-
Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eines landgebunden Kraftfahrzeugs, die eine Lenksäule umfasst, die einen ersten Abschnitt und einen in einer Längsrichtung beweglich dazu gelagerten zweiten Abschnitt aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein landgebundenes Kraftfahrzeug.
-
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Vorderräder auf, mittels derer eine gewünschte Richtung des Kraftfahrzeugs eingestellt wird. Hierfür sind die Vorderräder meist mit einer Lenkvorrichtung gekoppelt, die ein Lenkrad aufweist. Mittels der Lenkvorrichtung wird von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die gewünschte Richtung eingestellt. Hierfür wird ein Lenkradkranz des Lenkrads rotiert, sodass die Vorderräder in die gewünschte Richtung weisen. Der Lenkradkranz selbst ist üblicherweise in Brusthöhe vor dem Fahrer des Kraftfahrzeugs positioniert, sodass dieser den Lenkradkranz vergleichsweise einfach fassen kann.
-
Bei Betrieb soll es möglich sein, dass von dem Fahrer auch eine vergleichsweise große Kraft auf den Lenkradkranz ausgeübt werden kann, insbesondere sofern eine Lenkunterstützung ausfällt. Daher soll sich der Lenkradkranz üblicherweise in einem Abstand von ca. 35 cm vor dem Brustkorb des Fahrers befinden. Auch ist bei einem derartigen Abstand der Komfort für den Fahrer erhöht.
-
Da Kraftfahrzeuge nicht stets von Fahrern mit der gleichen Größe bewegt werden, ist es erforderlich, die Position des Lenkrads bei Bedarf geeignet einzustellen. Hierbei wird insbesondere eine Neigung des Lenkrads und der vollständigen Lenksäule eingestellt. Auch ist eine Längenveränderung bekannt, also eine Längsverstellung der Lenksäule entlang deren Verlauf. Auch ist eine Sicherheit erhöht, da eine Position eines etwaigen Airbags der Lenkvorrichtung ideal eingestellt werden kann.
-
Zur Verstellung wird beispielsweise manuell eine Verriegelung gelöst und das Lenkrad sowie die Lenksäule geeignet verschwenkt. Zur Erhöhung des Komforts erfolgt eine derartige Verstellung in zunehmendem Maß elektrisch mittels eines Elektromotors. Hierbei weist die Lenkvorrichtung einen oder mehrere elektromotorische Antriebe auf, mittels derer die Lenksäule geeignet verbracht wird. Die Lenksäule weist hierbei zwei unterschiedliche Abschnitte auf, die teleskopartig zueinander bewegt werden können, sodass die gesamte Länge der Lenksäule verändert wird. Meist ist dabei an einem der Abschnitte der Elektromotor angebunden, mittels dessen eine Spindelmutter angetrieben ist, die auf eine Spindel aufgesetzt ist. Die Spindel ist an einem der Enden an dem weiteren Abschnitt befestigt. Bei Betrieb des Elektromotors wird somit das Ende der Spindel bezüglich der Spindelmutter verschoben und folglich auch die Abschnitte zueinander.
-
Bei einem Unfall, insbesondere einem Frontalaufschlag des Kraftfahrzeugs auf einen Gegenstand, wirkt aufgrund einer Trägheit der Fahrer auf den Lenkradkranz und folglich auf einen der Abschnitte. Damit ein unkontrolliertes Ineinanderschieben der beiden Abschnitte vermieden wird, ist es erforderlich, dass mittels des Antriebs, insbesondere des Elektromotors oder einer diesen aufweisenden Motor-Getriebe-Einheit, die auftretende Kraft aufgenommen wird. Hierbei soll zweckmäßigerweise die Spindel nicht bewegt werden, wofür beispielsweise der Elektromotor blockiert wird. Beispielsweise ist der Elektromotor oder zumindest die etwaige Motor-Getriebe-Einheit hierfür selbsthemmend ausgelegt. Somit können gewünschte Sicherungs- und/oder Schutzmechanismen geeignet wirken.
-
Hierbei ist es erforderlich, dass vermieden wird, dass die Spindel aufgrund der auf diese wirkenden Kräfte, nämlich einerseits aufgrund des blockierten/gehemmten Elektromotors/Motor-Getriebe-Einheit und andererseits aufgrund der Belastung durch den Fahrer, verformt wird, beispielsweise knickt. In diesem Fall wäre nämlich eine unkontrollierte Bewegung der beiden Abschnitte zueinander möglich, und der Fahrer könnte aufgrund der verformten Spindel verletzt werden. Daher wird die Spindel meist vergleichsweise robust ausgestaltet, was zu einem erhöhten Platzbedarf führt. Auch sind ein Gewicht sowie Herstellungskosten erhöht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eines landgebundenen Kraftfahrzeugs und ein besonders geeignetes landgebundenes Kraftfahrzeug anzugeben, wobei insbesondere die Sicherheit erhöht ist, und wobei zweckmäßigerweise das Gewicht und/oder die Herstellungskosten reduziert sind.
-
Hinsichtlich der Lenkvorrichtung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kraftfahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung ist ein Bestandteil eines landgebundenen Kraftfahrzeugs. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch wird somit das landgebundene Kraftfahrzeug an Land bewegt. Hierbei ist das Kraftfahrzeug zweckmäßigerweise unabhängig von einer Fahrspur, wird jedoch besonders bevorzugt entlang einer Fahrspur bewegt, die beispielsweise aus Asphalt/Teer gefertigt ist. Das landgebundene Kraftfahrzeug umfasst zweckmäßigerweise eine Anzahl an Rädern, die auf einem Boden aufstehen, und mittels derer der Kontakt zu dem Land realisiert ist. Vorzugsweise ist das landgebundene Kraftfahrzeug ein Personenkraftfahrzeug (Pkw) oder ein Nutzkraftfahrzeug, wie ein Lastkraftwagen oder ein Bus.
