DE102023110003A1 - Adjustment unit of a steering column - Google Patents
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Abstract
Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, umfassend:eine Verstelleinrichtung, die mindestens einen Verstellmotor (3), eine Spindel (2) aufweist, wobei der Verstellmotor (3) drehmomentübertragend mit der Spindel (2) gekoppelt ist,eine Auszugeinrichtung (4), die einen Auszugträger (5), der dazu eingerichtet ist, dreh- und axialfest an einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet zu sein,und mindestens ein inneres Auszugelement (6) aufweist, das in dem Auszugträger (5) axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Auszugsträger (5) und/oder das Auszugselement (6) mindestens eine Unterstützungsstruktur (8) aufweist, welche laschenförmig ausgeformt sind.Adjustment unit of a steering column of a vehicle, comprising:an adjustment device which has at least one adjustment motor (3), a spindle (2), wherein the adjustment motor (3) is coupled to the spindle (2) in a torque-transmitting manner,an extension device (4) which has an extension carrier (5) which is designed to be arranged in a rotationally and axially fixed manner on a body of the vehicle,and at least one inner extension element (6) which is arranged axially displaceably in the extension carrier (5), wherein the extension carrier (5) and/or the extension element (6) has at least one support structure (8) which are formed in the shape of a tab.
Description
Gebiet der ErfindungField of the 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
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. 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.Steer-by-wire steering systems are also known, 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. There are two types of steer-by-wire steering systems 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.
Bei den Steer-by-Wire Lenksystemen mit einem lenkradfernen Force-Feedback-Aktuator kommen bekannte Crash-Elemente, wie z.B., Blechstreifen, die sich bei Überschreiten einer definiteren Kraft plastisch verformen, zum Einsatz. Ferner sind auch Kunststoffhülsen an der teleskopierbaren Lenkwelle bekannt, die durch eine vorbestimmte Krafteinwirkung zerstört werden. Bei den Steer-by-Wire Lenksystemen mit einem lenkradnahen Force-Feedback-Aktuator kann die teleskopierbare Lenkwelle entfallen.In steer-by-wire steering systems with a force feedback actuator remote from the steering wheel, known crash elements are used, such as metal strips that plastically deform when a defined force is exceeded. Plastic sleeves on the telescopic steering shaft are also known, which are destroyed by a predetermined force. In steer-by-wire steering systems with a force feedback actuator close to the steering wheel, the telescopic steering shaft can be omitted.
Ferner müssen bei derartigen Verstellsystemen der Lenksäule sich die Lenksäulengehäuseteile zueinander verschieben. Dies wird durch eine teleskopierbare Anordnung der Gehäuseteile realisiert. Hierdurch kann das Lenkrad in eine für den Fahrer passende Position gebracht werden. Neuerdings gibt es die Forderung das Lenkrad in eine Verstauposition im Armaturenbrett einzufahren.Furthermore, with such steering column adjustment systems, the steering column housing parts must be able to move relative to one another. This is achieved by a telescopic arrangement of the housing parts. This allows the steering wheel to be moved into a position that suits the driver. Recently, there has been a requirement to retract the steering wheel into a stowage position in the dashboard.
Die
Aus der
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, umfassend:
- - eine Verstelleinrichtung, die mindestens einen Verstellmotor und eine Spindel aufweist, wobei der Verstellmotor drehmomentübertragend mit der Spindel gekoppelt ist,
- - eine Auszugeinrichtung, die einen Auszugträger aufweist, der dazu eingerichtet ist, dreh- und axialfest an einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet zu sein, und mindestens ein inneres Auszugelement, das in dem Auszugträger axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Auszugsträger und/oder das Auszugselement mindestens eine Unterstützungsstruktur aufweist, welche laschenförmig ausgeformt ist.
- - an adjustment device which has at least one adjustment motor and a spindle, wherein the adjustment motor is coupled to the spindle in a torque-transmitting manner,
- - a pull-out device which has a pull-out support which is designed to be arranged in a rotationally and axially fixed manner on a body of the vehicle, and at least one inner pull-out element which is arranged axially displaceably in the pull-out support, wherein the pull-out support and/or the pull-out element has at least one support structure which is formed in the shape of a tab.
