CN115135560A - 用于转向柱的调节驱动器和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所用的转向柱(1)的调节驱动器(5、6)，该调节驱动器(5、6)包括导螺杆(52、62)和驱动单元(55、65)，导螺杆(52、62)借助于外旋螺纹接合到导螺杆螺母(51、61)中，驱动单元(55、65)联接至导螺杆(52、62)或导螺杆螺母(51、61)，使得导螺杆(52、62)和导螺杆螺母(51、61)可以通过克服螺旋阻力而相对于彼此旋转驱动。为了允许在整个调节范围内进行优化调节，本发明提出的是，导螺杆(52、62)具有至少一个致动器部段(A、C)和至少一个过渡部段(B)，其中，过渡部段(B)被设计成使得导螺杆螺母(51、61)的螺旋阻力在过渡部段(B)中比在致动器部段(A、C)中低。

Description

用于转向柱的调节驱动器和用于机动车辆的转向柱

背景技术

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的调节驱动器。本发明还涉及如权利要求15的前序部分所述的转向柱。

用于机动车辆的转向柱具有带转向主轴的转向轴，在转向主轴的在行进方向上面向驾驶员的后端部附接有方向盘，以便引入来自驾驶员的转向命令。转向主轴绕其纵向轴线以可旋转的方式安装在致动单元中，致动单元由支承单元保持在车身上。纵向调节可以通过致动单元的也被简称为护套管的内护套管来进行，内护套管在纵向轴线的方向上以套叠伸缩的方式可移位地接纳在连接至支承单元的护套单元中，该护套单元也称为导引箱、外护套管或箱式摆臂。竖向调节可以通过将致动单元或接纳该致动单元的护套单元以可枢转的方式安装在支承单元上来实现。致动单元在纵向或竖向方向上的调节允许相对于操作位置中的驾驶员位置——该驾驶员位置也称为驾驶位置或操作位置——设定符合人体工程学的舒适的方向盘位置，在该驾驶员位置中可以进行手动转向干预。

在现有技术中，为了相对于支承单元调节致动单元，已知提供一种具有驱动单元的机动化调节驱动器，驱动单元包括通常经由齿轮机构连接至主轴驱动器的驱动马达，主轴驱动器包括旋拧到主轴螺母中的螺纹主轴。借助于驱动单元，螺纹主轴和主轴螺母能够绕主轴轴线相对于彼此以可旋转的方式驱动，由此根据旋转方向，这些部件可以沿主轴轴线的方向以平移的方式朝向彼此或远离彼此移动。在一个实施方式中，在所谓的旋转式主轴驱动器中，螺纹主轴能够通过固定地连接至致动单元或支承单元的驱动单元绕螺纹主轴的螺纹主轴轴线以可旋转的方式驱动，并且螺纹主轴接合在主轴螺母中，该主轴螺母相对于绕主轴轴线进行的旋转固定地附接至支承单元或致动单元。在轴向上、即在主轴轴线的方向上，螺纹主轴经由联接部分支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母相应地支承在致动单元或支承单元上，使得以旋转方式驱动螺纹主轴导致支承单元和致动单元相对于彼此的平移调节。在也称为柱塞式主轴驱动器的替代性实施方式中，相对于绕其主轴轴线进行的旋转，螺纹主轴通过其联接部分以不可旋转的方式联接至支承单元或致动单元，并且主轴螺母对应地安装成能够在致动单元或支承单元上旋转但是在主轴轴线的方向上固定。与第一实施方式中一样，螺纹主轴经由联接部分沿主轴轴线的方向被轴向支承在支承单元或致动单元上，并且主轴螺母被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以平移的方式沿主轴轴线的方向移位。在两个实施方式中，主轴驱动器形成在支承单元与致动单元之间有效的机动化调节驱动器，致动单元由此能够被调节以相对于支承单元进行调节。例如在DE 10 2018 207 561 A1中公开了一种通用的调节驱动器。

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，可以在致动单元的护套管与护套单元之间布置有调节驱动器的主轴驱动器，护套单元在轴向方向上以可纵向移位的方式接纳该主轴驱动器，并且护套单元连接至支承单元，并且其中，主轴轴线可以大致平行于纵向轴线定向。

为了进行竖向调节，可以在支承单元与以可竖向调节的方式安装在该支承单元上的致动单元之间布置有调节驱动器。

机动化纵向调节和竖向调节可以单独地或组合地构造在转向柱上。

在手动驾驶模式下，为了在形成整个可能的调节区域或调节路径的子区域并且也称为操作或舒适区域的操作区域内进行舒适的手动转向干预，方向盘可以借助于一个或多个调节驱动器进行调整，以适应单个驾驶员的位置。如果不需要手动转向干预，例如在自动驾驶车辆的自动驾驶模式下以及/或者为了上车和下车，转向柱可以在纵向方向或竖向方向上尽可能远地缩回或压缩，以便使方向盘处于操作区域之外的收起位置中，使得可以腾出车辆内部以用于其他用途。不提供转向干预的过渡区域位于操作区域与收起位置之间。为了收起或者相反地为了在操作位置展开，转向柱必须借助于调节驱动器从收起位置通过过渡区域调节到操作区域中或者从操作区域通过过渡区域调节到收起位置中。

