如扩张部或芯轴，由此螺纹套筒在碰撞情况下在相对轴向运动时塑性变形、扩张和/或分离。作为替代或补充同样可以考虑且可能的是，螺纹套筒具有变形器件，以使芯元件塑性变形。

一个或多个变形元件可以向内突出地构造在管状的芯元件中，例如构造为弯曲或撕裂接片，其由管壁的向内弯曲的条带构成，优选与芯元件一体地构成。在一个或多个变形元件处可以作用有操纵元件，例如与心轴轴线平行或同轴地布置的操纵元件，例如操纵销，所述操纵销轴向地沉入到管状的芯元件中。在碰撞情况下，它进一步运动进入芯元件的开口中，其中，弯曲接片在吸收能量的情况下沿心轴轴线的方向连续弯曲，或者撕裂接片连续地分开。替代地或附加地，可以通过操纵元件使芯元件中的缝隙持续地塑性扩张和/或借助于刨刀通过将切屑抬起而使边缘变形。

芯元件和/或螺纹元件可以具有上面已经提到的能量吸收元件，例如弯曲条、撕裂接片、弯曲撕裂接片、卷边、连接片、缝隙等，以及相应的变形器件，所述变形器件在相对运动时共同作用以产生塑性变形。原则上也可以使用其他的能量吸收机构，其中沿着相对运动在碰撞行程上将动能持续地转换成变形功和/或摩擦。

螺纹元件和/或芯元件可以至少部分地由金属和/或塑料构成。如上所述，金属材料如钢或类似物以有利的方式实现了能量吸收元件如弯曲条、撕裂接片等一体式的构造，确切地说在螺纹件和/或芯元件上一体式的构造。可能有利的是，螺纹元件完全地或部分地由塑料构成，由此可以产生外螺纹的有利地低的摩擦。此外，可以由塑料形成能量吸收元件，例如管状螺纹套筒的连接片或壁区段，其在相对轴向运动时通过构造在芯元件处的变形器件变形、分开或以其它方式塑性变形。在此，塑料具有的优点是，在塑料注塑中可以简单地生产几乎任意的成型，并且提供具有不同特性如硬度、韧性、滑动性、弹性等的塑料材料。同样可能的是，芯元件(管状或实心地)至少部分地由塑料制成。螺纹元件可以由相对于其更硬或更坚固的材料、例如金属材料构成，从而在碰撞情况下芯元件由螺纹元件在能量吸收的情况下变形。同样可以想到，螺纹元件和芯元件两者至少部分地由塑料制成，必要时由具有不同材料特性的塑料制成。

有利的是，丝杠具有理论断裂元件。理论断裂元件确保能量吸收装置仅在超过仅在碰撞情况下由引入的高碰撞能量所超过的极限力时才作出响应。理论断裂元件可以例如具有剪切铆钉或剪切销，该剪切铆钉或剪切销将在碰撞情况下在能量吸收的情况下可相对于彼此移动的元件在正常运行中相对于彼此固定，并且仅在碰撞事故中断裂或撕裂，并且释放相对运动以用于能量吸收。例如，前述螺纹元件可借助于剪切铆钉或类似的理论断裂元件与芯元件相连接。变形元件(例如弯曲接片和/或撕裂接片等)的相对运动也可以通过理论断裂元件来保护。

优选地，丝杠可以具有用于联接到转向柱上的联接区段。联接区段例如可以构造在芯元件上，并且具有带有用于轴向支撑地、铰接地连接到转向柱上的横向孔的接片。如果能量吸收元件布置在操纵元件和芯元件或螺纹元件之间，则该操纵元件可以具有联接区段。

心轴螺母可以优选沿心轴轴线的方向支撑在保持部处。所述保持部构造用于将调节驱动器联接到转向柱处，并且传递作用到心轴传动部上的轴向力，即在正常运行中的调节力，以及在碰撞情况下的高的碰撞力。在沉入式心轴传动部的情况下，在保持部中，心轴螺母能够以能转动驱动的方式支承，并且在旋转式心轴传动部的情况下，以抗扭的方式沿心轴轴线的方向支撑。通过保持部可以将心轴螺母联接到转向柱处并且轴向地支撑。

