DE102012112197A1

DE102012112197A1 - spindle drive

Info

Publication number: DE102012112197A1
Application number: DE102012112197.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Galehr
Original assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: WO2014090349A1; DE102012112197B4

Abstract

Spindelantrieb (1) zur Längsverstellung einer verstellbaren Lenksäule (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei der Spindelantrieb (1) zumindest eine, entlang einer Spindelaxialrichtung (3) längs erstreckte Spindel (4) mit zumindest einem Spindelgewinde (5) und zumindest ein, in das Spindelgewinde (5) eingreifendes Gewindeeingriffselement (6) aufweist, wobei die Spindel (4) mittels des Gewindeeingriffselements (6) bei einer, unter einem Kraftschwellwert liegenden und in Spindelaxialrichtung (3) einwirkenden Kraft in ihrer Lage relativ zum Gewindeeingriffselement (6) gehalten ist und bei Einwirkung einer, den Kraftschwellwert erreichenden oder überschreitenden und in Spindelaxialrichtung (3) einwirkenden Kraft die Spindel (4) und das Gewindeeingriffselement (6) relativ zueinander in der Spindelaxialrichtung (3) bewegbar sind, wobei diese Bewegung mittels Drehung der Spindel (4) um ihre Spindelaxialrichtung (3) oder mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes (6) erfolgt.Spindle drive (1) for the longitudinal adjustment of an adjustable steering column (2) for a motor vehicle, the spindle drive (1) having at least one spindle (4) extending longitudinally along a spindle axial direction (3) with at least one spindle thread (5) and at least one in the Spindle thread (5) has engaging thread engagement element (6), the spindle (4) being held in its position relative to the thread engagement element (6) by means of the thread engagement element (6) at a force below a force threshold and acting in the spindle axial direction (3) and upon the action of a force that reaches or exceeds the force threshold and acts in the spindle axial direction (3), the spindle (4) and the thread engagement element (6) can be moved relative to one another in the spindle axial direction (3), this movement by rotating the spindle (4) by their spindle axial direction (3) or by turning the thread engagement element (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb zur Längsverstellung einer verstellbaren Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, wobei der Spindelantrieb zumindest eine, entlang einer Spindelaxialrichtung längs erstreckte Spindel mit zumindest einem Spindelgewinde und zumindest ein, in das Spindelgewinde eingreifendes Gewindeeingriffselement aufweist.The present invention relates to a spindle drive for longitudinal adjustment of an adjustable steering column for a motor vehicle, wherein the spindle drive has at least one, along a Spindelaxialrichtung longitudinally extending spindle with at least one spindle thread and at least one, engaging in the threaded spindle threaded engagement element.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine verstellbare Lenksäule mit einem solchen Spindelantrieb und ein Verfahren zum Energieabbau in einer verstellbaren Lenksäule bei einem Fahrzeugcrash, wobei die Lenksäule zumindest zwei relativ zueinander verstellbare Lenksäulenbauteile und zumindest einen Spindelantrieb zur Verstellung der Lenksäulenbauteile relativ zueinander aufweist, wobei der Spindelantrieb zumindest eine, entlang einer Spindelaxialrichtung längs erstreckte Spindel mit zumindest einem Spindelgewinde und zumindest ein in das Spindelgewinde eingreifendes Gewindeeingriffselement aufweist.Furthermore, the invention also relates to an adjustable steering column with such a spindle drive and a method for energy dissipation in an adjustable steering column in a vehicle crash, wherein the steering column has at least two relatively adjustable steering column components and at least one spindle drive for adjusting the steering column components relative to each other, wherein the spindle drive at least one, along a Spindelaxialrichtung longitudinally extending spindle having at least one spindle thread and at least one engaging in the spindle thread threaded engagement element.

Gattungsgemäße Spindelantriebe werden in verstellbaren Lenksäulen dazu verwendet, mittels Längsverstellung der Lenksäule die Position des Lenkrades an den jeweiligen Fahrzeuglenker anzupassen. Darüber hinaus kann mit solchen Spindelantrieben auch eine Höhenanpassung der Position des an der Lenksäule befestigten Lenkrades erfolgen. Die Spindelantriebe sind beim Stand der Technik meist mittels zumindest eines elektrischen Motors angetrieben. Beim Stand der Technik ist es auch bereits bekannt, solche Spindelantriebe mit einer Möglichkeit zum Energieabbau in der verstellbaren Lenksäule im Falle eines Fahrzeugcrashes zu kombinieren. Die EP 0 752 359 B1 schlägt in diesem Zusammenhang vor, den Spindelantrieb mittels zumindest eines durch Umformung deformierbaren Energieabsorptionselementes an den entsprechenden Bauteilen der Lenksäule zu befestigen. In der DE 198 12 179 C1 wird vorgeschlagen, in einer Verlängerung der Spindel eine Sollknickstelle vorzusehen, welche gemeinsam mit einem, diese übergreifenden Stützbügel im Fall eines Fahrzeugcrashes plastisch deformiert wird. Die EP 1 693 279 B1 hingegen schlägt vor, den Spindelantrieb mittels solcher Befestigungselemente an der Lenksäule zu befestigen, dass zumindest eine Halterung des Spindelantriebes im Fall einer Stoßbelastung von der Lenksäule gelöst werden kann.Generic spindle drives are used in adjustable steering columns to adjust by means of longitudinal adjustment of the steering column, the position of the steering wheel to the respective vehicle driver. In addition, can be done with such spindle drives and a height adjustment of the position of the steering column attached to the steering wheel. The spindle drives are usually driven by at least one electric motor in the prior art. In the prior art, it is already known to combine such spindle drives with a possibility for energy dissipation in the adjustable steering column in the event of a vehicle crash. The EP 0 752 359 B1 proposes in this connection to fix the spindle drive by means of at least one deformable by deformation energy absorbing element to the corresponding components of the steering column. In the DE 198 12 179 C1 It is proposed to provide a predetermined bending point in an extension of the spindle, which is plastically deformed together with one, this cross-support bracket in the event of a vehicle crash. The EP 1 693 279 B1 however, proposes to fasten the spindle drive by means of such fasteners on the steering column, that at least one holder of the spindle drive can be released in the event of impact load from the steering column.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Möglichkeit vorzuschlagen, den Spindelantrieb für den Fall eines Fahrzeugcrashes mit einer Möglichkeit zum Energieabbau innerhalb der verstellbaren Lenksäule auszustatten.The object of the invention is to propose an alternative possibility to equip the spindle drive in the event of a vehicle crash with a possibility for energy reduction within the adjustable steering column.

Bei einem Spindelantrieb der oben beschriebenen Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spindel mittels des Gewindeeingriffselements bei einer, unter einem Kraftschwellwert liegenden und in Spindelaxialrichtung einwirkenden Kraft in ihrer Lage relativ zum Gewindeeingriffselement gehalten ist und bei Einwirkung einer, den Kraftschwellwert erreichenden oder überschreitenden und in Spindelaxialrichtung einwirkenden Kraft die Spindel und das Gewindeeingriffselement relativ zueinander in der Spindelaxialrichtung bewegbar sind, wobei diese Bewegung mittels Drehung der Spindel um ihre Spindelaxialrichtung oder mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes erfolgt.In a spindle drive of the type described above is provided to solve this problem according to the invention that the spindle is held by means of the threaded engagement element at a force threshold under force and acting in Spindelaxialrichtung force in position relative to the threaded engagement element and under the action of reaching the force threshold or transversely and in Spindelaxialrichtung force, the spindle and the threaded engagement element relative to each other in the Spindelaxialrichtung are movable, wherein this movement is effected by rotation of the spindle about its Spindelaxialrichtung or by rotation of the threaded engagement element.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht zur Lösung dieser Aufgabe vor, dass im Falle eines Fahrzeugcrashes bei Einwirkung einer einen Kraftschwellwert erreichenden oder überschreitenden und in Spindelaxialrichtung einwirkenden Kraft die Spindel und das Gewindeeingriffselement zum Energieabbau relativ zueinander in der Spindelaxialrichtung bewegt werden, wobei diese Bewegung mittels Drehung der Spindel um ihre Spindelaxialrichtung oder mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes erfolgt.An inventive method provides for solving this problem, that in the event of a vehicle crash when acting on a force threshold reaching or exceeding and acting in Spindelaxialrichtung force the spindle and the threaded engagement element for energy reduction relative to each other in the Spindelaxialrichtung be moved, said movement by means of rotation of the spindle around its Spindelaxialrichtung or by rotation of the threaded engagement element takes place.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine verstellbare Lenksäule mit zumindest zwei relativ zueinander verstellbaren Lenksäulenbauteilen und zumindest einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb zur Verstellung der Lenksäulenbauteile relativ zueinander.Furthermore, the invention also relates to an adjustable steering column with at least two relatively adjustable steering column components and at least one spindle drive according to the invention for adjusting the steering column components relative to each other.