-
Mittels der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung wird bei Betrieb, insbesondere von einem Fahrer des landgebundenen Kraftfahrzeugs, eine Richtung eingestellt, in die das landgebundene Kraftfahrzeug fortbewegt wird. Hierfür ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Mit anderen Worten dient die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung der Steuerbewegung des landgebundenen Kraftfahrzeugs und insbesondere der Auswahl und/oder Einstellung einer Bewegungsrichtung/Fortbewegungsrichtung. Hierfür ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung zweckmäßigerweise mit Rädern des landgebundenen Kraftfahrzeugs gekoppelt. Insbesondere umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Zahnstange oder ist vorgesehen mit einer Zahnstange gekoppelt zu werden. Die Zahnstange ist im Montagezustand an zumindest einem der Räder des landgebundenen Kraftfahrzeugs, vorzugsweise zweien der Räder, insbesondere den Vorderrädern, angebunden, sodass bei einer Verschiebung der Zahnstange um einen bestimmten Bereich ein Lenkeinschlag der Räder verändert wird. Beispielsweise ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung mit einem Ritzel gekoppelt oder versehen, welches mit der etwaigen Zahnstange in Wirkverbindung steht. Beispielsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Lenkunterstützung, insbesondere eine sogenannte Servolenkungseinheit. Alternativ ist das Ritzel mittels eines Elektromotors angetrieben, welcher beispielsweise aufgrund von elektrischen Signalen angesteuert wird. Die elektrischen Signale werden dabei zumindest teilweise mittels der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung erstellt.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung umfasst eine Lenksäule, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Die beiden Abschnitte sind zueinander in einer Längsrichtung beweglich gelagert. Vorzugsweise ist die Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Hauptausdehnungsrichtung einer der Abschnitte, vorzugsweise beide Abschnitte. Beispielsweise sind die beiden Abschnitte aneinander gelagert, und vorzugsweise ineinander gesteckt, zum Beispiel teleskopartig. Geeigneterweise ist dabei der erste Abschnitt zumindest teilweise in den zweiten Abschnitt eingeführt. Zweckmäßigerweise ist die Lenksäule oder zumindest einer der Abschnitte drehbar um eine Längsachse gelagert, die vorzugsweise parallel zur Längsrichtung ist. Geeigneterweise ist zumindest einer der Abschnitte, vorzugsweise beide Abschnitte, konzentrisch zur Längsachse angeordnet. Zum Beispiel ist einer der Abschnitte, vorzugsweise der zweite Abschnitt, mit dem etwaigen Ritzel oder einem Sensor zur Aufnahme der Position des Lenkrads gekoppelt.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung umfasst ferner einen elektromotorischen Antrieb. Der elektromotorische Antrieb umfasst einen Elektromotor, der insbesondere ein rotierender Elektromotor ist. Zum Beispiel ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotorein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Zudem umfasst der elektromotorische Antrieb eine Spindel mit einer Gewindestange. Zweckmäßigerweise ist auf die Gewindestange eine Spindelmutter aufgesetzt. Die Gewindestange weist insbesondere ein Außengewinde auf und die Spindelmutter ein hierzu korrespondierendes Innengewinde. Die Spindel ist mittels des Elektromotors angetrieben, beispielsweise direkt oder über ein Getriebe, wie ein Schneckengetriebe. Hierbei ist beispielsweise die Gewindestange direkt mittels des Elektromotors angetrieben, oder ein weiterer Bestandteil der Spindel, wie die etwaige Spindelmutter, ist mittels des Elektromotors direkt oder über ein Getriebe angetrieben. Zweckmäßigerweise ist das Getriebe selbsthemmend. Beispielsweise umfasst der elektromotorische Antrieb mehrere derartige Elektromotoren.
-
Die Gewindestange, auch als Gewindestab bezeichnet, ist an dem ersten Abschnitt Lenksäule mittels einer Befestigungsvorrichtung angebunden. Die Gewindestange ist von der Befestigungsvorrichtung zu einem Ende entlang einer Erstreckungsrichtung angeordnet. Die Erstreckungsrichtung ist zweckmäßigerweise parallel zur Längsrichtung oder schließt mit dieser geeigneterweise einen Winkel ein, der geringer als 10° oder 5° ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Gewindestange entlang der Erstreckungsrichtung und ist somit parallel zu dieser angeordnet. Bei Antrieb der Spindel wird geeigneterweise die Gewindestange entlang der Erstreckungsrichtung translatorisch bewegt, wobei die Gewindestange beispielsweise zusätzlich rotatorische bewegt wird, vorzugsweise um eine Achse, die parallel zur Erstreckungsrichtung ist. Hierbei wird vorzugsweise die Position der etwaigen Spindelmotor oder zumindest des Elektromotors bezüglich der Gewindestange in Erstreckungsrichtung verändert.
-
Zweckmäßigerweise ist im Montagezustand der Elektromotor und/oder die etwaige Spindelmutter an dem zweiten Abschnitt angebunden oder zumindest vorzugsweise karosserieseitig befestigt insbesondere starr. Somit ist es möglich, bei Betrieb des Elektromotors die Position des ersten Abschnitts bezüglich des zweiten Abschnitts entlang der Längsrichtung einzustellen. Vorzugsweise die beiden Abschnitte zueinander teleskopartig zu verbringen und/oder zweckmäßigerweise in einer bestimmten Position zu halten. Zumindest jedoch ist die Spindel derart angeordnet und an dem Elektromotor sowie der Lenksäule angebunden, dass bei einem Antrieb der Spindel die Lenksäule entlang deren Längsrichtung verstellt wird, wobei vorzugsweise die Ausdehnung der Lenksäule in Längsrichtung verändert wird.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung umfasst ferner eine Blockiervorrichtung, die ein Blockierelement umfasst. Das Blockierelement dient dem direkten Eingriff in die Gewindestange zwischen dem Ende und der Befestigungsvorrichtung, also insbesondere in einem Mittelteil der Gewindestange. Somit dient das Blockierelement dem direkten Eingriff in die Gewindestange und ist hierfür geeignet, vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet. Beispielsweise ist die Stelle des Eingriffs von der Befestigungsvorrichtung und dem Ende jeweils um mindestens ein Viertel der Länge der Gewindestange beabstandet. Bei dem direkten Eingriff, also einer Betätigung der Blockiervorrichtung, ist eine Bewegung der Gewindestange nicht möglich, insbesondere entlang der Erstreckungsrichtung. Somit ist in diesem Fall das Blockierelement in direktem mechanischem Eingriff mit der Gewindestange. Zweckmäßigerweise wird mittels des Blockierelements direkt eine transversale Verbringung der Gewindestange entlang der Erstreckungsrichtung unterbunden. Geeigneterweise wird mittels des Blockierelements zusätzlich eine Rotation oder axiale Bewegung der Gewindestange verhindert, was eine Konstruktion vereinfacht.
-
Aufgrund des direkten Eingriffs wird eine Bewegung der Gewindestange und somit der beiden Abschnitte der Lenksäule zueinander verhindert, sodass eine unkontrollierte Verformung der Lenksäule bei einem Unfall unterbunden ist. Hierbei ist aufgrund des direkten Einwirkens auf die Gewindestange eine Sicherheit erhöht, da beispielsweise nicht über ein weiteres Bestandteil, wie den Elektromotor oder dergleichen eine Kette zur Einwirkung auf die Gewindestange gebildet ist, bei der mehrere Bestandteile stets eine einwandfreie Funktion aufweisen müssen, um die beiden Abschnitte zueinander zu stabilisieren. Ferner wird die Gewindestange und somit auch die Spindel mittels des Blockierelements aufgrund des Eingriffs stabilisiert. Somit werden eine Verbiegung der Gewindestange und insbesondere ein Knicken mittels des Blockierelements unterbunden, das sich zwischen den Befestigungsvorrichtung und dem Ende befindet. Folglich wird die Gewindestange in diesem Bereich stabilisiert. Infolgedessen ist es möglich, auch eine vergleichsweise dünne Gewindestange und/oder eine Gewindestange mit vergleichsweise kleinen Zähnen heranzuziehen, was ein Gewicht und Herstellungskosten reduziert. Bei einer vergleichsweise großen mechanischen Belastung wird dabei die in Erstreckungsrichtung auf die Gewindestange wirkende Kraft zumindest teilweise mittels des Blockierelements aufgenommen und somit diese stabilisiert.