本发明的一种实施方式可以设置，丝杠具有波纹管或者至少部分地构造为波纹管。波纹管在下面理解为这样的管，其至少区段地具有在轴向方向上、即在心轴轴线的方向上看，具有带有波浪形横截面的管壁。在此，波纹管可具有管壁的至少一个螺旋形环绕的成型部，由此在外部形成外螺纹而在内部形成内螺纹。这种实施方式在下面也称为螺纹折壳(Gewindebalg)、螺纹折壳管、螺纹褶皱折壳、螺旋折壳或者螺旋折壳管。备选地，波纹管也可具有多个轴向相继的、彼此平行的、分别至少区段式地呈环状环绕的成型部，由此形成手风琴式的折壳形状。

通过管壁的波纹部，波纹管可轴向压缩或延展，其中，波纹部轴向地被弯曲到一起或伸长，但是同轴定向可基本上被保持，即尤其没有侧面的弯折。在此，以下用轴向方向总是表示丝杠的心轴方向。

波纹管沿心轴方向的轴向压缩或延展(由材料的特性决定)产生塑性变形。在本发明中，利用这种特性将波纹管用作能量吸收元件。

根据本发明，波纹管优选地与丝杠同轴地布置，由此，可以实现的优点是，波纹管作为能量吸收元件集成到丝杠中。在轴向方向上，也就是说在心轴轴线的方向上，作用到丝杠上的碰撞力引起波纹管的轴向变形，由此吸收能量。由此实现了具有集成的能量吸收装置的调节驱动器的紧凑的结构形式。在此，波纹管可合理地以所需的尺寸和特性来制造，例如由金属材料、优选地由钢或塑料或材料组合来制造。

一种有利的实施方式是，波纹管具有外螺纹。这通过以下方式实现，波纹管根据前述定义构造为螺纹折壳、螺纹折壳管、螺纹褶皱折壳、螺旋折壳或者螺旋折壳管，其中，这些概念同义地使用。由此，波纹管在其外侧上可具有丝杠的外螺纹，其拧入到心轴螺母中。由此实现了，波纹管能够至少区段地形成丝杠，或者两件式的丝杠的螺纹元件，如前述的螺纹套筒，该螺纹套筒安装在芯元件上。

不仅在紧凑的结构形式方面而且在合理的结构和制造方面都特别有利的是，波纹管根据本发明具有双重功能作为心轴传动部的驱动元件并且同时作为能量吸收元件。波纹管的未拧入心轴螺母中的区段提供用于在心轴轴线的方向上用于能量吸收的轴向塑性变形，优选压缩。

波纹管可一体地形成丝杠或丝杠的至少一个区段。也可以考虑一种实施方式，其中波纹管同轴地布置在芯元件上。由此，通过波纹管形成了上面所述的由螺纹元件和芯元件组成的两件式的组件的螺纹套筒。波纹管则可以在一端部区域上支撑在芯元件上，优选在其两个端部区域之一上，或者也可以在两个端部区域处。在碰撞情况下，波纹管在心轴螺母与被支撑的端部区域之间被塑性压缩或延展，其中，波纹管在芯元件上轴向滑动并被引导。

波纹管可具有联接区段，或与该联接区段连接，以连接至转向柱。

由于波纹管构造为螺纹折壳，其可具有内螺纹区段。例如可以将芯元件旋入该内螺纹区段中，由此得到简单且可靠的固定可能性。此外有可能的是，芯元件具有联接区段，并且丝杠的长度可以通过拧入或拧出波纹管而容易地适配例如用于不同结构形式的调节驱动器。

