CN115776960A - 用于机动车辆的转向柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调节驱动器(6),该调节驱动器用于机动车辆的可动力调节的转向柱(1),该调节驱动器包括外螺纹主轴(62),该外螺纹主轴具有与主轴螺母(63)接合的外螺纹(620),并且该外螺纹主轴具有由内螺纹主轴(61)接合的内螺纹(621),其中,主轴螺母(63)、外螺纹主轴(62)和内螺纹主轴(61)可以由马达驱动单元(64)驱动成绕轴线(G)相对于彼此旋转。为了改善调节行为、特别是改善关于触觉和声学的调节行为并提高设计自由度,本发明提出的是设置一种能够在第一位置与第二位置之间切换的锁定装置(7)。在第一位置中,外螺纹主轴(62)以在旋转方面固定的方式锁定至主轴螺母(63),并且在第二位置中,外螺纹主轴(62)以在旋转方面固定的方式锁定至内螺纹主轴(61)。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的可马达调节的转向柱的调节驱动器,该调节驱动器包括外螺纹主轴,该外螺纹主轴具有与主轴螺母接合的外螺纹,并且该外螺纹主轴具有与内螺纹主轴接合的内螺纹,其中,主轴螺母、外螺纹主轴和内螺纹主轴可以由马达型驱动单元驱动成绕轴线相对于彼此旋转。本发明还涉及用于机动车辆的转向柱以及用于操作调节驱动器的方法。
背景技术
用于机动车辆的转向柱具有带转向主轴的转向轴,在转向轴的在行驶方向上观察的后端部、即面向驾驶员的端部处附接有方向盘以用于由驾驶员输入转向指令。转向主轴安装成能够在定位单元的壳管中绕转向主轴的纵向轴线旋转,定位单元的壳管由支承单元保持在车身壳体上。由于下述事实:定位单元具有至少一个壳管,所述至少一个壳管能够在连接至支承单元的也被称为导引箱或箱式摆臂的壳单元中以可伸缩的方式沿纵向轴线的方向移动,因此方向盘可以相对于车身壳体纵向调节。竖向调节可以通过以可枢转的方式安装在支承单元上的定位单元或接纳所述定位单元的壳单元来实现。定位单元在纵向方向或竖向方向上的调节使得可以相对于处于操作位置——也被称为驾驶控制位置或操作控制位置——中的驾驶员位置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。
在可马达调节的转向柱的情况下,已知提供了一种马达型调节驱动器以用于调节的目的,该调节驱动器具有包括电驱动马达的驱动单元,该驱动马达利用旋拧到主轴螺母中的螺纹主轴来驱动主轴机构。螺纹主轴和主轴螺母可以由驱动单元驱动成绕它们的共同轴线、螺纹主轴轴线或主轴轴线相对于彼此旋转,由此螺纹主轴和主轴螺母可以以根据旋转方向的方式沿螺纹主轴轴线的方向以平移的方式朝向彼此或远离彼此移动。由于下述事实:螺纹主轴和主轴螺母附接至转向柱的能够相对于彼此调节的部件、例如附接至壳单元的能够以伸缩的方式沿轴向方向调节的壳管、或者附接至壳单元和支承单元,以便在轴线的方向上被支承,因此可以进行纵向或竖向调节。
在被称为柱塞主轴驱动器的实施方式中,螺纹主轴以相对于绕轴线的旋转不可旋转的方式联接至转向柱的静止部分,所述部分为例如固定至车身壳体的支承单元、或者壳单元或壳管,并且主轴螺母被支承成使得主轴螺母可以被驱动成在转向柱的能够相对于所述主轴螺母进行调节的一部分上轴向地旋转。由于主轴螺母被驱动成进行旋转,因此可以实现相对于螺纹主轴的平移运动,由此转向柱的经由主轴机构连接的这些部分可以相对于彼此进行调节。例如,在DE 10 2017 207 561A1中描述了一种具有所述类型的调节驱动器的转向柱。
替代性地,在称为旋转式主轴驱动器的实施方式中,螺纹主轴能够以相对于转向柱旋转的方式被驱动,并且主轴螺母可以相对于绕主轴轴线的旋转静止。