在操作区域内，调节驱动器必须具有高度的刚度，并且意在避免产生噪音，其中，相对较低的调节速度对于精确且方便地设定方向盘位置是有利的。在过渡区域中，调节速度应尽可能高，以便允许方向盘的快速收起和展开。

为了实现高度的刚度，例如在前述的DE 10 2017 207 561 A1中公开了在主轴螺母的内螺纹中以很小的间隙或没有间隙的方式张紧螺纹主轴的外螺纹。然而，因此，外螺纹与内螺纹之间的摩擦相对较高，并且因此与摩擦相关联的螺旋阻力也相对较高，螺旋阻力也称为拧紧扭矩，其表示必须由驱动单元在螺纹主轴与主轴螺母之间施加以便使主轴螺母在无负载的螺纹接合中旋转以用于相对于外螺纹的轴向位移的相对扭矩。此处的缺点在于，必须提供调节驱动器的高驱动功率，以便允许过渡区域中的高调节速度。因此，调节驱动器变得笨重、庞大并且具有高的能量消耗。小尺寸的调节驱动器的缺点在于，即使在过渡区域中，也只能进行缓慢的调节——如在操作区域中，这在操作期间是不可接受的。在这方面，存在与实现不同要求有关的目标冲突。

关于上述问题，本发明的目的是提出一种改进的调节驱动器，该驱动调节器允许在整个调节区域上进行优化的调节。

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15所述的具有这种调节驱动器的转向柱来实现。有利的改进方案从从属权利要求中得出。

在一种用于机动车辆所用的转向柱的调节驱动器中，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动单元，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，驱动单元联接至螺纹主轴或主轴螺母，使得螺纹主轴和主轴螺母能够通过克服螺旋阻力而相对于彼此以可旋转的方式驱动，根据本发明，可以设置的是，螺纹主轴具有至少一个致动器部分和至少一个过渡部分，其中，过渡部分构造成使得主轴螺母的螺旋阻力在过渡部分中比在致动器部分中低。

根据本发明，沿着其主轴轴线在轴向方向上延伸的螺纹主轴具有不同设计的螺纹部分、即外螺纹的纵向部分，其中，在外螺纹的子区域上纵向延伸的至少一个螺纹部分被设计为致动器部分，该致动器部分也称为致动部分。致动器部分外侧的至少一个另外的螺纹部分被设计为过渡部分，该过渡部分也称为中间部分。

也称为拧紧扭矩的螺旋阻力由相对扭矩限定，该相对扭矩由调节驱动器产生并且必须施加在螺纹主轴与主轴螺母之间，以便使主轴螺母在无负载的螺纹接合中相对于外螺纹旋转并且产生相对轴向位移。拧紧扭矩受作用在内螺纹与外螺纹之间的摩擦力的显著影响。螺旋阻力间接地与由主轴螺母和螺纹主轴形成的主轴驱动器的效率成比例。

根据本发明，在致动器部分中相对较高的拧紧扭矩是可接受的。这允许螺纹主轴的外螺纹和主轴螺母的内螺纹相对于增加螺纹连接的刚度和减少可能的噪音产生以有针对性的方式被优化。例如，可以提供尽可能小的螺纹间隙或者对内螺纹和外螺纹进行张紧，由此增加刚度并且因此也增加与刚度相关联的拧紧扭矩。

由于上述原因，在过渡部分中需要尽可能简单的可调节性，至少比在致动器部分中的可调节性简单。根据本发明，这可以通过将外螺纹与主轴螺母的内螺纹进行适配来实现，由此产生拧紧扭矩的减小。实际上，根据本发明，可以设置的是，拧紧扭矩在过渡区域中比在致动器部分中低。例如，拧紧扭矩可以通过螺纹的摩擦进行预先确定。例如，过渡部分中的摩擦可以通过相对于致动器部分增加的螺纹间隙或者通过消除或减小设置在致动器部分中的内螺纹和外螺纹的张紧来减小，由此与致动器部分相比，螺纹摩擦也可以被减小。

适合于通过在过渡部分的相对于致动器部分的纵向部分中设计螺纹主轴的外螺纹——例如通过设计不同的材料、表面结构、螺纹的几何形状和/或尺寸等——减小螺纹摩擦并因此减小螺旋阻力的其他措施也是可以设想和可能的。在这种情况下，可以毫无困难地接受刚度的降低，因为主轴螺母在方向盘收起或展开时仅短暂地经过过渡部分，并且在此期间不存在转向输入或扭矩传输。

通过由于过渡区域中较低的螺旋阻力而导致的较简单的可调节性，调节驱动器的有利的较高的线性调节速度可以通过具有相同驱动功率的驱动单元来实现。替代性地，可以提供较低的驱动功率。本发明的优点在于，致动器部分和过渡部分可以根据具体要求彼此独立地进行优化。因此，可以在没有不令人满意的折衷的情况下实现现有技术中存在的关于转向柱的操作区域中的高刚度和过渡部分中的高调节速度的目标冲突。