芯元件本身可以形成或具有心轴传动部的丝杠，该丝杠可以拧入波纹管的内螺纹中。

螺纹套筒可以拧入内螺纹区段中，该螺纹套筒可以构造成用于心轴传动部的另一级的心轴螺母。螺纹套筒具有与波纹管的内螺纹区段相配对并且能够通过拧入而被固定在其中的外螺纹。此外，空心螺纹套筒具有内螺纹，另一个丝杠可以拧入该内螺纹中，该丝杠具有与内螺纹相匹配的外螺纹。与由波纹管形成的第一丝杠一起可以以这种方式形成两级的心轴传动部。在此，尤其有利的是，第二丝杠在穿过螺纹套筒拧入时可以在心轴轴线的方向上沉入波纹管的内部中。通过第二丝杠在构造为第一丝杠的波纹管中的该同轴布置，可实现特别紧凑的多级的心轴传动部。在此，波纹管可以将能量吸收元件如在单级的实施方式中那样集成到多级的丝杠中。

一种有利的改进方案可以设置，波纹管具有由可塑性变形的软材料制成的支撑套。可塑性变形的软材料例如能够是塑料并且安装在外部和/或内部。软材料应理解为是指具有比波纹管或未淬火钢更低的硬度的材料。优选地，支撑套可以在外部构造为外包套。在此，为了形成支撑套，软材料被这样地确定尺寸，使得由此成型的支撑套在轴向方向上比波纹管更容易塑性变形。支撑套可管状地构造，并且优选地在整个圆周上包围波纹管，其中，支撑套优选地在外部贴靠在波纹处。换句话说，支承套在径向突出的波峰的区域内接触波纹，并且优选不完全沉入到波谷中，也就是说不延伸到环绕的凹陷的底部。当波纹管压缩在一起时，软材料在轴向方向上被塑性压缩，其中软材料径向地接合在波纹管周围。通过使波峰至少区段地在变形的支撑套上沿轴向方向滑动，波纹管被引导和支撑，使得抑制或至少减少横向于心轴轴线的侧向折断或弯折，因为变形的支撑套在碰撞情况下如同附加的覆盖层那样在波纹管上移动。

本发明还包括用于机动车的可调节转向柱，该可调节转向柱具有承载单元，该承载单元能够安装在车辆车身上并且由该承载单元保持调整单元，转向心轴可转动地支承在该调整单元中，并且该调整单元具有调节驱动器，该调节驱动器包括借助外螺纹接入到心轴螺母中的丝杠和驱动马达，该驱动马达与丝杠或心轴螺母如此联接，使得丝杠和心轴螺母能够以相对转动的方式彼此驱动，其中，调节驱动器具有至少一个联接区段并且与承载单元和/或调整单元连接，其中，根据本发明，丝杠根据前述实施方式中的一个或多个构造。

调节驱动器可以相应安装在转向柱处以用于纵向或高度调节，其中，心轴螺母和丝杠分别轴向地沿心轴轴线的方向支撑在转向柱的可相对彼此调节的结构元件之间，例如沿高度方向在承载单元和套单元之间，以及沿转向心轴轴线的纵向方向在套单元和调整单元之间。同样可以设想并且可能的是，每个调节方向使用多个调节驱动器。

附图说明

下面借助于附图对本发明的有利的实施方式进行详细解释。详细地示出：

图1示出了根据本发明的转向柱的示意性立体图，

图2示出了从另一个视角的根据图1的根据本发明的转向柱的另一个立体图，

图3以示意性的立体图示出了根据本发明的调节驱动器，

图4以示意性地相互分离的图示显示了根据图3的调节驱动器的丝杠，

图5示出了根据图3的调节驱动器在碰撞之前的正常运行状态下沿着心轴轴线(丝杠轴线)的纵向剖视图，

图6示出了在碰撞之后根据图5的调节驱动器，

图7以第二实施方式示出了根据图5的带有丝杠的调节驱动器，

图8以第三实施方式在部分视图中示出了具有丝杠的根据图5的调节驱动器，

图9以第四实施方式示出如图8中的调节驱动器的丝杠的细节图，

图10以类似于图3的示意图以第五实施方式示出了调节驱动器的实施方式，

图11以如图4中的视图示出了在碰撞之前的正常运行状态中的根据图10的调节驱动器沿着心轴轴线(丝杠轴线)的纵向剖面，

图12是图11的放大细节图，

图13示出了在碰撞之后根据图11的调节驱动器，

图14以示意性地相互分离的图示示出了根据图10的调节驱动器的丝杠，

图15以第六实施方式示出了调节驱动器(旋转式心轴驱动器)的示意性立体图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件始终设有相同的附图标记，并且因此通常也分别仅命名或提及一次。