Während der oben geschilderte Stand der Technik immer davon ausgeht, dass zum Energieabbau im Fall eines Fahrzeugcrashes, also im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Gegenstand, eine Umformung oder ein Abreißen eines Bauteils der verstellbaren Lenksäule von Nöten ist, geht die Erfindung einen anderen Weg, um einen Spindelantrieb zusätzlich zu seiner Funktion zur Verstellung der Lenksäule auch noch mit einer Energieabbaufunktion auszustatten. Der gewünschte Energieabbau bzw. die gewünschte Energieabsorption erfolgt gemäß der Erfindung in anderen Worten somit, indem durch die Krafteinwirkung in Spindelaxialrichtung auf die Spindel ein Drehmoment an der Spindel oder am Gewindeeingriffselement erzeugt wird, welches ab Überschreitung eines Kraftschwellwertes zu einer Drehung der Spindel oder des Gewindeeingriffselementes führt, wobei hierdurch die Spindel und das Gewindeeingriffselement relativ zueinander in der Spindelaxialrichtung bewegbar sind und durch die Drehung der Spindel oder die Drehung des Gewindeeingriffselementes der gewünschte Energieabbau bzw. die gewünschte Energieabsorption erfolgt.While the above-described prior art always assumes that for energy reduction in the event of a vehicle crash, so in the event of a collision of the vehicle with another object, a deformation or tearing of a component of the adjustable steering column is needed, the invention is a different one Way to equip a spindle drive in addition to its function for adjusting the steering column also with an energy dissipation function. The desired energy dissipation or the desired energy absorption is carried out according to the invention in other words thus by a torque on the spindle or the threaded engagement element is generated by the force acting in Spindelaxialrichtung on the spindle, which from exceeding a Kraftschwellwertes to a rotation of the spindle or the threaded engagement element As a result, the spindle and the threaded engagement member are movable relative to each other in the Spindelaxialrichtung and takes place by the rotation of the spindle or the rotation of the threaded engagement element of the desired energy dissipation or the desired energy absorption.

Die den Energieabbau bzw. die Energieabsorption erzeugenden Gegenkräfte können passive Gegenkräfte sein. Als Beispiel hierfür sind Reibungskräfte zu nennen. Diese können zwischen Spindelgewinde und Gewindeeingriffselement oder an sonstigen Stellen des Spindelantriebes, z. B. auch in einem, den Spindelantrieb antreibenden Motor entstehen. Die genannten, für den Energieabbau bzw. die Energieabsorption verantwortlichen Gegenkräfte können aber auch aktive Gegenkräfte bzw. aktive Gegendrehmomente sein. So weisen bevorzugte erfindungsgemäße Spindelantriebe zumindest einen Motor zum Drehen der Spindel um ihre Spindelaxialrichtung oder zum Drehen des Gewindeeingriffselementes auf. Meist handelt es sich hierbei um einen elektrischen Motor. Der Motor wird im Falle des Normalbetriebes, also wenn kein Fahrzeugcrash stattfindet, in der Regel dazu verwendet, die relative Lage zwischen Spindel und Gewindeeingriffselement zu verändern, indem die Spindel oder das Gewindeeingriffselement mittels Motor gedreht wird, was über den Gewindeeingriff zur gewünschten Längsverstellung der verstellbaren Lenksäule führt. Im Falle des Fahrzeugcrashes kann der Motor aber auch zur gezielten Beeinflussung der auf den Spindelantrieb einwirkenden Kräfte und Gegenkräfte, insbesondere in Spindelaxialrichtung, verwendet werden. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen hierfür zur Aufbringung von aktiven Gegenkräften vor, dass eine, der in Spindelaxialrichtung einwirkenden Kraft entgegenwirkende oder diese unterstützende Zusatzkraft mittels Drehung der Spindel um ihre Spindelaxialrichtung oder mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes mittels des Motors aufbringbar ist. Diese mittels Motor aufgebrachten aktiven Gegenkräfte können dazu dienen, die meist auf Grund von Reibung schon vorhandenen passiven Gegenkräfte zu verstärken oder auch abzuschwächen, je nach Drehrichtung. Hierdurch ist es auch möglich, den Kraftschwellwert zu beeinflussen bzw. einzustellen. Darüber hinaus kann auch während des crashbedingten Verschiebens von Spindel und Gewindeeingriffselement in Spindelaxialrichtung bei gleichzeitiger Drehung der Spindel oder des Gewindeeingriffselementes mittels des Motors ein gewünschtes Kraftprofil gefahren werden, sodass während des gesamten Prozesses des Energieabbaus die gewünschten Gegenkräfte eingestellt werden können. The opposing forces generating the energy dissipation or the energy absorption can be passive opposing forces. An example of this is frictional forces. These can be between spindle thread and threaded engagement element or at other points of the spindle drive, z. B. in one, the spindle drive driving motor arise. The mentioned, responsible for the energy dissipation or energy absorption counter forces can also be active counter forces or active reaction torques. Thus, preferred spindle drives according to the invention have at least one motor for rotating the spindle about its spindle axial direction or for rotating the threaded engagement element. This is usually an electric motor. The engine is in the case of normal operation, so when no vehicle crash takes place, usually used to change the relative position between the spindle and threaded engagement element by the spindle or the threaded engagement member is rotated by a motor, which via the threaded engagement for the desired longitudinal adjustment of the adjustable Steering column leads. In the case of a vehicle crash, however, the motor can also be used to specifically influence the forces and counterforces acting on the spindle drive, in particular in the spindle axial direction. For this purpose, particularly preferred embodiments provide for the application of active opposing forces that an additional force counteracting the spindle axial direction or supporting it can be applied by means of rotation of the spindle about its spindle axial direction or by means of rotation of the threaded engagement element by means of the motor. These active counterforce forces applied by means of a motor can serve to reinforce or even weaken the passive opposing forces which are usually already present due to friction, depending on the direction of rotation. This also makes it possible to influence or adjust the force threshold. In addition, a desired force profile can be driven during the crash-induced displacement of spindle and threaded engagement element in Spindelaxialrichtung with simultaneous rotation of the spindle or the threaded engagement element by means of the motor, so that the desired counter forces can be adjusted during the entire process of energy reduction.

