WO2020025284A1 - Electromotively adjustable steering device - Google Patents

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WO2020025284A1
WO2020025284A1 PCT/EP2019/068658 EP2019068658W WO2020025284A1 WO 2020025284 A1 WO2020025284 A1 WO 2020025284A1 EP 2019068658 W EP2019068658 W EP 2019068658W WO 2020025284 A1 WO2020025284 A1 WO 2020025284A1
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electric motor
steering
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steering column
length component
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Application number
PCT/EP2019/068658
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Inventor
Renee Dietzel
Frank Gömmel
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory

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Abstract

The invention relates to an electromotively adjustable steering device (6) of a land-bound motor vehicle (2), having a steering column (10), to which a steering wheel (8) is attached for conjoin rotation, and having an electromotive drive (18), which has an electric motor (30) and a variable-length component (24). The variable-length component (24) is driven by means of the electric motor (30) and is attached to the steering column (10) by means of a fastening device (22). The variable-length component (24) extends from the fastening device (22) in the direction of the steering wheel (8). The invention furthermore relates to a land-bound motor vehicle (2).

Description

Beschreibung  description
Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung  Steering device adjustable by electric motor
Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eines landgebundenen Kraftfahrzeugs, mit einer Lenksäule, an der ein Lenkrad drehfest angebunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein landgebundenes Kraftfahrzeug. The invention relates to an electromotively adjustable steering device of a land-based motor vehicle, with a steering column to which a steering wheel is connected in a rotationally fixed manner. The invention further relates to a land-based motor vehicle.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Vorderräder auf, mittels derer eine ge- wünschte Richtung des Kraftfahrzeugs eingestellt wird. Hierfür sind die Vorderrä- der meist mit einer Lenkvorrichtung gekoppelt, die ein Lenkrad aufweist. Mittels der Lenkvorrichtung wird von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die gewünschte Richtung eingestellt. Hierfür wird ein Lenkradkranz des Lenkrads rotiert, sodass die Vorderräder in die gewünschte Richtung weisen. Der Lenkradkranz selbst ist üblicherweise in Brusthöhe vor dem Fahrer des Kraftfahrzeugs positioniert, so- dass dieser den Lenkradkranz vergleichsweise einfach fassen kann. Motor vehicles usually have front wheels, by means of which a desired direction of the motor vehicle is set. For this purpose, the front wheels are usually coupled to a steering device that has a steering wheel. The driver of the motor vehicle uses the steering device to set the desired direction. For this purpose, a steering wheel rim of the steering wheel is rotated so that the front wheels point in the desired direction. The steering wheel rim itself is usually positioned at chest height in front of the driver of the motor vehicle, so that the driver can grasp the steering wheel rim comparatively easily.
Bei Betrieb soll es möglich sein, dass von dem Fahrer auch eine vergleichsweise große Kraft auf den Lenkradkranz ausgeübt werden kann, insbesondere sofern eine Lenkunterstützung ausfällt. Daher soll sich der Lenkradkranz üblicherweise in einem Abstand von ca. 35 cm vor dem Brustkorb des Fahrers befinden. Auch ist bei einem derartigen Abstand der Komfort für den Fahrer erhöht. Da Kraftfahrzeu- ge nicht stets von Fahrern mit der gleichen Größe bewegt werden, ist es erforder- lich, die Position des Lenkrads geeignet einzustellen. Hierbei wird insbesondere eine Neigung des Lenkrads und der vollständigen Lenksäule eingestellt. Auch ist eine Längenveränderung bekannt, also eine Längsverstellung der Lenksäule ent- lang deren Verlauf. Hierbei wird beispielsweise manuell eine Verriegelung gelöst und das Lenkrad sowie die Lenksäule geeignet verschwenkt. Zur Erhöhung des Komforts erfolgt eine derartige Verstellung in zunehmendem Maß elektrisch. Auch ist eine Sicherheit erhöht, da eine Position eines etwaigen Airbags der Lenkvor- richtung ideal eingestellt werden kann. Hierbei weist die Lenkvorrichtung einen oder mehrere elektromotorische Antriebe auf, mittels derer die Lenksäule geeignet verbracht wird. Aus Platzgründen ist der Elektromotor und/oder eine den Elektro- motor aufweisenden Elektromotor-Getriebeeinheit meist vergleichsweise weit von dem Lenkrad beabstandet. During operation, it should be possible for the driver to be able to exert a comparatively large force on the steering wheel rim, in particular if steering assistance fails. Therefore, the steering wheel rim should usually be at a distance of approx. 35 cm in front of the driver's chest. At such a distance, the comfort for the driver is also increased. Since motor vehicles are not always moved by drivers of the same size, it is necessary to adjust the position of the steering wheel appropriately. In particular, an inclination of the steering wheel and the complete steering column is set. A change in length is also known, that is to say a longitudinal adjustment of the steering column along its course. Here, for example, a lock is released manually and the steering wheel and the steering column are pivoted in a suitable manner. To increase comfort, such an adjustment is carried out increasingly electrically. Also Security is increased because a position of any airbag of the steering device can be ideally adjusted. Here, the steering device has one or more electric motor drives, by means of which the steering column is suitably moved. For reasons of space, the electric motor and / or an electric motor gear unit having the electric motor is usually relatively far apart from the steering wheel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektromoto- risch verstellbare Lenkvorrichtung eines landgebundenen Kraftfahrzeugs und ein besonders geeignetes landgebundenes Kraftfahrzeug anzugeben, wobei insbe- sondere die Sicherheit erhöht ist, und wobei zweckmäßigerweise das Gewicht und/oder die Herstellungskosten reduziert sind. The invention is based on the object of specifying a particularly suitable electromotively adjustable steering device of a land-based motor vehicle and a particularly suitable land-bound motor vehicle, in particular increasing safety and expediently reducing the weight and / or the manufacturing costs.