-
Zum Beispiel ist die Gewindestange an dem ersten Abschnitt der Lenksäule mittels der Befestigungsvorrichtung fest angebunden. Somit wird bei einer Drehbewegung des ersten Abschnitts die Gewindestange ebenfalls verschwenkt. Besonders bevorzugt jedoch umfasst die Befestigungsvorrichtung ein Lager. Das Lager selbst weist zweckmäßigerweise einen Innenring und einen Außenring auf, die zueinander drehbar sind. Beispielsweise ist zwischen den Ringen ein Gleitlager gebildet. Alternativ hierzu befinden sich Wälzkörpern dazwischen, wie insbesondere Kugeln oder Zylinder, was eine Reibung verringert. Zweckmäßigerweise ist der Innenring an der Lenksäule, insbesondere dem ersten Abschnitt, befestigt und auf diese aufgesetzt. An dem Außenring ist bevorzugt die Gewindestange befestigt, beispielsweise direkt oder indirekt mittels eines weiteren Befestigungsmittels. Aufgrund des Lagers wird bei einer Drehbewegung des ersten Abschnitt die Gewindestange nicht verschwenkt, sodass eine vergleichsweise einfache Konstruktion herangezogen werden kann. Auch ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des elektromotorischen Antriebs verringert. Beispielsweise erfolgt zusätzlich eine Lagerung der Lenksäule mittels der Befestigungsvorrichtung, also dem Lager. Zumindest jedoch wird zweckmäßigerweise mittels der Befestigungsvorrichtung die Lenksäule stabilisiert. Somit ist eine Robustheit der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung erhöht.
-
Beispielsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung einen weiteren elektromotorischen Antrieb, mittels dessen ein Verschwenken der Lenksäule und/oder eine Bewegung der Lenksäule entlang einer weiteren Richtung erfolgt, insbesondere im Wesentlichen vertikal. Mit anderen Worten dient der weitere elektromotorische Antrieb der Höhenverstellung.
-
Vorzugsweise weist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Trageinheit auf. Mittels der Trageinheit erfolgt die Lagerung des Blockierelements. Mit anderen Worten ist an der Trageinheit das Blockierelements gelagert. Je nach Stellung des Blockierelements ist dieses somit in direktem Eingriff mit der Gewindestange, sodass eine Bewegung der Gewindestange unterbunden ist. Anderenfalls ist das Blockierelement zweckmäßigerweise von der Gewindestange beabstandet, sodass diese im Wesentlichen frei mittels des Elektromotors bewegt werden kann, insbesondere rotiert und/oder entlang der Erstreckungsrichtung transversal verbracht.
-
Die Trageinheit weist zweckmäßigerweise einen Träger und einen Halter auf, der mit dem Träger verbunden ist. Der Träger ist von der Gewindestange beabstandet, sodass die Gewindestange und deren Bewegung durch den Träger nicht behindert wird. Insbesondere dient der Träger der Befestigung der Trageinheit an weiteren Bestandteilen der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung oder zumindest des Kraftfahrzeugs. Der Halter ist zweckmäßigerweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung angeordnet und dient vorzugsweise der Lagerung des Blockierelements. Mit anderen Worten ist das Blockierelement an dem Halter gelagert. Vorzugsweise ist der Halter einstückig mit dem Träger, und die Trageinheit ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen einstückig ausgestaltet. Somit weist die Trageinheit zwei funktionelle Einheiten auf, wobei der Träger der Befestigung der Trageinheit an weiteren Bestandteilen und der Halter der Lagerung des Blockierelements dient.
-
Zur Betätigung der Blockiervorrichtung wird beispielsweise das Blockierelement auf die Gewindestange geklappt, wobei insbesondere ein Aktor zur Betätigung des Blockierelements in Abhängigkeit von einem externen Signal, beispielsweise eines Crashsignals, wie eines Airbag-Signals, herangezogen wird. Alternativ erfolgt die Betätigung des Blockierelements vorzugsweise mittels eines Bestandteils der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung selbst, was eine Robustheit erhöht und einen Einbau vereinfacht. Beispielsweise verbiegt sich der Halter in Abhängigkeit einer auf die Lenksäule wirkenden Kraft, also insbesondere bei einem Unfall. Besonders bevorzugt jedoch ist der Halter starr ausgestaltet, sodass dieser nicht und lediglich in vergleichsweise geringem Umfang bei einer Kraftausübung verformt wird.
-
Der Träger ist zweckmäßigerweise parallel zur Erstreckungsrichtung angeordnet und somit senkrecht zu dem Halter. Folglich ist die Trageinheit im Wesentlichen L-förmig ausgestaltet oder weist zumindest einen L-förmigen Bereich auf. Somit ist eine vergleichsweise stabile Anbindung des Trägers an weiteren Bestandteilen der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung oder des Kraftfahrzeugs möglich. Infolgedessen ist auch ein Ablösen davon verhindert, sodass eine Funktionssicherheit auch bei einem Unfall sichergestellt ist. Ferner ist aufgrund der Erstreckung des Trägers parallel zur Ausdehnungsrichtung ein Verkippten oder Verbiegen des Trägers im Wesentlichen ausgeschlossen.
-
Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu ist der Träger an dem zweiten Abschnitt angebunden. Beispielsweise ist der Träger direkt an dem zweiten Abschnitt befestigt, und wird insbesondere bei einer Rotation der Lenksäule um die etwaige Längsachse mit rotiert. Bevorzugt jedoch ist der Träger mittels eines weiteren Elements an dem zweiten Abschnitt angebunden, beispielsweise eines Lagers, sodass auch bei einer Rotation der Lenksäule die Position des Trägers konstant ist. Vorzugsweise ist dabei auch die Position der Gewindestange aufgrund der Befestigungsvorrichtung im Wesentlichen unabhängig von einer Rotation der Lenksäule oder eines der Abschnitte um die Längsachse. Aufgrund der Anbindung des Trägers an dem zweiten Abschnitt ist eine Baugröße der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung verringert. Ferner ist auf diese Weise das Blockierelement an der Trageinheit gelagert, die an dem zweiten Abschnitt angebunden ist. Bei einer Betätigung der Blockiervorrichtung werden somit die beiden Abschnitte der Lenksäule über vergleichsweise wenige Bauteile, nämlich die Trageinheit, die Gewindestange und die Befestigungsvorrichtung stabilisiert, was eine Sicherheit und eine Robustheit erhöht.
