DE102023105448A1

DE102023105448A1 - Adjustment unit of a steering column

Info

Publication number: DE102023105448A1
Application number: DE102023105448.1A
Authority: DE
Inventors: Jannick Altherr; Benjamin Severin; Martin Vornehm; Sebastian Müller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2023-03-06
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinheit (1) für ein Lenksystem (2) eines Fahrzeugs, aufweisend eine Auszugeinrichtung (3), die einen Auszugträger (9) und zumindest ein inneres Auszugelement (10) aufweist, wobei der Auszugträger (9) dazu eingerichtet ist, an einer Karosserie des Fahrzeugs axialfest und um eine Schwenkachse (8) schwenkbar angeordnet zu sein, und das innere Auszugelement (10) axial verschieblich innerhalb des Auszugträgers (9) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, axialfest mit einer Lenkwelle (6) gekoppelt zu sein, eine erste Verstelleinrichtung (4) zur axialen Verschiebung der Lenkwelle (6), mit einem ersten Verstellmotor (12), und eine zweite Verstelleinrichtung (5) zur Höhenverstellung der Lenkwelle (6), mit einem zweiten Verstellmotor (16), wobei die erste Verstelleinrichtung (4) und/oder die zweite Verstelleinrichtung (5) zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung (3) angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Lenksystem (2) mit einer solchen, erfindungsgemäßen Verstelleinheit (1).

The invention relates to an adjustment unit (1) for a steering system (2) of a vehicle, having a pull-out device (3) which has a pull-out support (9) and at least one inner pull-out element (10), wherein the pull-out support (9) is designed to be arranged axially fixed to a body of the vehicle and pivotable about a pivot axis (8), and the inner pull-out element (10) is arranged axially displaceably within the pull-out support (9) and is designed to be axially fixedly coupled to a steering shaft (6), a first adjustment device (4) for axially displacing the steering shaft (6), with a first adjustment motor (12), and a second adjustment device (5) for adjusting the height of the steering shaft (6), with a second adjustment motor (16), wherein the first adjustment device (4) and/or the second adjustment device (5) are at least partially arranged within the pull-out device (3). Furthermore, the invention also relates to a steering system (2) with such an adjustment unit (1) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinheit einer Lenksäule bzw. einer Lenkwelle eines Fahrzeugs sowie ein steer-by-wire Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer solchen Verstelleinheit.The present invention relates to an adjustment unit of a steering column or a steering shaft of a vehicle and a steer-by-wire steering system for a vehicle with such an adjustment unit.

Stand der TechnikState of the art

Bei den heutigen Lenksystemen bzw. Lenkeinrichtungen kann das Lenkrad in der Höhe und in der Länge, also einer axialen Position, verstellt werden. Bei derartigen Verstellsystemen sind Lenksäulenelemente bzw. Lenkwellenelemente zueinander verschieblich, bspw. als eine teleskopierbare Anordnung ausgeführt. Dadurch kann das Lenkrad in eine für den Fahrer passende Position gebracht werden.In today's steering systems and steering devices, the steering wheel can be adjusted in height and length, i.e. in an axial position. In such adjustment systems, steering column elements and steering shaft elements can be moved relative to one another, for example in a telescopic arrangement. This allows the steering wheel to be brought into a position that suits the driver.

Ferner sind auch steer-by-wire Lenksysteme bekannt, bei denen auf die mechanische Verbindung des Lenkrads und der zu lenkenden Achse über die Lenksäule verzichtet wird und die Lenkung der Räder über entsprechende Signale gesteuert wird. Anders gesagt, wir mit steer-by-wire Lenksystemen die physische Lenkachse, welche die „Eingangssignale“ oder Fahrerwünsche vom Lenkrad meist direkt über Lenkgetriebe, und Spurstange zum Radträger auf das Rad überträgt, durch „by wire“, also Signalübertragung mittels Kabel, elektrisch redundant ersetzt. Entsprechend umgekehrt der Signalübertragung vom Fahrer zu den Rädern braucht der Fahrer auch die Information oder Rückmeldung der Räder zum Lenkrad. Demnach wird ein Force-Feedback-Aktuator eingesetzt, um bspw. die (Lenk-) Rückstellmomente über das Lenkrad zum Fahrer zu übertragen. Bei den steer-by-wire Lenksystemen können insbesondere zwei Typen unterschieden werden: steer-by-wire Lenksysteme mit einem lenkradfernen Force-Feedback-Aktuator und steer-by-wire Lenksysteme mit einem lenkradnahen Force-Feedback-Aktuator.There are also steer-by-wire steering systems in which the mechanical connection between the steering wheel and the axle to be steered via the steering column is dispensed with and the steering of the wheels is controlled via corresponding signals. In other words, with steer-by-wire steering systems, the physical steering axle, which transmits the "input signals" or driver requests from the steering wheel to the wheel, usually directly via the steering gear and tie rod to the wheel carrier, is replaced by "by wire", i.e. signal transmission via cable, electrically redundant. In reverse, the signal transmission from the driver to the wheels means that the driver also needs information or feedback from the wheels to the steering wheel. Accordingly, a force feedback actuator is used to transmit the (steering) restoring torques to the driver via the steering wheel, for example. Two types of steer-by-wire steering systems can be distinguished in particular: steer-by-wire steering systems with a force feedback actuator remote from the steering wheel and steer-by-wire steering systems with a force feedback actuator close to the steering wheel.

Darüber hinaus kann die Position des Lenkrads in der Höhe und/oder in der Länge elektrisch verstellbar sein. Elektrisch verstellbar bedeutet, dass die Höhen- und/oder die Längenverstellung Aktuatoren aufweisen, die zur individuellen Höhen- und/oder Längenverstellbarkeit jedes einzelnen Nutzers dienen. Dabei ist es bekannt die Höhen- und/oder Längenverstellung exzentrisch, bspw. über Hebelarme an der Lenkeinrichtung und/oder außen an Lenkeinrichtung anzuordnen, wie bspw. aus der WO 2020/043387 A1 bekannt.In addition, the position of the steering wheel can be electrically adjustable in height and/or length. Electrically adjustable means that the height and/or length adjustment has actuators that allow the individual height and/or length adjustment of each user. It is known to arrange the height and/or length adjustment eccentrically, for example via lever arms on the steering device and/or on the outside of the steering device, as is the case, for example, with WO 2020/043387 A1 known.

Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Verstelleinheit und/oder ein bekannte Lenksystem, insbesondere ein steer-by-wire Lenksystem, eines Fahrzeugs zu verbessern. Insbesondere besteht ein weiterer Bedarf eine Verstelleinheit und/oder ein Lenksystem, insbesondere ein steer-by-wire Lenksystem, mit einer elektrischen Höhen- und/oder Längenverstellung bereitzustellen, die zumindest teilweise innerhalb der Verstelleinheit angeordnet sind.It has now emerged that there is a further need to improve a known adjustment unit and/or a known steering system, in particular a steer-by-wire steering system, of a vehicle. In particular, there is a further need to provide an adjustment unit and/or a steering system, in particular a steer-by-wire steering system, with an electrical height and/or length adjustment, which are arranged at least partially within the adjustment unit.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Verstelleinheit und/oder ein verbessertes Lenksystem, insbesondere steer-by-wire Lenksystem, bereitzustellen, die insbesondere eine elektrische Höhen- und/oder Längenverstellung aufweist, die zumindest teilweise innerhalb der Verstelleinheit angeordnet ist.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved adjustment unit and/or an improved steering system, in particular a steer-by-wire steering system, which in particular has an electrical height and/or length adjustment which is at least partially arranged within the adjustment unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.These and other objects, which are mentioned when reading the following description or can be recognized by the person skilled in the art, are solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments and further developments can be found in the subclaims and the following description.