Hinsichtlich der Lenkvorrichtung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des An- spruchs 1 und hinsichtlich des Kraftfahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. With regard to the steering device, this object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and with respect to the motor vehicle by the features of claim 7. Advantageous further developments and refinements are the subject of the respective subclaims.
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung ist ein Bestandteil eines land- gebundenen Kraftfahrzeugs. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch wird somit das landgebundene Kraftfahrzeug an Land bewegt. Hierbei ist das Kraftfahrzeug zweckmäßigerweise unabhängig von einer Fahrspur, wird jedoch besonders be- vorzugt entlang einer Fahrspur bewegt, die beispielsweise aus Asphalt/Teer gefer- tigt ist. Das landgebundene Kraftfahrzeug umfasst zweckmäßigerweise eine An- zahl an Rädern, die auf einem Boden aufstehen, und mittels derer der Kontakt zu dem Land realisiert ist. Vorzugsweise ist das landgebundene Kraftfahrzeug ein Personenkraftfahrzeug (Pkw) oder ein Nutzkraftfahrzeug, wie ein Lastkraftwagen oder ein Bus. Mittels der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung wird bei Betrieb, insbe- sondere von einem Fahrer des landgebundenen Kraftfahrzeugs, eine Richtung eingestellt, in die das landgebundene Kraftfahrzeug fortbewegt wird. Hierfür ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Mit anderen Worten dient die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung der Steuerbewegung des landgebundenen Kraftfahrzeugs und insbesondere der Auswahl und/oder Einstellung einer Bewegungsrich- tung/Fortbewegungsrichtung. Hierfür ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvor- richtung zweckmäßigerweise mit Rädern des landgebundenen Kraftfahrzeugs ge- koppelt. Insbesondere umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Zahnstange oder ist vorgesehen mit einer Zahnstange gekoppelt zu werden. Die Zahnstange ist im Montagezustand an zumindest einem der Räder des land- gebundenen Kraftfahrzeugs, vorzugsweise zweien der Räder, insbesondere den Vorderrädern, angebunden, sodass bei einer Verschiebung der Zahnstange um einen bestimmten Bereich ein Lenkeinschlag der Räder verändert wird. Beispiels- weise ist die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung mit einem Ritzel ge- koppelt oder versehen, welches mit der etwaigen Zahnstange in Wirkverbindung steht. Beispielsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Lenkunterstützung, insbesondere eine sogenannte Servolenkungseinheit. Alternativ ist das Ritzel mittels eines Elektromotors angetrieben, welcher bei spielsweise aufgrund von elektrischen Signalen angesteuert wird. Die elektrischen Signale werden dabei zumindest teilweise mittels der elektromotorisch verstellba- ren Lenkvorrichtung erstellt. The electric motor-adjustable steering device is part of a land-bound motor vehicle. When used as intended, the land-based motor vehicle is thus moved ashore. In this case, the motor vehicle is expediently independent of a lane, but is particularly preferably moved along a lane which is made, for example, of asphalt / tar. The land-bound motor vehicle expediently comprises a number of wheels which stand on a floor and by means of which contact with the land is realized. The land-based motor vehicle is preferably a passenger vehicle (passenger car) or a commercial vehicle, such as a truck or a bus. During operation, in particular by a driver of the land-bound motor vehicle, the steering motor is used to set a direction in which the land-bound motor vehicle is moved during operation. The electric motor-adjustable steering device is suitable for this, in particular provided and set up. In other words, the electromotively adjustable steering device serves for the control movement of the land-based motor vehicle and in particular for the selection and / or setting of a direction of movement / direction of movement. For this purpose, the steering device which can be adjusted by an electric motor is expediently coupled to wheels of the land-based motor vehicle. In particular, the electromotively adjustable steering device comprises a toothed rack or is provided to be coupled to a toothed rack. In the assembled state, the rack is connected to at least one of the wheels of the land-bound motor vehicle, preferably two of the wheels, in particular the front wheels, so that a steering angle of the wheels is changed when the rack is shifted by a certain range. For example, the electric motor-adjustable steering device is coupled or provided with a pinion, which is operatively connected to the toothed rack, if any. For example, the electric motor-adjustable steering device includes a steering support, in particular a so-called power steering unit. Alternatively, the pinion is driven by an electric motor, which is controlled in the case of example on the basis of electrical signals. The electrical signals are generated at least in part by means of the electromotively adjustable steering device.
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung weist eine Lenksäule und ein daran drehfest angebundenes Lenkrad auf. Zum Beispiel ist der Lenksäulenab- schnitt mit dem etwaigen Ritzel oder einem Sensor zur Aufnahme der Position des Lenkradkranzes gekoppelt. Zweckmäßigerweise ist die Lenksäule drehbar um eine Drehachse gelagert. Somit ist auch das Lenkrad mittels der Lenksäule um die Drehachse drehbar gelagert. Das Lenkrad umfasst beispielsweise einen Nabe, die umfangsseitig von einem Lenkradkranz umgeben ist. Der Lenkradkranz ist mittels einer Anzahl an Speichen beispielsweise an der Nabe angebunden und vorzugsweise einstückig mit dieser. Das Lenkrad, zweckmäßigerweise der Lenk- radkranz, ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, zumindest zeitweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bedient zu werden. Mittels Drehen des Lenkrads um die Drehachse wird bei Betrieb eine Steuerbewegung durchge- führt, sodass mittels des Lenkrads vorzugsweise eine Einstellung zumindest eines Rads des Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Drehachse ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet, und dabei bei spielsweise gegenüber einer horizontalen Ebene zur Erhöhung des Komforts ge- neigt. The electric motor-adjustable steering device has a steering column and a steering wheel connected to it in a rotationally fixed manner. For example, the steering column section is coupled to the possible pinion or a sensor for recording the position of the steering wheel rim. The steering column is expediently mounted rotatably about an axis of rotation. The steering wheel is thus also rotatably mounted about the axis of rotation by means of the steering column. The steering wheel includes, for example, a hub which is surrounded on the circumference by a steering wheel rim. The steering wheel rim is connected to the hub by means of a number of spokes, for example, and is preferably in one piece with the hub. The steering wheel, expediently the steering wheel rim, is suitable, in particular provided and set up, to be operated at least temporarily by a driver of the motor vehicle. By turning the steering wheel about the axis of rotation, a control movement is carried out during operation, so that at least one setting is preferably made by means of the steering wheel Wheel of the motor vehicle takes place. The axis of rotation is preferably arranged essentially parallel to a direction of travel of the motor vehicle, and is inclined, for example, relative to a horizontal plane to increase comfort.