-
Vorzugsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung einen Käfig, der an den Träger befestigt ist. Hierbei erstreckt sich der Träger zweckmäßigerweise parallel zur Erstreckungsrichtung, was eine Befestigung des Käfigs vereinfacht. Der Käfig ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet, wobei einer der Schenkel geeigneterweise parallel zur Erstreckungsrichtung und die verbleibenden Schenkel im Wesentlichen senkrecht hierzu sind. Hierbei sind die Freienden dieser Schenkel zweckmäßigerweise an dem Träger befestigt.
-
Mittels des Käfigs ist vorzugsweise die etwaig vorhandene Spindelmutter gelagert, die auf die Gewindestange aufgesetzt ist. Zweckmäßigerweise befindet sich dabei die Spindelmutter zwischen den etwaigen zueinander parallelen Schenkel des U-förmigen Käfigs. Geeigneterweise ist die Gewindestange und somit auch zumindest teilweise Spindelmutter zwischen dem etwaigen parallel zu Erstreckungsrichtung angeordneten Schenkel des U-förmigen Käfigs und dem Träger angeordnet. Somit ist die Spindelmutter mittels des Käfigs zumindest teilweise geschützt. Die Spindelmutter ist vorzugsweise mittels des Elektromotors angetrieben, beispielsweise direkt oder über ein etwaiges Getriebe. Vorzugsweise ist der Elektromotor sowie das etwaig vorhandenes Getriebe ebenfalls an dem Käfig befestigt, weswegen diese zusammen als Einheit montiert werden können.
-
Mittels des Käfigs ist vorzugsweise das Blockierelement betätigt. Hierfür wirkt der Käfig zweckmäßigerweise direkt oder zumindest indirekt auf das Blockierelement, sofern eine bestimmte Bedingung vorliegt, insbesondere ein Unfall oder zumindest eine Krafteinwirkung auf den ersten Abschnitt der Lenksäule in Richtung des zweiten Abschnitts. Hierbei wird die auf die Gewindestange wirkende Kraft über die Spindelmutter auf den Käfig übertragen. Da dieser an dem Träger befestigt ist, wird der davon beabstandet Teil, mittels dessen die Spindelmutter gelagert ist, entlang der Erstreckungsbericht bewegt und der Käfig folglich verbogen. Aufgrund des auf diese Weise realisierten teilweisen Versatzes wird geeigneterweise das Blockierelement betätigt. Somit sind vergleichsweise wenige Bauelemente zur Betätigung erforderlich, was eine Robustheit und Zuverlässigkeit erhöht.
-
Beispielsweise weist das Blockierelement einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt, einen Lagerabschnitt und einen Anlageabschnitt auf. Zweckmäßigerweise ist es Blockierelement einstückig und vorzugsweise aus einem vergleichsweise robusten Material erstellt, beispielsweise einem Kunststoff oder vorzugsweise einem Metall. Der Führungsabschnitt ist hohlzylindrisch und die Gewindestange ist durch diese geführt, wobei beispielsweise eine Spielpassung zwischen diesen vorhanden ist. Somit ist der Führungsabschnitt im Wesentlichen parallel zur Gewindestange und/oder der Erstreckungsrichtung angeordnet, zumindest im unbetätigten Zustand. Zweckmäßigerweise ist keine direkte Anlage zwischen der Gewindestange und dem Führungsabschnitt vorhanden, sodass eine Reibung verringert ist.
-
Mittels des Lagerabschnitts ist der Führungsabschnitt und vorzugsweise das vollständige Blockierelement, an dem Halter gelagert. Hierbei ist aufgrund der Lagerung an dem Halter ein (kontrolliertes) Verkippen des Führungsabschnitts senkrecht zur Erstreckungsrichtung möglich. Mittels des Lagerabschnitts ist es somit ermöglicht, die Ausrichtung des Führungsabschnitts zu verändern, und somit diesen bezüglich der Erstreckungsrichtung zu verkippen. Insbesondere ist dabei der Lagerabschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung von der Gewindestange beabstandet.
-
Der Anlageabschnitt ist zweckmäßigerweise senkrecht zu dem Führungsabschnitt angeordnet, und dient der flächigen Anlage des Käfigs im betätigten Zustand der Blockiervorrichtung. Hierfür ist der Anlageabschnitt vergleichsweise großflächig ausgestaltet und beispielsweise nach Art eines Kragens an den Führungsabschnitt angeformt. Der Kragen springt hierbei zweckmäßigerweise radial bezüglich des Führungsabschnitts nach außen vor. Im unbetätigten Zustand ist zweckmäßigerweise zwischen dem Käfig und dem Anlageabschnitt ein Abstand gebildet, beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm oder zwischen 1 mm und 2 mm. Vorzugsweise befindet sich in der Käfig in Erstreckungsrichtung zwischen dem Blockierelement und der Befestigungsvorrichtung.
-
Bei einem Versetzen des Käfigs in Erstreckungsrichtung aufgrund einer Krafteinwirkung auf die Gewindestange drückt dieser somit auf das Blockierelement, nämlich den Anlageabschnitt. Aufgrund der Krafteinwirkung wird das Blockierelement mittels des Lagerabschnitts verschwenkt, sodass der Führungsabschnitt nicht mehr parallel zur Erstreckungsrichtung angeordnet ist. Somit verkantet die Gewindestange mit in dem Führungsabschnitt, zweckmäßigerweise mittels des Gewindes. Infolgedessen ist das Blockierelement in direktem Eingriff mit der Gewindestange und ein weiterer Versatz der Gewindestange in Erstreckungsrichtung ist verhindert. Das Versetzen des Käfigs in Erstreckungsrichtung wird insbesondere bei einer Selbsthemmung des Elektromotors und/oder des etwaigen Getriebes verstärkt, sodass eine Betätigung des Blockierelements verbessert ist. Zweckmäßigerweise ist die Trageinheit vergleichsweise robust ausgestaltet. Zum Beispiel weist der Halter eine Aussparung auf, in die das Blockierelement, zweckmäßigerweise der Lagerabschnitt eingesetzt ist. Die Aussparung ist vorzugsweise U-förmig ausgestaltet, wobei an dem einen der Schenkel zweckmäßigerweise der Lagerabschnitt angreift. Somit ist eine Montage vereinfacht.