Die erfindungsgemäße Verstelleinheit für ein Lenksystem, insbesondere ein steer-by-wire Lenksystem, eines Fahrzeugs, weist eine Auszugeinrichtung, eine erste Verstelleinrichtung zur axialen Verschiebung einer Lenkwelle des Lenksystems und einen zweite Verstelleinrichtung zur Höhenverstellung der Lenkwelle auf. Die Auszugeinrichtung weist einen Auszugträger und zumindest ein inneres Auszugelement auf. Der Auszugträger ist dazu eingerichtet, an einer Karosserie des Fahrzeugs axialfest und um eine Schwenkachse schwenkbar angeordnet zu sein. Das innere Auszugelement ist axial verschieblich innerhalb des Auszugträgers angeordnet ist, und dazu eingerichtet, axialfest mit einer Lenkwelle gekoppelt zu sein. Die erste Verstelleinrichtung zur axialen Verschiebung der Lenkwelle weist einen ersten Verstellmotor auf, und die zweite Verstelleinrichtung zur Höhenverstellung der Lenkwelle weist einen zweiten Verstellmotor auf, wobei die zweite Verstelleinrichtung zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet ist.The adjustment unit according to the invention for a steering system, in particular a steer-by-wire steering system, of a vehicle has an extension device, a first adjustment device for axially displacing a steering shaft of the steering system and a second adjustment device for adjusting the height of the steering shaft. The extension device has an extension support and at least one inner extension element. The extension support is designed to be arranged axially fixed to a body of the vehicle and pivotable about a pivot axis. The inner extension element is arranged axially displaceably within the extension support and is designed to be axially fixedly coupled to a steering shaft. The first adjustment device for axially displacing the steering shaft has a first adjustment motor, and the second adjustment device for adjusting the height of the steering shaft has a second adjustment motor, wherein the second adjustment device is arranged at least partially within the extension device.

Insbesondere sind die zweite Verstelleinrichtung und die erste Verstelleinrichtung zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet.In particular, the second adjusting device and the first adjusting device are at least partially arranged within the pull-out device.

Die erste Verstelleinrichtung kann auch als eine Längenverstelleinrichtung bezeichnet werden, und die zweite Verstelleinrichtung kann als eine Höhenverstelleinrichtung bezeichnet werden. Darüber hinaus können der erste Verstellmotor und der zweite Verstellmotor als erster bzw. zweiter Aktuator bezeichnet werden, und können auch als eine Kombination aus einem Motor und einem Getriebe ausgebildet sein. Die erste Verstelleinrichtung und die zweite Verstelleinrichtung sind somit elektrisch angetriebene Verstelleinrichtungen, die eine individuelle Höhen- bzw. Längenverstellung der Lenkwelle für jeden Nutzer ermöglichen.The first adjustment device can also be referred to as a length adjustment device, and the second adjustment device can be referred to as a height adjustment device. In addition, the first adjustment motor and the second adjustment motor can be referred to as first and second actuators, respectively, and can also be designed as a combination of a motor and a gear. The first adjustment device and the The second adjustment device is an electrically driven adjustment device, which allows individual height and length adjustment of the steering shaft for each user.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass durch die Anordnung der ersten und/oder zweiten Verstelleinrichtung zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung nur geringfügig zusätzlicher bzw. kein zusätzlicher Bauraum für die Verstelleinheit erforderlich ist. Dadurch ist es möglich, die Verstelleinheit mit den elektrischen Verstelleinrichtungen komfortabel und einfach in den vorhandenen, für die Verstelleinheit vorgesehenen Bauraum zu integrieren.The advantage of the solution according to the invention lies in particular in the fact that, due to the arrangement of the first and/or second adjustment device at least partially within the pull-out device, only minimal additional or no additional installation space is required for the adjustment unit. This makes it possible to integrate the adjustment unit with the electrical adjustment devices conveniently and easily into the existing installation space provided for the adjustment unit.

Im Falle eines Crashs/Aufpralls des Fahrzeugs, soll sich die Lenkwelle ab einer vorbestimmten Kraft/Last verstauchen bzw. plastisch verformen, um eine gewisse Aufprallenergie des Fahrers auszunehmen und umzuwandeln. Seitlich bzw. außen an der Verstelleinheit, insbesondere an der Auszugeinrichtung, angeordnete Bauteile, wie bspw. Spindeln, Crash-Elemente etc. können somit im Crash-Fall zu durchstoßenden Bauteilen werden, die eine Gefahr für den Fahrer darstellen. Durch die Anordnung der Bauteile/Elemente, insbesondere der ersten und/oder zweiten Verstelleinrichtung, innerhalb der Verstelleinheit kann auf seitlich bzw. außen abstehende Bauteile verzichtet werden, sodass eine Sicherheit für den Fahrer im Falle eines Crashs verbessert sein kann.In the event of a crash/impact of the vehicle, the steering shaft should be compressed or plastically deformed from a predetermined force/load in order to absorb and convert a certain amount of impact energy from the driver. Components arranged on the side or outside of the adjustment unit, in particular on the extension device, such as spindles, crash elements, etc., can thus become penetrating components in the event of a crash, which pose a danger to the driver. By arranging the components/elements, in particular the first and/or second adjustment device, within the adjustment unit, there is no need for components protruding to the side or outside, so that safety for the driver can be improved in the event of a crash.

Ferner ist es dadurch möglich, das Risiko für Beschädigungen von Kabeln bzw. Kabelbäumen durch seitlich bzw. außen abstehende Bauteile, insbesondere für steer-by-wire Lenksystemen, zu reduzieren, wodurch die Funktionssicherheit erhöht wird.Furthermore, it is possible to reduce the risk of damage to cables or cable harnesses caused by components protruding from the sides or outside, especially for steer-by-wire steering systems, thereby increasing functional reliability.

Darüber hinaus ermöglicht eine solche kompakte Anordnung, insbesondere für steer-by-wire Lenksystemen, einen oder mehrere Force-Feedback-Aktuatoren lenkelementnah und/oder lenkelementfern anzuordnen. Ferner kann so eine symmetrische Krafteinleitung der ersten Verstelleinrichtung und/oder der zweiten Verstelleinrichtung einfach umgesetzt werden, wodurch Verformungen und/oder Verkantungen aufgrund von ungünstigen, insbesondere über Hebelarme realisierte, Kraftflüssen verhindert werden, wodurch ein unerwünschtes Lenkradspiel aufgrund von einer zwischen Verschiebepartnern vergrößerten Reibung und/oder einem vergrößerten Lagerspiel, reduziert oder gar verhindert werden kann.In addition, such a compact arrangement, particularly for steer-by-wire steering systems, makes it possible to arrange one or more force feedback actuators close to and/or far from the steering element. Furthermore, a symmetrical introduction of force to the first adjustment device and/or the second adjustment device can be easily implemented, thereby preventing deformations and/or tilting due to unfavorable force flows, particularly those realized via lever arms, whereby undesirable steering wheel play due to increased friction between displacement partners and/or increased bearing play can be reduced or even prevented.

Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Verstellmotor und/oder der zweite Verstellmotor außerhalb oder zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet. Insbesondere sind der erste Verstellmotor und/oder der zweite Verstellmotor im Wesentlichen vollständig innerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet. Die Verstellmotoren sind in der Regel vergleichsweise große Bauteile, die, außerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet, zusätzlichen Bauraum erfordern. Darüber hinaus ergeben sich durch die zumindest teilweise innerhalb der Auszugeinrichtung angeordneten Verstellmotoren eine größere Anzahl an Möglichkeiten, die Kräfte für die Höhen- und/oder Längenverstellung in die Auszugeinrichtung einzuleiten. Mit anderen Worten kann man sagen, dass durch die zumindest teilweise Anordnung der Verstellmotoren innerhalb der Auszugeinrichtung die Krafteinleitung der ersten und/oder der zweiten Verstelleinrichtung verbessert werden kann.According to one embodiment, the first adjustment motor and/or the second adjustment motor are arranged outside or at least partially inside the pull-out device. In particular, the first adjustment motor and/or the second adjustment motor are arranged essentially completely inside the pull-out device. The adjustment motors are generally comparatively large components which, when arranged outside the pull-out device, require additional installation space. In addition, the adjustment motors arranged at least partially inside the pull-out device result in a larger number of options for introducing the forces for the height and/or length adjustment into the pull-out device. In other words, one can say that the force introduction of the first and/or second adjustment device can be improved by at least partially arranging the adjustment motors inside the pull-out device.

Für den Fall, dass der erste und/oder der zweite Verstellmotor außerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet sind, sind der erste und/oder der zweite Verstellmotor insbesondere in Verlängerung einer Längserstreckungsrichtung (Erstreckungsrichtung einer Lenkachse) der Auszugeinrichtung vorgesehen.In the event that the first and/or the second adjustment motor are arranged outside the pull-out device, the first and/or the second adjustment motor are provided in particular in an extension of a longitudinal extension direction (extension direction of a steering axle) of the pull-out device.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Verstelleinrichtung ferner eine erste Spindel und eine Spindelmutter auf, wobei die erste Spindel drehmomentübertragend mit dem ersten Verstellmotor gekoppelt ist, und die Spindelmutter derart auf der Spindel angeordnet ist, dass eine Rotation der Spindel eine axiale Verschiebung der Spindelmutter (und somit des inneren Auszugelements relativ zum Auszugträger) entlang der Spindel bewirkt. Dabei ist die Spindelmutter derart mit dem inneren Auszugelement gekoppelt, dass eine axiale Verschiebung der Spindelmutter eine axiale Verschiebung des inneren Auszugelements relativ zum Auszugträger bewirkt. Dabei sind der erste Verstellmotor und die erste Spindel in Bezug auf die Auszugeinrichtung ortsfest angeordnet. Die Spindelmutter kann direkt oder indirekt, bspw. über eine Hülse, mit dem inneren Auszugelement axialfest gekoppelt sein, um durch eine axiale Verschiebung der Spindelmutter eine axiale Verschiebung des inneren Auszugelements relativ zum Auszugträger zu bewirken. Insbesondere sind die Spindelmutter und das innere Auszugelement dabei so miteinander gekoppelt, dass die Kraft zur axialen Verschiebung des inneren Auszugelements im Wesentlichen symmetrisch in das innere Auszugelement eingeleitet wird. Dadurch können ungünstige Krafteinleitungen, insbesondere aufgrund von Hebelarmen und daraus resultierende Biegekräfte und/oder Biegemomente, verhindert werden.According to one embodiment, the first adjustment device further comprises a first spindle and a spindle nut, wherein the first spindle is coupled to the first adjustment motor in a torque-transmitting manner, and the spindle nut is arranged on the spindle in such a way that rotation of the spindle causes an axial displacement of the spindle nut (and thus of the inner pull-out element relative to the pull-out support) along the spindle. The spindle nut is coupled to the inner pull-out element in such a way that an axial displacement of the spindle nut causes an axial displacement of the inner pull-out element relative to the pull-out support. The first adjustment motor and the first spindle are arranged in a fixed position with respect to the pull-out device. The spindle nut can be axially fixedly coupled to the inner pull-out element directly or indirectly, for example via a sleeve, in order to cause an axial displacement of the inner pull-out element relative to the pull-out support by axial displacement of the spindle nut. In particular, the spindle nut and the inner extension element are coupled to one another in such a way that the force for axial displacement of the inner extension element is introduced into the inner extension element essentially symmetrically. This can prevent unfavorable force introductions, in particular due to lever arms and the resulting bending forces and/or bending moments.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, an der Karosserie des Fahrzeugs axialfest und um die Schwenkachse schwenkbar angeordnet zu sein. Somit sind die zweite Verstelleinrichtung und die Auszugeinrichtung, und damit die Lenkwelle, um denselben Drehpunkt drehbar bzw. schwenkbar angeordnet. Man kann also sagen, dass sich die Auszugeinrichtung und die zweite Verstelleinrichtung um eine gemeinsame Schwenkachse drehen bzw. schwenken. Dadurch müssen keine zwei separaten Schwenkachsen vorgesehen werden, und somit der Bauraumbedarf für die Verstelleinheit weiter reduziert, insbesondere optimiert werden.According to one embodiment, the second adjustment device is designed to be axially fixed to the body of the vehicle and to be pivotable about the pivot axis. Thus, the second adjustment device and the extension device, and thus the steering shaft, are pivotable about the same rotation point. It can therefore be said that the extension device and the second adjustment device rotate or swivel around a common swivel axis. This means that two separate swivel axes do not have to be provided, and the installation space required for the adjustment unit is thus further reduced, and in particular optimized.

