DE102022112855A1 - Adjustment unit of a steering column of a vehicle - Google Patents

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Joseph Gissler
Sebastian Müller
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    • F16C29/008—Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails

Abstract

Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Manteleinheit (2) aufweist, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre (3,4,5) aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr (3) bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr (4) aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr (5) aufgenommen ist, wobei mindestens zwischen dem äußeren Mantelrohr (3) und dem Zwischenmantelrohr (4) und/ oder mindestens zwischen dem Zwischenmantelrohr (4) und dem inneren Mantelrohr (5) mindestens ein Federelement (6) vorgesehen ist.Adjustment unit of a steering column of a vehicle, in which a steering spindle is rotatably mounted about a longitudinal axis and has a casing unit (2) which has at least three casing tubes (3, 4, 5) arranged axially telescopically relative to one another, one of which is an outer casing tube ( 3), in which at least one intermediate jacket tube (4) is accommodated, in which an inner jacket tube (5) is accommodated, at least between the outer jacket tube (3) and the intermediate jacket tube (4) and / or at least between the intermediate jacket tube (4 ) and the inner casing tube (5) at least one spring element (6) is provided.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs und ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer derartigen Verstelleinheit.The present invention relates to an adjustment unit of a steering column of a vehicle and a steer-by-wire steering system with such an adjustment unit.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Verstelleinheiten von Lenksäulen dienen dazu, das Lenkelement eines Fahrzeugs, bspw. Ein Lenkrad, an die Sitzposition des Fahrers anzupassen. Lenksäulen für Kraftfahrzeuge weisen eine Lenkspindel auf, an deren in Fahrtrichtung hinteren, dem Fahrer zugewandten Ende ein Lenkrad zur Einbringung eines Lenkbefehls durch den Fahrer angebracht ist. Dieses Ende wird als lenkradseitiges Ende der Lenkspindel bezeichnet. Die Lenkspindel ist um ihre Längsachse in einem Gehäuse drehbar gelagert, wobei die Gehäuseeinheit von einer Befestigungseinheit getragen ist, die an der Fahrzeugkarosserie anbringbar ist. Derartige Aufbauten ermöglichen die Einstellung einer ergonomisch optimalen Lenkradposition relativ zur Fahrerposition in Betriebsstellung, auch als Fahr- oder Bedienposition bezeichnet, in der ein manueller Lenkeingriff erfolgen kann. Die Längs- und Höhenverstellung ist ferner wichtig für die Optimierung der Sicht des Fahrers auf die Anzeige-/ Instrumententafel bzw. das Armaturenbrett des Fahrzeugs.Steering column adjustment units are used to adapt the steering element of a vehicle, for example a steering wheel, to the driver's seating position. Steering columns for motor vehicles have a steering spindle, at the rear end facing the driver in the direction of travel, a steering wheel is attached for the driver to input a steering command. This end is referred to as the steering wheel end of the steering spindle. The steering spindle is rotatably mounted about its longitudinal axis in a housing, the housing unit being carried by a fastening unit which can be attached to the vehicle body. Such structures enable the setting of an ergonomically optimal steering wheel position relative to the driver's position in the operating position, also referred to as the driving or operating position, in which manual steering intervention can take place. The longitudinal and height adjustment is also important for optimizing the driver's view of the vehicle's display/instrument panel or dashboard.

Aus der DE 10 2019 212 438 A1 ist eine Verstelleinheit bekannt, welche eine an einer Fahrzeugkarosserie anbringenden Befestigungseinheit aufweist. Die Befestigungseinheit sieht eine Gehäuseeinheit vor, in der eine Lenkspindel drehbar gelagert ist. Diese Einheiten sind meist aus Kunststoffgelagerten Metallpaarungen ausgebildet. Derartige Ausführungen sind häufig Schwingungsanfällig.From the DE 10 2019 212 438 A1 an adjustment unit is known which has a fastening unit that can be attached to a vehicle body. The fastening unit provides a housing unit in which a steering spindle is rotatably mounted. These units are usually made of metal pairings supported by plastic. Such designs are often susceptible to vibration.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Verstelleinheit bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved adjustment unit.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Manteleinheit aufweist, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr aufgenommen ist, wobei mindestens zwischen dem äußeren Mantelrohr und dem Zwischenmantelrohr und/ oder mindestens zwischen dem Zwischenmantelrohr und dem inneren Mantelrohr mindestens ein Federelement vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved by an adjustment unit of a steering column of a vehicle, in which a steering spindle is rotatably mounted about a longitudinal axis and has a casing unit which has at least three casing tubes arranged axially telescopically relative to one another, one of which forms an outer casing tube in which at least one intermediate jacket tube is accommodated, in which an inner jacket tube is accommodated, wherein at least one spring element is provided at least between the outer jacket tube and the intermediate jacket tube and / or at least between the intermediate jacket tube and the inner jacket tube.