另一优点在于，通过使用根据本发明设计的螺纹主轴，可以以较小的努力对调节驱动器的现有构造进行优化。在这种情况下，通过致动器部分和过渡部分的对应设计，还可以以简单的方式和较小的努力使调节驱动器适应转向柱的不同设计，例如转向柱具有不同长度的致动器部分和过渡部分。同样有利的是，当在调节期间主轴螺母从致动器部分经过螺纹主轴进入到过渡部分中或者从过渡部分经过螺纹主轴进入到致动器部分中时，根据本发明的螺旋阻力的改变自动发生并且不需要额外的开关元件。

致动器部分优选地对应于转向柱的需要高刚度和小间隙的调节区域、例如在引言中所提及的操作区域和/或收起区域，该收起区域表示当从操作区域观察时位于调节路径的另一端部处且收起位置位于其中的调节区域。同样在收起区域中，有利的是，当转向柱被收起时，可以通过小间隙来防止不期望的振动和噪音的产生。致动器部分的长度可以优选地对应于可纵向调节的转向柱的操作区域的长度，该转向柱具有根据本发明的作为纵向调节驱动器的调节驱动器。另一致动器部分可以相应地对应于在纵向轴线的方向上延伸的收起区域。

过渡部分对应于转向柱的期望具有比在操作区域中更高的调节速度的调节区域、例如引言中所提及的在转向柱的操作区域与收起区域之间的过渡区域。刚度和螺纹间隙在过渡区域中是次要的。由于本发明，在此可以实现关于平滑可调节性和高调节速度的优化。

致动器部分和过渡部分优选地经由外螺纹的限定的轴向或纵向部分来构造，并且优选地在多个螺纹上延伸，特别优选地在与主轴螺母的内螺纹相同或比主轴螺母的内螺纹更多数量的螺纹上延伸。

根据本发明的调节驱动器可以用作可纵向调节的转向柱的纵向调节驱动器，其中，螺纹主轴布置成大致平行于转向柱的纵向轴线，并且主轴螺母和螺纹主轴在每种情况下都连接至护套管，护套管能够在纵向方向上相对于彼此套叠伸缩地调节。还可能的是，根据本发明的调节驱动器用作竖向方向上的可竖向调节的驱动器，竖向方向横向于可竖向调节的转向柱的致动单元与支承单元之间的纵向轴线。根据本发明的至少一个调节驱动器也可以用在可纵向调节和可竖向调节的转向柱上。

同样可以在柱塞式主轴驱动器或旋转式主轴驱动器中使用根据本发明的螺纹主轴。

致动器部分可以优选地布置在螺纹主轴的端部区域中。这种布置对应于转向柱的操作区域并且通常也对应于收起区域，操作区域和收起区域都位于调节路径的最大延伸或最大缩回端部位置中的端部位置附近的调节区域中。在转向柱的这些调节区域中，主轴螺母在每种情况下都位于螺纹主轴的端部区域中。

可以设置的是，提供了至少两个致动器部分，在所述两个致动器部分之间布置有过渡部分。所述两个致动器部分优选地对应于位于调节路径的在行进方向上的后方的一个端部区域处的操作区域以及位于调节路径的另一端部处的收起区域。因此，所述两个致动器部分可以优选地对应地布置在螺纹主轴的两个端部区域中。根据本发明设计的过渡部分位于致动器部分之间，所述过渡部分形成下述中间部分：当在两个致动器部分之间改变时，主轴螺母在收起和展开期间必须经过该中间部分。

实现本发明的一种可能性是过渡区域中的螺纹间隙大于致动器部分中的螺纹间隙。由于外螺纹和内螺纹的螺纹侧面之间的轴向间隙较大，摩擦可以减小，由此螺旋阻力也可以减小。例如，在过渡部分中，螺纹齿的轴向宽度可以减小，或者螺纹的宽度可以增加。这些措施在生产技术方面实施简单并且在操作期间安全有效。

本发明的一个有利实施方式设置的是，致动器部分具有至少一个预张紧元件，该预张紧元件抵靠主轴螺母的螺纹预张紧，并且过渡部分不具有预张紧元件或者具有过渡预张紧元件，该过渡预张紧元件与致动器部分的预张紧元件相比抵靠主轴螺母的螺纹预张紧的程度较小。预张紧元件构造成用于将螺纹主轴的外螺纹预张紧在主轴螺母的内螺纹中。通过预张紧，螺纹间隙减小，并且主轴驱动器的刚度增加。在这种情况下，螺纹摩擦以及因此螺旋阻力也会增加。由于在过渡部分中省去了预张紧元件，所以此处不存在预张紧。因此，与致动器部分相比，螺纹间隙更大并且刚度更低。然而，螺纹摩擦以及因此螺旋阻力较低，由此可以实现根据本发明的上述优点。如果意在将过渡区域中的螺旋阻力减小到比通过省去预张紧元件而减小的程度更小，那么此处也可以设想提供所谓的过渡预张紧元件，该过渡预张紧元件与致动器部分中的预张紧元件相比在过渡部分中施加更低的预张紧力，使得根据本发明仍然实现减小的螺旋阻力。过渡部分中的预张紧元件的省去或调整能够在结构上和生产技术方面以较小的努力实现并且在操作上是可靠的。