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung umfasst ferner einen elektromo- torischen Antrieb, der beispielsweise ein Linearantrieb ist. Mittels des elektromoto- rischen Antriebs ist es ermöglicht, die Lenksäule und das Lenkrad entlang der Längsrichtung der Lenksäule zu verstellen, also insbesondere entlang der Dreh- achse. Hierfür ist der elektromotorische Antrieb geeignet, insbesondere vorgese- hen und eingerichtet. Beispielsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung einen weiteren elektromotorischen Antrieb, mittels dessen ein Verschwenken der Lenksäule und/oder eine Bewegung der Lenksäule entlang einer weiteren Richtung erfolgt, insbesondere im Wesentlichen vertikal. Mit ande- ren Worten dient der weitere elektromotorische Antrieb der Höhenverstellung. The electric motor-adjustable steering device further comprises an electric motor drive, which is a linear drive, for example. The electric motor drive makes it possible to adjust the steering column and the steering wheel along the longitudinal direction of the steering column, in particular along the axis of rotation. The electric motor drive is suitable for this, in particular it is provided and set up. For example, the electromotively adjustable steering device comprises a further electromotive drive, by means of which the steering column is pivoted and / or the steering column is moved along a further direction, in particular essentially vertically. In other words, the further electromotive drive is used for height adjustment.
Der elektromotorische Antrieb umfasst einen Elektromotor, der insbesondere ein rotierender Elektromotor ist. Zum Beispiel ist der Elektromotor bürstenlos ausge- staltet und beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotorein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Zudem umfasst der elektromotorische Antrieb ein längenveränderliches Bauteil, das mittels des Elektromotors angetrieben ist. Beispielsweise ist hierfür das län genveränderliche Bauteil direkt oder über ein Getriebe, beispielsweise ein Schne- ckengetriebe, mit dem Elektromotor mechanisch gekoppelt. Hierbei wird bei Be- trieb des Elektromotors die Länge des längenveränderlichen Bauteils verändert. Insbesondere wird mittels des Elektromotors die Länge des längenveränderlichen Bauteils eingestellt. Das längenveränderliche Bauteil ist beispielsweise lediglich ein einziges Element. Besonders bevorzugt jedoch umfasst das längenveränderli- che Bauteil mehrere einzelne Elemente, die geeignet miteinander wechselwirken Mit anderen Worten wird unter einem längenveränderlichen Bauteil insbesondere eine längenveränderliche Baugruppe verstanden. Das längenveränderliche Bauteil ist an der Lenksäule mittels einer Befestigungs- Vorrichtung angebunden. Hierbei ist insbesondere ein Ende des längenveränderli- chen Bauteils oder ein Abschnitt des längenveränderlichen Bauteils, der bei Be- trieb des Elektromotors bezüglich des Elektromotors verbracht wird, an der Lenk- säule angebunden. Das verbleibende Ende des längenveränderlichen Bauteils ist insbesondere an dem Elektromotor befestigt und somit bezüglich diesem stabili siert. Zweckmäßigerweise ist im Montagezustand der Elektromotor und/oder die ser Abschnitt des längenveränderlichen Bauteils, also der Abschnitt des lägenveränderlichen Bauteils, dessen Abstands bei einer Änderung der Länge zu dem an der Lenksäule angebundenen Abschnitt verändert wird, karosserieseitig befestigt insbesondere starr. Somit ist es möglich, bei Betrieb des Elektromotors die Position der Lenksäule und somit auch des Lenkrads entlang der Ausdehnung der Lenksäule, also entlang der Längsachse, einzustellen. Zumindest jedoch ist das längenveränderliche Bauteil derart angeordnet und an dem Elektromotor so- wie der Lenksäule angebunden, dass bei einer Änderung der Länge des langen- veränderlichen Bauteils die Lenksäule entlang deren Längsrichtung verstellt wird. The electric motor drive comprises an electric motor, which is in particular a rotating electric motor. For example, the electric motor is designed to be brushless and, for example, a brushless DC motor (BLDC). However, the electric motor is particularly preferably a brushed commutator motor. In addition, the electromotive drive comprises a variable-length component which is driven by the electric motor. For example, the variable-length component is mechanically coupled to the electric motor directly or via a gear, for example a worm gear. The length of the variable-length component is changed during operation of the electric motor. In particular, the length of the variable-length component is set by means of the electric motor. The variable-length component is, for example, just a single element. However, the variable-length component particularly preferably comprises a plurality of individual elements which interact appropriately with one another. In other words, a variable-length component is understood in particular to mean a variable-length assembly. The variable-length component is connected to the steering column by means of a fastening device. In this case, in particular an end of the variable-length component or a section of the variable-length component which is moved with respect to the electric motor when the electric motor is in operation is connected to the steering column. The remaining end of the variable-length component is particularly attached to the electric motor and thus stabilized with respect to this. In the assembled state, the electric motor and / or this section of the variable-length component, that is to say the section of the variable-length component, the distance of which changes when the length changes to the section connected to the steering column, is expediently fixed in particular on the body side. It is thus possible to adjust the position of the steering column and thus also of the steering wheel along the extent of the steering column, that is, along the longitudinal axis, when the electric motor is in operation. At least, however, the variable-length component is arranged and connected to the electric motor and the steering column in such a way that when the length of the variable-length component changes, the steering column is adjusted along its longitudinal direction.