Ein derartiger erfindungsgemäßer Aufbau ermöglicht es, aufwendig hergestellte Bauteile bzgl. der Führung der einzelnen Mantelrohre zu reduzieren. Dies Aufgabe übernehmen gemäß der Erfindung das mindestens eine Federelement.Such a structure according to the invention makes it possible to reduce complex manufactured components with regard to the guidance of the individual casing tubes. According to the invention, this task is performed by the at least one spring element.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Federelement mindestens in einem der Mantelrohre in Ausnehmungen mittels Federlaschen integriert. Die Ausnehmungen können beispielsweise mittels Laschen oder Sicken oder ähnlichem ausgebildet sein. Die Federlaschen übernehmen die Aufgabe, dass Gesamtsystem, d.h. die Mantelrohre gegeneinander vorzuspannen. Um bei Verschiebung der Mantelrohre eine Geräuschoptimierung zu erzielen, können Kunststoffflächen bspw. partiell an den Federlaschen vorgesehen sein.According to one embodiment of the invention, the at least one spring element is integrated into recesses in at least one of the casing tubes by means of spring tabs. The recesses can be formed, for example, by means of tabs or beads or the like. The spring tabs take on the task of pre-tensioning the entire system, i.e. the casing tubes against each other. In order to achieve noise optimization when the casing tubes are moved, plastic surfaces can, for example, be partially provided on the spring tabs.

Bevorzugterweise sind die Federelemente entlang der Längsachse partiell vorgesehen.The spring elements are preferably provided partially along the longitudinal axis.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens zwischen dem äußeren Mantelrohr und dem Zwischenmantelrohr und/ oder mindestens zwischen dem Zwischenmantelrohr und dem inneren Mantelrohr mindestens ein Führungselement vorgesehen. Das mindestens eine Führungselement hat die Aufgabe eine Führung der Mantelrohre bei Verschieben dieser zu übernehmen. Um bei Verschiebung der Mantelrohre eine Geräuschoptimierung zu erzielen, können Kunststoffflächen bspw. partiell an den Führungselementen vorgesehen sein.According to one embodiment of the invention, at least one guide element is provided at least between the outer jacket tube and the intermediate jacket tube and/or at least between the intermediate jacket tube and the inner jacket tube. The at least one guide element has the task of guiding the casing pipes when they are moved. In order to achieve noise optimization when the casing tubes are moved, plastic surfaces can, for example, be partially provided on the guide elements.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Führungselement entlang der Längsachse partiell oder durchgängig vorgesehene sein.According to one embodiment of the invention, the guide element can be provided partially or continuously along the longitudinal axis.

Bevorzugterweise können die Mantelrohre eine trapezform oder eine polygonform aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Führungselement in den Schräg zur Längsachse verlaufenden Schenkeln der Mantelrohre angeordnet ist. Die Federelemente sind dabei derart in den Mantelrohren angeordnet, dass diese eine Mögliche einwirkende Kraft abfangen können.Preferably, the casing tubes can have a trapezoidal or polygonal shape. It is advantageous that the at least one guide element is arranged in the legs of the casing tubes which run obliquely to the longitudinal axis. The spring elements are arranged in the casing tubes in such a way that they can absorb any possible force.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit.Further aspects of the invention relate to a steer-by-wire steering system using an adjustment unit according to the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von sechs Figuren dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform im eingefahrenen Zustand,
  • 3 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform im ausgefahrenen Zustand,
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform, und
  • 6 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform im eingefahrenen Zustand.
Two exemplary embodiments of the invention are shown below using six figures. Show it:
  • 1 a schematic representation of an adjustment unit according to the invention according to a first embodiment,
  • 2 a longitudinal section of an adjustment unit according to the invention according to a first embodiment in the retracted state,
  • 3 a longitudinal section of an adjustment unit according to the invention according to a first embodiment in the extended state,
  • 4 a schematic representation of an adjustment unit according to the invention according to a second embodiment,
  • 5 a schematic representation of an adjustment unit according to the invention according to a first embodiment, and
  • 6 a longitudinal section of an adjustment unit according to the invention according to a second embodiment in the retracted state.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. In der Verstelleinheit 1 ist eine nicht näher dargestellte Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert. 1 shows a schematic representation of an adjustment unit 1 according to the invention according to a first embodiment. In the adjustment unit 1, a steering spindle (not shown) is mounted rotatably about a longitudinal axis.