在简单的旋转式驱动器或主轴驱动器的情况下,可以实现的最大调节行程受螺纹主轴的长度的限制。为了能够实现更大的调节,例如为了在自动驾驶操作期间将方向盘收起到手动操作员控制范围或舒适范围之外,需要相应长的螺纹主轴。为了克服这种限制,DE10 2018 212 696B3提出了一种具有伸缩嵌套布置的两个主轴机构的通用多级调节驱动器。在此,第一螺纹主轴或外螺纹主轴——在下文中被称为外螺纹主轴——构造为具有内螺纹的中空主轴,该内螺纹相对于外螺纹同轴,并且该内螺纹由支承在转向柱上的内螺纹主轴接合以进行共同旋转。因此形成了第一主轴机构。外螺纹主轴通过外螺纹主轴的外螺纹与也被称为驱动螺母的主轴螺母接合,该主轴螺母可以由驱动马达驱动成进行旋转,并且该主轴螺母轴向支承在驱动单元上。因此形成了第二主轴机构。
当驱动单元被启用时,主轴螺母相对于多级布置的两个螺纹主轴旋转。由于仅内螺纹主轴设置有在共同旋转方面限定的支承的事实,因此可能会出现下述不同的操作状态:外螺纹主轴与主轴螺母共同旋转,其中,第一主轴机构被启用;或者外螺纹主轴与内螺纹主轴共同旋转,使得第二主轴机构被启用;或者外螺纹主轴与外螺纹主轴和内螺纹主轴同时部分地共同旋转,使得两个主轴机构均被启用。在此,在调节期间实际出现的操作状态取决于螺纹摩擦,该螺纹摩擦又取决于诸如公差、温度、表面特性等各种参数。这具有的缺点是,没有对于在调节期间哪个主轴机构何时被启用方面进行限定。因此,调节行为可能会在触觉和声学上受到损害,特别是导致并非每个调节操作都感觉并且/或者听起来相同,因为在第一调节操作期间,首先启用一个主轴机构,并且接着启用另一个主轴机构,而在随后的调节操作期间,顺序相对于上述顺序相反。已经发现,车辆驾驶员、特别是豪华车辆的车辆驾驶员认为这是令人不安、令人不快且质量欠佳的。此外,设计自由度受到限制,因为两个主轴机构必须在将相对旋转转换为轴向运动方面具有相同的传动特性。
鉴于上面所讨论的问题,本发明的目的是改进调节行为、特别是在触觉和声学方面的调节行为并提高设计自由度。
发明内容
根据本发明,所述目的借助于具有权利要求1的特征的调节驱动器、根据权利要求12的转向柱、以及根据权利要求13和权利要求15的方法来实现。有利的改进方案从从属权利要求中得出。
在用于机动车辆的可马达调节的转向柱的调节驱动器的情况下,该调节驱动器包括外螺纹主轴,该外螺纹主轴具有与主轴螺母接合的外螺纹,并且该外螺纹主轴具有由内螺纹主轴接合的内螺纹,其中,主轴螺母、外螺纹主轴和内螺纹主轴可以由马达型驱动单元驱动成绕轴线相对于彼此旋转,根据本发明,设置有能够在第一位置与第二位置之间切换的阻挡装置,其中,在第一位置中,外螺纹主轴与主轴螺母锁定在一起以进行共同旋转,并且在第二位置中,外螺纹主轴与内螺纹主轴锁定在一起以进行共同旋转。
借助于根据本发明的阻挡装置,在多级调节驱动器的情况下,可以以限定的方式选择性地采用第一位置或第二位置,由此明确且独特地限定多级主轴机构的相应操作模式。
在与第一操作模式对应的也被称外阻挡位置的第一位置中,外螺纹主轴与主轴螺母借助于阻挡装置锁定在一起以沿两个旋转方向共同旋转,从而实现在两个旋转方向上作用的共同旋转联接。该第一位置可以在例如收起调节范围——简称为收起范围——内采用,该收起范围是指在转向柱的收起位置与舒适范围或操作员控制范围之间的调节范围,并且在缩回到收起位置期间沿向前调节方向或在从收起位置展开期间相反地沿向后调节方向均经过该收起范围。在两个可能的旋转方向上,并且因此在两个可能的调节方向上,只要第一位置被采用,就保持共同旋转锁定,也就是说优选地在整个收起范围内都保持共同旋转锁定。
在该第一位置中,主轴螺母借助于驱动单元而被驱动成和联接至主轴螺母的外螺纹主轴一起旋转。以这种方式,仅由外螺纹主轴与内螺纹主轴一起形成的第一主轴机构被启用。