Die im Falle eines Fahrzeugcrashes in Spindelaxialrichtung auf den Spindelantrieb einwirkenden Kräfte treten meist in einem Betriebszustand auf, bei dem ein gegebenenfalls vorhandener Motor zum Antrieb des Spindelantriebs zumindest zunächst einmal nicht aktiv ist. Entsprechend kann die Erfüllung der erfindungsgemäßen Merkmale auch in der Regel in einem solchen Betriebszustand bestimmt werden, in dem der Motor, soweit vorhanden, nicht aktiv ist. Wie gesagt, kann das System aber auch zum Teil oder sogar im Wesentlichen auf der Aufbringung von aktiven Gegenkräften mittels Motor basieren, z. B. wenn die Reibungskräfte nicht ins Gewicht fallen. In diesem Fall können die erfindungsgemäßen Merkmale somit auch während des Betriebs des Motors überprüft werden. In dem Fall, in dem der gegebenenfalls vorhandene Motor nicht in Betrieb ist, wird die Spindel mittels des Gewindeeingriffselementes in ihrer Lage relativ zum Gewindeeingriffselement fest bzw. unveränderlich gehalten, solange die in Spindelaxialrichtung einwirkenden Kräfte unterhalb des Kraftschwellwertes liegen. Bei der geschilderten aktiven Gegenkraft mittels Motor muss dies aber nicht der Fall sein. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sehen jedenfalls vor, dass bei Überschreitung des Kraftschwellwertes die Relativbewegung zwischen Spindel und Gewindeeingriffselement in Spindelaxialrichtung ausschließlich mittels Drehung der Spindel um ihre Spindelaxialrichtung oder mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes erfolgt. Dies bedeutet, dass bevorzugt der gesamte Energieabbau letztendlich mittels der geschilderten Drehbewegung erreicht wird und es zumindest bei diesem Energieabbau nicht zu einer plastischen Umformung eines Bauteils des Spindelantriebs und/oder der sonstigen Lenksäule kommt.The forces acting on the spindle drive in the case of a vehicle crash in a spindle axial direction usually occur in an operating state in which an optionally existing motor for driving the spindle drive is at least initially not active. Accordingly, the fulfillment of the features according to the invention can also generally be determined in such an operating state in which the engine, if present, is not active. However, as stated, the system may also be based in part or even substantially on the application of active counterforce by means of a motor, e.g. B. when the frictional forces are not significant. In this case, the features according to the invention can thus also be checked during operation of the engine. In the case in which the possibly existing motor is not in operation, the spindle is held by the threaded engagement element in position relative to the threaded engagement element fixed or unchangeable, as long as the forces acting in Spindelaxialrichtung forces are below the Kraftschwellwertes. In the case of the described active counterforce by means of the motor, this need not be the case. Preferred embodiments of the invention provide in any case that when exceeding the Kraftschwellwertes the relative movement between the spindle and threaded engagement element in Spindelaxialrichtung exclusively by means of rotation of the spindle about its Spindelaxialrichtung or by rotation of the threaded engagement element. This means that preferably the entire energy reduction is ultimately achieved by means of the described rotational movement and, at least in this energy reduction, there is no plastic deformation of a component of the spindle drive and / or the other steering column.

Dies muss aber nicht zwingend so sein, andere Ausgestaltungsformen der Erfindung können vorsehen, dass zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Energieabbaumechanismus über Spindel und Gewindeeingriffselement auch noch andere Energieabbaumechanismen, welche die Energie mittels plastischer Umformung oder Abreißen abbauen, vorgesehen sind. Dieser zusätzliche Energieabbaumechanismus kann gleichzeitig oder während des eingangs erläuterten erfindungsgemäßen Energieabbaumechanismus von Statten gehen. Die verschiedenen Energieabbaumechanismen können aber auch in verschiedenen Kraftbereichen oder zeitlich aufeinander folgend wirken. Die praktische Umsetzung dieses zusätzlichen Energieabbaumechanismus mittels plastischen Umformens oder Abreißens kann durch bei Lenksäulen an sich bekannte Reißlaschen, Biegelaschen, Reißbiegelaschen und sonstigen geeigneten Umform- oder Abreißmechanismen realisiert werden. Aber auch für den Fall des Einsatzes zusätzlicher Energieabsorptionsmittel erfolgt die Verschiebung des Gewindeeingriffselements zur Gewindespindel bevorzugt ausschließlich unter Rotation der Gewindespindel – oder alternativ des Gewindeeingriffselements, wobei Energie absorbiert wird. Eine weitere Energieabsorption erfolgt dann in dieser Ausführung zusätzlich an den zusätzlichen Energieabsorptionsmittel.However, this need not necessarily be so, other embodiments of the invention can provide that in addition to the energy dissipation mechanism according to the invention via spindle and threaded engagement element also other energy reduction mechanisms, which reduce the energy by means of plastic deformation or tearing, are provided. This additional energy-draining mechanism may be performed simultaneously or during the energy-draining mechanism of the invention explained in the introduction. However, the various energy reduction mechanisms can also act in different force ranges or in succession. The practical implementation of this additional energy dissipation mechanism by means of plastic forming or tearing off can be realized by tear tabs, bending tabs, zipper tabs and other suitable forming or tear-off mechanisms known per se in steering columns. But even in the case of the use of additional energy absorbing the displacement of the threaded engagement element to the threaded spindle is preferably carried out only under rotation of the threaded spindle - or alternatively the threaded engagement element, wherein energy is absorbed. A further energy absorption then takes place in this embodiment, in addition to the additional energy absorption.

Beim Fahrzeugcrash wirken die in Spindelaxialrichtung auf den Spindelantrieb einwirkenden Kräfte in der Regel sowohl auf die Spindel als auch auf das Gewindeeingriffselement ein. Hierbei ist festzuhalten, dass bei zwei relativ zueinander verstellbaren Lenksäulenbauteilen in der Regel die Spindel an einem der Lenksäulenbauteile und das Gewindeeingriffselement in der Regel dann an dem anderen der beiden relativ zueinander verstellbaren und auch beim Fahrzeugcrash relativ zueinander bewegbaren Lenksäulenbauteilen fixiert bzw. befestigt ist. Bei dem einen der Lenksäulenbauteile kann es sich z. B. um eine Lenkspindellagereinheit handeln, in der die Lenkspindel, an der auch das Lenkrad angebracht wird, um ihre Lenkspindellängsachse drehbar gelagert ist. Bei dem anderen der beiden relativ zueinander bewegbaren Lenksäulenbauteile kann es sich um eine Trageinheit handeln, welche fahrzeugfest an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt wird, wobei bei der Längsverstellung die Lenkspindellagereinheit samt Lenkspindel in Längsrichtung relativ zur Trageinheit verstellt wird. Im Falle, dass die erfindungsgemäße Lenksäule nicht nur längs- sondern auch höhenverstellbar ist, kann es sich bei dem einen der genannten Lenksäulenbauteile auch um einen an der Karosserie in Höhenrichtung verschwenkbar gelagerten Zwischenhebel einer entsprechenden Trageinheit handeln.In a vehicle crash, the forces acting on the spindle drive in the spindle axial direction generally act on both the spindle and the threaded engagement element. It should be noted that at two relative to each other adjustable steering column components usually the spindle on one of the steering column components and the threaded engagement element is then usually fixed or fixed to the other of the two relatively adjustable and also in the vehicle crash relatively movable steering column components. In one of the steering column components, it may be z. B. act to a steering shaft bearing unit in which the steering shaft to which the steering wheel is mounted to its steering spindle longitudinal axis is rotatably mounted. In the other of the two relatively movable steering column components may be a support unit, which is fixed to the vehicle fixed to the body of the vehicle, wherein in the longitudinal adjustment, the steering shaft bearing unit together with the steering shaft is moved in the longitudinal direction relative to the support unit. In the event that the steering column according to the invention is not only longitudinally but also height-adjustable, it may be one of the said steering column components also act on the body in the height direction pivotally mounted intermediate lever of a corresponding support unit.

Die genannten Kraftschwellwerte betragen günstigerweise zumindest 1.000 Newton, vorzugsweise zumindest 2.000 Newton. Mittels des genannten Motors können die Kraftschwellwerte bzw. die während des Energieabbauprozesses wirkenden Gegenkräfte aber auch sowohl deutlich höher als auch deutlich niedriger eingestellt werden.The said force threshold values are favorably at least 1,000 Newton, preferably at least 2,000 Newton. By means of said motor, however, the force threshold values or the opposing forces acting during the energy reduction process can also be set both significantly higher and significantly lower.