Ferner ist eine Manteleinheit 2 vorgesehen, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr 3 bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr 4 aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr 5 aufgenommen ist. Die Mantelrohre 3, 4, 5 sind in dieser Ausführungsform trapezförmig ausgestaltet.Furthermore, a casing unit 2 is provided which has at least three casing tubes arranged axially telescopically relative to one another, one of which forms an outer casing tube 3, in which at least one intermediate casing tube 4 is accommodated, in which an inner casing tube 5 is accommodated. The casing tubes 3, 4, 5 are trapezoidal in this embodiment.

Zwischen dem äußeren Mantelrohr 3 und dem Zwischenmantelrohr 4 und zwischen dem Zwischenmantelrohr 4 und dem inneren Mantelrohr 5 ist mindestens ein Federelement 6 vorgesehen. Wie aus 2 und 3, diese zeigen den ein- und ausgefahrenen Zustand der Mantelrohre, näher ersichtlich ist, ist das Federelement in den Mantelrohren 3, 4, 5 in Ausnehmungen 8 mittels Federlaschen 7 integriert. Die Ausnehmungen 8 können beispielsweise mittels Laschen oder Sicken oder ähnlichem ausgebildet sein. Die Federlaschen 7 übernehmen die Aufgabe, das Gesamtsystem, d.h. die Mantelrohre 3, 4, 5 gegeneinander vorzuspannen. Um bei Verschiebung der Mantelrohre eine Geräuschoptimierung zu erzielen, können Kunststoffflächen bspw. partiell an den Federlaschen vorgesehen sein. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind mehrere Federelemente 6 entlang der Mantelrohre 3, 4, 5, d.h. der Längsachse L, vorgesehen. Bevorzugterweise sind die Federelemente 6 entlang der Mantelrohre 3, 4, 5 partiell vorgesehen.At least one spring element 6 is provided between the outer jacket tube 3 and the intermediate jacket tube 4 and between the intermediate jacket tube 4 and the inner jacket tube 5. How out 2 and 3 , these show the retracted and extended state of the jacket tubes, it can be seen in more detail, the spring element is integrated in the jacket tubes 3, 4, 5 in recesses 8 by means of spring tabs 7. The recesses 8 can be formed, for example, by means of tabs or beads or the like. The spring tabs 7 take on the task of prestressing the entire system, ie the casing tubes 3, 4, 5, against one another. In order to achieve noise optimization when the casing tubes are moved, plastic surfaces can, for example, be partially provided on the spring tabs. As can be seen from the figures, several spring elements 6 are provided along the casing tubes 3, 4, 5, ie the longitudinal axis L. The spring elements 6 are preferably provided partially along the casing tubes 3, 4, 5.

Des Weiteren ist zwischen dem äußeren Mantelrohr 3 und dem Zwischenmantelrohr 4 und zwischen dem Zwischenmantelrohr 4 und dem inneren Mantelrohr 5 mindestens ein Führungselement 9 vorgesehen. Das Führungselement 9 hat die Aufgabe eine Führung der Mantelrohre 3, 4, 5 bei Verschieben dieser zu übernehmen. Um bei Verschiebung der Mantelrohre eine Geräuschoptimierung zu erzielen, können Kunststoffflächen bspw. partiell an den Führungselementen 9 vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform ist das Führungselement 9 entlang der Längsachse L partiell durchgängig vorgesehen.Furthermore, at least one guide element 9 is provided between the outer jacket tube 3 and the intermediate jacket tube 4 and between the intermediate jacket tube 4 and the inner jacket tube 5. The guide element 9 has the task of guiding the casing tubes 3, 4, 5 when they are moved. In order to achieve noise optimization when the casing tubes are moved, plastic surfaces can, for example, be partially provided on the guide elements 9. In this embodiment, the guide element 9 is provided partially continuously along the longitudinal axis L.