如果阻挡装置从第一位置切换到也可以被称为内阻挡位置的第二位置,则主轴螺母与外螺纹主轴之间的共同旋转连接被释放,并且内螺纹主轴与外螺纹主轴锁定在一起以沿两个旋转方向共同旋转,即内螺纹主轴连接至所述外螺纹主轴以使内螺纹主轴不能相对于外螺纹主轴旋转。以这种方式,第一主轴机构被停用,并且由主轴螺母和外螺纹主轴形成的第二主轴机构被启用。当主轴螺母被驱动成进行旋转时,外螺纹主轴与固定在其中的内螺纹主轴一起以根据旋转方向的方式沿向前调节方向或向后调节方向线性地且轴向地移动。在第二主轴机构所涵盖的整个调节范围内,例如在操作员控制范围内的用于适应方向盘的操作员控制位置的舒适调节范围内,第一主轴机构被阻挡装置阻挡,并且是未启用的。
在多级主轴机构的情况下,出于调节的目的,本发明首先允许受控制地启用仅第一主轴机构或仅第二主轴机构。这产生的优点是,不会如现有技术那样出现未限定的混合操作模式,使得调节行为相对于现有技术在触觉和声学特性方面得到显着改善。该功能是明确的并且与螺纹摩擦无关。另一个主要优点来自于下述事实:限定两个主轴机构的旋转运动与轴向线性运动之间的比率的传动比可以彼此独立地规定。这是可能的,因为在由第一位置或第二位置限定的操作模式下,不可能如现有技术那样进行未限定的运动的叠加。这允许更大的设计自由度,并且因此例如对于给定的驱动器的旋转速度,可以通过更大的螺纹螺距来在收起范围内指定比在舒适范围内更快的调节。
外螺纹主轴的外螺纹和外螺纹主轴的内螺纹优选地相对于彼此同轴。
在一个有利的改进方案中,可以设置为阻挡装置与主轴螺母、外螺纹主轴和内螺纹主轴相互作用,以便在预定的相对位置处根据向前调节方向从第二位置切换到第一位置,以及在相对位置处根据与向前调节方向相反的向后调节反向从第一位置切换到第二位置。为了进行切换而预定的相对位置也被称为切换位置。在本实施方式中,当转向柱沿向前调节方向从舒适范围缩回到收起范围时、以及相反地当所述转向柱沿向后调节方向从收起范围展开到舒适范围时,在当到达切换位置时或在调节经过切换位置期间的每种情况下,阻挡装置的切换可以自动发生。然后,由于主轴螺母与外螺纹主轴的相对运动以及外螺纹主轴与内螺纹主轴的相对运动,在每种情况下都会发生阻挡装置的致动。出于致动的目的,可以设置有适合的致动装置,该致动装置可以具有例如机械的形状配合导引部等。这些特征可以设计和构造成使得在舒适范围或收起范围内进行调节期间,阻挡装置在每种情况下都保持在相关联的第一位置或第二位置并且不能进行切换。当在舒适范围与收起范围之间的过渡处沿一个调节方向或相反的调节方向到达或超过螺纹主轴的预定为切换位置的相对位置时,可以以形状配合地控制的方式切换到一个或另一个位置。优点是,以这种方式,始终是下述情况:两个主轴机构中的一者以限定的方式分配至一个调节范围,并且因此以自动的方式建立主轴机构的独特限定的启用顺序。
例如,阻挡装置可以具有能够在第一位置与第二位置之间移动的锁定元件。该锁定元件可以在各位置之间选择性地机械移动,并且因此进行切换。在第一位置中,所述锁定元件将外螺纹主轴连接至主轴螺母以进行共同旋转,并且在第二位置中,所述锁定元件将外螺纹主轴连接至内螺纹主轴以进行共同旋转。可移动的锁定元件可以以功能可靠的形式低成本地实现。
锁定元件优选地具有与对应控制表面相互作用的控制表面,并且该锁定元件形成与凸轮从动机构性质相似的控制机构。可以设置有一个或更多个对应控制表面。对应控制表面可以优选地设置在内螺纹主轴和/或主轴螺母上。与凸轮从动机构性质相似的所述控制机构将锁定元件从第一位置转移到第二位置,或者将锁定元件从第二位置转移到第一位置。