Das längenveränderliche Bauteil erstreckt sich von der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Lenkrads. Mit anderen Worten bildet insbesondere das an der Lenksäule angebundene Ende oder Abschnitt des längenveränderlichen Bauteils das von dem Lenkrad am weitesten weg versetzte Ende des längenveränderli- chen Bauteils. Mit anderen Worten ist der Abschnitt des längenveränderlichen Bauteils, der bezüglich des an der Lenksäule angebunden Abschnitt des längen- veränderlichen Bauteils bei einer Änderung der Länge verbracht wird, in Richtung des Lenkrads versetzt und dort zweckmäßigerweise karosserieseig im Montage- zustand gehalten. The variable-length component extends from the fastening device in the direction of the steering wheel. In other words, in particular the end or section of the variable-length component connected to the steering column forms the end of the variable-length component that is most distant from the steering wheel. In other words, the section of the variable-length component, which is moved with a change in length with respect to the section of the variable-length component connected to the steering column, is displaced in the direction of the steering wheel and there is expediently held there in the assembly state in a body-like manner.
Aufgrund einer derartigen Positionierung des längenveränderlichen Bauteils er- folgt bei einer Krafteinwirkung auf das Lenkrad entlang der Längsachse von dem Fahrer weg, insbesondere in Richtung der etwaigen Räder oder einer Front des landgebundenen Kraftfahrzeugs lediglich eine Zugbelastung auf das längenver- änderliche Bauteil. Eine derartige Krafteinwirkung erfolgt insbesondere im Falle eines Unfalls des landgebundenen Kraftfahrzeugs. Bei einer vergleichsweise gro- ßen Krafteinwirkung erfolgt beispielsweise eine plastische Verformung des län genveränderlichen Bauteils, bei dem dieses gelängt wird. Dabei erfolgt jedoch auch weiterhin eine Stabilisierung. Bei einer anderweitigen Orientierung des län genveränderlichen Bauteils wird hingegen dieses bei der Kraftbelastung zusam- men gestaucht, sodass dieses beispielsweise knickt. Dabei erfolgt ein Abreißen und/oder ein unkontrolliertes Verformen des längenveränderlichen Bauteils. Auf- grund der Erstreckung in Richtung des Lenkrads und im Wesentlichen lediglich dem Auszusetzen von Zugkräfte, ist es ermöglicht, das längenveränderliche Bau- teil filigraner und somit mit geringerem Gewicht zu fertigen. So ist insbesondere eine Zugfestigkeit größer als die Festigkeit bezüglich eines entsprechend wirken- den Drucks. Auch sind auf diese Weise Herstellungskosten reduziert. Zusammen- fassend ist insbesondere aufgrund der Anordnung ein mögliches Knicken des län genveränderlichen Bauteils, das insbesondere vergleichsweise lang und dünn ausgestaltet ist, zu vermeiden indem dieses auf Zug belastet wird. Due to such positioning of the variable-length component, when the steering wheel is subjected to a force along the longitudinal axis away from the driver, in particular in the direction of any wheels or a front of the land-based motor vehicle, only a tensile load is exerted on the variable-length component. Such action of force occurs particularly in the event of an accident of the land-based motor vehicle. With a comparatively large For example, there is a plastic deformation of the length-modifiable component in which it is elongated. However, stabilization continues. If the length-modifiable component is oriented differently, on the other hand, it is compressed when the force is applied, so that it buckles, for example. This involves tearing off and / or uncontrolled deformation of the variable-length component. Due to the extension in the direction of the steering wheel and essentially only the suspension of tensile forces, it is possible to manufacture the variable-length component more delicately and thus with less weight. In particular, a tensile strength is greater than the strength with regard to a correspondingly acting pressure. Manufacturing costs are also reduced in this way. In summary, in particular due to the arrangement, a possible kinking of the length-variable component, which is in particular comparatively long and thin, is to be avoided by loading it under tension.
Zusammenfassend ist es bei einer derartigen Anordnung nicht erforderlich, das längenveränderliche Bauteil vergleichsweise robust zu fertigen, was Herstellungs- kosten und das Gewicht reduziert. Auch wird bei einem Abreißen des längenver- änderlichen Bauteils oder einer Zerstörung des längenveränderlichen Bauteils dieses im Wesentlichen auseinandergezogen, und keine Elemente hiervon gelan- gen in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs. Somit ist auch eine Sicherheit erhöht. Da das längenveränderliche Bauteil ein vergleichsweise geringes Gewicht auf- weist, ist es ermöglicht, einen vergleichsweise leistungsschwachen Elektromotor heranzuziehen, sodass Herstellungskosten weiter reduziert sind. Auch ist ein be- nötigter Bauraum reduziert. In summary, with such an arrangement, it is not necessary to manufacture the variable-length component in a comparatively robust manner, which reduces manufacturing costs and the weight. Also, if the variable-length component is torn off or if the variable-length component is destroyed, the latter is essentially pulled apart, and no elements thereof reach an interior of the motor vehicle. This also increases security. Since the variable-length component has a comparatively low weight, it is possible to use a comparatively low-power electric motor, so that manufacturing costs are further reduced. Required installation space is also reduced.
Beispielsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung einen weiteren derartigen elektromotorischen Antrieb, der insbesondere baugleich zu dem elektromotorischen Antrieb ist. Auf diese Weise ist eine vergleichsweise schnelle Verstellung ermöglicht. Auch ist auf diese Weise mittels der längenver- änderlichen Bauteile jeweils lediglich ein Bruchteil der wirkenden Kraft im Falle eines Unfalls aufzunehmen. Zweckmäßigerweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung zusätzlich einen weiteren Antrieb, mittels dessen die Drehachse verschwenkt werden kann, insbesondere bezüglich einer Horizontalen. Somit ist ein Komfort weiter erhöht. For example, the steering device which can be adjusted by an electric motor comprises a further such electric motor drive, which is in particular identical in construction to the electric motor drive. In this way, a comparatively quick adjustment is made possible. In this way, only a fraction of the force acting in the event of an accident can be absorbed by means of the variable-length components. Advantageously, the electromotively adjustable steering device additionally comprises a further drive, by means of which the Axis of rotation can be pivoted, in particular with respect to a horizontal. Comfort is thus further increased.
Beispielsweise wird die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung bei einem vollständig autonomen Fahren des Kraftfahrzeugs herangezogen. Hierbei sind der elektromotorische Antrieb und/oder weitere Bestandteile der elektromotorisch ver- stellbaren Lenkvorrichtung geeigneterweise der angepasst, dass das Lenkrad bei einer autonomen Fortbewegung vergleichsweise weit von dem Fahrer entfernt werden kann, was eine Komfort erhöht. For example, the steering device that can be adjusted by an electric motor is used when the motor vehicle is driving completely autonomously. Here, the electric motor drive and / or further components of the electric motor-adjustable steering device are suitably adapted so that the steering wheel can be moved comparatively far from the driver during autonomous locomotion, which increases comfort.
Zum Beispiel ist das längenveränderliche Bauteil bezüglich der Lenksäule, insbe- sondere der Drehachse, verschwenkt. Somit ist es ermöglicht, mittels des längen- veränderlichen Bauteils eine vergleichsweise große Kraft zur Verstellung der Lenksäule aufzubringen. Besonders bevorzugt jedoch ist das längenveränderliche Bauteil parallel zur Lenksäule angeordnet, also parallel zur Drehachse. Auf diese Weise ist eine Baugröße verringert. Auch ist eine Montage vereinfacht. So ist es insbesondere möglich, die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung als ein Modul in dem landgebundene Kraftfahrzeug zu montieren. In einer Alternative hierzu ist das längenveränderliche Bauteil bezüglich der Lenksäule schwenkbar gelagert, vorzugsweise mittels eines Gehäuses. Bei bestimmten Einstellungen ist hierbei das längenveränderliche Bauteil zur Lenksäule beispielsweise parallel oder zumindest annähernd parallel. Mit anderen Worten ist das längenveränderliche Bauteil lediglich in bestimmten Einstellungen parallel zur Lenksäule angeordnet. Auf diese Weise ist eine Ausnutzung eines Bauraums verbessert. For example, the variable-length component is pivoted with respect to the steering column, in particular the axis of rotation. This makes it possible to apply a comparatively large force to adjust the steering column by means of the variable-length component. However, the length-variable component is particularly preferably arranged parallel to the steering column, that is to say parallel to the axis of rotation. In this way, a size is reduced. Assembly is also simplified. It is thus possible, in particular, to mount the steering device adjustable by an electric motor as a module in the land-based motor vehicle. In an alternative to this, the variable-length component is pivotally mounted with respect to the steering column, preferably by means of a housing. With certain settings, the variable-length component is parallel to the steering column, for example, or at least approximately parallel. In other words, the variable-length component is arranged parallel to the steering column only in certain settings. In this way, utilization of an installation space is improved.
Beispielsweise ist der Elektromotor auf der dem Lenkrad gegenüberliegenden Sei- te der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Somit ist eine Wahl der Position des Elektromotors vergleichsweise frei. Der Antrieb des längenveränderlichen Bauteils erfolgt hierbei geeigneterweise über ein geeignetes Getriebe oder sonstige Bautei- le, beispielsweise Umlenkrollen. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor zwischen der Befestigungsvorrichtung und dem Lenkrad angeordnet, zweckmäßi- gerweise in einem Bereich eines Endes des längenveränderlichen Bauteils. Hier- bei ist Elektromotor beispielsweise von der Längsachse der Lenksäule weg ver- setzt. Entlang der Richtung der Längsachse befindet sich jedoch der Elektromotor zwischen der Befestigungsvorrichtung und dem Lenkrad. Somit ist eine ver- gleichsweise einfache und kostengünstige Anbindung des Elektromotors an dem längenveränderlichen Bauteils ermöglicht. Auch sind etwaige mechanische Ver- luste für den Betrieb des längenveränderlichen Bauteils reduziert. Da das längen- veränderlichen Bauteils lediglich vergleichsweise geringen Belastungen ausge- setzt ist und ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist, ist auch ein ver- gleichsweise leistungsschwacher Elektromotor zum Betrieb ausreichend, sodass dieser auch in dem vergleichsweise kleinen Bauraum zwischen der Befestigungs- Vorrichtung und dem Lenkrad angeordnet werden kann. For example, the electric motor is arranged on the side of the fastening device opposite the steering wheel. A choice of the position of the electric motor is thus comparatively free. The variable-length component is suitably driven via a suitable gear or other components, for example deflection rollers. However, the electric motor is particularly preferably arranged between the fastening device and the steering wheel, expediently in a region of one end of the variable-length component. Here, the electric motor is moved away from the longitudinal axis of the steering column, for example. puts. However, the electric motor is located between the fastening device and the steering wheel along the direction of the longitudinal axis. This enables a comparatively simple and inexpensive connection of the electric motor to the variable-length component. Any mechanical losses for the operation of the variable-length component are also reduced. Since the variable-length component is only subjected to comparatively low loads and has a comparatively low weight, a comparatively low-power electric motor is also sufficient for operation, so that it is also arranged in the comparatively small installation space between the fastening device and the steering wheel can be.