Zur Einstellung der benötigten Kraftschwellwerte und der zum Abbau der Energie genutzten Gegenkräfte ist das Gesamtsystem zu betrachten. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Kraftschwellwerte bzw. die dann beim Energieabbau aktiv werdenden Gegenkräfte und Gegendrehmomente festzulegen bzw. einzustellen. Ein wichtiger, aber in der Regel eben nicht der einzige Faktor, ist dabei die Steigung des Spindelgewindes. Diese beträgt günstigerweise zwischen 2,5 mm je Umdrehung und 8 mm je Umdrehung vorzugsweise zwischen 4 mm je Umdrehung und 7 mm pro Umdrehung. Es sind in der Regel aber auch alle anderen im Spindelantrieb, in seinem Antriebsmotor und in der sonstigen Lenksäule auftretenden Gegenkräfte insbesondere in Form von Reibungskräften zu berücksichtigen. Der Fachmann kann dies zur Erzielung der benötigten Kraftschwellwerte entsprechend aufeinander abstimmen. Günstigerweise ist die Steigung des Spindelgewindes jedenfalls so gewählt, dass zumindest ab Erreichen bzw. Überschreiten des Kraftschwellwertes keine Selbsthemmung mehr besteht.In order to set the required force thresholds and the counter forces used to reduce the energy, the overall system has to be considered. There are numerous possibilities to set or set the force threshold values or the opposing forces and counter torques which then become active during the energy reduction. An important but usually not the only factor is the pitch of the spindle thread. This is conveniently between 2.5 mm per revolution and 8 mm per revolution, preferably between 4 mm per revolution and 7 mm per revolution. As a rule, however, all other counterforces occurring in the spindle drive, in its drive motor and in the other steering column, in particular in the form of frictional forces, must also be taken into account. The person skilled in the art can match this accordingly to achieve the required force threshold values. Conveniently, the pitch of the spindle thread is chosen in any case so that at least from reaching or exceeding the Kraftschwellwertes no self-locking exists.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die gegen die Verschiebung der Spindel gegenüber dem Gewindeeingriffselement wirkenden Kraft nach dem anfänglichen Überschreiten oder Erreichen des Kraftschwellwertes durchaus niedrigere Werte als der Kraftschwellwert annehmen kann. Ein Abfall auf 75% oder auf Werte im Bereich zwischen 500 N und 800 N ist durchaus denkbar und möglich. Dies kann durch die entsprechende Auslegung der Gewindepaarung zwischen Gewindeeingriffselement und Spindelgewinde eingestellt werden.Furthermore, it should be noted that the force acting against the displacement of the spindle relative to the threaded engagement element after the initial exceeding or reaching the Kraftschwellwertes can assume quite lower values than the force threshold. A drop to 75% or to values in the range between 500 N and 800 N is quite conceivable and possible. This can be adjusted by the appropriate interpretation of the thread pairing between threaded engagement element and spindle thread.

Wie anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele auch beispielhaft erläutert, können als Gewindeeingriffselemente verschiedene Bauteile verwendet werden, welche eben entsprechend in eine Spindel bzw. deren Spindelgewinde eingreifen. Es kann sich hierbei um Spindelmuttern, Zahnräder oder Schneckenräder handeln, um nur einige Beispiele zu nennen. In der Regel ist es jedenfalls so, dass im Spindelantrieb entweder die Spindel oder das Gewindeeingriffselement drehfest an einem entsprechenden Bauteil der Lenksäule oder des Spindelantriebs gehalten ist, während das andere der genannten Bauteile, also entweder die Spindel oder das Gewindeeingriffselement, zur Relativverstellung gedreht werden kann.As also explained by way of example with reference to the following exemplary embodiments, different components can be used as threaded engagement elements, which likewise engage correspondingly in a spindle or its spindle thread. These may be spindle nuts, gears or worm gears, just to name a few examples. In general, it is anyway so that in the spindle drive either the spindle or the threaded engagement member is rotatably held on a corresponding component of the steering column or the spindle drive, while the other of said components, so either the spindle or the threaded engagement element, can be rotated to the relative adjustment ,

Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand von verschiedenen Ausgestaltungsvarianten in der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:Further features and details of preferred embodiments of the invention will be explained with reference to various design variants in the following description of the figures. Show it:

1 bis 4 Darstellungen einer erfindungsgemäßen Lenksäule mit einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb mit einer relativ kurzen Spindel; 1 to 4 Representations of a steering column according to the invention with a spindle drive according to the invention with a relatively short spindle;

5 bis 7 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einer relativ langen Spindel; 5 to 7 a second embodiment according to the invention with a relatively long spindle;

8 einen erfindungsgemäßen Spindelantrieb, losgelöst von der Lenksäule; 8th a spindle drive according to the invention, detached from the steering column;

9 bis 11 Schnittdarstellungen durch schematisierte Varianten erfindungsgemäßer Spindelantriebe. 9 to 11 Sectional views through schematic variants of inventive spindle drives.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgestalteten elektrisch verstellbaren Lenksäule 2. Am Lenkradanschluss 13 der Lenkspindel 12 dieser Lenksäule 2 wird das hier nicht dargestellte Lenkrad befestigt. Die Lenkspindel 12 ist um ihre entlang der Längsrichtung 14 verlaufende Längsachse drehbar in dem, in diesem Ausführungsbeispiel als Lenkspindellagereinheit ausgebildeten Lenksäulenbauteil 8 gelagert. Zur Längsverstellung der Lenksäule 2 wird das Lenksäulenbauteil 8 zusammen mit der darin gelagerten Lenkspindel 12 mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgebildeten Spindelantriebs 1 in den Längsrichtungen 14 verstellt. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel erlaubt zusätzlich zur genannten Längsverstellung auch eine Höhenverstellung. Für diese Höhenverstellung ist ein weiterer Spindelantrieb 10 vorgesehen. Dieser erlaubt es, das Lenksäulenbauteil 8 samt Lenkspindel 12 in den Höhenrichtungen 15 zu verstellen, sofern dies zur Anpassung der Position des Lenkrades an den Fahrzeuglenker notwendig ist. Bei dieser Höhenverstellung erfolgt ein Verschwenken des bereits genannten Lenksäulenbauteils 8 samt Lenkspindel 12 relativ zu den Befestigungslaschen 11 des hier als Trageinheit ausgeführten Lenksäulenbauteils 9. Diese Trageinheit in Form des Lenksäulenbauteils 9 dient dazu, die Lenksäule 2 mittels der Befestigungslaschen 11 an der Karosserie des Fahrzeugs zu fixieren. 1 shows a perspective view of an inventively designed electrically adjustable steering column 2 , At the steering wheel connection 13 the steering spindle 12 this steering column 2 the steering wheel, not shown here is attached. The steering spindle 12 is around her along the longitudinal direction 14 extending longitudinal axis rotatable in the, designed in this embodiment as a steering shaft bearing unit steering column component 8th stored. For longitudinal adjustment of the steering column 2 becomes the steering column component 8th together with the steering spindle mounted therein 12 with the aid of the inventively embodied spindle drive 1 in the longitudinal directions 14 adjusted. The embodiment shown here also allows in addition to the aforementioned longitudinal adjustment Height adjustment. For this height adjustment is another spindle drive 10 intended. This allows the steering column component 8th including steering spindle 12 in the height directions 15 to adjust, if necessary to adapt the position of the steering wheel to the vehicle driver. In this height adjustment pivoting of the aforementioned steering column component takes place 8th including steering spindle 12 relative to the attachment tabs 11 of the steering column component embodied here as a carrying unit 9 , This support unit in the form of the steering column component 9 serves to the steering column 2 by means of fastening straps 11 to fix on the body of the vehicle.