可以有利地设置的是，预张紧元件布置在外螺纹的螺旋环绕的螺纹齿的齿轮廓中。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限定的齿轮廓或齿横截面。在这种情况下，齿轮廓从内侧接合在主轴螺母的内螺纹中的对应螺纹中。预张紧元件可以构造在螺纹齿的路径中或间隙中，并且当从齿轮廓观察时，预张紧元件横向于螺纹齿的路径在螺纹中轴向定向。在这种情况下，预张紧元件以预张紧力抵靠内螺纹的相对齿侧面加载，使得实际上螺纹齿在内螺纹的螺纹中横向于其螺旋延伸部被预张紧。外螺纹因此在内螺纹中被轴向预张紧。通过由预张紧元件施加的预张紧力，螺纹元件和主轴螺母的齿侧面可以相对于彼此无间隙地张紧。这导致在致动器部分中进行平稳、低振动和精确的调节。预张紧力的水平决定了螺纹摩擦并且因此决定了螺旋阻力。在这种情况下，螺旋阻力的水平对应于预张紧力的水平。如果在过渡部分中省去了预张紧元件，则螺旋阻力在此对应地减小。

一个有利的实施方式是，预张紧元件具有至少一个弹簧元件。借助于弹簧元件，预张紧元件优选地可以抵靠内螺纹的螺纹侧面或齿侧面被轴向预张紧。

弹簧元件可以优选地构造在螺纹主轴上，以便突出到外螺纹的螺纹中，优选地以便轴向突出。弹簧元件可以优选地构造成横向于螺纹齿的螺旋延伸部、即基本上在轴向方向上是弹性的，并且可以优选地具有从螺纹主轴径向突出的弹簧舌或弹簧片。当接合在主轴螺母中时，弹簧元件可以与齿侧面以弹性的方式接触，或者甚至与主轴螺母的内螺纹的螺纹的两个齿侧面接触，并且可以通过由弹簧力施加的预张紧力被预张紧。因此，螺纹主轴可以在主轴螺母的内螺纹中无间隙地弹性预张紧。

弹簧元件可以布置或构造在螺纹齿的路径中或者螺纹齿的螺旋路径中的间隙中，该间隙例如由外螺纹的纵向部分上、优选地螺纹的多个圈上的连续凹槽或平坦部分形成。弹簧元件、例如径向突出的弹簧片或弹簧本体可以布置在间隙中。在这种情况下，弹簧元件在松弛状态下可以比螺纹齿更宽，并且沿轴向方向突出到螺纹齿的各圈之间的螺纹中，使得当主轴螺母在调节期间与具有预张紧元件的螺纹部分接合时，弹簧元件抵靠内螺纹的齿侧面轴向张紧，因为弹簧元件在接合时弹性变形。有利地，可以以较小的努力对弹簧元件进行优化适配设计。

预张紧元件可以具有润滑剂刮擦器。由于预张紧元件以预张紧的方式抵靠齿侧面放置，因此可以有利地使用由此形成的限定的滑动接触，以便在调节期间将所使用的润滑剂、例如润滑脂均匀地分配在螺纹上。润滑剂刮擦器可以通过一体形成的边缘或唇缘以简单的方式形成。

实现本发明的另一种可能性可以设置的是，外螺纹被设计成减小过渡部分中的摩擦并且/或者增加致动器部分中的摩擦。通过不同的材料配对、表面结构、粗糙度等，过渡部分中的螺纹摩擦也可以相对于致动器部分以限定的方式减小，使得根据本发明，主轴螺母的螺旋阻力在过渡部分中比在致动器部分中低。

本发明的有利实施方式可以设置的是，螺纹主轴具有芯元件，该芯元件在同轴方向上至少在一些部分中被包括外螺纹的螺纹元件固定地包围。

芯元件形成螺纹主轴的力吸收结构并且可以优选地由相比螺纹元件具有更高强度的材料构成。优选地，芯元件由金属材料构成、优选地由钢或铝合金构成。因此，可以利用相对较小的材料横截面实现足够高的承载能力。

螺纹元件承载接合在主轴螺母的对应的内螺纹中、即拧入主轴螺母的对应的内螺纹中的外螺纹，并且螺纹元件优选地可以由塑料材料构造。因此，也可以在致动器区域中实现有利的滑动行为和相对较低且均匀的螺旋阻力。

芯元件以棒状或杆状的方式构造成为长形的，并且芯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芯横截面小的横截面。根据本发明的芯元件至少在相对于芯元件的轴向长度的一些部段中被螺纹元件包围。螺纹元件固定地并且优选地以不可释放的方式连接至芯元件，并且由此被固定以防止沿外周方向的相对旋转并且防止沿纵向方向的轴向位移。

有利的是，芯元件构造成至少在一些部段中是管状的。由于芯元件构造为管状中空体、优选地构造为中空筒形体，因此可以减轻重量。此外，在通过塑料注射模制的生产期间和在调节模式下，通过至少部分地流动通过中空体的冷却剂，热可以从螺纹主轴有效地消散。优选地，中空芯元件由金属材料制成、例如制作为钢管。

中空芯元件还提供了有利的可能性，即芯元件具有横向于其纵向延伸部的压接变形部分，在该压接变形部分中构造有用于连接至转向柱的联接部分。联接部分可以由也称为挤压部分的变形部分形成，在该联接部分中，管状部分横向于轴线塑性压接成扁平的。