Beispielsweise umfasst das längenveränderliche Bauteil eine Spindel oder ist mit- tels dieser gebildet. Die Spindel selbst umfasst zweckmäßigerweise einen Gewin- destab oder dergleichen, auf den eine Mutter, insbesondere eine Spindelmutter, aufgesetzt ist. Hierbei ist insbesondere die Mutter an der Lenksäule angebunden, insbesondere mittels einer geeigneten Vorrichtung, wie beispielsweise eine Ab- deckkappe. Der Gewindestab ist insbesondere mittels des Elektromotors ange- trieben und zweckmäßigerweise drehbar gelagert. Vorzugsweise ist jedoch eine Längsbewegung des Gewindestabs unterbunden. Bei einer Rotation des Gewin- destabs wird die Mutter verschoben und somit die Länge des längenveränderli- chen Bauteils eingestellt. Auf diese Weise ist eine Robustheit und Zuverlässigkeit erhöht. Auch ist somit insbesondere eine Selbsthemmung realisiert, sodass bei nicht betriebenem Elektromotor eine Verstellung der Lenksäule entlang der Längsachse nicht möglich ist. For example, the variable-length component comprises or is formed by means of a spindle. The spindle itself expediently comprises a threaded rod or the like on which a nut, in particular a spindle nut, is placed. In particular, the nut is connected to the steering column, in particular by means of a suitable device, such as a cover cap. The threaded rod is driven in particular by means of the electric motor and expediently rotatably mounted. However, longitudinal movement of the threaded rod is preferably prevented. When the threaded rod rotates, the nut is displaced and the length of the variable-length component is set. This increases robustness and reliability. In particular, self-locking is thus also realized, so that an adjustment of the steering column along the longitudinal axis is not possible when the electric motor is not operated.
Beispielsweise ist die Spindelmutter innerhalb eines U-förmigen Trägers angeord- net, zweckmäßigerweise zwischen den beiden zueinander parallelen Schenkeln des Trägers. Der Elektromotor ist geeigneterweise an dem Träger befestigt und vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu sämtlichen Schenkeln des Trägers angeordnet. Der Gewindestab ist vorzugsweise senkrecht zu den beiden zueinan- der parallelen Schenkeln angeordnet und reicht durch diese hindurch. Zwischen den beiden zueinander parallelen Schenkeln des Trägers ist die Spindelmutter angeordnet und auf den Gewindestab aufgesetzt. Die Spindelmutter ist Vorzugs- weise direkt mittels des Elektromotors angetrieben. Geeigneterweise ist der Elekt- romotor zwischen der Spindelmutter und dem zu den beiden Schenkeln des Trä- gers senkrechten Schenkel des Trägers angeordnet und auf diese Weise ge- schützt. Somit ist ein vergleichsweise kompakter elektromotorischer Antrieb be- reitgestellt. For example, the spindle nut is arranged within a U-shaped carrier, expediently between the two mutually parallel legs of the carrier. The electric motor is suitably attached to the carrier and is preferably arranged substantially perpendicular to all of the legs of the carrier. The threaded rod is preferably arranged perpendicular to the two parallel legs and extends through them. The spindle nut is arranged between the two mutually parallel legs of the carrier and is placed on the threaded rod. The spindle nut is preferred directly driven by the electric motor. The electric motor is suitably arranged between the spindle nut and the leg of the carrier perpendicular to the two legs of the carrier and is protected in this way. A comparatively compact electromotive drive is thus provided.
Zum Beispiel ist das längenveränderliche Bauteil an der Lenksäule mittels der Be- festigungsvorrichtung fest angebunden. Somit wird bei einer Drehbewegung des Lenkrads und somit auch der Lenksäule das längenveränderliche Bauteil eben- falls verschwenkt. Besonders bevorzugt jedoch umfasst die Befestigungsvorrich- tung ein Lager. Das Lager selbst weist zweckmäßigerweise einen Innenring und einen Außenring auf, die zueinander drehbar sind. Beispielsweise ist zwischen den Ringen ein Gleitlager gebildet. Alternativ hierzu befinden sich Wälzkörpern dazwischen, wie insbesondere Kugeln oder Zylinder, was eine Reibung verringert. Zweckmäßigerweise ist der Innenring an der Lenksäule befestigt und auf diese aufgesetzt. An dem Außenring ist bevorzugt das längenveränderliche Bauteil be- festigt, beispielsweise direkt oder indirekt mittels eines weiteren Befestig ungsmit- tels. Aufgrund des Lagers wird bei einer Drehbewegung des Lenkrads und somit auch der Lenksäule das längenveränderliche Bauteil nicht verschwenkt, sodass eine vergleichsweise einfache Konstruktion herangezogen werden kann. Auch ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des elektromotorischen Antriebs ver- ringert. Beispielsweise erfolgt zusätzlich eine Lagerung der Lenksäule mittels der Befestigungsvorrichtung, also dem Lager. Zumindest jedoch wird zweckmäßiger- weise mittels der Befestigungsvorrichtung die Lenksäule stabilisiert. Somit ist eine Robustheit der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung erhöht. For example, the variable-length component is firmly attached to the steering column by means of the fastening device. Thus, when the steering wheel and thus also the steering column rotate, the variable-length component is also pivoted. However, the fastening device particularly preferably comprises a bearing. The bearing itself expediently has an inner ring and an outer ring which are rotatable relative to one another. For example, a plain bearing is formed between the rings. Alternatively, there are rolling elements in between, such as balls or cylinders in particular, which reduces friction. The inner ring is expediently fastened to and placed on the steering column. The length-variable component is preferably fastened to the outer ring, for example directly or indirectly by means of a further fastening means. Because of the bearing, the length-variable component is not pivoted when the steering wheel and thus also the steering column are rotated, so that a comparatively simple construction can be used. The probability of damage to the electric motor drive is also reduced. For example, the steering column is additionally supported by means of the fastening device, that is to say the bearing. At least, however, the steering column is expediently stabilized by means of the fastening device. The robustness of the electric motor-adjustable steering device is thus increased.