图1基于未示出的车辆的行驶方向以从右上方斜向后端部的方式示意性示出了根据本发明的转向柱1的立体图，其中在操作区域中保持有在此未示出的方向盘。图2示出了从相对置侧，即从右上方观察的转向柱1的视图。

转向柱1包括承载单元2，其被构造为具有固定孔形式的固定器件21的托架，用于安装到未示出的车辆车身处。由承载单元2保持调整单元3，它被容纳在套单元4中，该套单元也被称为导向盒或盒式摇臂。

调整单元3具有套管31，转向心轴32围绕纵向轴线L可旋转地支承在该套管31中，该转向心轴在纵向方向上轴向地，即在纵向轴线L的方向上延伸。在转向心轴32的后端部处，构造有固定区段33，未示出的方向盘可安装到该固定区段33处。

为了实现纵向调节，调整单元3被接纳在套单元4中并能够在纵向轴线L的方向上以可伸缩的方式移位，以能够使连接至转向心轴32的方向盘相对于承载单元2在纵向方向上前后定位，如平行于纵向轴线L的双箭头所示。

套单元4围绕横向于纵向轴线L的水平的枢转轴线S可枢转地支承在承载单元2处的枢转轴承22中。在后部区域中，套单元4通过调整杆41与承载单元2连接。通过利用(高度)调节驱动器6(参见图2)进行的调整杆41的旋转运动，套单元4可以相对于承载单元2绕枢转轴线S枢转，所述枢转轴线S在安装状态下是水平的，由此可以沿高度方向H调节安装到固定区段33的方向盘，如双箭头所示。

调节驱动器5形成纵向调节驱动器，用于在纵向轴线L的方向上相对于套单元4纵向调节调整单元3，其中纵向轴线L对应于转向心轴32的旋转轴线。此调节驱动器具有带有心轴螺母51的心轴传动部，该心轴螺母51具有沿着心轴轴线G延伸的内螺纹74(参见图5)，丝杠52接入到该内螺纹中，即通过其外螺纹拧入到心轴螺母51的对应的内螺纹74中。丝杠52的丝杠轴线与心轴轴线G相同并且基本上平行于纵向轴线L延伸。

心轴螺母51以能够绕心轴轴线G旋转的方式支承在轴承壳体53中，该轴承壳体与套单元4连接。轴向地，即在心轴轴线G的方向上，心轴螺母51轴向地经由轴承壳体53支撑在套单元4处。丝杠52通过在其后端部处构造的联接区段54经由传递元件34与调整单元3连接，更确切地说，在心轴轴线G的方向上或纵向轴线L的方向上固定地并且对于围绕心轴轴线G的转动来说固定地连接。通过可转动地驱动的心轴螺母51和对于转动固定的丝杠52实现所谓的沉入式心轴驱动器(Tauchspindelantrieb)。

传递元件34从调整单元3穿过在套单元4中的缝隙状的贯通开口42延伸。为了在纵向方向上调节转向柱1，传递元件34能够自由地在贯通开口42中在纵向方向上沿着运动。

调节驱动器5具有电动的驱动马达55，由所述驱动马达能够关于心轴轴线G相对于固定的丝杠52旋转地驱动心轴螺母51。由此，根据驱动马达55的转动方向，丝杠52能够在心轴轴线G的方向上相对于心轴螺母51平移地移位，使得相应地与丝杠52连接的调整组件3相对于与心轴螺母51连接的套单元4在纵向轴线L的方向上调节。

在示出了从在图1中位于后面的一侧观察的转向柱1的立体图的图2中可看到，第二调节驱动器6如何安装在转向柱1处以在高度方向H中调节。该调节驱动器6包括心轴螺母61，丝杠62沿着轴线G接入该心轴螺母的内螺纹中。丝杠62在轴承壳体63中绕心轴轴线G可转动地支撑，并且轴向地在心轴轴线G的方向上支撑在套单元4上，该轴承壳体63可枢转地固定到套单元4处，并且丝杠62能够由电动驱动马达65选择性地沿两个旋转方向绕心轴轴线G转动地驱动。相应地，调节驱动器6为所谓的旋转式心轴驱动器。