螺纹元件可以以套筒状的方式构造并且固定至芯元件。螺纹元件可以设置为优选地由塑料材料制成的单独的螺纹套筒、例如设置为塑料注射模制部件。螺纹元件在其外周上具有外螺纹，并且在内侧以旋转锁定和轴向固定的方式连接至芯元件。连接可以优选地以形状配合的方式进行或者通过材料连接、通过挤压、粘接、焊接等进行。

优选的改进方案在于，螺纹元件通过塑料注射模制被注射模制在芯元件上。在这种情况下，构造为塑料注射模制部件的螺纹元件围绕芯元件进行注射模制。为了生产，可以构造成实心或中空的棒状或杆状的芯元件被结合在注射模制机器的螺纹形模制腔中，熔融的热塑性材料被注射到该螺纹形模制腔中。因此，产生螺纹元件，并且该螺纹元件同时通过材料连接与芯元件连接。

如果根据本发明的芯元件由金属材料形成并且具有比螺纹元件更高的导热率，则本发明的优点也在生产期间通过注射模制产生。因此，塑料熔体可以更快地冷却和固化，这有利于减少生产时间。

可以设置的是，芯元件具有以形状配合的方式连接至螺纹元件的至少一个形状配合连接元件。形状配合连接元件可以包括与螺纹元件接合的突出部、凹部、诸如粗糙化、滚花等的表面结构。形状配合连接可以通过形状配合连接元件在紧固至芯元件时塑性模制在单独提供的螺纹元件中而产生。当通过塑料注射模制来注射模制螺纹元件时，形状配合连接元件可以直接嵌入在塑料熔体中，由此产生特别坚固的材料和形状配合连接。

在有利的改进方案中，可以设置的是，齿轮至少部分地构造有螺纹元件。螺纹元件可以具有齿轮或至少具有齿轮的部分例如毂或同轴齿部，由驱动单元的驱动马达驱动的驱动轮接合在其中。因此，螺纹主轴可以以可旋转的方式驱动，以形成旋转式主轴驱动器。齿轮可以与螺纹元件完全地或部分地构造成一个件，优选地由螺纹元件的塑料构造。在注射模制方法中，齿轮可以优选地以与螺纹元件一起成一个件的方式直接注射模制在芯元件上。

可以设置的是，螺纹主轴具有止挡元件。止挡元件可以包括例如径向突出超出螺纹的突出部、例如外部构造的套环，其不能旋拧穿过主轴螺母并且因此形成用于螺纹主轴相对于主轴螺母的平移运动的轴向端部止挡件。止挡元件可以固定至螺纹主轴或者与螺纹主轴构造成一个件。止挡元件也可以例如通过对管状芯元件的壁进行塑形延伸或成形而构造在芯元件上。替代性地或附加地，轴向止挡件可以通过对塑料注射模制部件、例如螺纹元件进行适当地模制来实现。

根据本发明设计的调节驱动器可以用作可纵向调节的转向柱上的纵向调节驱动器，并且附加地或替代性地用作可竖向调节的转向柱上的可竖向调节驱动器。转向柱可以另外具有可竖向调节驱动器，该可竖向调节驱动器也可以根据本发明设计。

本发明还包括一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括支承单元，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，并且转向柱包括调节驱动器，该调节驱动器包括螺纹主轴和驱动单元，螺纹主轴通过外螺纹接合在主轴螺母中，驱动单元联接至螺纹主轴或主轴螺母，使得螺纹主轴和主轴螺母能够相对于彼此以可旋转的方式驱动，其中，调节驱动器连接至支承单元或致动单元，其中根据本发明的调节驱动器根据上述实施方式中的一种实施方式构造。

调节驱动器可以具有至少一个联接部分，所述至少一个联接部分可以构造在螺纹主轴上。例如，该联接部分可以具有带有紧固孔或其他紧固装置的接合头部，紧固孔或其他紧固装置与对应的紧固装置一起布置在转向柱的能够相对于彼此调节的部件上。

附图说明

在下文中，参照附图对本发明的有利实施方式进行更详细地描述。详细地：

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示出了根据图3的调节驱动器的螺纹主轴的放大的详细视图，

图5示出了沿着主轴轴线穿过根据图3的调节驱动器的纵向截面，

图6示出了图5的放大的详细视图，

图7以如图4中的视图示出了螺纹主轴的外螺纹的第二实施方式的详细视图，

图8示出了螺纹主轴的外螺纹的第三实施方式的详细视图。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部件总是设置成具有相同的附图标记，并且因此相同的部件在每种情况下通常仅被命名或提及一次。

图1以从左上方倾斜观察至相对于未示出的车辆的行进方向的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，此处未示出的方向盘保持在操作区域中。图2以从相反侧观察、即从右上方观察的视图示出了转向柱1。

转向柱1包括护套单元3，该护套单元3具有外护套管31、中间护套管32和内护套管33。护套管31、32和33轴向布置成能够沿纵向轴线L的轴向方向以套叠伸缩的方式彼此同轴地调节，如由双箭头所指示的。