Vorzugsweise umfasst die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung eine Hül- le, die beispielsweise nach Art eines Hohlzylinders ausgestaltet ist. Innerhalb der Hülle ist die Lenksäule zumindest teilweise angeordnet. Insbesondere ist die Wel- le konzentrisch zur Lenksäule positioniert. Mittels der Hülle erfolgt vorzugsweise eine Führung der Lenksäule, insbesondere entlang der Längsachse der Lenksäu- le. Im Montagezustand ist die Hülle zweckmäßigerweise an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs und/oder einem Armaturenbrett befestigt, insbesondere starr. So- mit ist eine Montage vereinfacht. Beispielsweise erfolgt bei einem Verschwenken der Drehachse bezüglich der horizontalen Richtung auch ein Verschwenken der Hülle. Hierfür ist geeigneterweise der etwaige Antrieb an der Hülle angebunden. Besonders bevorzugt ist der Elektromotor und/oder das längenveränderliche Bau- teils an der Hülle befestigt. Hierbei ist der Abschnitt des längenveränderlichen Bauteils an der Hülle befestigt, der zweckmäßigerweise bezüglich des Elektromo- tors beim Betrieb des Elektromotors nicht bewegt wird. Aufgrund der Hülle ist eine Konstruktion vereinfacht und insbesondere eine Montage der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung als Modul ermöglicht. Geeigneterweise ist im Mon- tagezustand die Hülle karosserieseitig fest. Zum Beispiel ist die Hülle geeignet, zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet, an der Karosserie befestigt zu werden. Das landgebundene Kraftfahrzeug ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, an Land bewegt zu werden. Hierbei ist das Kraftfahrzeug unabhängig von geographischen Gegebenheiten bewegbar, wie zum Beispiel Schienen. Ins- besondere wird das Kraftfahrzeug jedoch entlang einer Fahrbahn bewegt, die ins- besondere aus einem Asphalt, Beton oder Teer erstellt ist. Das landgebundene Kraftfahrzeug umfasst ein Rad, zweckmäßigerweise mehrere Räder. Mittels der Räder steht das landgebundene Kraftfahrzeug insbesondere auf einem Boden auf. The electromotively adjustable steering device preferably comprises a sleeve which is designed, for example, in the manner of a hollow cylinder. The steering column is at least partially arranged within the shell. In particular, the shaft is positioned concentrically with the steering column. The casing preferably guides the steering column, in particular along the longitudinal axis of the steering column. In the assembled state, the casing is expediently fastened to a body of the motor vehicle and / or a dashboard, in particular rigidly. So- with an assembly is simplified. For example, when the axis of rotation is pivoted with respect to the horizontal direction, the casing is also pivoted. For this purpose, the possible drive is suitably connected to the casing. The electric motor and / or the variable-length component is particularly preferably attached to the casing. In this case, the section of the variable-length component is fastened to the sleeve, which is expediently not moved with respect to the electric motor when the electric motor is in operation. Because of the cover, a construction is simplified and in particular an assembly of the electromotive adjustable steering device as a module is made possible. Suitably, the casing is solid on the body side in the assembled state. For example, the cover is suitable, expediently provided and set up to be attached to the body. The land-based motor vehicle is suitable, in particular provided and set up, for being moved on land. Here, the motor vehicle can be moved independently of geographic conditions, such as rails. In particular, however, the motor vehicle is moved along a roadway which is made in particular from an asphalt, concrete or tar. The land-based motor vehicle comprises one wheel, advantageously several wheels. The land-based motor vehicle stands up on a floor in particular by means of the wheels.
Ferner umfasst das landgebundene Kraftfahrzeug eine elektromotorisch verstell- bare Lenkvorrichtung mit einer Lenksäule, an der ein Lenkrad drehfest angebun- den ist. Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung umfasst ferner einen elektromotorischen Antrieb, der einen Elektromotor und ein längenveränderliches Bauteil aufweist, das mittels des Elektromotors angetrieben ist. Das längenverän- derliche Bauteil ist an der Lenksäule mittels einer Befestigungsvorrichtung ange- bunden und erstreckt sich von der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Lenk- rads. Mittels des elektromotorischen Antriebs ist es ermöglicht, das Lenkrad und die Lenksäule insbesondere bezüglich eines Armaturenbretts und/oder einer Karosse- rie des Kraftfahrzeugs entlang der Längsachse der Lenksäule zu verstellen. Furthermore, the land-based motor vehicle comprises an electric motor-adjustable steering device with a steering column to which a steering wheel is connected in a rotationally fixed manner. The electromotively adjustable steering device further comprises an electromotive drive which has an electric motor and a variable-length component which is driven by means of the electric motor. The variable-length component is connected to the steering column by means of a fastening device and extends from the fastening device in the direction of the steering wheel. The electric motor drive makes it possible to adjust the steering wheel and the steering column, in particular with respect to a dashboard and / or a body of the motor vehicle, along the longitudinal axis of the steering column.