心轴螺母61可以由塑料或者由有色金属如黄铜等构成，该心轴螺母关于围绕心轴轴线G的转动固定地安装在两臂式的调整杆41的一端上的保持部中，该调整杆围绕枢转轴承23可转动地支承在承载单元22处，并且该调整杆的另一臂以另一端与套单元4连接。

通过丝杠61的旋转，取决于驱动马达65的旋转方向，心轴螺母61可以沿轴线G的方向相对于丝杠52平移地移位，从而相应地可以使通过调整杆41与心轴螺母61连接的套单元4连同容纳在其中的调整组件3相对于承载单元2在高度方向H上进行上下调整，如用双箭头所示。

图3以详细视图示出了构造为沉入式心轴驱动器的调节驱动器5。

在第一实施方式中，根据本发明的丝杠52具有优选由钢管或铝管制成的管状空心圆柱形的芯元件57，在该芯元件上同轴地不可拆卸地安装螺纹元件58，该螺纹元件具有带有螺旋形环绕的螺纹齿的外螺纹59。也可以考虑并且可行的是多线的螺纹。螺纹元件58形成管状的螺纹套筒，该螺纹套筒可以单独地作为塑料注塑件制成，如这在图4的彼此拆开的图示中可见。在图3中以立体图和图5中以纵剖视图示出的装配状态下，优选借助沿心轴轴线G的方向轴向摩擦配合地挤压或借助注塑包封来将螺纹元件58同轴地安装在芯元件57的管状区段570上。

为了形成用于将调节驱动器5与转向柱1联接的联接区段54，芯元件57的管区段570横向于丝杠轴线优选通过冷成形被扁平地挤压，并且具有垂直于挤压部贯穿的固定孔541。为了与传递元件34抗扭地连接，固定栓542引导穿过该固定孔541，如在图1中可见。也可以考虑并且可行的是多个固定栓。

丝杠52拧入心轴螺母51中，所述心轴螺母在轴承壳体53中可转动，但是在心轴轴线G的方向上固定地支撑。心轴螺母51被构造为传动轮或者与传动轮连接，并且在其外圆周上具有齿部72，即蜗齿。蜗杆56与驱动马达55的马达轴连接，该蜗杆与齿部72啮合，从而使得心轴螺母51能够相对于丝杠52转动地驱动。

螺纹元件58在其面向联接区段54的端部处具有止挡元件580，其构造为环绕的突起部或凸缘，其可与螺纹元件58优选地以塑料注塑的方式一体地构造。

止挡元件580形成轴向止挡，其不能旋拧穿过心轴螺母51并且因此限制调节行程。

在图5所示的正常运行状态下，螺纹元件58摩擦配合和/或形配合地位于芯元件57的管区段570上。通过心轴螺母51的旋转驱动，丝杠5作为整体可以相对于心轴螺母51轴向移位。通过心轴螺母51经由轴承壳体53轴向地支撑在套单元4上并且丝杠5经由联接区段支撑在调整单元3上，能够在纵向方向上、即在纵向轴线L的方向上相对于彼此调节套单元4和调整单元3。在碰撞情况下，碰撞动能在纵向轴线L的方向上作用在转向心轴32上，并且作为碰撞力F经由调整单元3和传递元件34导入丝杠5的联接区段54中。

沿轴向作用的碰撞力F由芯元件57通过摩擦配合作用到螺纹元件58上，该螺纹元件在它那方面在轴向上通过心轴螺母51和轴承壳体53支撑在套单元4处。

当碰撞力F超过芯元件57与螺纹元件58之间的摩擦配合的保持力时，芯元件57在碰撞力F的方向上相对于螺纹元件58轴向移动一个碰撞行程c。从图5中示出的碰撞前的状况出发，使芯元件57相对于螺纹元件58沿箭头方向向左移动，直至达到图6中示出的状况。芯元件57和螺纹件58构成一个摩擦装置，在该摩擦装置中，被导入的碰撞动能通过沿碰撞行程c出现的摩擦被吸收。