一种有利的改进方案可以是,锁定元件以可移动的方式安装在外螺纹主轴上,并且可以选择性地安置成与主轴螺母的锁定接纳部或内螺纹主轴的锁定接纳部锁定接合。在此,锁定元件安装并轴向支承在外螺纹主轴上。所述锁定元件在相对运动期间与外螺纹主轴共同移动,并且在于每种情况下构建为切换位置的相对位置处可以与锁定接纳部中的一者接合以用于产生轴向形式配合的目的。例如,在第一位置中,所述锁定元件可以在主轴螺母中从内侧径向向外突出以便以形式配合的方式接合到被称为外锁定接纳部的锁定接纳部中。为了移动到第二位置,所述锁定元件相对于轴线横向地径向向内移动,以便以形式配合的方式接合到布置在内螺纹主轴外侧的锁定接纳部中,该锁定接纳部被称为内锁定接纳部。锁定元件可以以简单且可靠的方式形成为所述类型的机械阻挡构件,其中,形式配合的连接可以以机械简单的方式实现并具有稳定的阻挡作用。另一个优点是,锁定元件可以以节省空间且受保护的方式容纳在内螺纹主轴与主轴螺母之间。
例如,锁定接纳部可以具有形成在主轴螺母和/或内螺纹主轴中的凹陷部。该凹陷部可以简单地由在轴向方向上界定的切口、开口、凹槽等形成,并且锁定元件可以沿径向方向引入到所述切口、开口、凹槽等中,以便形成在轴向方向上作用的形式配合连接。这种凹陷部可以低成本地形成,例如在主轴螺母的内螺纹区域中从内侧径向地形成,或者在内螺纹主轴的外螺纹区域中从外侧径向地形成。凹陷部优选地具有一个或更多个对应控制表面。
在一个有利实施方式中,锁定元件可以布置在外螺纹主轴的孔口中。该孔口径向延伸穿过外螺纹主轴,并形成在内螺纹主轴与主轴螺母之间径向穿过的开口。锁定元件以轴向支承且可径向移动的方式安装在所述孔口中。例如,锁定元件可以具有作为锁定体的球形件,该球形件定尺寸成使得该球形件在每种操作模式下都从外螺纹主轴径向向内或向外突出。因此,所述锁定元件仅可以处于两个操作位置,其中,在第一位置中,所述锁定元件从内侧与外锁定接纳部接合,并且在第二位置中,所述锁定元件从外侧与内锁定接纳部接合。由于下述事实:相对于孔口的横截面,锁定体具有过小的尺寸、例如球形件具有相对较小的直径,因此所述球形件可以容易地在孔口中来回移动,以用于在第一位置与第二位置之间切换的目的。该实施方式的阻挡装置可以以非常简单且同时可靠和节省空间的形式实现。
为了能够实现阻挡装置在调节期间的自动切换,可以设置为主轴螺母具有第一致动装置,该第一致动装置构造成将锁定元件从第一位置切换到第二位置,并且内螺纹主轴具有第二致动装置,该第二致动装置构造成将锁定元件从第二位置切换到第一位置。在主轴螺母相对于外螺纹主轴的轴向相对运动期间的指定的相对位置、即切换位置处,第一致动装置实现径向运动以用于切换锁定元件的目的,并且在外螺纹主轴相对于内螺纹主轴的轴向相对运动期间的指定相对位置处,第二致动装置实现径向运动以用于沿相反方向切换锁定元件的目的。例如,致动装置可以包括相对于轴线沿轴向方向倾斜的切换斜面,并且由于楔形效应,轴向相对运动借助于该切换斜面引起径向运动以用于切换锁定元件的目的、例如引起布置在外螺纹主轴的孔口中的球形件的径向运动。
外螺纹主轴可以具有界定装置,可以使该界定装置在轴向方向上抵靠主轴螺母。界定装置可以具有轴向止挡部、例如凸起部或环形套环,该止挡部径向向外突出超过外螺纹,并且作为端部止挡部的该止挡部在达到可能的最大调节时可以轴向抵靠主轴螺母。特别地,止挡位置可以与其中阻挡装置位于第二位置的上述相对位置重合,在第二位置中,内螺纹主轴和外螺纹主轴借助于锁定元件以形式配合的方式锁定在一起以沿两个旋转方向进行共同旋转并彼此联接。
本发明有利地使外螺纹主轴的外螺纹与外螺纹主轴的内螺纹能够具有不同的螺距。例如,可以设置为:内螺纹比外螺纹具有更大的螺距。以这种方式,第一主轴机构具有相对较高的传动比,使得如上所述地对于给定的驱动器的旋转速度,可以在收起范围内产生快速调节运动。为此目的,内螺纹主轴可以具有例如多圈陡导程角螺纹。相比之下,借助于外螺纹主轴的外螺纹的相对较小的螺距,可以在舒适范围内进行更慢且更精确的调节。这大大提高了使调节驱动器适应个性化需求的设计自由度。