Der erfindungsgemäße Spindelantrieb 1 weist zahlreiche Merkmale auf, die er mit beim Stand der Technik bekannten Spindelantrieben und auch dem weiteren Spindelantrieb 10 gemeinsam hat. So weist der Spindelantrieb 1 zunächst eine Spindel 4 auf, die in einem hier nur verdeckt dargestellten Gewindeeingriffselement 6 gehalten ist. Das Gewindeeingriffselement 6 greift in das Spindelgewinde 5 der Spindel 4 ein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spindel 4 drehfest an der Fixierungslasche 16 befestigt. Sie kann also nicht um ihre Längsachse bzw. die Spindelaxialrichtung 3 herum gedreht werden. Eine Verschiebung der Spindel 4 in Spindelaxialrichtung 3 relativ zum Gewindeeingriffselement 6 ist nur bei gleichzeitigem Drehen des Gewindeeingriffselementes 6 auf dem Spindelgewinde 5 der Spindel 4 möglich. Zur Verstellung des Lenksäulenbauteils 8 gemeinsam mit der Lenkspindel 12 in Längsrichtung 14 dreht der Motor 7 des Spindelantriebs 1 das Gewindeeingriffselement 6 in der gewünschten Richtung. Dies ist an sich bekannt und muss hier nicht weiter erläutert werden. Der weitere zur Höhenverstellung vorgesehene Spindelantrieb 10 ist grundsätzlich analog aufgebaut. Dessen Fixierungslasche 16 ist schwenkbar an einem Schwenkhebel 22 angelenkt. Der Schwenkhebel 22 ist mit einem an sich bekannten Zwischenhebel 23 der Trageinheit 9 verbunden. Dieser Zwischenhebel 23 kann zur Höhenverstellung in Höhenrichtungen 15 samt Lenksäulenbauteil 8 und Lenkspindel 12 um das Schwenkgelenk 24 relativ zu den Befestigungslaschen 11 und damit relativ zur Karosserie des hier nicht dargestellten Fahrzeugs verschwenkt werden. Zur Längsverstellung in den Längsrichtungen 14 werden das Lenksäulenbauteil 8 und die Lenkspindel 12 gemeinsam in dem genannten Zwischenhebel 23 des als Trageinheit ausgeführten Lenksäulenbauteils 9 verschoben. Bei Lenksäulen ohne Höhenverstellung kann der Zwischenhebel 23 in der Regel entfallen. In diesem Fall ist die Trageinheit in der Regel nicht um eine Schwenkachse verschwenkbar.The spindle drive according to the invention 1 has numerous features that he with known in the prior art spindle drives and the other spindle drive 10 has in common. This is how the spindle drive points 1 first a spindle 4 on, in a here only concealed threaded engagement element 6 is held. The threaded engagement element 6 engages in the spindle thread 5 the spindle 4 one. In the embodiment shown, the spindle 4 rotatably on the fixing strap 16 attached. It can not therefore about its longitudinal axis or the Spindelaxialrichtung 3 to be turned around. A shift of the spindle 4 in Spindelaxialrichtung 3 relative to the threaded engagement element 6 is only with simultaneous rotation of the threaded engagement element 6 on the spindle thread 5 the spindle 4 possible. For adjustment of the steering column component 8th together with the steering spindle 12 longitudinal 14 the engine turns 7 of the spindle drive 1 the threaded engagement element 6 in the desired direction. This is known per se and need not be explained further here. The further provided for height adjustment spindle drive 10 is basically analog. Its fixation strap 16 is pivotable on a pivot lever 22 hinged. The swivel lever 22 is with a known intermediate lever 23 the carrying unit 9 connected. This intermediate lever 23 can be used for height adjustment in height directions 15 including steering column component 8th and steering spindle 12 around the swivel joint 24 relative to the attachment tabs 11 and thus be pivoted relative to the body of the vehicle, not shown here. For longitudinal adjustment in the longitudinal directions 14 become the steering column component 8th and the steering spindle 12 together in said intermediate lever 23 of the steering column component designed as a carrying unit 9 postponed. For steering columns without height adjustment, the intermediate lever 23 usually omitted. In this case, the support unit is usually not pivotable about a pivot axis.

Im Ausführungsbeispiel sind der Zwischenhebel 23 und die Trageinheit 9 dasselbe Bauteil, das sogar in bevorzugter Weise einstückig ausgebildet ist, bevorzugt als Gussteil. Für entsprechende Anbindungen der Lenksäule 2 an die Fahrzeugkarosserie kann es jedoch vorteilhaft sein, den Zwischenhebel 23 als separates Bauteil in der Trageinheit (– dem Lenksäulenbauteil 9) verschwenkbar um eine Schwenkachse anzuordnen.In the embodiment, the intermediate lever 23 and the carrying unit 9 the same component, which is even preferably formed in one piece, preferably as a casting. For appropriate connections of the steering column 2 to the vehicle body, however, it may be advantageous to the intermediate lever 23 as a separate component in the support unit (- the steering column component 9 ) pivotable about a pivot axis to arrange.

2 zeigt eine Seitenansicht, bei der eine Position des Lenkradanschlusses 13 bzw. Lenkrades eingestellt ist, bei der das Gewindeeingriffselement 6 ungefähr in der Mitte der Spindel 4 in deren Spindelgewinde 5 eingreift und diese so festhält. Es kann sich hierbei um eine Position für den Normalbetrieb handeln, bei der das Fahrzeug normalerweise betrieben bzw. gefahren wird. Sofern keine Verstellfunktionen durchgeführt werden, ruhen die meist elektrisch angetriebenen Motoren 7 des Spindelantriebs 1 und des weiteren Spindelantriebs 10. Kommt es nun zu einem Fahrzeugcrash, so kann es passieren, dass der Fahrzeuglenker auf das hier nicht dargestellte Lenkrad und damit auf die Lenkspindel 12 geschleudert wird. Genauso gut kann es passieren, dass die gesamte Lenksäule 2 durch entsprechende Deformationen des Fahrzeuges in den Innenraum der Fahrgastzelle geschoben wird, um dort mit dem Fahrzeuglenker zu kollidieren. Oft passiert beim Fahrzeugcrash beides. Die dabei in die Lenksäule 2 eingebrachten Kräfte wirken zumindest zu einem großen Anteil parallel zu den Längsrichtungen 14. Zum Energieabbau im Falle des Fahrzeugcrashes werden die Lenkspindel 12 und das Lenksäulenbauteil 8, also die Lenkspindellagereinheit, gemeinsam in das Lenksäulenbauteil 9 in Form der Trageinheit bzw. dessen Zwischenhebels 23 eingeschoben. 2 shows a side view in which a position of the steering wheel connection 13 or steering wheel is set, wherein the threaded engagement element 6 approximately in the middle of the spindle 4 in the spindle thread 5 engages and holds them so. This may be a position for normal operation in which the vehicle is normally operated or driven. If no adjustment functions are carried out, the mostly electrically driven motors will rest 7 of the spindle drive 1 and the further spindle drive 10 , If it now comes to a vehicle crash, it may happen that the vehicle driver on the steering wheel, not shown here and thus on the steering shaft 12 is thrown. Just as well it can happen that the entire steering column 2 is pushed by appropriate deformations of the vehicle in the interior of the passenger compartment to collide there with the driver. Often both happen during the vehicle crash. The case in the steering column 2 introduced forces act at least to a large extent parallel to the longitudinal directions 14 , For energy reduction in the event of vehicle crash, the steering shaft 12 and the steering column component 8th , So the steering shaft bearing unit, together in the steering column component 9 in the form of the carrying unit or its intermediate lever 23 inserted.