图7以与图5相同的剖视图示出第二实施方式。在此，芯元件57具有扩张部571，该扩张部从联接区段54出发在向螺纹元件58的方向上锥形地会聚。在碰撞情况下，这个扩张部571由于碰撞力F而被压入螺纹元件58中(在图中从右向左)，由此，螺纹元件58被塑性地扩张。由此，动能被吸收并且转换成变形功。扩张部571形成变形器件，其也可另外地来成形，例如以使螺纹元件58以其它方式变形，例如压缩或分开。

此外，根据图7的实施方式具有理论断裂元件6，该理论断裂元件包括从螺纹元件58径向内突出的剪切销，所述剪切销沉入到芯元件57的开口572中。在正常运行中，理论断裂元件6将螺纹元件58保持在芯元件57上的轴向位置中，并且因此在正常运行中防止芯元件57相对于螺纹元件58不期望地移动。在发生碰撞时，一个或多个理论断裂元件6由于碰撞力而断裂或剪断，并且释放螺纹元件58和芯元件57的相对轴向运动用于吸收能量。

在图3至图7的实施方式中，丝杠52具有至少两个元件，即芯元件57和螺纹元件58和/或操纵元件82，它们通过包括摩擦装置的能量吸收装置相互连接，并且在图7中附加地具有变形组件。所述元件57、58、82在碰撞情况下在能量吸收下沿轴向方向相对彼此移动一个碰撞行程。

在图8所示的第三实施方式中，丝杠52具有能量吸收组件8，该能量吸收组件包括作为变形元件的弯曲接片81，该弯曲接片也可以以本身已知的方式构造为弯曲-撕裂接片，该弯曲-撕裂接片具有能被切断的撕裂线。弯曲接片81通过管区段570的管壁的轴向条带形成，该轴向条带在一侧轴向地在固定端部810上优选与芯元件57一体地连接，并且该轴向条带具有自由端部811。自由端部以约180°向内弯曲到管状的芯元件57的内部，从而该自由端部在轴向上指回固定地与管区段570连接的端部810的方向。弯曲接片81的自由端部811在端部区域中与杆状或销状的操纵元件82连接，操纵元件以该端部区域轴向地沉入到管状的芯元件57中。在其自由的、在图中位于右边的端部区域上，操纵元件82具有联接区段54，所述联接区段能够如在之前的图中示出的那样构造。

操纵元件82(如上面针对螺纹元件58所描述的那样)通过理论断裂元件6、例如剪切销可断裂松脱地固定在芯元件57处。

如果碰撞力F轴向地在心轴轴线G的方向上作用到操纵元件82上，那么在超过极限力时将理论断裂元件6断裂或剪断。然后，操纵元件82相对于芯元件57在轴向方向上移动。在此，其在轴向方向上如箭头所示地带动弯曲接片81的端部811，其中弯曲接片81连续地以弯曲运动(Walkbewegung)的形式弯曲，其中造成变形功并且吸收动能。

代替单个弯曲接片，也可设置两个或更多个弯曲接片81，如图9中以与图8中相同的视图区段性示出的第四实施方式给出的。其具有两个弯曲接片81，它们也可以构造为弯曲-撕裂接片。优选地，它们可以如所示那样关于心轴轴线G对称地布置。

操纵元件82可以在导向元件83中在碰撞情况下在丝杠52处在其相对于芯元件57的运动中被轴向地线性引导。

根据图4至图9的不同能量吸收装置可以单独地或组合地在根据本发明的丝杠52中实现。

在图10至图14中示出了根据本发明的调节驱动器5的另一(第五)实施方式。

图5示出与图3类似的示意性立体图，图11示出与图5类似的纵向剖视图。

丝杠52具有波纹管9，该波纹管在其管壁中具有螺旋形地围绕心轴轴线G环绕的成型部，从而形成波纹形，如在纵向剖面中可特别明显地在图12的放大图中可见。由此，在波纹管9上在外部形成外螺纹59，从而换言之，构造螺纹折壳(Gewindebalg)、螺纹折壳管、螺纹褶皱折壳、螺旋折壳或螺旋折壳管。通过成型，同样地在波纹管9中在内部构造有内螺纹91，其构造成由塑料注入到波纹管9中的螺纹元件58。