在一种有利的改进方案中,可以设置为主轴螺母和/或外螺纹主轴和/或内螺纹主轴包含塑料或由塑料形成。
有利的是,螺纹中的至少一者可以具有自锁设计。例如,由于外螺纹主轴的外螺纹通过相对较小的螺纹螺距在舒适范围内自锁,因此可以确保即使作用在调节驱动器上的高轴向力也不会导致设定方向盘位置的调节。
本发明还包括一种用于机动车辆的转向柱,该转向柱包括调节驱动器,该调节驱动器具有上述特征中的一个或更多个特征,并且该调节驱动器布置在壳单元的壳或壳管之间,所述壳或壳管能够相对于彼此以可伸缩的方式进行轴向调节并且以可旋转的方式支承转向主轴,并且/或者该调节驱动器布置在能够连接至机动车辆的车身壳体的支承单元与以可旋转的方式接纳转向主轴的壳单元之间。借助于壳管的可伸缩调节可以实现在转向主轴的纵向轴线方向上的纵向调节,并且借助于支承单元与壳单元之间的布置可以实现竖向调节。纵向调节和竖向调节可以单独地提供或者以组合的方式提供。使用根据本发明的调节驱动器所产生的优点是,可以实现改进的、限定的调节,例如实现在舒适范围或操作员控制范围和收起范围内具有不同的调节特性的调节,并且可以实现在设计过程中的更大设计自由度。
本发明还涉及一种根据本发明的用于操作根据上述实施方式的调节驱动器的方法,该调节驱动器包括外螺纹主轴,该外螺纹主轴具有与主轴螺母接合的外螺纹,并且该外螺纹主轴具有由内螺纹主轴接合的内螺纹,其中,主轴螺母、外螺纹主轴和内螺纹主轴可以由马达型驱动单元驱动成绕轴线相对于彼此旋转,在该方法中,根据本发明,在第一调节范围、即所谓的收起范围内,将外螺纹主轴与主轴螺母锁定在一起以进行共同旋转,并且将外螺纹主轴驱动成相对于内螺纹主轴旋转,并且在第二调节范围、即舒适调节范围内,将外螺纹主轴与内螺纹主轴锁定在一起以进行共同旋转,并且将主轴螺母驱动成相对于外螺纹主轴旋转。
关于根据本发明的调节驱动器和关于转向柱的上述实施方式和方法步骤可以单独地或者以组合的方式应用于根据本发明的方法。借助于对主轴螺母和外螺纹主轴的限定的选择性锁定或者对外螺纹主轴和内螺纹主轴的限定的选择性锁定,可以实现比现有技术更好地限定的调节特性。其他优点是更大的设计自由度以及操作员控制的容易性和用户友好性的提高。此外,由于更好地限定了调节期间的运动顺序,因此可以提高车辆乘员的确定性水平。
该方法可以优选地以下述方式实现:为了在第一调节范围与第二调节范围之间进行转换,将锁定装置在第一位置与第二位置之间进行切换,并且将锁定装置在第二位置与第一位置之间进行切换。例如,可以如上所述地对调节驱动器进行改进。
用于调节一个或更多个调节驱动器的方法可以有利地用于对转向柱进行调节,例如用于转向柱的纵向调节和/或竖向调节。
附图说明
下面将基于附图对本发明的有利实施方式进行更详细地论述。在各个附图中:
图1以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱,
图2以示意性立体图示出了根据图1的转向柱的根据本发明的调节驱动器,
图3示出了沿着轴线(主轴轴线)穿过根据图2的调节驱动器的纵向截面,
图4示出了图3的处于第一位置的放大细节图,
图5示出了如在图4中的在切换到第二位置期间的视图,
图6示出了与图5类似的处于第二位置的视图。
具体实施方式
在各个附图中,相同的部件总是由相同的附图标记表示,并且因此通常也将仅被标识或提及一次。