Gemäß einer Ausführungsform weist die zweite Verstelleinheit ferner eine zweite Spindel und eine Gelenkmutter aufweist, wobei die zweite Spindel drehmomentübertragend dem zweiten Verstellmotor gekoppelt ist und die Gelenkmutter derart auf der zweiten Spindel angeordnet ist, dass eine Rotation der zweiten Spindel eine axiale Verschiebung der Gelenkmutter entlang der zweiten Spindel bewirkt. Dabei ist die Gelenkmutter ferner in einem Bügel der zweiten Verstelleinrichtung gelagert aufgenommen, der mit der Auszugeinrichtung, insbesondere dem Auszugträger, derart gekoppelt ist, dass eine axiale Verschiebung der Gelenkmutter ein Verschwenken des Auszugträgers um die Schwenkachse, und somit eine Höhenverstellung der Lenkwelle, bewirkt. Insbesondere ist der Bügel mit dem Auszugträger über Langlöcher verbunden, durch die die Verschwenkung des Auszugträgers bzw. der Lenkwelle geführt wird.According to one embodiment, the second adjustment unit further comprises a second spindle and an articulated nut, wherein the second spindle is coupled to the second adjustment motor in a torque-transmitting manner and the articulated nut is arranged on the second spindle in such a way that rotation of the second spindle causes an axial displacement of the articulated nut along the second spindle. The articulated nut is further accommodated in a bracket of the second adjustment device, which is coupled to the pull-out device, in particular the pull-out support, in such a way that axial displacement of the articulated nut causes the pull-out support to pivot about the pivot axis and thus a height adjustment of the steering shaft. In particular, the bracket is connected to the pull-out support via elongated holes through which the pivoting of the pull-out support or the steering shaft is guided.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Spindel schräg zur Auszugeinrichtung angeordnet, derart, dass die Gelenkmutter außerhalb der Auszugeinrichtung angeordnet ist. Mit anderen Worten kann man sagen, dass eine Längsachse der Spindel schräg, also in einem Winkel zu einer Längsachse der Lenkwelle angeordnet ist. Dies ermöglicht ein axiales Verschieben der Gelenkmutter zur Höhenverstellung der Auszugeinrichtung entlang der im Wesentlichen gesamten zweiten Spindel, ohne dass die Auszugeinrichtung und die zweite Spindel dabei kollidieren. Insbesondere ist die Neigung der zweiten Spindel derart gewählt, dass die Längsachse der zweiten Spindel in einem Winkel von etwa 0° bis 10° zur Längsachse der Lenkwelle angeordnet ist. Mit anderen Worten kann man sagen, dass der Winkel zwischen der Längsachse der zweiten Spindel und der Längsachse der Lenkwelle während des Verschiebens der Gelenkmutter entlang der im Wesentlichen gesamten zweiten Spindel abhängig von der Position der Gelenkmutter zwischen etwa 0° und 10° variieren kann.According to one embodiment, the second spindle is arranged at an angle to the extension device such that the joint nut is arranged outside the extension device. In other words, one can say that a longitudinal axis of the spindle is arranged at an angle, i.e. at an angle to a longitudinal axis of the steering shaft. This enables the joint nut to be moved axially to adjust the height of the extension device along essentially the entire second spindle without the extension device and the second spindle colliding. In particular, the inclination of the second spindle is selected such that the longitudinal axis of the second spindle is arranged at an angle of approximately 0° to 10° to the longitudinal axis of the steering shaft. In other words, one can say that the angle between the longitudinal axis of the second spindle and the longitudinal axis of the steering shaft can vary between approximately 0° and 10° during the displacement of the joint nut along essentially the entire second spindle, depending on the position of the joint nut.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Gelenkmutter derart in dem Bügel aufgenommen, dass eine Kraft zur Höhenverstellung symmetrisch, also mittig, in den Bügel eingeleitet wird. Dadurch können ungünstige Krafteinleitungen, insbesondere aufgrund von Hebelarmen und daraus resultierende Biegekräfte und/oder Biegemomente, reduziert oder gar verhindert werden. Darüber hinaus ist somit eine belastungsoptimierte Auslegung der Bauteile möglich. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die symmetrische und somit belastungsoptimierte Krafteinleitung es ermöglicht, die die Kraft aufnehmenden Bauteile kleiner, schmaler, und/oder leichter auszulegen, da die eingeleitete Kraft vernachlässigbare bzw. keine Beigekräfte und/oder Biegemomente verursacht. Ferner ist der Bügel derart mit der Auszugeinrichtung gekoppelt, dass die Kraft zur Höhenverstellung symmetrisch in die Auszugeinrichtung eingeleitet wird. Insbesondere ist der Bügel auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Auszugeinrichtung mit dieser gekoppelt, sodass die Gelenkmutter symmetrisch, also mittig, zu diesen Kopplungspunkten angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Kraft zur Höhenverstellung auf beiden Seiten gleichverteilt, also symmetrisch, jeweils den gleichen Anteil der Kraft zur Höhenverstellung, d.h., jeweils die Hälfte der Kraft zur Höhenverstellung in die Auszugeinrichtung einzuleiten. Insbesondere ermöglicht die symmetrische, also mittige Krafteinleitung eine Halbierung eines Hebelarms zu den Kopplungsstellen des Bügels mit dem Auszugträger, wobei der Hebelarm zu beiden Kopplungsstellen hin im Wesentlichen identisch ist. Dadurch kann eine Verwindung bzw. Nachgiebigkeit des Bügels signifikant reduziert werden, wodurch eine gewichtsoptimierte Auslegung des Bügels möglich ist. Ferner insbesondere wird der Bügel gestanzt und umgeformt, derart, dass beide Seiten der Gelenkmutter vom Bügel umgriffen sind. Dabei kann für die Montage der Gelenkmutter eine spezielle Aussparung im Bügel vorgesehen sein.According to one embodiment, the joint nut is accommodated in the bracket in such a way that a force for height adjustment is introduced symmetrically, i.e. centrally, into the bracket. This can reduce or even prevent unfavorable force introductions, in particular due to lever arms and the resulting bending forces and/or bending moments. In addition, a load-optimized design of the components is thus possible. In other words, one can say that the symmetrical and thus load-optimized force introduction makes it possible to design the components that absorb the force smaller, narrower, and/or lighter, since the introduced force causes negligible or no bending forces and/or bending moments. Furthermore, the bracket is coupled to the pull-out device in such a way that the force for height adjustment is introduced symmetrically into the pull-out device. In particular, the bracket is coupled to the pull-out device on two opposite sides of the pull-out device, so that the joint nut is arranged symmetrically, i.e. centrally, to these coupling points. This makes it possible to distribute the force for height adjustment equally on both sides, i.e. symmetrically, and to introduce the same proportion of the force for height adjustment, i.e. half of the force for height adjustment, into the pull-out device. In particular, the symmetrical, i.e. central, force introduction enables a lever arm to be halved at the coupling points of the bracket with the pull-out support, with the lever arm being essentially identical at both coupling points. This can significantly reduce twisting or flexibility of the bracket, which makes it possible to design the bracket with optimized weight. In addition, the bracket is punched and formed in such a way that both sides of the joint nut are encompassed by the bracket. A special recess can be provided in the bracket for mounting the joint nut.

Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Verstelleinrichtung derart mit dem inneren Auszugelement gekoppelt, dass eine Kraft zur axialen Verschiebung des inneren Auszugelements relativ zum Auszugträger symmetrisch in die Auszugeinrichtung eingeleitet wird. Dadurch können ungünstige Krafteinleitungen, insbesondere aufgrund von Hebelarmen und daraus resultierende Biegekräfte und/oder Biegemomente, reduziert oder gar verhindert werden. Darüber hinaus ist somit eine belastungsoptimierte Auslegung der Bauteile möglich. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die symmetrische und somit belastungsoptimierte Krafteinleitung es ermöglicht, die die Kraft aufnehmenden Bauteile kleiner, schmaler, und/oder leichter auszulegen, da die eingeleitete Kraft vernachlässigbare bzw. keine Beigekräfte und/oder Biegemomente verursacht.According to one embodiment, the first adjustment device is coupled to the inner pull-out element in such a way that a force for axially displacing the inner pull-out element relative to the pull-out support is introduced symmetrically into the pull-out device. This makes it possible to reduce or even prevent unfavorable force introductions, in particular due to lever arms and the resulting bending forces and/or bending moments. In addition, a load-optimized design of the components is thus possible. In other words, one can say that the symmetrical and thus load-optimized force introduction makes it possible to design the components that absorb the force smaller, narrower, and/or lighter, since the introduced force causes negligible or no bending forces and/or bending moments.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Auszugträger über ein karosseriefestes Anbindungselement axialfest und um die Schwenkachse schwenkbar an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet. Der Auszugträger und das karosseriefeste Anbindungselement können auch als ein Gehäuse der Verstelleinheit bezeichnet werden.According to one embodiment, the pull-out support is arranged on the body of the vehicle in an axially fixed manner via a connection element fixed to the body and pivotable about the pivot axis. The pull-out support and the connection element fixed to the body can also be referred to as a housing of the adjustment unit.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Bügel der zweiten Verstelleinheit axialfest und um einen Drehpunkt drehbar mit dem karosseriefesten Anbindungselement gekoppelt. Somit ist der Bügel sowohl mit dem Auszugträger als auch mit der Karosserie gekoppelt. Durch die axiale Verschiebung der Gelenkmutter entlang der zweiten Spindel dreht sich der Bügel um den Drehpunkt, wobei das Verschwenken des Auszugträgers und somit die Höhenverstellung der Lenkwelle über die Verbindung zwischen dem Bügel und dem Auszugträger, insbesondere über in Langlöchern geführten Schrauben, Stiften, Bolzen etc. geführt wird.According to one embodiment, the bracket of the second adjustment unit is axially fixed and coupled to the body-mounted connection element so that it can rotate about a pivot point. The bracket is thus coupled to both the pull-out support and the body. The bracket rotates about the pivot point due to the axial displacement of the joint nut along the second spindle, whereby the pivoting of the pull-out support and thus the height adjustment of the steering shaft is guided via the connection between the bracket and the pull-out support, in particular via screws, pins, bolts, etc. guided in elongated holes.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Auszugträger im Bereich der Gelenkmutter der zweiten Verstelleinrichtung eine Aussparung auf. Dadurch ist es möglich, den Bügel derart auszubilden, dass er innerhalb dieser Aussparung eine Schwenkbewegung ausführen kann. Somit kann der Bügel nah am Auszugskörper angeordnet werden, wodurch ein für den Bügel erforderlicher Bauraum reduziert werden kann. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Aussparung einen Freiraum für die Bügelschwenkbewegung schafft, wobei der Bügel nah am Auszugkörper angeordnet ist. Ferner kann so insbesondere der lange Schenkel des Bügels kompakt ausgelegt werden.According to one embodiment, the pull-out support has a recess in the area of the joint nut of the second adjustment device. This makes it possible to design the bracket in such a way that it can perform a pivoting movement within this recess. The bracket can thus be arranged close to the pull-out body, which means that the installation space required for the bracket can be reduced. In other words, one can say that the recess creates a free space for the bracket pivoting movement, with the bracket being arranged close to the pull-out body. Furthermore, the long leg of the bracket in particular can be designed to be compact.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schwenkachse als eine durchgehende Welle/Achse ausgebildet. Eine kongruente Anordnung der beiden Gelenkpunkte bzw. Schwenkpunkte des Auszugträgers und der zweiten Verstelleinheit auf einer durchgehenden Welle/Achse ermöglicht es, eine Verkippung des Auszugträgers an den Gelenkpunkten zu reduzieren, und somit eine lokale Pressung und den Verschleiß an der Schwenkachse zu reduzieren.According to one embodiment, the pivot axis is designed as a continuous shaft/axis. A congruent arrangement of the two articulation points or pivot points of the pull-out support and the second adjustment unit on a continuous shaft/axis makes it possible to reduce tilting of the pull-out support at the articulation points, and thus to reduce local pressure and wear on the pivot axis.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Verstelleinrichtung in Bezug auf eine Montageposition der Verstelleinheit oberhalb oder unterhalb der ersten Verstelleinrichtung angeordnet. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die zweite Verstelleinrichtung hinten, also lenkelementfern, und oben und mit dem Bügel oberhalb der Lenkwelle, oder hinten unten und mit dem Bügel unterhalb der Lenkwelle angeordnet sein kann.According to one embodiment, the second adjustment device is arranged above or below the first adjustment device in relation to a mounting position of the adjustment unit. In other words, one can say that the second adjustment device can be arranged at the rear, i.e. away from the steering element, and at the top and with the bracket above the steering shaft, or at the rear and below and with the bracket below the steering shaft.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lenksystem, insbesondere ein steer-by-wire Lenksystem, für ein Fahrzeug. Das Lenksystem weist eine Lenkwelle, ein Lenkelement und die vorstehend und nachfolgend beschriebene, insbesondere erfindungsgemäße, Verstelleinheit auf. Das Lenkelement ist axialfest und drehmomentübertragen mit der Lenkwelle gekoppelt. Die Lenkwelle ist ferner innerhalb des Auszugträgers angeordnet, und axialfest mit dem inneren Auszugelement gekoppelt, und somit über bzw. mit dem inneren Auszugelement axial verschieblich gegenüber dem Auszuträger. Darüber hinaus ist die Lenkwelle relativ zum inneren Auszugelement drehbar.A further aspect of the invention relates to a steering system, in particular a steer-by-wire steering system, for a vehicle. The steering system has a steering shaft, a steering element and the adjustment unit described above and below, in particular according to the invention. The steering element is coupled to the steering shaft in an axially fixed manner and in a torque-transmitting manner. The steering shaft is also arranged within the extension carrier and is coupled to the inner extension element in an axially fixed manner and is thus axially displaceable relative to the extension carrier via or with the inner extension element. In addition, the steering shaft is rotatable relative to the inner extension element.

Detailbeschreibung anhand ZeichnungDetailed description based on drawing

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
2 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Längsschnittansicht,
3 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Längsschnittansicht,
4 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne zweite Verstelleinrichtung, in einer Schnittansicht,
5 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne zweite Verstelleinrichtung, in einer Längsschnittansicht,
6 eine schematische Darstellung eines Lenksystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von vorne,
7 eine schematische Darstellung einer zweiten Verstelleinrichtung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
8 eine schematische Darstellung eines Lenksystems mit einer durchgehenden Schwenkachse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in einer perspektivischen Ansicht von hinten,
9 eine schematische Darstellung eines Lenksystems mit einer mehrteiligen Schwenkachse gemäß dem Stand der Technik, in einer perspektivischen Ansicht von hinten,
10 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht,
11 eine schematische Darstellung einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne Auszugträger, in einem ausgefahrenen Zustand in einer Seitenansicht, und
12 eine schematische Darstellung eines inneren Auszugelement einer Verstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.

Further measures improving the invention are described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:

1 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a perspective view,
2 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a perspective longitudinal sectional view,
3 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a longitudinal sectional view,
4 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention without a second adjustment device, in a sectional view,
5 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention without a second adjustment device, in a longitudinal sectional view,
6 a schematic representation of a steering system according to an embodiment of the invention in a perspective view from the front,
7 a schematic representation of a second adjustment device of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a perspective view,
8th a schematic representation of a steering system with a continuous pivot axis according to an embodiment of the invention, in a perspective view from behind,
9 a schematic representation of a steering system with a multi-part swivel axis according to the prior art, in a perspective view from behind,
10 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a side view,
11 a schematic representation of an adjustment unit according to an embodiment of the invention without pull-out supports, in an extended state in a side view, and
12 a schematic representation of an inner extension element of an adjustment unit according to an embodiment of the invention in a perspective view.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are intended only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

1 bis 3 zeigen schematisch und beispielhaft eine Verstelleinheit 1 für ein Lenksystem 2 (siehe z.B. 6) eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sowie Teile des Lenksystems 2 in verschiedenen Ansichten, wobei das Lenksystem 2 hier beispielhaft als ein steer-by-wire Lenksystem 2 ausgebildet ist. 1 to 3 show schematically and by way of example an adjustment unit 1 for a steering system 2 (see e.g. 6 ) of a vehicle according to an exemplary embodiment as well as parts of the steering system 2 in different views, wherein the steering system 2 is designed here as a steer-by-wire steering system 2 by way of example.