Mittels der Schaffung einer bzw. mehrerer Unterstützungskonturen ist es möglich, verschiedene Komponenten der Verstelleinheit zu Lagern, Versteifen oder zur weiterführenden Unterstützung heranzuziehen. Derartige Ausführungen sind vor allem dann vorteilhaft, wenn der vorhandene Verstellmotor nahe am Lenkrad gelagert wird. Hierdurch entsteht vor allem Bauraum in der Verstelleinheit. Dieser kann dazu genutzt werden, im Inneren der Verstelleinheit Abstützung und Lagerung der verschiedenen Komponenten vorzunehmen.By creating one or more support contours, it is possible to use various components of the adjustment unit for support, stiffening or for additional support. Such designs are particularly advantageous when the existing adjustment motor is mounted close to the steering wheel. This creates space in the adjustment unit. This can be used to support and store the various components inside the adjustment unit.
Bevorzugterweise ist die Unterstützungsstruktur als Blechkomponente ausgebildet. Die Unterstützungsstrukturen werden vorzugsweise einteilig direkt an dem Auszugsträger und/oder dem Auszugselement ausgeformt, d.h. es handelt sich hierbei um umgeformter Blechabschnitte anstelle bspw. Alu-Druckguss-Interface. Hierdurch wird zusätzlicher Materialeinsatz begrenzt. Somit kann das Gesamtgewicht der Verstelleinheit reduziert werden. Die Unterstützungsstrukturen können parallel aus mehreren Komponenten ausgeformt werden.The support structure is preferably designed as a sheet metal component. The support structures are preferably formed in one piece directly on the pull-out support and/or the pull-out element, i.e. they are formed sheet metal sections instead of, for example, an aluminum die-cast interface. This limits the use of additional material. This means that the overall weight of the adjustment unit can be reduced. The support structures can be formed in parallel from several components.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterstützungsstruktur in dem Auszugsträger vorgesehen.According to one embodiment of the invention, the support structure is provided in the pull-out carrier.
Bevorzugterweise ist an der Unterstützungskontur ein Crash-Element befestigt. Dies ermöglicht gleichzeitig einen axialen Anschlag des Crashelementes sowie eine optimale Abstützung der Crash-Kraft. Ebenso kann das Crash-Element seitlich durch eine Struktur eingefasst sein.Preferably, a crash element is attached to the support contour. This simultaneously enables an axial stop of the crash element and optimal support of the crash force. The crash element can also be enclosed on the sides by a structure.
Bevorzugterweise ist der Verstellmotor an der mindestens einen Unterstützungskontur befestigt. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass der Verstellmotor nicht mehr an einem Alu-Druckguss-Träger befestigt werden muss. Folglich kann dies zur Gewichtseinsparung beitragen.Preferably, the adjustment motor is attached to the at least one support contour. Such an arrangement has the advantage that the adjustment motor no longer has to be attached to an aluminum die-cast carrier. Consequently, this can contribute to weight savings.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Spindel mittels der mindestens einen Unterstützungskontur drehbar gelagert. Dies hat den Vorteil, dass bei längeren Verfahrwegen der Spindel Vibrationen minimiert werden können.According to one embodiment of the invention, the spindle is rotatably mounted by means of the at least one support contour. This has the advantage that vibrations can be minimized over longer travel distances of the spindle.
Vorzugsweise ist eine Steer-by-Wire Lenksystem eines Fahrzeugs, aufweisend eine Spindel, ein Lenkelement das axialfest und drehmomentübertragend mit der Spindel gekoppelt ist, und eine Verstelleinheit, wobei die Spindel innerhalb des Auszugträgers angeordnet ist, und axialfest mit dem inneren Auszugelement gekoppelt ist.Preferably, a steer-by-wire steering system of a vehicle, comprising a spindle, a steering element which is coupled to the spindle in an axially fixed and torque-transmitting manner, and an adjustment unit, wherein the spindle is arranged within the extension carrier and is coupled to the inner extension element in an axially fixed manner.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit, -
2 einen Längsschnitt durch der erfindungsgemäßen Verstelleinheit, -
3 eine schematische Darstellung einer Auszugseinrichtung der der erfindungsgemäßen Verstelleinheit, und -
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit.