-
In einer weiteren Alternative ist das Blockierelement verschieblich an dem Halter gelagert, wobei die Verschieberichtung zweckmäßigerweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung oder im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung ist, wobei somit eine Abweichung von beispielsweise 10°, 5° oder 0° vorhanden ist. Das Blockierelement ist mittels einer Feder an dem Käfig abgestützt. Mittels der Feder wird hierbei insbesondere eine Federkraft aufgebracht, die parallel zur Erstreckungsrichtung ist. Bei einem Verschieben des Käfigs bezüglich des Halters aufgrund einer Krafteinwirkung auf den ersten Abschnitt der Lenksäule wird der Abstand zwischen dem Blockierelement und dem Käfig abschnittsweise verändert, beispielsweise werden diese zueinander geneigt. Infolgedessen wird das Blockierelement aufgrund der mittels der Feder aufgebrachten Kraft in Richtung der Gewindestange senkrecht zur Erstreckungsrichtung verschoben. Somit ist in diesem Fall das Blockierelement im Eingriff mit der Gewindestange. Hierfür ist das Blockierelement geeigneterweise endseitig geeignet ausgestaltet und weist dort beispielsweise Riefen oder eine U-förmige Aussparung auf.
-
Beispielsweise ist in Erstreckungsrichtung der Käfig zwischen dem Halter und der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist hierbei mittels der Feder eine Zugspannung erstellt, sodass das Blockierelement mittels der Feder in Richtung des Käfigs gezogen wird. Besonders bevorzugt jedoch ist der Halter in Erstreckungsrichtung zwischen dem Käfig und der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Infolgedessen wird der Käfig im Bereich der Gewindestange bei einer Kraftausübung auf die Gewindestange von dem Halter beabstandet. Zweckmäßigerweise wird mittels der Feder eine Druckspannung auf das Blockierelement ausgeübt. Folglich wird das Blockierelement aufgrund des im Bereich der Gewindestange vergrößerten Abstands zu dem Käfig auf die Gewindestange zubewegt, sodass das Blockierelement in die Gewindestange eingreift. Somit ist eine Robustheit erhöht.
-
Zweckmäßigerweise weist die Trageinheit einen zweiten Halter auf, der mit dem Träger verbunden sowie senkrecht zur Erstreckungsrichtung angeordnet ist. Somit ist der zweite Halter parallel zu dem Halter angeordnet und bevorzugt an dem Träger angeformt. Zweckmäßigerweise ist die Trageinheit einstückig ausgestaltet, und der Träger erstreckt sich parallel zur Erstreckungsrichtung. Somit weist die Trageinheit einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt oder zumindest abschnittsweise U-förmigen Querschnitt auf. Der zweite Halter ist zweckmäßigerweise in Erstreckungsrichtung zwischen dem Halter und der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Der zweite Halter weist eine Aussparung auf, durch die die Gewindestange geführt ist. Die Aussparung ist hierbei vorzugsweise umfangsseitig geschlossen und geeigneterweise nach Art eines Lochs ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Aussparung und somit der zweite Halter von der Gewindestange beabstandet, wobei zwischen diesen beispielsweise ein Spalt mit einer Dicke zwischen 1 mm und 5 mm gebildet ist. Insbesondere ist die Dicke des Spalts umlaufend konstant. Somit wird eine Rotations- und oder Translationsbewegung der Gewindestange entlang der Erstreckungsrichtung mittels des zweite Halters nicht behindert. Jedoch wird bei einer Druckbelastung der Gewindestange aufgrund einer Krafteinwirkung auf den ersten Abschnitt ein etwaiges Durchbiegen der Gewindestange mittels des zweiten Halters begrenzt, sodass eine Robustheit weiter erhöht ist. Somit kann eine dünnere Gewindestange herangezogen werden, was ein Gewicht und Herstellungskosten weiter reduziert. Hierbei ist die Gewindestange mittels des zweiten Halters lediglich abschnittsweise oder punktuell abgestützt. Aufgrund dessen wird ein übermäßiges Durchbiegen verhindert, sodass zwei unterschiedlich durchgebogene Bereiche der Gewindestange mit dem dazwischenliegenden zweiten Halter gebildet werden, wofür ein erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist. Aufgrund der lediglich punktuellen Abstützung ist ein Gewicht der Trageinheit selbst reduziert.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung weist vorzugsweise ein Lenkrad auf, das beispielsweise an dem zweiten Abschnitt, drehfest befestigt ist. Besonders bevorzugt jedoch ist das Lenkrad drehfest an dem ersten Abschnitt befestigt, also an dem Abschnitt, an dem auch die Spindel mittels der Befestigungsvorrichtung angebunden ist. Insbesondere ist das Lenkrad an dem jeweils von dem verbleibenden Abschnitt beabstandeten Ende des jeweiligen Abschnitts angebunden. Geeigneterweise ist der Abschnitt der Lenksäule, an dem das Lenkrad drehfest angebunden ist, drehbar um die etwaige Längsachse gelagert. Somit ist auch das Lenkrad mittels der Lenksäule um die Längsachse drehbar gelagert.
-
Das Lenkrad umfasst beispielsweise einen Nabe, die umfangsseitig von einem Lenkradkranz umgeben ist. Der Lenkradkranz ist mittels einer Anzahl an Speichen beispielsweise an der Nabe angebunden und vorzugsweise einstückig mit dieser. Das Lenkrad, zweckmäßigerweise der Lenkradkranz, ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, zumindest zeitweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bedient zu werden. Mittels Drehen des Lenkrads um die Drehachse wird bei Betrieb eine Steuerbewegung durchgeführt, sodass mittels des Lenkrads vorzugsweise eine Einstellung zumindest eines Rads des Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Drehachse ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet, und dabei beispielsweise gegenüber einer horizontalen Ebene zur Erhöhung des Komforts geneigt.
-
Das landgebundene Kraftfahrzeug ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, an Land bewegt zu werden. Hierbei ist das (landgebundene) Kraftfahrzeug unabhängig von geographischen Gegebenheiten bewegbar, wie zum Beispiel Schienen. Insbesondere wird das landgebundene Kraftfahrzeug jedoch entlang einer Fahrbahn bewegt, die insbesondere aus einem Asphalt, Beton oder Teer erstellt ist. Das landgebundene Kraftfahrzeug umfasst ein Rad, zweckmäßigerweise mehrere Räder. Mittels der Räder steht das landgebundene Kraftfahrzeug insbesondere auf einem Boden auf.
-
Ferner umfasst das landgebundene Kraftfahrzeug eine elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung mit einer Lenksäule, die einen ersten Abschnitt und einen in einer Längsrichtung beweglich dazu gelagerten zweiten Abschnitt aufweist, und mit einem elektromotorischen Antrieb, der einen Elektromotor und eine Spindel umfasst, die mittels des Elektromotors angetrieben ist. Die Spindel weist eine Gewindestange auf, die mittels einer Befestigungsvorrichtung an dem ersten Abschnitt angebunden ist, und die von der Befestigungsvorrichtung zu einem Ende entlang einer Erstreckungsrichtung angeordnet ist. Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung weist ferner eine Blockiervorrichtung auf, die ein Blockierelement zum direkten Eingriff in die Gewindestange zwischen dem Ende und der Befestigungsvorrichtung umfasst. Zweckmäßigerweise ist an dem ersten Abschnitt ein Lenkrad drehfest angebunden, vorzugsweise an dem von dem zweiten Abschnitt beabstandeten Ende.