图1以从相对于行驶方向的后方倾斜观察的立体图示出了根据本发明的转向柱1。所述转向柱包括用于输入转向指令的定位单元2,该定位单元具有带有三个壳管31、32、33的壳单元3,所述三个壳管31、32、33具体为外壳管31、中间壳管32和内管33。壳管31、32和33在彼此内部同轴地布置,并且布置成能够沿纵向方向伸缩地移动,该纵向方向对应于纵向轴线L的轴向方向,如由双箭头所指示的。在此,一个调节方向被称为缩回方向E,该缩回方向E被同义地称为向前调节方向E,壳管31、32、33沿该调节方向相对于行驶方向向前移动并彼此叠缩、即被缩回,以便将定位单元2缩短到收起位置中。对应地,与缩回方向E相反的调节方向为如由相应的箭头所指示的展开方向A或向后调节方向A,壳管31、32、33在操作员控制位置的方向上沿该调节方向移动离开收起位置、即被展开。
转向主轴4在壳单元3中安装成能够绕纵向轴线L旋转,该转向主轴在其后端部处具有用于附接方向盘(未图示)的附接部分41。转向主轴4同样设计成能够在轴向方向上伸缩以用于纵向调节的目的。
壳单元3被保持在两件式支承单元5中,该两件式支承单元5具有用于附接至车身壳体(未图示)的紧固装置51。
在图2中单独示出的调节驱动器6用于壳管31、32和33的相对纵向调节,并且该调节驱动器6具有沿轴线G、主轴轴线的方向同轴地延伸的内螺纹主轴61和外螺纹主轴62并具有主轴螺母63。图3示出了沿着所述轴线G的纵向截面,并且图4、图5和图6示出了图3的放大细节视图。
外螺纹主轴62设计为管状中空主轴,并且具有外螺纹620和相对于所述外螺纹同轴的内螺纹621。内螺纹主轴61具有外螺纹611,所述内螺纹主轴通过该外螺纹611与内螺纹621接合,并且因此与外螺纹主轴62一起形成第一主轴机构。
外螺纹主轴62通过其外螺纹620旋拧到主轴螺母63的内螺纹630中,并与主轴螺母63一起形成第二主轴机构,该第二主轴机构与所述第一主轴机构操作性地嵌套并布置成轴向串联。
主轴螺母63在驱动单元64的壳体中以可旋转的方式安装成能够绕轴线G旋转,并且固定地连接至齿轮65,例如,如在所示示例中,该齿轮65具有同轴且固定地连接至主轴螺母63的齿环。齿轮65与主轴螺母63一起可以由电动马达66驱动成绕轴线G旋转以用于实现主轴机构的马达赋予的驱动器的目的。
内螺纹主轴61以相对于绕轴线G的旋转固定的方式——即以相对于调节驱动器6不可旋转的方式——连接至壳管33。
根据本发明的阻挡装置7具有锁定元件,该锁定元件构造为球形件71,并且该锁定元件以游隙的方式被接纳在外螺纹主轴62的径向孔口72中,并且该锁定元件被保持成能够相对于轴线G横向移动,但同时被轴向支承。孔口72可以构造为其内径大于球形件71的直径的圆形孔。球形件71的直径定尺寸成使得球形件71径向向内或径向向外地突出超过外螺纹主轴62。
内螺纹主轴61在外侧具有径向凹陷部74,该凹陷部74形成内锁定接纳部,球形件71可以通过向内移位来与该内锁定接纳部接合,如在图4中可以看到的。然后,凹陷部74借助于球形件71以形状配合的方式连接至孔口72。阻挡装置7因此处于第二位置,在该第二位置中,内螺纹主轴61通过形状配合与外螺纹主轴62锁定在一起以进行共同旋转并连接至外螺纹主轴62以进行共同旋转。阻挡装置7因此处于第二位置(图4)。
主轴螺母63在内侧、在其内螺纹630的区域中具有径向凹陷部73,该凹陷部73形成外锁定接纳部,球形件71可以通过向外移位来与该外锁定接纳部以形状配合的方式接合,如在图4中可以看到的。凹陷部73借助于球形件71以形状配合的方式连接至孔口72。阻挡装置7因此处于第一位置,在该第一位置中,外螺纹主轴62通过形状配合与主轴螺母63锁定在一起并连接至主轴螺母63以进行共同旋转。阻挡装置7因此处于第一位置(图6)。
外螺纹主轴62在一个端部处具有呈凸起部或套环的形式的止挡部622,该止挡部622径向向外突出超过外螺纹,并且在外螺纹主轴62已经沿缩回调节方向E(向前调节方向)缩回至最大程度时,该止挡部622可以轴向抵靠主轴螺母63,参见图6。