外护套管31在后端部上附接有止挡件34，所述止挡件在开口端部处向内突出到外护套管31与中间护套管32之间的中间空间中。当延伸时，中间护套管32轴向撞击止挡件34并且被固定以防与外护套管31分离。中间护套管32的后端部附接有向内突出到中间护套管32与内护套管33之间的中间空间中的止挡件35，所述止挡件固定内护套管33，以防止内护套管33被从中间护套管32中拉出。

在护套单元3中，转向主轴37绕纵向轴线L以可旋转的方式安装，所述转向主轴在其后端部处具有连接部分38，以用于附接未示出的方向盘。转向主轴37也以与护套单元3相同的方式构造成能够沿纵向方向套叠伸缩。致动单元2包围内护套管33以及安装在内护套管33中的转向主轴37。该致动单元2被接纳成能够在外护套管31中沿纵向轴线L的方向以套叠伸缩的方式移位，以用于实现相对于护套单元3的纵向调节，以便能够将连接至转向主轴37的方向盘沿纵向方向相对于支承单元4向前和向后定位，如由平行于纵向轴线L的双箭头所指示的。

护套单元3保持在两件式支承单元4中，该两件式支承单元4具有用于附接至未示出的车身的紧固装置41。

护套单元3在其前方区域中相对于车身绕横向于纵向轴线L定位且示意性示出的水平枢转轴线S以可枢转的方式安装。为此，在支承单元4中或者在该支承单元4与车身之间布置有未示出的枢转轴承。在后方区域中，护套单元3经由致动杆42连接至支承单元2。通过致动杆42借助于调节驱动器6(参见图2)的旋转运动，护套单元3可以与致动单元2一起相对于支承单元4绕在安装状态下水平定位的枢转轴线S枢转，由此可以在由双箭头指示的竖向方向H上对附接至紧固部分38的方向盘进行调节。

用于沿纵向轴线L的方向相对于护套单元3对致动单元2进行纵向调节的第一调节驱动器5具有主轴驱动器，该主轴驱动器具有主轴螺母51，该主轴螺母51具有沿着主轴轴线G延伸的内螺纹74，在该主轴螺母51中接合有螺纹主轴52，即螺纹主轴52通过螺纹主轴52的外螺纹旋拧在主轴螺母51的对应内螺纹74中。螺纹主轴52的螺纹主轴轴线与主轴轴线G相同并且大致平行于纵向轴线L延伸。

主轴螺母51绕主轴轴线G以可旋转的方式安装在轴承座53中，该轴承座53固定地连接至护套单元4的外护套管31。在主轴轴线G的方向上，主轴螺母51经由轴承座53轴向地支承在护套单元4上。调节驱动器5相应地是所谓的柱塞式主轴驱动器。

螺纹主轴52连接至内护套管33，并且螺纹主轴52在旋转方面固定地且在其自由端部处轴向固定地支承在臂36上，并且主轴螺母51经由驱动单元53轴向地、即沿纵向方向支承在外护套管31上。纵向方向对应于纵向轴线L的方向。通过借助于构造为电动马达的马达55进行的相对旋转，螺纹主轴52和主轴螺母51根据旋转方向一起或分开移动，由此内护套管33轴向缩回到中间护套管32中，并且该中间护套管缩回或延伸到外护套管31中，如由双箭头所指示的。因此，可以附接至连接部分38的方向盘可以向前移动到收起位置中，在该收起位置中，内护套管33和中间护套管32缩回到外护套管31中、即没入在前方，或者延伸到操作区域中的操作位置中，在该操作位置中，护套管31、32和33以套叠伸缩的方式彼此延伸出。

在从位于图1中的后方的一侧示出了转向柱1的立体图的图2中，可以识别到第二调节驱动器6是如何附接至转向柱1以用于在竖向方向H上进行调节的。该调节驱动器6在原则上被构造成以与调节驱动器5相同的方式作用。该调节驱动器还包括主轴螺母61、沿着主轴轴线G接合在主轴螺母61的内螺纹中的螺纹主轴62。螺纹主轴62绕轴线G以可旋转的方式安装在紧固至护套单元3的轴承座63中并且沿轴线G的方向轴向地支承在护套单元3上，并且螺纹主轴62能够由电驱动马达65选择性地在绕轴线G的两个旋转方向上驱动。

在所示的实施方式中，调节驱动器5和6是所谓的柱塞式主轴驱动器。替代性地，也可以构造有旋转式主轴驱动器，在旋转式主轴驱动器中，主轴螺母51以相对旋转的方式保持在转向柱1上，并且螺纹主轴52能够由马达55以可旋转的方式驱动。

调节驱动器6作用在双臂式致动杆42的端部上，该双臂式致动杆42围绕枢转轴承43以可旋转的方式安装在支承单元4上，并且该双臂式致动杆42的另一臂通过另一枢转轴承44中的另一端部连接至护套单元3。

调节驱动器5在图3中以立体图单独示出并且在图5中以沿着主轴轴线G的纵向截面单独示出。

根据本发明的螺纹主轴52具有优选地由钢管制成的优选为管状的芯元件57，在该芯元件57上以不可释放的方式同轴地附接有套筒形螺纹元件58，所述螺纹元件具有带有螺旋环绕的螺纹齿581的外螺纹并且能够通过塑料注射模制进行注射模制。