-
Mittels des elektromotorischen Antriebs ist es ermöglicht, das Lenkrad und die Lenksäule insbesondere bezüglich eines Armaturenbretts und/oder einer Karosserie des Kraftfahrzeugs entlang der Längsrichtung der Lenksäule zu verstellen. Geeigneterweise wird mittels des elektromotorischen Antriebs der Abstand des Lenkrads von dem Armaturenbrett eingestellt.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung ist in Wirkverbindung mit dem Rad oder mehreren der Räder, sofern diese vorhanden sind. Hierbei wird in Abhängigkeit des Lenkrads insbesondere eine Richtung des Rads eingestellt. Zweckmäßigerweise wird bei einer Drehung des Lenkrads um eine zu der Längsrichtung parallele Längsachse der Lenksäule, um die die Lenksäule drehbar gelagert ist, das Rad um eine vertikale oder zumindest im Wesentlichen vertikal verlaufende Achse gedreht.
-
Geeigneterweise ist an dem Rad eine Zahnstange angebunden, in die ein Ritzel eingreift, das endseitig an der Lenksäule angebunden ist. Mit anderen Worten erfolgt eine mechanisch Kopplung zwischen dem Rad und dem Lenkrad mittels der Lenksäule, dem Ritzel und der Zahnstange. Vorzugsweise umfasst das landgebundene Kraftfahrzeug eine Lenkunterstützung, die beispielsweise einen (weiteren) Elektromotor aufweist. Mittels dieser wird insbesondere eine Bedienung des Lenkrads erfasst und die Rotationsbewegung der Lenksäule um die Längsachse unterstützt. In einer weiteren Alternative ist zwischen dem Rad und der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung keine mechanische Kopplung realisiert. Hierbei erfolgt mittels eines Sensors ein Erfassen einer Rotationsbewegung des Lenkrads, um insbesondere die Längsachse. Die Sensordaten werden vorzugsweise an einen weiteren Antrieb übermittelt, der zweckmäßigerweise einen (zusätzlichen) Elektromotor aufweist. Mittels des Elektromotors erfolgt hierbei eine Beeinflussung des Rads, insbesondere ein Verschwenken um die etwaige vertikal verlaufende Achse.
-
Die im Zusammenhang mit der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung genannten Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf das landgebundene Kraftfahrzeug zu übertragen und umgekehrt.
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch ein landgebundenes Kraftfahrzeug mit einer elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung,
- 2 ausschnittsweise in einer Seitenansicht die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung mit einem elektromotorischen Antrieb, der einen Elektromotor und eine Spindel umfasst,
- 3 schematisch vereinfacht den elektromotorischen Antrieb und eine Blockiervorrichtung, die ein Blockierelement zum direkten Eingriff in die Spindel aufweist,
- 4 das betätigte Blockierelement gemäß 3,
- 5 gemäß 3 eine weitere Ausgestaltungsform der B lockiervorrichtung,
- 6 das betätigte Blockierelement gemäß 5,
- 7 gemäß 3 eine weitere Ausgestaltungsform der Blockiervorrichtung, und
- 8 das betätigte Blockierelement gemäß 7, und
- 9, 10 schematisch vereinfacht eine veränderte Trageinheit.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein landgebundenes Kraftfahrzeug 2 mit zwei Vorderrädern 4 dargestellt, von denen lediglich eins gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung 6 mit einem Lenkrad 8 und einer Lenksäule 10 auf. Das Lenkrad 8 ist drehfest an einem Ende eines ersten Abschnitt 12 der Lenksäule 10 angebunden, der teilweise innerhalb eines hohlzylindrisch ausgestalteten zweiten Abschnitts 14 der Lenksäule 10 angeordnet ist. Der erste Abschnitt 12 ist mittels des zweiten Abschnitts 14 in einer Längsrichtung 15 verschieblich gelagert, sodass die Lenksäule 10 teleskopartig ausgestaltet ist, und deren Länge in Längsrichtung 15 eingestellt werden kann. Somit ist es möglich, das Lenkrad 8 von dem zweiten Abschnitt 14 zu beabstanden oder auf dieses zu zubewegen, je in Abhängigkeit der anatomischen Gegebenheiten des Fahrers des landgebundenen Kraftfahrzeugs 2.
-
Der erste Abschnitt 12 und der zweite Abschnitt 14 sind mittels einer nicht näher dargestellten Vorrichtung um eine Längsachse 16, die parallel zur Längsrichtung 15 ist, drehbar gelagert. Mittels der Vorrichtung ist ferner der zweite Abschnitt 14 an einem Armaturenbrett 18 befestigt, das wiederum an einer nicht näher dargestellten Karosserie des landgebunden Kraftfahrzeugs 2 befestigt ist. Somit ist der zweite Abschnitt 14 mittels des Armaturenbretts 18 karosserieseitig festgehalten.
-
Die Lenksäule 10 ist mittels einer nicht näher dargestellten Zahnstange in Wirkverbindung mit den Vorderrädern 4. Bei einer Drehbewegung des Lenkrads 8 um die Längsachse 15 wird folglich auch die Lenksäule 10 bewegt, die wiederum die Zahnstange in transversaler Richtung antreibt. Mittels der Zahnstange wird ein Lenkeinschlag der Vorderräder 4 eingestellt, sodass eine Bewegungsrichtung des landgebunden Kraftfahrzeugs 2 geändert wird.
-
In 2 ist ausschnittsweise die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung 6 mit dem ersten Abschnitt 12 gezeigt, der teilweise in den zweiten Abschnitt 14 eingesteckt ist. Somit wird der erste Abschnitt 12 mittels des zweiten Abschnitts 14 geführt und ist mittels dessen gelagert. Hierfür weist der zweite Abschnitt 14 einen Schlitz 20 auf, innerhalb dessen ein Fortsatz 22 des ersten Abschnitts 12 angeordnet ist. Somit ist der Fortsatz 22 mittels des Schlitzes 20 geführt.
-
An dem Fortsatz 22 ist mittels einer Befestigungsvorrichtung 24 eine Gewindestange 26 einer Spindel 28 angebunden. Die Gewindestange 26 erstreckt sich in einer Erstreckungsrichtung 30, die parallel zu der Längsrichtung 15 ist, von der Befestigungsvorrichtung 24 zu einem Ende 31. Auf die Gewindestange 26 ist eine Spindelmutter 32 aufgesetzt, die mittels eines Käfigs 34 gelagert ist. An dem Käfig 34 ist ein Elektromotor 36 in Form eines bürstenbehafteten Kommutatormotors befestigt, mittels dessen die Spindelmutter 32 über ein nicht näher dargestelltes Getriebe angetrieben ist. Die Spindel 28 und der Elektromotor 36 sowie das Getriebe bilden hierbei im Wesentlichen einen elektromotorischen Antrieb. Der elektromotorische Antrieb, zweckmäßigerweise das Getriebe, ist vorzugsweise selbsthemmend ausgestaltet, sodass eine Änderung der Position der Spindelmutter 32 bezüglich der Spindel 28 insbesondere lediglich bei einem Betrieb des Elektromotors 36 möglich ist.