利用外螺纹将波纹管9拧入到心轴螺母51中，其中，心轴螺母51具有内螺纹，该内螺纹对应于波纹管9的外螺纹。

波纹管9具有金属的芯管92，该芯管具有塑性成形的波纹状的壁并且优选由金属材料如钢、铝等制成。芯管92在其外周上优选设有由软材料制成的软涂层，该软涂层形成支撑套93。该支撑套优选由可良好塑性变形的、优选在压力下可流动的塑料、例如热塑性弹性体形成，并且可以通过注塑包封施加在芯管91上。支撑套93如此设计(通过材料特性和形状和尺寸)，使得材料在轴向压缩时绕芯管91流动并且动态地支撑以防止横向于心轴轴线G的折断或弯折。

芯心轴94以其外螺纹95与心轴螺母51轴向间隔开地拧入波纹管9的内螺纹91中，其中，必要时螺纹衬套96可拧入到芯管92中，芯心轴94接合到该螺纹衬套中。螺纹衬套96也可以被省略或者由施加到内螺纹91的涂层替代。如果使用螺纹衬套96，则其可以有利地制成塑料注塑件。这也开启了如下可能性，即芯心轴94具有与波纹管9的内螺纹91不同的外螺纹95。

芯心轴94在其背向波纹管9的端部区域中具有联接区段54。芯心轴94可以由金属材料制成，其中，壁的波纹形状通过塑性成形产生。芯心轴94和联接区段54优选地构造为一件式的、一体的构件。

图11示出了在碰撞之前的正常运行状态，图13以相同的视图示出了在碰撞之后、在大的碰撞力F沿着心轴轴线G的轴向方向作用之后的情况，如用箭头绘出的那样。

碰撞力F通过芯心轴94轴向地导入波纹管9中，波纹管9通过心轴螺母51轴向地抵抗碰撞力被支撑。因此，波纹管9在芯心轴94与心轴螺母51之间的变形区段D中压缩到一起，并且在此在能量吸收下塑性变形。在图13的图示中，这可以通过外螺纹59的螺纹线之间的更窄的轴向间距和变形区段D中的增大的外直径来识别。由此，波纹管9同时用作心轴传动的功能元件和能量吸收元件。

图14示出了处于轴向彼此分开状态的丝杠52。

原则上也可以设想并且可能的是，将联接元件54与波纹管9固定连接，或者例如芯心轴94也至少部分地设计为波纹管。

通过拧入到波纹管9中的芯心轴94可实现多级的心轴传动。

也可以设想并且可能的是，在图2至图9中示出的实施方式的螺纹元件58和/或芯元件57具有波纹管9作为能量吸收元件，或者由波纹管形成。

图3至图14示出了根据本发明的丝杠52在沉入式心轴驱动器中的使用。在图15中示意性地示出了旋转式心轴驱动器，在其中，丝杠52可由驱动马达55转动地驱动。在此，心轴螺母51以防旋转的方式容纳在保持部531中，该保持部可与转向柱相连接并且可轴向地被支撑，如这例如在图2中通过调整杆41实现的那样。在所示的实施例中，丝杠52具有波纹管9或者由波纹管形成。如上所述，这种波纹管9可通过塑性压缩来吸收轴向导入的碰撞力F。

此外，可以设想并且可能的是，将在实施例中示出的能量吸收元件和能量吸收装置相互组合，例如不同的摩擦元件和/或变形元件。

附图标记列表

1 转向柱

2 承载单元

21 固定器件

22、23 枢转轴承

3 调整单元

31 套管

32 转向心轴

33 固定区段

34 传递元件

4 套单元

41 调整杆

42 贯通开口

5、6 调节驱动器

51、61 心轴螺母

52、62 丝杠

53、63 轴承壳体

531 保持部

54 联接区段

541 固定孔

542 固定栓

55、65 驱动马达

56、66 蜗杆

57 芯元件

570 管状区段(管区段)