Um bei dieser Einschubbewegung bzw. bei dieser Relativbewegung zwischen Lenksäulenbauteil 8 und 9 den gewünschten Energieabbau zu erzielen, ist bei der hier gezeigten Lenksäule 2 der erfindungsgemäße Spindelantrieb 1 vorgesehen. Es ist also so, dass, sobald eine in Spindelaxialrichtung 3 einwirkende Kraft einen vorgegebenen Kraftschwellwert erreicht oder überschreitet, die Spindel 4 und das Eingriffselement 6 zum Energieabbau relativ zueinander in der Spindelaxialrichtung 3 bewegt werden. Im vorliegenden Fall wird die Spindel 4, welche am Lenksäulenbauteil 8 über die Fixierungslasche 16 befestigt ist, relativ zum Gewindeeingriffselement 6, welches am Lenksäulenbauteil 9 befestigt ist, verschoben. Diese Bewegung bzw. Verschiebung erfolgt ausschließlich durch Drehung des Gewindeeingriffselements, sodass die Spindel 4 quasi durch das Gewindeeingriffselement 6 hindurchgeschraubt wird. Hierdurch wird am Gewindeeingriffselement 6 ein Drehmoment und bei Überschreiten des Kraftschwellwertes eine daraus resultierende Drehbewegung erzeugt, dem bzw. der auf Reibung basierende Gegenkräfte zum Energieabbau entgegenwirken. Diese Gegenkräfte werden zunächst einmal aus der Summe der Reibungskräfte zwischen Spindel 4 und Gewindeeingriffselement 6, der Reibungskräfte in der Verbindung zwischen Gewindeeingriffselement 6 und Motor 7 sowie im Motor 7 selbst sowie weiteren Reibungskräfte, die im Gesamtsystem vorhanden sind, gebildet. Zusätzlich oder im Wesentlichen auch alternativ zu diesen passiven Gegenkräften können auch aktive Gegenkräfte gesetzt werden, z. B. indem der Motor 7 durch entsprechende Drehung des Gewindeeingriffselementes 6 die Gegenkraft herabsetzt oder auch erhöht, was durch die entsprechende Drehrichtung und das vom Motor 7 aufgebrachte Drehmoment gezielt gesteuert werden kann.To this slide-in movement or during this relative movement between the steering column component 8th and 9 To achieve the desired energy reduction, is in the steering column shown here 2 the spindle drive according to the invention 1 intended. So it's like, as soon as one in Spindelaxialrichtung 3 acting force reaches or exceeds a predetermined force threshold, the spindle 4 and the engagement element 6 for energy dissipation relative to each other in the Spindelaxialrichtung 3 to be moved. In the present case, the spindle 4 , which on the steering column component 8th over the fixation tab 16 is fixed relative to the threaded engagement element 6 , which on the steering column component 9 is fixed, moved. This movement or displacement takes place exclusively by rotation of the threaded engagement element, so that the spindle 4 virtually through the threaded engagement element 6 is screwed through. This will be at the threaded engagement element 6 a torque and, when the force threshold is exceeded, generates a resulting rotational movement, which counteracts friction-based opposing forces for energy reduction. These opposing forces are first of all the sum of the frictional forces between the spindle 4 and threaded engagement element 6 , the friction forces in the Connection between threaded engagement element 6 and engine 7 as well as in the engine 7 itself and other frictional forces that exist in the overall system formed. In addition or essentially also as an alternative to these passive opposing forces, active opposing forces can also be set, for B. by the engine 7 by corresponding rotation of the threaded engagement element 6 the drag decreases or increases, which is due to the corresponding direction of rotation and that of the engine 7 applied torque can be controlled selectively.

Diese Form des Energieabbaus erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel ausgehend von der Ausgangsstellung gemäß 2 bis zur in 3 dargestellten Stellung, in der das Lenksäulenbauteil 8 zusammen mit der Lenkspindel 12 ein Stück weit bereits in das Lenksäulenbauteil 9 bzw. dessen Zwischenhebel 23 eingeschoben ist, nämlich so weit, bis das der Fixierungslasche 16 zugewandte Ende der Spindel 4 am Gewindeeingriffselement 6 anschlägt.This form of energy dissipation takes place in this embodiment, starting from the starting position according to 2 until the in 3 illustrated position in which the steering column component 8th together with the steering spindle 12 a little way already in the steering column component 9 or its intermediate lever 23 is inserted, namely, until the fixation tab 16 facing end of the spindle 4 at the threaded engagement element 6 strikes.

In diesem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dieser erfindungsgemäßen Variante des Energieabbaus noch eine zusätzliche Form des Energieabbaus realisiert, bei der durch Umformung eines entsprechenden Energieabsorptionselementes bei einer weiteren Relativverschiebung zwischen den Lenksäulenbauteilen 8 und 9 in einem zweiten Energieabbauprozess die Stoßenergie des Fahrzeugcrashes weiter abgebaut wird. Dieser weitere Energieabbau erfolgt zwischen den Stellungen gemäß 3 und 4. Als zusätzliches Energieabsorptionselement können an sich bekannte Biegelaschen, Reißbiegelaschen, Reißlaschen und andere Umform- oder Abreißelemente, wie sie beim Stand der Technik an sich bekannt sind, in ebenfalls an sich bekannter Art und Weise zwischen Lenksäulenbauteil 8 und Lenksäulenbauteil 9 wirken und gegebenenfalls angeordnet sein. Diese Energieabbaumechanismen mittels Umformen und/oder Abreißen sind an sich bekannt und müssen hier nicht weiter geschildert werden. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Energieabsorption mit einer Energieabsorptionseinrichtung 25, die in der WO2010/009486A2 veranschaulicht und die in die erfindungsgemäße Lenksäule 1 integriert ist. Die WO2010/009486A2 zeigt allerdings eine Lenksäule, bei der die Verstellung nicht motorisch erfolgt.In this first exemplary embodiment according to the invention, in addition to this variant of the energy reduction according to the invention, an additional form of energy reduction is also realized in which by forming a corresponding energy absorption element in a further relative displacement between the steering column components 8th and 9 In a second energy reduction process, the impact energy of the vehicle crash is further reduced. This further energy reduction takes place between the positions according to 3 and 4 , As an additional energy absorbing element known bending tabs, Reißbiegelaschen, tear tabs and other forming or tear-off, as they are known per se in the prior art, in a conventional manner between the steering column component 8th and steering column component 9 act and optionally arranged. These energy reduction mechanisms by forming and / or tearing off are known per se and need not be described further here. In the exemplary embodiment, the energy absorption takes place with an energy absorption device 25 in the WO2010 / 009486A2 illustrated and in the steering column according to the invention 1 is integrated. The WO2010 / 009486A2 However, shows a steering column, in which the adjustment is not motorized.

Im zweiten, anhand der Seitenansichten gemäß 5 bis 7 illustrierten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird auf diesen zweiten auf Umformung und/oder Abreißen basierenden Energieabbaumechanismus vollständig verzichtet. Die Fixierungslasche 16 ist entsprechend modifiziert ausgebildet. Anstelle dessen ist hier im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel eine längere Spindel 4 vorgesehen. Dies stellt einen längeren Weg für den erfindungsgemäßen Energieabbaumechanismus zwischen Spindel 4 und Gewindeeingriffselement 6 bereit. Ansonsten funktioniert dieses zweite Ausführungsbeispiel gemäß der 5 bis 6 in analoger Weise wie das erste Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 4 beim Übergang zwischen den 2 und 3. 5 zeigt eine beim Normalbetrieb des Fahrzeuges eingestellte Position des Lenkrades bzw. Lenkradanschlusses 13. Kommt es nun zur Fahrzeugkollision bzw. zum Fahrzeugcrash, so wird hier ebenfalls das Lenksäulenbauteil 8 zusammen mit der Lenkspindel 12 in das Lenksäulenbauteil 9 bzw. dessen Zwischenhebel 23 eingeschoben. 6 zeigt eine Zwischenstellung des erfindungsgemäßen Energieabbauprozesses, 7 die Endstellung. In dieser zweiten Variante findet zum Energieabbau keine Umformung und auch kein Abreißen oder dergleichen statt. Die beim Fahrzeugcrash in die Lenksäule 2 eingebrachte Stoßenergie wird also ausschließlich durch die passiven und/oder aktiven Gegenkräfte abgebaut, welche durch das Verschieben der Spindel 4 relativ zum Gewindeeingriffselement 6 entlang der Spindelaxialrichtung 3 mittels Drehung des Gewindeeingriffselementes 6 auf der Spindel 4 bzw. deren Spindelgewinde 5 erzeugt werden. Auch hier kann der Motor 7 dazu eingesetzt werden, diese Gegenkräfte durch entsprechendes Drehen des Gewindeeingriffselementes 6 zu erhöhen oder abzusenken oder in Form einer Steuerung oder Regelung während des Energieabbauprozesses zu variieren.In the second, based on the side views according to 5 to 7 illustrated embodiment of the invention is completely dispensed with this second based on forming and / or tearing energy dissipation mechanism. The fixation strap 16 is formed modified accordingly. Instead, a longer spindle is here compared to the first embodiment 4 intended. This provides a longer path for the inventive energy dissipation mechanism between the spindle 4 and threaded engagement element 6 ready. Otherwise, this second embodiment works according to the 5 to 6 in an analogous manner as the first embodiment according to the 1 to 4 at the transition between the 2 and 3 , 5 shows a set during normal operation of the vehicle position of the steering wheel or steering wheel connection 13 , If it now comes to vehicle collision or vehicle crash, so here also the steering column component 8th together with the steering spindle 12 in the steering column component 9 or its intermediate lever 23 inserted. 6 shows an intermediate position of the energy reduction process according to the invention, 7 the end position. In this second variant takes place for energy reduction no deformation and no tearing or the like. The vehicle crash in the steering column 2 introduced impact energy is thus degraded exclusively by the passive and / or active opposing forces, which by moving the spindle 4 relative to the threaded engagement element 6 along the spindle axial direction 3 by rotation of the threaded engagement element 6 on the spindle 4 or their spindle thread 5 be generated. Again, the engine 7 be used to counter these forces by appropriately turning the threaded engagement element 6 increase or decrease or vary in the form of a control or regulation during the energy reduction process.