Dabei ist es vorteilhaft, dass das Führungselement 9 in den Schräg zur Längsachse L verlaufenden Schenkeln 10 der Mantelrohre angeordnet ist. Die Federelemente 6 sind dabei derart in den Mantelrohren 3, 4, 5 angeordnet, dass diese eine Mögliche einwirkende Kraft F abfangen können.It is advantageous that the guide element 9 is arranged in the legs 10 of the casing tubes which run obliquely to the longitudinal axis L. The spring elements 6 are arranged in the casing tubes 3, 4, 5 in such a way that they can absorb a possible acting force F.

Die 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstelleinheit 1. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen, wie in den vorangegangenen Figuren, bezeichnet. Die Beschreibung konzentriert sich lediglich auf die unterschiedliche Ausbildung.The 4 until 6 show a further exemplary embodiment of the adjustment unit 1 according to the invention. To simplify the description, the same components are designated with the same reference numbers as in the previous figures. The description only focuses on the different training.

Der Hauptunterschied liegt in der Ausgestaltung der Mantelrohre 3, 4, 5. In dieser Ausführungsform sind diese polygonförmig ausgebildet.The main difference lies in the design of the casing tubes 3, 4, 5. In this embodiment, they are polygon-shaped.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind.The invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, modifications are also conceivable, which are included within the scope of protection of the following claims.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
VerstelleinheitAdjustment unit
22
ManteleinheitShell unit
33
äußeres Mantelrohrouter casing pipe
44
Zwischenmantelrohrintermediate casing pipe
55
inneres Mantelrohrinner casing tube
66
FederelementSpring element
77
FederlaschenSpring tabs
88th
Ausnehmungenrecesses
99
FührungselementLeadership element
1010
Schenkel leg
LL
LängsachseLongitudinal axis
FF
KraftPower

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102019212438 A1 [0003]DE 102019212438 A1 [0003]

Claims (8)

Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Manteleinheit (2) aufweist, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre (3,4,5) aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr (3) bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr (4) aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr (5) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen dem äußeren Mantelrohr (3) und dem Zwischenmantelrohr (4) und/ oder mindestens zwischen dem Zwischenmantelrohr (4) und dem inneren Mantelrohr (5) mindestens ein Federelement (6) vorgesehen ist.Adjustment unit of a steering column of a vehicle, in which a steering spindle is rotatably mounted about a longitudinal axis and has a casing unit (2) which has at least three casing tubes (3, 4, 5) arranged axially telescopically relative to one another, one of which is an outer casing tube ( 3) forms, in which at least one intermediate jacket tube (4) is accommodated, in which an inner jacket tube (5) is accommodated, characterized in that at least between the outer jacket tube (3) and the intermediate jacket tube (4) and / or at least between the At least one spring element (6) is provided between the intermediate jacket tube (4) and the inner jacket tube (5). Verstelleinheit nach Anspruch 1, wobei das Federelement (6) mindestens in einem der Mantelrohre (3, 4,5) in Ausnehmungen (8) mittels Federlaschen (7) integriert ist.adjustment unit Claim 1 , wherein the spring element (6) is integrated into at least one of the casing tubes (3, 4,5) in recesses (8) by means of spring tabs (7). Verstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Federelemente (6) entlang der Längsachse (L) partiell vorgesehen sind.Adjusting unit according to one of the preceding claims, wherein spring elements (6) are partially provided along the longitudinal axis (L). Verstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwischen dem äußeren Mantelrohr (3) und dem Zwischenmantelrohr (4) und/ oder mindestens zwischen dem Zwischenmantelrohr (4) und dem inneren Mantelrohr (5) mindestens ein Führungselement (9) vorgesehen ist.Adjusting unit according to one of the preceding claims, wherein at least one guide element (9) is provided at least between the outer jacket tube (3) and the intermediate jacket tube (4) and/or at least between the intermediate jacket tube (4) and the inner jacket tube (5). Verstelleinheit nach Anspruch 4, wobei das Führungselement (9) entlang der Längsachse (L) partiell oder durchgängig vorgesehene sein kann.adjustment unit Claim 4 , wherein the guide element (9) can be provided partially or continuously along the longitudinal axis (L). Verstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mantelrohre (3,4,5) eine trapezform aufweisen.Adjusting unit according to one of the preceding claims, wherein the casing tubes (3,4,5) have a trapezoidal shape. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mantelrohre (3,4,5) eine polygonform aufweisen.Adjustment unit according to one of the Claims 1 until 5 , whereby the casing tubes (3,4,5) have a polygonal shape. Steer-by-wire Lenksystem umfassend eine Verstelleinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Steer-by-wire steering system comprising an adjustment unit (1) according to one of the preceding claims.
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