-
1 a schematic representation of an adjustment unit according to the invention, -
2 a longitudinal section through the adjustment unit according to the invention, -
3 a schematic representation of an extension device of the adjustment unit according to the invention, and -
4 a schematic representation of an adjustment unit according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Für eine weitere detaillierte Beschreibung wird nun in diesem Zusammenhang auf die
Die Verstelleinheit 1 weist eine Auszugeinrichtung 4, die einen Auszugträger 5, der dazu eingerichtet ist, dreh- und axialfest an einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet zu sein, und mindestens ein inneres Auszugelement 6 aufweist, das in dem Auszugträger 5 axial verschieblich angeordnet ist. Ferner ist das innere Auszugelement 6 axialfest mit der Lenkwelle 7 gekoppelt, sodass die Lenkwelle 4 über das innere Auszugelement 12 von der Verstelleinrichtung 6 axial verschoben werden kann.The adjustment unit 1 has an extension device 4, which has an extension support 5, which is designed to be arranged in a rotationally and axially fixed manner on a body of the vehicle, and at least one inner extension element 6, which is arranged to be axially displaceable in the extension support 5. Furthermore, the inner extension element 6 is coupled in an axially fixed manner to the steering shaft 7, so that the steering shaft 4 can be axially displaced by the adjustment device 6 via the inner extension element 12.
Des Weiteren weist der Auszugsträger 5 und/oder das Auszugselement 6 mindestens eine Unterstützungsstruktur 8 auf, welche laschenförmig ausgeformt sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind 3 Unterstützungskonturen 8 ersichtlich.Furthermore, the pull-out support 5 and/or the pull-out element 6 has at least one support structure 8, which is formed in the shape of a tab. In this exemplary embodiment, three support contours 8 are visible.
Eine erste Unterstützungskontur 9 ist derart vorgesehen, dass dieses ein kippsteifes Zweireihiges-(Schrägkugel)-Lager oder eine Lagerhülse 12 mit abstützenden Lenkwellenlagern aufnehmen kann. Ferner bietet die Kontur 9 einen Schutz vor durchdringenden Bauteilen im Crash-Fall.A first support contour 9 is provided in such a way that it can accommodate a tilt-resistant double-row (angular contact ball) bearing or a bearing sleeve 12 with supporting steering shaft bearings. Furthermore, the contour 9 offers protection against penetrating components in the event of a crash.
Eine zweite Unterstützungskontur 10 ist derart vorgesehen, dass dieses zur Lagerung der Spindel 2 der Längenverstellung und zur Vibrationsminimierung bei längeren Verfahrwegen dient.A second support contour 10 is provided in such a way that it serves to support the spindle 2 of the length adjustment and to minimize vibrations during longer travel distances.
Eine dritte Unterstützungskontur 11 dient zur Lagerung des Verstellmotors 3 und zur Abstützung der Crash-Kraft.A third support contour 11 serves to support the adjustment motor 3 and to support the crash force.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- VerstelleinheitAdjustment unit
- 22
- Spindelspindle
- 33
- VerstellmotorAdjustment motor
- 44
- AuszugseinrichtungPull-out device
- 55
- AuszugsträgerPull-out supports
- 66
- inneres Auszugselementinner pull-out element
- 77
- LenkwelleSteering shaft
- 88th
- UnterstützungskonturSupport contour
- 99
- erste Unterstützungskonturfirst support contour
- 1010
- zweite Unterstützungskontursecond support contour
- 1111
- dritte Unterstützungskonturthird support contour
- 1212
- LagerhülseBearing sleeve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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