8 zeigt den erfindungsgemäßen Spindelantrieb 1 mit der kurzen Spindel 4 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels losgelöst von den anderen Bauteilen. 8th shows the spindle drive according to the invention 1 with the short spindle 4 according to the first embodiment detached from the other components.

In den 9 bis 11 werden nun verschiedene Varianten von erfindungsgemäßen Spindelantrieben 1 schematisiert dargestellt und nachfolgend erläutert.In the 9 to 11 Now different variants of spindle drives according to the invention 1 shown schematically and explained below.

In der Variante gemäß 9 ist das Gewindeeingriffselement 6 als eine feststehend am Lenksäulenbauteil 8 angeordnete Spindelmutter ausgebildet, welche mit ihrem Innengewinde entsprechend in das Spindelgewinde 5 der Spindel 4 eingreift. In diesem Ausführungsbeispiel gemäß 9 ist die Spindel 4 um ihre Längsachse, also um die Spindelaxialrichtung 3 herum drehbar am Motor 7 gelagert. Der Motor 7 ist wiederum am Lenksäulenbauteil 9 befestigt bzw. fixiert. Auf der Spindel 4 sitzt ein drehfest mit diesem verbundenes Schneckenrad 21, in das ein vom Motor 7 angetriebenes Zahnrad 20 eingreift. Mittels der Drehung des Zahnrades 20 in Drehrichtung 19 kann der Motor 7 die Spindel 4 in gewünschter Art und Weise drehen, sodass im Normalbetrieb des Fahrzeugs entsprechend eine Verstellung der Lenksäule 2 bzw. des Lenksäulenbauteils 8 relativ zum Lenksäulenbauteil 9 bzw. dessen Zwischenhebel 23 in Längsrichtungen 14 erfolgen kann. Im Crashfall wird nun dieser Spindelantrieb 1 in Spindelaxialrichtung 3 mit einer entsprechenden, auf die Lenksäule 2 und damit auch auf den Spindelantrieb 1 einwirkenden Kraft beaufschlagt. Ist diese größer als der durch die entsprechende Auslegung des Spindelantriebs 1 einstellbare Kraftschwellwert, so kommt es unter Drehung der Spindel 4 in einer der Drehrichtungen 17 zu einer Relativverschiebung zwischen Spindel 4 und Gewindeeingriffselement 6 in einer der Bewegungsrichtungen 18 bzw. in der entsprechenden Spindelaxialrichtung 3. Bei dieser Zwangsverschiebung treten durch die entsprechenden, auf die Spindel 4 dabei einwirkenden Drehmomente Gegenkräfte auf, die zum gewünschten Energieabbau führen. Diese Gegenkräfte setzen sich aus den Reibungskräften zwischen Spindel 4 und Gewindeeingriffselement 6 wie auch aus den Reibungskräften zwischen Schneckenrad 21, Zahnrad 20 und den Reibungskräften im Motor 7 zusammen. Diese Gegenkräfte aber auch können durch entsprechenden Antrieb des Zahnrades 20 mittels des Motors 7 in eine der Drehrichtungen 19 gezielt beeinflusst und gesteuert bzw. geregelt werden. Bei einem im Wesentlichen reibungsfreien System bzw. einem System mit zu vernachlässigender Reibung kann sogar vorgesehen sein, dass diese Gegenkräfte nahezu ausschließlich bzw. im Wesentlichen vom Motor 7 aufgebracht werden.In the variant according to 9 is the threaded engagement element 6 as a fixed to the steering column component 8th arranged spindle nut formed, which with its internal thread corresponding to the spindle thread 5 the spindle 4 intervenes. According to this embodiment 9 is the spindle 4 about its longitudinal axis, so around the Spindelaxialrichtung 3 rotatable around the engine 7 stored. The motor 7 is again on the steering column component 9 attached or fixed. On the spindle 4 sits a non-rotatably connected to this worm wheel 21 into the one of the engine 7 driven gear 20 intervenes. By means of the rotation of the gear 20 in the direction of rotation 19 can the engine 7 the spindle 4 rotate in the desired manner, so that in normal operation of the vehicle according to an adjustment of the steering column 2 or the steering column component 8th relative to the steering column component 9 or its intermediate lever 23 in longitudinal directions 14 can be done. In the event of a crash Now this spindle drive 1 in Spindelaxialrichtung 3 with a corresponding, on the steering column 2 and thus also on the spindle drive 1 acting force applied. If this is greater than that of the corresponding design of the spindle drive 1 adjustable force threshold, so it comes under rotation of the spindle 4 in one of the directions of rotation 17 to a relative displacement between spindle 4 and threaded engagement element 6 in one of the directions of movement 18 or in the corresponding Spindelaxialrichtung 3 , In this forced displacement pass through the corresponding, on the spindle 4 thereby acting torques counter forces, which lead to the desired energy reduction. These opposing forces are made up of the frictional forces between the spindle 4 and threaded engagement element 6 as well as from the frictional forces between worm wheel 21 , Gear 20 and the frictional forces in the engine 7 together. These opposing forces but also by appropriate drive of the gear 20 by means of the engine 7 in one of the directions of rotation 19 be specifically influenced and controlled or regulated. In a substantially frictionless system or a system with negligible friction can even be provided that these opposing forces almost exclusively or substantially from the engine 7 be applied.

Dies gilt auch für die nachfolgend noch geschilderten Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Spindelantriebe 1 gemäß der 10 und 11, sodass auch hier nur noch auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß 9 eingegangen wird. In der Variante gemäß 10 handelt es sich beim vom Motor 7 angetriebenen Gewindeeingriffselement 6 um ein Schneckenrad, welches in das Spindelgewinde 5 der Spindel 4 eingreift. Die Spindel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht um ihre Spindelaxialrichtung 3 drehbar sondern drehfest mittels der Fixierungslasche 16 am Lenksäulenbauteil 8 angebracht. Drehen tut sich in diesem Ausführungsbeispiel somit ausschließlich das Gewindeeingriffselement 6 bzw. der Motor 7.This also applies to the below-described embodiments of inventive spindle drives 1 according to the 10 and 11 , so here too only on the differences from the embodiment according to 9 will be received. In the variant according to 10 is it at the engine 7 driven threaded engagement element 6 around a worm wheel, which is in the spindle thread 5 the spindle 4 intervenes. The spindle 4 in this embodiment is not about its Spindelaxialrichtung 3 rotatable but non-rotatable by means of the fixing strap 16 on the steering column component 8th appropriate. Turning in this embodiment thus exclusively the threaded engagement element 6 or the engine 7 ,

In 11 ist die Spindel 4 ebenfalls drehfest mittels der Fixierungslasche 16 am Lenksäulenbauteil 8 befestigt. In das Spindelgewinde 5 greift ein als Spindelmutter ausgeführtes Gewindeeingriffselement 6 ein. An dessen Außenfläche ist eine Verzahnung vorgesehen, in die das mittels Motor 7 drehbare Zahnrad 20 eingreift. Die hier beim erfindungsgemäßen Energieabbau im Crashfall hervorgerufenen Gegenkräfte entstehen somit in der Variante gemäß 11 im Wesentlichen zwischen Spindel 4 und Gewindeeingriffselement 6, zwischen Zahnrad 20 und Motor 7 sowie innerhalb des Motors 7, wobei auch diese durch entsprechende Ansteuerung des Motors wieder variiert werden können. Generell ist darauf hinzuweisen, dass nicht nur die Gegenkräfte, sondern auch die Kraftschwellwerte mittels des Motors 7 entsprechend variiert bzw. eingestellt werden können.In 11 is the spindle 4 also rotatably by means of the fixing strap 16 on the steering column component 8th attached. In the spindle thread 5 engages a threaded engagement element designed as a spindle nut 6 one. On the outer surface of a toothing is provided, in which the means of motor 7 rotatable gear 20 intervenes. The opposing forces caused here in the energy reduction according to the invention in the event of a crash thus arise in the variant according to 11 essentially between spindle 4 and threaded engagement element 6 , between gear 20 and engine 7 as well as inside the engine 7 , although these can be varied again by appropriate control of the engine. In general, it should be noted that not only the opposing forces, but also the power thresholds by means of the engine 7 can be varied or adjusted accordingly.

Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen gibt es zahlreiche weitere erfindungsgemäße Varianten, in denen beispielsweise die einzelnen Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele in anderer Weise miteinander kombiniert sind. Insbesondere kann es sich auch um Lenksäulen handeln, bei denen keine Höhenverstellung vorgesehen ist. Es kann sogar bei einfachen Varianten auf den Motor 7 verzichtet werden, wenn anstelle dessen die Spindel 4 bzw. das Gewindeeingriffselement 6 durch entsprechende Handkurbeln oder dergleichen angetrieben werden, um die gewünschte Verstellung in Längsrichtung 14 zu erzeugen. Auch die Spindelantriebe 1, wie sie in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, können weiter variiert werden. Der erfindungsgemäße Energieabbau ergibt sich im Wesentlichen aus dem Zusammenspiel der einzelnen Komponenten, was der Fachmann zur Erreichung gewünschter Kraftschwellwerte entsprechend auslegen kann. Es sei insbesondere auch noch darauf hingewiesen, dass in der Spindel 4 oder auch in dem Gewindeeingriffselement 6 bzw. dessen Verbindung zum Motor 7 oder zum Handantrieb noch gezielt Rutschkupplungen oder dergleichen eingebaut werden können, welche unterhalb des Kraftschwellwertes eine entsprechend starre Verbindung bereitstellen und ab bzw. oberhalb dem Kraftschwellwert einen Energieabbau mittels Durchrutschen zulassen.Notwithstanding the embodiments shown, there are numerous other variants of the invention, in which, for example, the individual features of the embodiments shown are combined in a different way. In particular, it may also be steering columns, in which no height adjustment is provided. It can even with simple variants on the engine 7 be waived, if instead the spindle 4 or the threaded engagement element 6 be driven by appropriate handles or the like to the desired adjustment in the longitudinal direction 14 to create. Also the spindle drives 1 as shown in the various embodiments may be further varied. The energy reduction according to the invention results essentially from the interplay of the individual components, which the expert can interpret accordingly to achieve desired force threshold values. In particular, it should also be noted that in the spindle 4 or also in the threaded engagement element 6 or its connection to the engine 7 or manually slidable clutches or the like can still be installed, which provide a correspondingly rigid connection below the Kraftschwellwertes and allow from or above the Kraftschwellwert an energy reduction by slipping.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Spindelantriebspindle drive
22: Lenksäulesteering column
33: SpindelaxialrichtungSpindelaxialrichtung
44: Spindelspindle
55: Spindelgewindespindle thread
66: GewindeeingriffselementThreaded engagement member
77: Motorengine
88th: Lenksäulenbauteilsteering column component
99: Lenksäulenbauteilsteering column component
1010: weiterer Spindelantriebanother spindle drive
1111: Befestigungslaschenmounting tabs
1212: Lenkspindelsteering shaft
1313: Lenkradanschlusssteering wheel connection
1414: Längsrichtunglongitudinal direction
1515: Höhenrichtungheight direction
1616: Fixierungslaschefixing brackets
1717: Drehrichtungdirection of rotation
1818: Bewegungsrichtungmovement direction
1919: Drehrichtungdirection of rotation
2020: Zahnradgear
2121: Schneckenradworm
2222: Schwenkhebelpivoting lever
2323: Zwischenhebelintermediate lever
2424: Schwenkgelenkpivot
2525: EnergieabsorptionseinrichtungThe energy absorbing device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0752359 B1 [0003]
DE 19812179 C1 [0003]
EP 1693279 B1 [0003]
WO 2010/009486 A2 [0028, 0028]

Claims

Spindle drive ( 1 ) for the longitudinal adjustment of an adjustable steering column ( 2 ) for a motor vehicle, wherein the spindle drive ( 1 ) at least one, along a Spindelaxialrichtung ( 3 ) longitudinally extended spindle ( 4 ) with at least one spindle thread ( 5 ) and at least one, in the spindle thread ( 5 ) engaging threaded engagement element ( 6 ), characterized in that the spindle ( 4 ) by means of the threaded engagement element ( 6 ) at one, under a force threshold and in Spindelaxialrichtung ( 3 ) acting in their position relative to the threaded engagement element ( 6 ) is maintained and under action of one, the force threshold reaching or exceeding and in Spindelaxialrichtung ( 3 ) acting force the spindle ( 4 ) and the threaded engagement element ( 6 ) relative to each other in the spindle axial direction ( 3 ) are movable, this movement by means of rotation of the spindle ( 4 ) about its spindle axial direction ( 3 ) or by rotation of the threaded engagement element ( 6 ) he follows.

Spindle drive ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the force threshold is at least 1000 Newton, preferably at least 2000 Newton.

Spindle drive ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the pitch of the spindle thread ( 5 ) between 2.5 mm per revolution and 8 mm per revolution, preferably between 4 mm per revolution and 7 mm per revolution.

Spindle drive ( 1 ) According to one of claims 1 to 3, characterized in that the threadedly engaging member ( 6 ) one the spindle ( 4 ) completely encompassing spindle nut or a gear or a worm wheel is.

Spindle drive ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spindle drive ( 1 ) at least one engine ( 7 ) for turning the spindle ( 4 ) about its spindle axial direction ( 3 ) or to rotate the threaded engagement element ( 6 ) having.

Spindle drive ( 1 ) according to claim 5, characterized in that one in the spindle axial direction ( 3 ) counteracting force or supporting this additional force by means of rotation of the spindle ( 4 ) about its spindle axial direction ( 3 ) or by rotation of the threaded engagement element ( 6 ) by means of the engine ( 7 ) can be applied.

Adjustable steering column ( 2 ) with at least two relatively adjustable steering column components ( 8th . 9 ) and at least one spindle drive ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 for adjusting the steering column components ( 8th . 9 ) relative to each other.

Method for reducing energy in an adjustable steering column ( 2 ) in a vehicle crash, wherein the steering column ( 2 ) at least two relatively adjustable steering column components ( 8th . 9 ) and at least one spindle drive ( 1 ) for adjusting the steering column components ( 8th . 9 ) relative to each other, wherein the spindle drive ( 1 ) at least one, along a Spindelaxialrichtung ( 3 ) longitudinally extended spindle ( 4 ) with at least one spindle thread ( 5 ) and at least one in the spindle thread ( 5 ) engaging threaded engagement element ( 6 ), characterized in that in the case of a vehicle crash when acting on a force threshold reaching or exceeding and in Spindelaxialrichtung ( 3 ) acting force the spindle ( 4 ) and the threaded engagement element ( 6 ) for energy reduction relative to each other in the Spindelaxialrichtung ( 3 ), whereby this movement by means of rotation of the spindle ( 4 ) about its spindle axial direction ( 3 ) or by rotation of the threaded engagement element ( 6 ) he follows.

A method according to claim 8, characterized in that the Kraftschwellwert is at least 1000 Newton, preferably at least 2000 Newton.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that one, in the spindle axial direction ( 3 ) counteracting force or supporting this additional force by means of rotation of the spindle ( 4 ) about its spindle axial direction ( 3 ) or by rotation of the threaded engagement element ( 6 ) by means of a motor ( 7 ) of the spindle drive ( 1 ) is applied.