图3和图4通过示例示出了其中转向柱位于舒适控制范围内或操作员控制范围内的调节情况,其中,壳管31、32、33已经沿纵向方向展开。如果主轴螺母63被驱动成进行旋转,则外螺纹主轴62沿着向前调节方向E被线性地驱动。调节速度由内螺纹630和对应的外螺纹620的螺距来决定。在此,如图4中所示,内螺纹主轴61借助于锁定装置7被锁定以进行共同旋转,使得所述内螺纹主轴与外螺纹主轴62一起线性移动和调节。
在舒适范围的末端,止挡部622轴向抵靠主轴螺母63,并使外螺纹主轴62相对于主轴螺母63的线性运动停止。在此,到达图5中所示的切换位置,在该切换位置中,两个凹陷部73和74定位成在孔口72的区域中彼此径向相对。
因此,在切换位置中,球形件71可以移出内凹陷部74,并且如在图5中由箭头所指示的,球形件71在孔口72中向外移动,直到所述球形件以形状配合的方式接合到外凹陷部73中,如图6中所图示的。因此,用于内螺纹主轴61与外螺纹主轴62之间的共同旋转的锁定被释放,并且阻挡装置7切换到第一位置,在该第一位置中,外螺纹主轴62随后与主轴螺母63锁定在一起以进行共同旋转。
如果主轴螺母63被驱动成进一步旋转,则外螺纹主轴62与所述主轴螺母一起旋转,并且内螺纹主轴61相对于外螺纹主轴线性地调节。在此,调节速度由内螺纹621和对应的外螺纹611的螺距来决定。由于该螺距可以大于外螺纹主轴62与主轴螺母63之间的螺纹的螺距,因此,对于给定的驱动单元64的旋转速度,可以在收起范围内实现更快的调节,直至到达前部收起位置为止。
凹陷部73和凹陷部74可以具有沿轴向方向倾斜的致动斜面,使得球形件71在通过图5中所示的切换位置时自动向内或向外移动,以便实现以根据调节方向的方式在第一位置与第二位置之间进行切换,或者在第二位置与第一位置之间进行切换。
附图标记列表
1 转向柱
2 定位单元
3 壳单元
31 外壳管
32 中间壳管
33 内壳管
4 转向主轴
41 附接部分
5 支承单元
51 紧固装置
6 调节驱动器
61 内螺纹主轴
610 外螺纹
62 外螺纹主轴
620 外螺纹
621 内螺纹
622 止挡部
63 主轴螺母
630 内螺纹
64 驱动单元
65 齿轮
66 马达
7 阻挡装置
71 球形件(锁定元件)
72 孔口
73,74 凹陷部
L 纵向轴线
G 轴线(主轴轴线)
E 向前调节方向(缩回调节方向)
A 向后调节方向(展开调节方向)
Claims (15)
1.一种调节驱动器(6),所述调节驱动器(6)用于机动车辆的可马达调节的转向柱(1),所述调节驱动器(6)包括外螺纹主轴(62),所述外螺纹主轴(62)具有与主轴螺母(63)接合的外螺纹(620),并且所述外螺纹主轴具有由内螺纹主轴(61)接合的内螺纹(621),其中,所述主轴螺母(63)、所述外螺纹主轴(62)和所述内螺纹主轴(61)能够由马达型驱动单元(64)驱动成绕轴线(G)相对于彼此旋转,
其特征在于,
设置有能够在第一位置与第二位置之间切换的阻挡装置(7),其中,在所述第一位置中,所述外螺纹主轴(62)与所述主轴螺母(63)锁定在一起以进行共同旋转,并且在所述第二位置中,所述外螺纹主轴(62)与所述内螺纹主轴(61)锁定在一起以进行共同旋转。
2.根据权利要求1所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述阻挡装置(7)与所述主轴螺母(63)、所述外螺纹主轴(62)和所述内螺纹主轴(61)相互作用,以便在预定相对位置处沿向前调节方向(E)从所述第二位置切换到所述第一位置中,并且在相对位置处沿与所述向前调节方向(E)相反的向后调节方向(A)从所述第一位置切换到所述第二位置中。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述阻挡装置(7)具有能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动的锁定元件(71)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述锁定元件(71)以可移动的方式安装在所述外螺纹主轴(62)上,并且能够选择性地安置成与所述主轴螺母(63)的锁定接纳部(73)锁定接合或者与所述内螺纹主轴(61)的锁定接纳部(74)锁定接合。