为了形成用作这样目的的联接元件54，芯元件57的管横向于主轴轴线G优选地通过冷成型被压接成扁平的，并且具有垂直于压接部的连续紧固孔541。紧固螺栓542被导引穿过该紧固孔541，以用于在旋转方面固定地连接至传输元件34，如可以在图1中识别的。

在远离紧固元件54的端部处，芯元件57具有止挡元件571，该止挡元件571优选地通过利用冷成型使管状的芯元件57加宽来构造为径向向外突出的外周套环。

在其面向紧固元件54的端部处，螺纹元件58也具有止挡元件580，该止挡元件580构造为外周突出部或套环，其通过塑料注射模制与螺纹元件构造成一个件。

根据本发明，螺纹主轴52具有第一致动器部分A，如可以在图3中识别的，该第一致动器部分A在外螺纹的纵向部分上延伸。致动器部分A位于螺纹主轴的端部区域中。构造为过渡部分B的纵向部分与致动器部分A邻接。在螺纹主轴52的与致动器部分A相反的另一端部区域处布置有第二致动器部分C，该第二致动器部分C在原则上可以以相同的方式构造，其中，致动器部分A和致动器部分C的长度可以不同。因此，在下文中，仅涉及致动器部分A。

螺纹元件58具有外螺纹的轴向连续的平坦部分582，这可以在图4中清楚地识别，图4示出了图3的放大细节。在该平坦部分582的区域中，螺纹齿581在每个外周部分中具有间隙，其中，在每种情况下，在致动器部分A中构造有预张紧元件59。图4的第一实施方式中的预张紧元件59构造为径向突出的突出部、垫或块，其在轴向方向(纵向方向)上可以比螺纹齿581的外周横截面略宽、即比螺纹齿581的轴向宽度宽。预张紧元件59可以优选地通过塑料注射模制与螺纹元件58构造成一个件。通过塑料材料的弹性变形，预张紧元件59可以在主轴螺母51的内螺纹的螺纹中无间隙地弹性预张紧或张紧。在第二致动器部分C中也布置有预张紧元件59，所述预张紧元件能够构造成以与致动器部分A中的那些预张紧元件相同的方式作用。

根据本发明，在所示的实施方式中，在过渡区域B中没有布置预张紧元件59，换句话说，过渡部分B构造成不具有预张紧元件。由平坦部分582形成的间隙保持自由。这也能够在图6的放大截面图中识别到。在平坦部分582的区域中，预张紧元件59以轴向预张紧的方式接合在主轴螺母61的内螺纹74的螺纹中，由此螺纹主轴52被预张紧在主轴螺母51中。这导致增加的螺旋阻力，该螺旋阻力大于过渡区域B中的螺旋阻力，在过渡区域B中，由于缺少预张紧元件而没有张紧或张紧较小。

在图7和图8中，示出了预张紧元件59的其他变型。螺纹元件58进而具有至少一个、优选为两个相反的平坦部分582，在平坦部分582中，螺纹齿581在外周部分中具有间隙。在图7的第二实施方式中，每个预张紧元件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的方向上以及在外周方向上轴向间隔开。这些弹簧元件能够沿轴向方向弹性弯曲并且在未变形状态下略微轴向突出超出螺纹齿581的横截面。因此，在每种情况下，在拧入状态下，这些弹簧元件在主轴螺母51的内螺纹中的螺纹侧面之间的螺纹中被张紧。

图8中以侧向(径向)视图所示的实施方式以类似的方式构造，其中，每个弹簧元件591构造成Z形弹簧片，其中图7中成对的弹簧元件591组合成一个件。

弹簧元件59、591的实施方式中的所有实施方式可以通过塑料注射模制在螺纹元件58上构造成一个件。由于它们的尺寸，如果需要的话，为预张紧而施加的弹性和弹簧力可以被调整和预先确定。因此，致动器部分A和C中的螺旋阻力的大小可以以限定的方式预先确定。

弹簧元件591之间的自由空间可以用作润滑剂凹穴。

预张紧元件59、591可以以任何方式组合在一起。例如，致动器部分A和C可以具有彼此不同的预张紧元件59、591。还可以设想并且可能的是，不同的预紧元件59、591可以组合在一个致动器部分A、C中。

由于预张紧元件59、591，当主轴螺母位于致动器区域A或C中的一者中时，可以在主轴螺母51中无间隙地产生螺纹主轴52的弹性张紧，致动器区域A或C对应于转向柱的操作区域或收起区域。当收起时，主轴螺母51从致动器区域A中移出。当经过过渡区域B时，由于缺乏张紧而导致螺旋阻力较低，并且可以用相同的驱动功率实现更大的调节速度。当到达第二致动器区域C时，增加的螺旋阻力再次作用在收起位置附近，如在致动器区域A中那样。可以在较低的调节速度下进行安全且无间隙的收起。在从致动器区域C到致动器区域A的展开期间，顺序对应地颠倒。