Die Verstelleinheit 1 weist eine Auszugeinrichtung 3, eine erste Verstelleinrichtung 4 und eine zweite Verstelleinrichtung 5 auf. Dabei dient die erste Verstelleinrichtung 4 zur axialen Verschiebung einer Lenkwelle 6, und somit zur axialen Längenverstellung bzw. -einstellung eines Lenkelements 7 (siehe z.B. 6). Die zweite Verstelleinrichtung 5 dient zur Verschwenkung der Lenkwelle 6 um eine Schwenkachse 8 (siehe auch 8), und somit zur Höhenverstellung des Lenkelements 7. Daher können die erste Verstelleinrichtung 4 auch als eine Längenverstelleinrichtung 4 und die zweite Verstelleinrichtung 5 auch als eine Höhenverstelleinrichtung 5 bezeichnet werden.The adjustment unit 1 has an extension device 3, a first adjustment device 4 and a second adjustment device 5. The first adjustment device 4 serves for the axial displacement of a steering shaft 6, and thus for the axial length adjustment or setting of a steering element 7 (see e.g. 6 ). The second adjustment device 5 serves to pivot the steering shaft 6 about a pivot axis 8 (see also 8th ), and thus for adjusting the height of the steering element 7. Therefore, the first adjusting device 4 can also be referred to as a length adjusting device 4 and the second adjusting device 5 can also be referred to as a height adjusting device 5.

Die Auszugeinrichtung 3 weist einen Auszugträger 9 und ein inneres Auszugelement 10 auf. Der Auszugträger 9 ist axialfest, und um die Schwenkachse 8 drehbar bzw. schwenkbar an einer Karosserie des Fahrzeugs (nicht gezeigt), hier beispielhaft über ein karosseriefestes Anbindungselement 11, angebracht. Das innere Auszugelement 10 ist innerhalb des Auszugträgers 9, axial verschieblich zu diesem angeordnet. Ferner ist das innere Auszugelement 10 axialfest mit der Lenkwelle 6 gekoppelt, sodass die Lenkwelle 6 zusammen mit dem inneren Auszugelement 10 relativ zum Auszugträger 9 axial verschieblich ist.The pull-out device 3 has a pull-out support 9 and an inner pull-out element 10. The pull-out support 9 is axially fixed and rotatable or pivotable about the pivot axis 8 on a body of the vehicle (not shown), here for example via a body-fixed connection element 11. The inner pull-out element 10 is arranged inside the pull-out support 9 and is axially displaceable relative to it. Furthermore, the inner pull-out element 10 is axially fixedly coupled to the steering shaft 6 so that the steering shaft 6 together with the inner pull-out element 10 is axially displaceable relative to the pull-out support 9.

Die erste Verstelleinrichtung 4 (siehe auch 4 und 5) weist einen ersten Verstellmotor 12, eine erste Spindel 13 und eine Spindelmutter 14 auf, wobei der erste Verstellmotor 12 drehmomentübertragend mit der ersten Spindel 13 gekoppelt ist. Die Spindelmutter 14 ist derart auf der ersten Spindel 13 angeordnet, dass eine Rotation der ersten Spindel 13 (durch den ersten Verstellmotor 12) eine axiale Verschiebung der Spindelmutter 14 entlang der ersten Spindel 13 bewirkt. Zumindest der erste Verstellmotor 12 der ersten Verstelleinrichtung 4 ist ortsfest in der Auszugeinrichtung 3 angeordnet. Darüber hinaus ist die Spindelmutter 14 derart mit dem inneren Auszugelement 10 gekoppelt, dass eine axiale Bewegung bzw. Verschiebung der Spindelmutter 14 entlang der ersten Spindel 13 eine axiale Bewegung bzw. Verschiebung des inneren Auszugelements 10, und somit der Lenkwelle 6, relativ zum Auszugträger 9 bewirkt. In 2 und 3 beispielhaft gezeigt, ist die Spindelmutter 14 über eine Crash-Hülse 15 axialfest mit dem inneren Auszugelement 10 gekoppelt. Die Crash-Hülse 15 ist insbesondere koaxial zur ersten Spindel 13, die erste Spindel 13 umgebend zwischen dem ersten Verstellmotor 12 und dem inneren Auszugelement 10 angeordnet.The first adjustment device 4 (see also 4 and 5 ) has a first adjustment motor 12, a first spindle 13 and a spindle nut 14, wherein the first adjustment motor 12 is coupled to the first spindle 13 in a torque-transmitting manner. The spindle nut 14 is arranged on the first spindle 13 in such a way that a rotation of the first spindle 13 (by the first adjustment motor 12) causes an axial displacement of the spindle nut 14 along the first spindle 13. At least the first adjustment motor 12 of the first adjustment device 4 is arranged in a fixed position in the pull-out device 3. In addition, the spindle nut 14 is coupled to the inner pull-out element 10 in such a way that an axial movement or displacement of the spindle nut 14 along the first spindle 13 causes an axial movement or displacement of the inner pull-out element 10, and thus of the steering shaft 6, relative to the pull-out support 9. In 2 and 3 As shown by way of example, the spindle nut 14 is coupled axially fixedly to the inner extension element 10 via a crash sleeve 15. The crash sleeve 15 is arranged in particular coaxially to the first spindle 13, surrounding the first spindle 13 between the first adjustment motor 12 and the inner extension element 10.

In 1 bis 5 ist zu erkennen, dass die erste Verstelleinheit 4 im Wesentlichen vollständig innerhalb der Auszugeinrichtung 3 angeordnet ist. Ferner ist zu erkennen, dass die Lenkwelle 6 des steer-by-wire Lenksystems 2 in Bezug auf eine Mittelachse der Auszugeinrichtung 3 nach oben versetzt angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die erste Verstelleinrichtung 4 zumindest teilweise unterhalb der Lenkwelle 6 anzuordnen, wodurch ein axialer Bauraum des Lenksystems 2 durch die erste Verstelleinheit 4 kaum oder gar nicht vergrößert wird. In der hier gezeigten Kopplung der Spindelmutter 14 und dem inneren Auszugelement 10 über die Hülse 15 ist ein axiales Ende der Hülse axialfest mit der Spindelmutter 14 gekoppelt. Ein anderes axiales Ende der Hülse 15 ist mit dem inneren Auszugelement 10 gekoppelt, wobei die Hülse 15 koaxial zur ersten Spindel 13 angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, Kräfte zur Längsverstellung der Lenkwelle 6 bzw. des Lenkelements 7 symmetrisch und somit belastungsoptimiert in das innere Auszugelement 10 einzuleiten.In 1 to 5 it can be seen that the first adjustment unit 4 is arranged essentially completely within the extension device 3. It can also be seen that the steering shaft 6 of the steer-by-wire steering system 2 is arranged offset upwards in relation to a central axis of the extension device 3. This makes it possible to arrange the first adjustment device 4 at least partially below the steering shaft 6, whereby the axial installation space of the steering system 2 is hardly or not at all increased by the first adjustment unit 4. In the coupling of the spindle nut 14 and the inner extension element 10 via the sleeve 15 shown here, one axial end of the sleeve is axially fixedly coupled to the spindle nut 14. Another axial end of the sleeve 15 is coupled to the inner extension element 10, with the sleeve 15 being arranged coaxially to the first spindle 13. This makes it possible to introduce forces for the longitudinal adjustment of the steering shaft 6 or the steering element 7 symmetrically and thus in a load-optimized manner into the inner extension element 10.