5.根据权利要求4所述的调节驱动器(6),其特征在于,锁定接纳部(73,74)具有形成在所述主轴螺母(63)和/或所述内螺纹主轴(61)中的凹陷部(73,74)。
6.根据前述权利要求3至5中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述锁定元件(71)布置在所述外螺纹主轴(62)的孔口(72)中。
7.根据前述权利要求3至6中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述主轴螺母(63)具有第一致动装置,所述第一致动装置构造成将所述锁定元件(71)从所述第一位置切换到所述第二位置,并且所述内螺纹主轴(61)具有第二致动装置,所述第二致动装置构造成将所述锁定元件(71)从所述第二位置切换到所述第一位置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述外螺纹主轴(62)具有界定装置(622),能够使所述界定装置(622)在轴向方向上抵靠所述主轴螺母(63)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述外螺纹主轴(62)的所述外螺纹(620)与所述外螺纹主轴(62)的所述内螺纹(621)具有不同的螺距。
10.根据权利要求9所述的调节驱动器(6),其特征在于,所述内螺纹(621)比所述外螺纹(620)具有更大的螺距。
11.根据前述权利要求9和10中的任一项所述的调节驱动器(6),其特征在于,螺纹(620,621)中的至少一者具有自锁设计。
12.一种用于机动车辆的转向柱(1),所述转向柱(1)包括根据前述权利要求1至11中的任一项所述的调节驱动器(6),所述调节驱动器布置在壳单元(3)的壳管(31,32,33)之间,所述壳管(31,32,33)能够相对于彼此以伸缩的方式轴向调节并且以可旋转的方式支承转向主轴(4),并且/或者所述调节驱动器布置在能够连接至所述机动车辆的车身壳体的支承单元(5)与以可旋转的方式接纳所述转向主轴(4)的所述壳单元(3)之间。
13.一种用于操作根据前述权利要求1至11中的任一项所述的调节驱动器(6)的方法,
其特征在于,
在第一调节范围内,将所述外螺纹主轴(62)与所述主轴螺母(63)锁定在一起以进行共同旋转,并且将所述外螺纹主轴(62)驱动成相对于所述内螺纹主轴(61)旋转,并且在第二调节范围内,将所述外螺纹主轴(62)与所述内螺纹主轴(61)锁定在一起以进行共同旋转,并且将所述主轴螺母(63)驱动成相对于所述外螺纹主轴(62)旋转。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,为了在所述第一调节范围与所述第二调节范围之间进行转换,将锁定装置(7)在第一位置与第二位置之间进行切换,并且将锁定装置(7)在第二位置与第一位置之间进行切换。
15.一种用于调节根据权利要求12所述的用于机动车辆的可马达调节的转向柱(1)的方法,其中,根据权利要求13所述的方法操作所述调节驱动器(7)。
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