571 扩张部(变形器件)

572 开口

58 螺纹元件(螺纹套筒)

580 止挡元件

581 螺纹齿

59 外螺纹

7 传动轮

71 毂元件

72 齿部

73 连接区段

74 内螺纹

8 能量吸收装置

81 弯曲条带

810 固定端部

811 自由端部

82 操纵元件

83 引导元件

9 波纹管

91 内螺纹

92 芯管

93 支撑套

94 芯心轴

95 外螺纹

96 螺纹衬套

L 纵向轴线

H 高度方向

G 心轴轴线

F 碰撞力

D 变形区段

Claims (17)

1.用于机动车的转向柱(1)的调节驱动器(5)，该调节驱动器包括：在心轴轴线(G)的方向上延伸的丝杠(52)，所述丝杠通过外螺纹(59)接入到心轴螺母(51)中；以及驱动马达(55)，所述驱动马达与所述丝杠(52)或所述心轴螺母(51)如此联接，使得所述心轴螺母(51)和所述丝杠(52)能够以相对彼此转动的方式被驱动；以及能量吸收装置，所述能量吸收装置构造成用于吸收在心轴轴线(G)的方向上作用到所述调节驱动器(5)上的动能，

其特征在于，

所述丝杠(52)具有所述能量吸收装置(57，58，571，8，9)。

2.根据权利要求1所述的调节驱动器，其特征在于，所述能量吸收装置(57，58，571，8，9)具有变形元件(58，81，9)和/或摩擦装置(57，58)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述丝杠(52)具有至少一个管区段(57)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述丝杠(52)具有芯元件(57)和具有外螺纹(59)的螺纹元件(58)，其中，所述外螺纹(59)经由所述能量吸收装置(57，58)与所述芯元件(57)联接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述芯元件(57)和/或所述螺纹元件(58)具有能量吸收元件(58，81)。

6.根据权利要求4或5所述的调节驱动器，其特征在于，所述螺纹元件(58)设计为螺纹套筒并且沿所述心轴轴线(G)的方向能移动地布置在所述芯元件(57)上，其中，所述能量吸收装置(57，58，571，8)布置在所述螺纹元件(58)和所述芯元件(57)之间。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，螺纹元件(58)和/或芯元件(57)至少部分地由金属和/或塑料构造。

8.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述丝杠(52)具有波纹管(9)。

9.根据权利要求8所述的调节驱动器，其特征在于，波纹管(9)具有所述外螺纹(59)。

10.根据权利要求8或9所述的调节驱动器，其特征在于，所述波纹管(9)具有内螺纹区段(91)。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述波纹管(9)具有由能塑性变形的软材料制成的支撑套(93)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，波纹管(9)同轴地布置在芯元件(57)上。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，波纹管(9)在一个端部区域中支撑在芯元件(59)处。

14.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述丝杠(52)具有理论断裂元件(6)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述丝杠(52)具有联接区段(54)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述心轴螺母(51)在心轴轴线(G)的方向上支撑在保持部(53，531)处。

17.用于机动车的能调节的转向柱(1)，该转向柱(1)具有承载单元(2)，该承载单元(2)能够安装在车辆车身上并且由该承载单元保持调整单元(3)，转向心轴(32)能够旋转地支承在该调整单元中，并且该转向柱(1)具有调节驱动器(5)，该调节驱动器包括通过外螺纹(59)接入到心轴螺母(51)中的丝杠(52)和驱动马达(55)，该驱动马达与丝杠(52)或心轴螺母(51)如此联接，使得丝杠(52)和心轴螺母(51)能够彼此相对转动地驱动，其中，调节驱动器(5)具有至少一个联接区段(54)并且与承载单元(2)和/或调整单元(3)连接，

其特征在于，

所述丝杠(52)根据权利要求1至16中任一项构造。

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