Die zweite Verstelleinrichtung 5 (siehe auch 7) weist einen zweiten Verstellmotor 16, eine zweite Spindel 17 und eine Gelenkmutter 18 auf, wobei der zweite Verstellmotor 16 drehmomentübertragend mit der zweiten Spindel 17 gekoppelt ist. Die Gelenkmutter 18 ist derart auf der zweiten Spindel 17 angeordnet, dass eine Rotation der zweiten Spindel 17 (durch die zweite Verstelleinrichtung 5) eine axiale Verschiebung der Gelenkmutter 18 entlang der zweiten Spindel 17 bewirkt. Ferner weist die zweite Verstelleinrichtung 5 einen Verstellbügel (Bügel) 19 auf, in dem die Gelenkmutter 18 gelenkig gelagert ist. Der Bügel 19 ist mit der Auszugeinrichtung 3, genauer gesagt mit dem Auszugträger 9 gekoppelt, sodass eine axiale Verschiebung der Gelenkmutter 18 ein Verschwenken des Auszugträgers 9 um die Schwenkachse 8 und somit einer Höhenverstellung der Lenkwelle 6 bzw. des Lenkelements 7 bewirkt. Ferner ist der Bügel 19 an mit dem karosseriefesten Anbindungselement 11 um einen fahrzeugfesten Drehpunkt 20 (siehe auch 10) drehbar angeordnet.The second adjustment device 5 (see also 7 ) has a second adjustment motor 16, a second spindle 17 and an articulated nut 18, the second adjustment motor 16 being coupled to the second spindle 17 in a torque-transmitting manner. The articulated nut 18 is arranged on the second spindle 17 in such a way that rotation of the second spindle 17 (by the second adjustment device 5) causes an axial displacement of the articulated nut 18 along the second spindle 17. Furthermore, the second adjustment device 5 has an adjustment bracket (yoke) 19 in which the articulated nut 18 is articulated. The bracket 19 is coupled to the pull-out device 3, more precisely to the pull-out support 9, so that axial displacement of the articulated nut 18 causes the pull-out support 9 to pivot about the pivot axis 8 and thus a height adjustment of the steering shaft 6 or the steering element 7. Furthermore, the bracket 19 is connected to the body-fixed connection element 11 around a vehicle-fixed pivot point 20 (see also 10 ) is arranged so that it can rotate.

Mit Bezug zu 7 ist zu erkennen, dass der Bügel 19 einteilig ausgebildet ist. Insbesondere wird der Bügel 19 derart gestanzt und umgeformt, dass er beide Seiten der Gelenkmutter 18 umgreift, wobei für die Montage der Gelenkmutter 18 eine spezielle Aussparung 21 vorgesehen ist. Die Aussparung ermöglicht es, die Gelenkmutter 18 um etwa 90° gedreht (untere Position der Gelenkmutter 18 in 7) in den Bügel einzusetzen und dann um 90° zu drehen (obere Position der Gelenkmutter 18 in 7) und mit der zweiten Spindel 17 in Eingriff zu bringen. Ferner weist die Gelenkmutter 18 auf beiden Seiten abgerundete Kanten auf, die es ermöglichen, dass sich die Gelenkmutter 18 während einer axialen Verschiebung entlang der zweiten Spindel 17 relativ zum Bügel 19 leicht verdrehen kann, um ein Verkanten der Gelenkmutter 18 auf der zweiten Spindel 17 zu verhindern.In reference to 7 it can be seen that the bracket 19 is formed in one piece. In particular, the bracket 19 is punched and formed in such a way that it encompasses both sides of the joint nut 18, whereby a special recess 21 is provided for the assembly of the joint nut 18. The recess enables the joint nut 18 to be rotated by approximately 90° (lower position of the joint nut 18 in 7 ) into the bracket and then rotate it by 90° (upper position of the joint nut 18 in 7 ) and to engage with the second spindle 17. Furthermore, the joint nut 18 has rounded edges on both sides, which allow the joint nut 18 to rotate slightly relative to the bracket 19 during an axial displacement along the second spindle 17 in order to prevent the joint nut 18 from jamming on the second spindle 17.

Ferner ist in 7 zu erkennen, dass der Bügel 19 Langlöcher 22 aufweist, über die er mit dem Auszugträger 3 derart gekoppelt ist, dass ein Verschwenken des Auszugträgers 9 um die Schwenkachse 8 durch die Langlöcher geführt wird (siehe auch 10).Furthermore, 7 It can be seen that the bracket 19 has elongated holes 22, via which it is coupled to the pull-out support 3 in such a way that pivoting of the pull-out support 9 about the pivot axis 8 is guided through the elongated holes (see also 10 ).

In 6 ist zu erkenne, dass eine Kraft F_H zur Höhenverstellung der Lenkwelle 6 bzw. des Lenkelements 7 im Wesentlichen mittig von der Verstelleinheit 1 und somit im Wesentlich symmetrisch eingeleitet wird. Dadurch reduziert sich ein Hebelarm a zur den Kopplungsstellen zwischen dem Bügel 19 und dem Auszugträger 9, wodurch eine Verwindung bzw. Nachgiebigkeit des Bügels 19 signifikant reduziert werden kann. Somit ist es möglich, den Bügel gewichtsoptimiert auszulegen.In 6 it can be seen that a force F _H for adjusting the height of the steering shaft 6 or the steering element 7 is introduced essentially centrally by the adjustment unit 1 and thus essentially symmetrically. This reduces a lever arm a to the coupling points between the bracket 19 and the extension support 9, whereby twisting or flexibility of the bracket 19 can be significantly reduced. This makes it possible to design the bracket in a weight-optimized manner.

Mit Bezug zurück auf 1 bis 3, sowie mit Bezug auf 10, ist zu erkenne, dass der zweite Verstellmotor 16 schwenkbar um die Schwenkachse 8 gelagert ist. Damit fällt ein Drehpunkt des zweiten Verstellmotors 16 mit dem Drehpunkt des Auszugträgers 9 und somit von der Lenkwelle 6 zusammen (siehe auch 10). Beide Drehpunkte bzw. Gelenkpunkte zusammen in Kombination mit einer gemeinsamen, durchgängigen Schwenkachse 8 reduzieren die Verkippung einer Lenkachse an den Gelenkpunkten (siehe 8 und 9). Insbesondere befinden sich die Kräftepaare (als Pfeile dargestellt), die auf die Schwenkachse 8 wirken möglichst weit rechts und links der Mitte. Dadurch kann eine Steifigkeit des Lenksystems 2 gegen Verdrehung unter einem Lenkmoment erhöht bzw. verbessert werden. 9 veranschaulicht ein Lenksystem 2 mit einer mehrteiligen Schwenkachse, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei zwei kurzen Achsen 8`, die bspw. als Bolzen ausgeführt sein können, verursachen die durch die Pfeile dargestellten Kräfte Drehmomente, die ohne Gegenmaßnahmen zur Verkippung der Achsen 8` (gestrichelt dargestellt) führend. Um eine solche Verkippung der Achsen 8' zu verhindern, müssen Gegenmaßnahmen, z.B. breite Gelenkauflage-Flächen, axial vorgespannte Gelenk-Bundbuchsen etc. vorgesehen werden. Solche Gegenmaßnahmen sind mit zusätzlichen Kosten, höherer Reibung und/oder höherem Verschleiß verbunden und können durch eine gemeinsame, durchgehende Achse 8, wie in 8 dargestellt, vermieden werden.With reference back to 1 to 3 , as well as with reference to 10 , it can be seen that the second adjustment motor 16 is pivotally mounted around the pivot axis 8. Thus, a pivot point of the second adjustment motor 16 coincides with the pivot point of the extension support 9 and thus of the steering shaft 6 (see also 10 ). Both pivot points or articulation points together in combination with a common, continuous pivot axis 8 reduce the tilting of a steering axle at the articulation points (see 8th and 9 ). In particular, the force pairs (shown as arrows) acting on the pivot axis 8 are located as far to the right and left of the center as possible. This can increase or improve the rigidity of the steering system 2 against twisting under a steering torque. 9 illustrates a steering system 2 with a multi-part swivel axis, as is known from the prior art. With two short axes 8`, which can be designed as bolts, for example, the forces shown by the arrows cause torques which, without countermeasures, lead to the tilting of the axes 8` (shown in dashed lines). In order to prevent such tilting of the axes 8', countermeasures must be provided, e.g. wide joint support surfaces, axially pre-stressed joint flange bushings, etc. Such countermeasures are associated with additional costs, higher friction and/or higher wear and can be achieved by a common, continuous axis 8, as in 8th shown, should be avoided.