-
Der Käfig 34 ist an einem Träger 38 einer Trageinheit 40 befestigt. Der Träger 38 erstreckt sich parallel zur Erstreckungsrichtung 30 und ist an dem zweiten Abschnitt 14 befestigt. Somit ist auch der Elektromotor 34 und die Spindelmutter 32 ortsfest bezüglich des zweiten Abschnitts 14 gehalten. Die Gewindestange 26 reicht hierbei in Erstreckungsrichtung 30 durch den Käfig 34 sowie die Trageinheit 40 hindurch.
-
Bei einem Bestromung des Elektromotors 36 wird die Spindelmutter 32 angetrieben und bezüglich der Gewindestange 26 rotiert. Infolgedessen wird die Gewindestange 26 in Erstreckungsrichtung 30 translatorisch verfahren und somit über die Befestigungsvorrichtung 24 auch der erste Abschnitt 12 bezüglich des zweiten Abschnitts 14.
-
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung 6 weist ferner eine Blockiervorrichtung 42 mit einem Blockierelement 44 auf, die in 3 in unbetätigten Zustand und in 4 im betätigten Zustand gezeigt ist. Im betätigten Zustand greift das Blockierelement 44 direkt in die Gewindestange 26 ein, sodass ein Verbringen dieser in Erstreckungsrichtung 30 unterbunden ist. Das Blockierelement 44 ist an einem Halter 46 der Trageinheit 40 gelagert. Der Halter 46 ist an dem Träger 38 angeformt, die somit die im Wesentlichen L-förmige Trageinheit 40 bilden.
-
Das Blockierelement 44 weist einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt 48 auf, durch den die Gewindestange 26 unter Ausbildung einer Spielpassung geführt ist. Im betätigten Zustand erstreckt sich der Führungsposten 48 im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung 30. Zudem weist das Blockierelement 44 einen Lagerabschnitt 50 auf, mittels dessen der Führungsabschnitt 48 sowie das vollständige Blockierelement 44 kippbar an dem Halter 46 gelagert ist. Die Kippachse ist senkrecht zur Erstreckungsrichtung 30 und bezüglich der Gewindestange 26 auf den Träger 28 hin versetzt. Der Lagerabschnitt 50 befindet sich in Erstreckungsrichtung 30 auf gleicher Höhe wie der Halter 46, und das Blockierelement 44 steht in Erstreckungsrichtung 30 bezüglich des Halter 46 beidseitig über. Das Blockierelement 44 weist ferner einen Anlageabschnitt 50 auf, der an den Führungsabschnitt 48 an einem Ende in Erstreckungsrichtung 30 angeformt und mittels eines radial nach außen vorspringenden Kragens gebildet ist. Hierbei befindet sich der Anlageabschnitt 50 auf der der Befestigungsvorrichtung 24 zugewandten Seite des Blockierelements 44. Der Anlageabschnitt 50 ist in Erstreckungsrichtung 30 im unbetätigten Zustand um 2 mm von dem Käfig 34 beabstandet, der u-förmig ausgestaltet und an dem Träger 38 befestigt ist.
-
Bei einer Krafteinwirkung auf den ersten Abschnitt 12 wird die Befestigungsvorrichtung 24 in Erstreckungsrichtung 30 auf die Trageinheit 40 zu bewegt. Somit wird auch die Spindelmutter 32, die in dem U-förmigen Käfig 34 gelagert ist, in Erstreckungsrichtung 30 bewegt. Dieser Effekt wird insbesondere bei einer Selbsthemmung des Elektromotors 36 und/oder des etwaigen Getriebes verstärkt. Der Käfig 34 wird aufgrund der Befestigung an dem Träger 38 verformt, sodass dieser an dem Anlageabschnitt 50 flächig anliegt und weiter Kraft auf das Blockierelement 44 ausübt. Somit wird das Blockierelement 44 mittels des Lageabschnitts 50 an dem starren Halter 46 verkippt, weswegen zwei Eingriffspunkte 52 in der Gewindestange 26 gebildet sind. Infolgedessen ist ein weiteres Verbringen der Gewindestange 26 in Erstreckungsrichtung 30 aufgrund der wirkenden Kraft unterbunden, und das Blockierelement 44 wird mittels des Käfigs 34 betätigt. Somit ist ein Verbiegen der Gewindestange 26 senkrecht zur Erstreckungsrichtung 30, die zu einem Bruch führen könnte, mittels des Blockierelements 44 und der Trageinheit 40 unterbunden.
-
In 5 und 6 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Blockiervorrichtung 42 sowie der Trageinheit 40 gezeigt. Der Käfig 34, die Spindelmutter 32, die Gewindestange 26 sowie der Träger 38 sind dabei nicht verändert. Im Vergleich zur vorherigen Ausführungsform ist jedoch der Käfig 34 in Erstreckungsrichtung 30 zwischen dem Ende 31 und dem Halter 46 angeordnet. Somit ist der Halter 46 in Richtung der nicht näher dargestellten Befestigungsvorrichtung 24 versetzt. Mit anderen Worten ist der Halter 46 in Erstreckungsrichtung 30 zwischen dem Käfig 34 und der Befestigungsvorrichtung 24 angeordnet.
-
Das Blockierelement 44 ist zudem abgewandelt und mittels des Halters 46 entlang dessen Ausrichtung, also senkrecht zur Erstreckungsrichtung 30, verschiebbar gelagert. Hierfür ist das Blockierelement 44 beispielsweise auf das Ende des Halters 46 aufgesetzt. Die Blockiervorrichtung 42 weist ferner eine Feder 54 auf, mittels derer das Blockierelement 44 in Erstreckungsrichtung 30 an dem Käfig 34 abgestützt ist, wobei die Feder 54 unter Druckspannung steht.
-
Bei einer Krafteinwirkung auf die Gewindestange 26 in Richtung des Endes 31 wird der Käfig 34 mit der daran gelagerten Spindelmutter 32 wiederum in Erstreckungsrichtung 30 teilweise verschoben, insbesondere aufgrund der Selbsthemmung des etwaigen Getriebes. Somit weist der Käfig 34 zu dem Halter 46 in Erstreckungsrichtung 30 mit abnehmendem Abstand zu der Gewindestange 26 einen vergrößerten Abstand auf. Daher wird mittels der Feder 54 das Befestigungselement 44 in Richtung der Gewindestange 26 verschoben, wobei die Feder 54 zumindest teilweise entspannt wird. Somit greift das Blockierelement 44 in die Gewindestange 26 ein und eine weitere Bewegung der Gewindestange 26 ist unterbunden. Zudem wird ein Durchbiegen der Gewindestange 26 mittels des Blockelements 44 unterbunden.