对于通过马达55进行的旋转驱动，齿轮7可以同轴地附接在主轴螺母51上，如可以在图5和图6中识别的。齿轮7可以是例如与由马达55驱动的蜗杆轴接合的蜗轮。作为其中主轴螺母51以可旋转的方式驱动的图3至图6中所示的柱塞式主轴驱动器的设计的替代方案，在旋转式主轴驱动器的设计中，螺纹主轴52可以相对于齿轮壳体53以可旋转的方式驱动。然后，齿轮7在旋转方面固定地且同轴地紧固至螺纹主轴52。

齿轮7可以优选地由塑料构造并且优选地通过塑料注射模制被注射模制在主轴螺母51或螺纹主轴52上。

附图标记列表

1 转向柱

2 致动单元

21 紧固装置

22、23 枢转轴承

3 护套单元

31 外护套管

32 中间护套管

33 内护套管

34、35 止挡件

36 臂

37 转向主轴

38 连接部分

4 支承单元

41 紧固装置

42 致动杆

43、44 枢转轴承

5、6 调节驱动器

51、61 主轴螺母

52、62 螺纹主轴

53、63 轴承座

54 联接元件

541 紧固孔

542 紧固螺栓

55、65 驱动马达

57 芯元件

571 止挡元件

58 螺纹元件

580 止挡元件

581 螺纹齿

582 平坦部分

583 润滑剂凹穴

59 预张紧元件

591 弹簧元件

7 齿轮

74 内螺纹

A、C 致动器部分

B 过渡部分

L 纵向轴线

S 枢转轴线

H 竖向方向

G 主轴轴线(螺纹主轴轴线)

Claims (15)

1.一种用于机动车辆所用的转向柱(1)的调节驱动器(5、6)，所述调节驱动器(5、6)包括螺纹主轴(52、62)和驱动单元(55、65)，所述螺纹主轴(52、62)通过外螺纹接合在主轴螺母(51、61)中，所述驱动单元(55、65)联接至所述螺纹主轴(52、62)或所述主轴螺母(51、61)，使得所述螺纹主轴(52、62)和所述主轴螺母(51、61)能够通过克服螺旋阻力而相对于彼此以可旋转的方式驱动，

其特征在于，

所述螺纹主轴(52、62)具有至少一个致动器部分(A、C)和至少一个过渡部分(B)，其中，所述过渡部分(B)构造成使得所述主轴螺母(51、61)的螺旋阻力在所述过渡部分(B)中比在所述致动器部分(A、C)中低。

2.根据权利要求1所述的调节驱动器，其特征在于，在所述螺纹主轴(52、62)的端部区域中布置有致动器部分(A、C)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，设置有至少两个致动器部分(A、C)，在所述致动器部分(A、C)之间布置有过渡部分(B)。

4.根据前述权利要求中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述过渡部分(B)中的螺纹间隙大于所述致动器部分(A、C)中的螺纹间隙。

5.根据前述权利要求中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述致动器部分(A、C)具有至少一个预张紧元件(59)，所述预张紧元件(59)抵靠所述主轴螺母(52、62)的螺纹预张紧，并且所述过渡部分(B)不具有预张紧元件(59)或者具有过渡预张紧元件，所述过渡预张紧元件与所述致动器部分(A、C)的所述预张紧元件(59)相比抵靠所述主轴螺母(52、62)的螺纹预张紧得更弱。

6.根据权利要求5所述的调节驱动器，其特征在于，所述预张紧元件(59)布置在所述外螺纹的螺旋循环的螺纹齿(581)的齿轮廓中。

7.根据权利要求5或6所述的调节驱动器，其特征在于，所述预张紧元件(59)具有至少一个弹簧元件(591)。

8.根据权利要求5至7中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述预张紧元件(59)具有润滑剂刮擦器。

9.根据前述权利要求中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述外螺纹被设计成减小所述过渡部分(B)中的摩擦和/或增加所述致动器部分(A、C)中的摩擦。

10.根据前述权利要求中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述螺纹主轴(52)具有芯元件(57)，所述芯元件(57)在同轴方向上至少在一些部分中被包括所述外螺纹的螺纹元件(58)固定地包围。

11.根据权利要求10所述的调节驱动器，其特征在于，所述螺纹元件(58)由塑料材料构造。

12.根据权利要求10至11中的一项所述的调节驱动器，其特征在于，所述螺纹元件(58)通过塑料注射模制被注射模制在所述芯元件(57)上。

13.根据权利要求10至12中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯元件(57)由金属材料形成。

14.根据权利要求10至13中的一项所述的调节驱动器(5)，其特征在于，所述芯元件(57)具有以形状配合的方式连接至所述螺纹元件(58)的至少一个形状配合连接元件。

15.一种用于机动车辆的转向柱(1)，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(37)，并且所述转向柱(1)包括调节驱动器(5、6)，所述调节驱动器(5、6)包括螺纹主轴(52、62)和驱动单元(55、65)，所述螺纹主轴(52、62)通过外螺纹接合在主轴螺母(51、61)中，所述驱动单元(55、65)联接至所述螺纹主轴(52、62)或所述主轴螺母(51、61)，使得所述螺纹主轴(52、62)和所述主轴螺母(51、61)能够相对于彼此以可旋转的方式驱动，其中，所述调节驱动器(5、6)连接至所述支承单元(2)或所述致动单元(3)，

其特征在于，

所述调节驱动器(5、6)根据权利要求1至14中的一项所述的那样构造。

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