10 veranschaulicht den Vorgang der Höhenverstellung der Lenkwelle 6 bzw. des Lenkelements 7. Der zweite Verstellmotor 16 ist gelenkartig derart mit der Lenkwelle 6 gekoppelt, dass sein Drehpunkt bzw. sein Schwenkpunkt mit dem des Auszugträgers 9 und somit der Lenkwelle 6 zusammenfällt und eine gemeinsame Achse 8 durch beide Drehpunkt möglich ist. Durch ein Verschieben der Gelenkmutter 18 entlang der zweiten Spindel 17 wird der Bügel 19 über seinen langen Schenkel 23 um den fahrzeugfesten Drehpunkt 20 verdreht, was ebenso eine Verdrehung eines kurzen Schenkels 24 des Bügels 19 führt. Die Verdrehung des kurzen Schenkels 24 wird über die Langlochverbindung zwischen dem Bügel 19 und dem Auszugträger 9 geführte Bewegung zu einem Verschwenken der Auszugeinrichtung 3 und somit der Lenkwelle 6 um die Schwenkachse 8 führt. 10 illustrates the process of adjusting the height of the steering shaft 6 or the steering element 7. The second adjustment motor 16 is coupled to the steering shaft 6 in such a way that its pivot point or its pivot point coincides with that of the pull-out support 9 and thus the steering shaft 6 and a common axis 8 is possible through both pivot points. By moving the joint nut 18 along the second spindle 17, the bracket 19 is rotated via its long leg 23 about the vehicle-fixed pivot point 20, which also leads to a rotation of a short leg 24 of the bracket 19. The rotation of the short leg 24 is guided via the elongated hole connection between the bracket 19 and the pull-out support 9 and leads to a pivoting of the pull-out device 3 and thus of the steering shaft 6 about the pivot axis 8.

Der Auszugträger 9 sowie das innere Auszugelement 10 weisen im Bereich der Gelenkmutter 18 eine Aussparung 25 auf (siehe auch 11 und 12), sodass es möglich ist, den langen Schenkel 23 des Bügels 19 kompakt auszuführen. Zusätzlich ist eine Höhe des Auszugträgers 9 sowie des inneren Auszugelements 10 im hinteren (lenkelementfernen) Bereich ebenfalls zurückgenommen, um eine kompakte Integration des zweiten Verstellmotors 16 in die Auszugeinrichtung 3 zu ermöglichen.The pull-out support 9 and the inner pull-out element 10 have a recess 25 in the area of the joint nut 18 (see also 11 and 12 ), so that it is possible to make the long leg 23 of the bracket 19 compact. In addition, the height of the pull-out support 9 and the inner pull-out element 10 in the rear area (away from the steering element) is also reduced in order to enable a compact integration of the second adjustment motor 16 into the pull-out device 3.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: VerstelleinheitAdjustment unit
22: LenksystemSteering system
33: AuszugeinrichtungPull-out device
44: erste Verstelleinrichtungfirst adjustment device
55: zweite Verstelleinrichtungsecond adjustment device
66: LenkwelleSteering shaft
77: LenkelementSteering element
88th: SchwenkachseSwivel axis
99: AuszugträgerPull-out supports
1010: inneres Auszugelementinner pull-out element
1111: karosseriefestes AnbindungselementBody-mounted connection element
1212: erster Verstellmotorfirst variable speed motor
1313: erste Spindelfirst spindle
1414: SpindelmutterSpindle nut
1515: Crash-HülseCrash sleeve
1616: zweiter Verstellmotorsecond adjustment motor
1717: zweite Spindelsecond spindle
1818: GelenkmutterJoint nut
1919: VerstellbügelAdjustment bracket
2020: fahrzeugfester Drehpunktvehicle-fixed pivot point
2121: AussparungRecess
2222: LanglochLong hole
2323: langer Schenkellong leg
2424: kurzer Schenkelshort leg
2525: Aussaprung Protrusion
FHFH: HöhenverstellkraftHeight adjustment force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2020043387 A1 [0004]

Claims

Adjustment unit (1) for a steering system (2) of a vehicle, comprising: a pull-out device (3) which has a pull-out support (9) and at least one inner pull-out element (10), wherein the pull-out support (9) is designed to be arranged axially fixed to a body of the vehicle and pivotable about a pivot axis (8), and the inner pull-out element (10) is arranged axially displaceably within the pull-out support (9) and is designed to be axially fixedly coupled to a steering shaft (6), a first adjustment device (4) for axially displacing the steering shaft (6), with a first adjustment motor (12), and a second adjustment device (5) for adjusting the height of the steering shaft (6), with a second adjustment motor (16), wherein the second adjustment device (5) is arranged at least partially within the pull-out device (3).

Adjustment unit (1) according to Claim 1 , wherein the first adjusting motor (12) and/or the second adjusting motor (16) are arranged outside or at least partially inside the pull-out device (3).

Adjustment unit (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the second adjusting device (5) is designed to be axially fixed to the body of the vehicle and pivotable about the pivot axis (8).

Adjustment unit (1) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the second adjustment device (5) further comprises a second spindle (17) and an articulated nut (18), wherein the second adjustment motor (16) is coupled to the second spindle (17) in a torque-transmitting manner and the articulated nut (18) is arranged on the second spindle (17) in such a way that a rotation of the second spindle (17) causes an axial displacement of the articulated nut (18) along the second spindle (17), and wherein the articulated nut (18) is further mounted in a bracket (19) of the second adjustment device (5), which is coupled to the pull-out device (3) in such a way that an axial displacement of the articulated nut (18) causes a pivoting of the pull-out support (9) about the pivot axis (8).

Adjustment unit (1) according to Claim 4 , wherein the second spindle (17) is arranged obliquely to the pull-out device, such that the joint nut (18) is arranged outside the pull-out device (3).

Adjustment unit (1) according to Claim 4 or 5 , wherein the joint nut (18) is received in the bracket (19) in such a way that a force (F _H ) for height adjustment is introduced centrally into the bracket (19).

Adjustment unit (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the first adjusting device (4) is coupled to the inner pull-out element (10) in such a way that a force for axially displacing the inner pull-out element (10) relative to the pull-out support (9) is introduced symmetrically into the pull-out device (3).

Adjustment unit (1) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the pull-out support (9) is arranged on the body of the vehicle in an axially fixed manner via a body-fixed connection element (11) and pivotable about the pivot axis (8).

Adjustment unit (1) according to Claim 8 , wherein the bracket (19) of the second adjusting device (5) is coupled to the body-fixed connection element (11) in an axially fixed manner and rotatable about a pivot point (20).

Steering system (2), in particular a steer-by-wire steering system, for a vehicle, comprising: a steering shaft (6), a steering element (7) which is coupled to the steering shaft (6) in an axially fixed and torque-transmitting manner, and an adjusting unit (1) according to one of the Claims 1 until 9 , wherein the steering shaft (6) is arranged within the extension support (9) and is axially fixedly coupled to the inner extension element (10).