-
In 7 und 8 ist eine weitere Ausgestaltungsform der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung 6 gezeigt. Hierbei sind die Gewindestange 26, die Spindelmutter 32, der Käfig 34 und der Träger 38 nicht verändert. Auch ist der Halter 46 mit Ausnahme einer Verkürzung und somit eines vergrößerten Abstands zur Gewindestange 26 nicht verändert. Die Blockiervorrichtung 42 weist wiederum das Blockierelement 44 auf, das an dem Halter 46 gelagert ist, der sich in Erstreckungsrichtung 30 zwischen dem Käfig 34 und der nicht näher dargestellten Befestigungsvorrichtung 24 befindet. Das Blockierelement 44 ist schwenk- bzw. kippbar an dem Halter 46 gelagert, wobei die Schwenkachse senkrecht zur Erstreckungsrichtung 30 ist.
-
Die Betätigung des Blockierelements 44 erfolgt mittels eines nicht näher dargestellten Aktors, mittels dessen ein externes Signal ausgewertet wird. Als externes Signal wird insbesondere ein Airbag-Signal herangezogen, also ein Signal, in Abhängigkeit dessen ein nicht näher dargestellte Airbag ausgelöst wird, der an dem Lenkrad 8 angebunden ist. Sofern die Blockiervorrichtung 42 nicht betätigt ist, ist das Blockierelement 44 von der Gewindestange 26 beabstandet. Im betätigten Zustand ist das Blockierelement 44 im Eingriff mit der Gewindestange 26 und somit um die Schwenkachse verschwenkt. Auch hier befindet sich das Blockierelement 44 in Richtung der Befestigungsvorrichtung 24 versetzt, sodass ein im Wesentlichen unstabilisierter Bereich der Gewindestange 26 zwischen dem Käfig 34 und der Befestigungsvorrichtung 24 verkürzt ist. Somit ist dort ein Durchbiegen verhindert.
-
In 9 und 10 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Trageinheit 40 gezeigt, die beispielsweise bei der Blockiervorrichtung 42 Verwendung findet, die in den 3 und 4 gezeigt ist. Die Trageinheit 40 weist wiederum den Träger 38 auf, an dem der nicht veränderte Käfig 34 befestigt ist. Auch sind die Spindelmutter 32 sowie die Gewindestange 26 nicht verändert. Die Trageinheit 40 weist den Halter 46 auf, der zwischen dem Ende 31 und dem Käfig 34 angeordnet ist. Zudem umfasst die Trageinheit 40 einen zweite Halter 56, der parallel zu dem Halter 46, also senkrecht zur Erstreckungsrichtung 30, angeordnet ist. Auch ist der zweite Halter 56 an dem Träger 38 angeformt und somit mit diesem verbunden. Die Trageinheit 40 weist folglich eine U-Form auf. Der zweite Halter 56 ist in der Erstreckungsrichtung 30 zwischen dem Halter 46 und der Befestigungsvorrichtung 24 angeordnet. Mit anderen Worten ist der Halter 46 zwischen dem zweiten Halter 56 und dem Ende 31 in Erstreckungsrichtung 30 angeordnet.
-
Der zweite Halter 56 weist eine Aussparung 58 auf, durch den die Gewindestange 28 ragt und folglich durch den diese geführt ist. Hierbei ist der zweite Halter 56 von der Gewindestange 26 im unbelasteten Zustand beabstandet, sodass eine Bewegung der Gewindestange 26 mittels des zweiten Halters 56 nicht behindert wird. Sofern jedoch auf die Gewindestange 31 von Seiten der Befestigungsvorrichtung 24 eine Kraft wirkt, die zu einer Verformung der Gewindestange 26 führt, stößt diese an den zweite Halter 56 an, und wird somit mittels dessen stabilisiert. Infolgedessen ist ein übermäßiges Durchbiegen der Gewindestange 26 verhindert, das anderweitig zu einem Knicken der Gewindestange 26 führen könnte.
-
Zusammenfassend wirkt die Blockiervorrichtung 42 als Crashverriegelung. Im Fall einer hohen Belastung und einer daraus folgenden Deformation des Käfigs 34 wird zweckmäßigerweise das Blockierelement 44 betätigt, das sich somit an die belastete Spindel 28, nämlich die Gewindestange 26, anlegt und diese zweckmäßigerweise verklemmt, also in direktem Eingriff mit dieser ist. Mittels des Blockierelements 44 werden somit die auftretenden Kräfte gezielt vollständig oder zumindest teilweise an einer definierten Stelle, insbesondere den Eingriffspunkten 52 oder im Bereich des Eingriffs des Blockierelements 44 mit der Gewindestange 26 abgefangen. Somit wird eine maximal mögliche Belastung der Spindel 28 erhöht. Mittels des zweiten Halters 56 wird, sofern dieser vorhanden ist, zusätzlich eine beginnende Deformation der Gewindestange 26 abgefangen.
-
Mit nochmals anderen Worten werden bei der mittels der Spindel 28 entlang der Längsrichtung 15 verstellbaren Lenksäule 10 etwaige über das Lenkrad 8 eingeleitete Kräfte mittels der Gewindestange 26 aufgenommen. Diese Kräfte wirken weiter auf die Spindelmutter 32 und führen somit zu einer geringen Verzerrung, also Verformung des Käfigs 34, was somit zumindest teilweise als Dämpfungselement wird. Mittels der Auslegung des Käfigs 34 wird das Blockierelement 44 ausgelöst, dass in die Gewindestange 26, also die Spindel 28, eingreift. Somit wird eine weitere Verdrehung der Gewindestange 26 und somit ein Verbringen bezüglich der Spindelmutter 32 in Erstreckungsrichtung 30 verhindert.
-
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- landgebundenes Kraftfahrzeug
- 4
- Vorderrad
- 6
- elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung
- 8
- Lenkrad
- 10
- Lenksäule
- 12
- erster Abschnitt
- 14
- zweiter Abschnitt
- 15
- Längsrichtung
- 16
- Längsachse
- 18
- Armaturenbrett
- 20
- Schlitz
- 22
- Fortsatz
- 24
- Befestigungsvorrichtung
- 26
- Gewindestange
- 28
- Spindel
- 30
- Erstreckungsrichtung
- 31
- Ende
- 32
- Spindelmutter
- 34
- Käfig
- 36
- Elektromotor
- 38
- Träger
- 40
- Trageinheit
- 42
- Blockiervorrichtung
- 44
- Blockierelement
- 46
- Halter
- 48
- Führungsabschnitt
- 50
- Anlageabschnitt
- 52
- Eingriffspunkt
- 54
- Feder
- 56
- zweiter Halter
- 58
- Aussparung