Geeigneterweise wird mittels des elektromotorischen Antriebs der Abstand des Lenkrads von dem Armaturenbrett eingestellt. The distance between the steering wheel and the dashboard is suitably set by means of the electric motor drive.
Die elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung ist in Wirkverbindung mit dem Rad oder mehreren der Räder, sofern diese vorhanden sind. Hierbei wird in Ab- hängigkeit des Lenkrads insbesondere eine Richtung des Rads eingestellt. The electric motor-adjustable steering device is operatively connected to the wheel or to several of the wheels, if these are present. In this case, a direction of the wheel is set in particular as a function of the steering wheel.
Zweckmäßigerweise wird bei einer Drehung des Lenkrads um die Längsachse der Lenksäule, die insbesondere eine Drehachse ist, um die die Lenksäule drehbar gelagert ist, das Rad um eine vertikale oder zumindest im Wesentlichen vertikal verlaufende Achse gedreht. Geeigneterweise ist an dem Rad eine Zahnstange angebunden, in die ein Ritzel eingreift, das endseitig an der Lenksäule angebunden ist. Mit anderen Worten erfolgt eine mechanisch Kopplung zwischen dem Rad und dem Lenkrad mittels der Lenksäule, dem Ritzel und der Zahnstange. Vorzugsweise umfasst das land- gebundene Kraftfahrzeug eine Lenkunterstützung, die beispielsweise einen Elekt- romotor aufweist. Mittels dieser wird insbesondere eine Bedienung des Lenkrads erfasst und die Rotationsbewegung der Lenksäule um die Drehachse unterstützt. In einer weiteren Alternative ist zwischen dem Rad und der elektromotorisch ver- stellbaren Lenkvorrichtung keine mechanische Kopplung realisiert. Hierbei erfolgt mittels eines Sensors ein Erfassen einer Rotationsbewegung des Lenkrads um insbesondere die Drehachse. Die Sensordaten werden insbesondere an einen weiteren Antrieb übermittelt, der zweckmäßigerweise einen Elektromotor aufweist. Mittels des Elektromotors erfolgt hierbei eine Beeinflussung des Rads, insbeson- dere ein Verschwenken um die etwaige vertikal verlaufende Achse. Die im Zusammenhang mit der elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrichtung genannten Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf das landge- bundene Kraftfahrzeug zu übertragen und umgekehrt. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Advantageously, when the steering wheel is rotated about the longitudinal axis of the steering column, which is in particular an axis of rotation about which the steering column is rotatably mounted, the wheel is rotated about a vertical or at least substantially vertical axis. A rack is suitably connected to the wheel, into which a pinion engages, which is connected at the end to the steering column. In other words, there is a mechanical coupling between the wheel and the steering wheel by means of the steering column, the pinion and the rack. The land-bound motor vehicle preferably includes a steering support, which has an electric motor, for example. In particular, operation of the steering wheel is detected by means of this and the rotational movement of the steering column about the axis of rotation is supported. In a further alternative, no mechanical coupling is realized between the wheel and the steering device that can be adjusted by an electric motor. Here, a sensor detects a rotational movement of the steering wheel about in particular the axis of rotation. The sensor data are transmitted in particular to a further drive, which expediently has an electric motor. The wheel is influenced by the electric motor, in particular pivoting about the possible vertical axis. The advantages and developments mentioned in connection with the electromotively adjustable steering device can also be applied analogously to the land-based motor vehicle and vice versa. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. In it show:
Fig. 1 schematisch ein landgebundenes Kraftfahrzeug mit einer elektromo- torisch verstellbaren Lenkvorrichtung, und 1 schematically shows a land-based motor vehicle with an electromotive adjustable steering device, and
Fig. 2 schematisch vereinfacht die elektromotorisch verstellbare Lenkvor- richtung.  2 schematically simplifies the steering device which can be adjusted by an electric motor.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszei- chen versehen. Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all the figures.
In Figur 1 ist ein landgebundenes Kraftfahrzeug 2 mit zwei Vorderrädern 4 darge- stellt, von denen lediglich eins gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine elektro- motorisch verstellbare Lenkvorrichtung 6 mit einem Lenkrad 8 und einer Lenksäu- le 10 auf. Das Lenkrad 8 ist drehfest an der Lenksäule 10 angebunden, die teil- weise innerhalb einer Hülle 12 angeordnet ist. Mittels der Hülle 12 ist die Lenksäu- le 10 und somit auch das Lenkrad 8 um eine Drehachse 14 drehbar gelagert. Die Hülle 12 ist an einem Armaturenbrett 16 befestigt, das wiederum an einer nicht näher dargestellten Karosserie des landgebunden Kraftfahrzeugs 2 befestigt ist. Somit ist die Hülle 12 mittels des Armaturenbretts 16 karosserieseitig festgehal- ten. Die Lenksäule 10 ist mittels einer nicht näher dargestellten Zahnstange in Wirkverbindung mit den Vorderrädern 4. Bei einer Drehbewegung des Lenkrads 8 um die Drehachse 14 wird folglich auch die Lenksäule 10 bewegt, die wiederum die Zahnstange in transversaler Richtung antreibt. Mittels der Zahnstange wird dabei ein Lenkeinschlag der Vorderräder 4 eingestellt, sodass eine Bewegungs- richtung des landgebunden Kraftfahrzeugs 2 geändert wird. 1 shows a land-based motor vehicle 2 with two front wheels 4, only one of which is shown. The motor vehicle 2 has an electromotive adjustable steering device 6 with a steering wheel 8 and a steering column 10. The steering wheel 8 is non-rotatably connected to the steering column 10, which is partially arranged within a shell 12. The steering column 10 and thus also the steering wheel 8 are mounted rotatably about an axis of rotation 14 by means of the sleeve 12. The casing 12 is fastened to a dashboard 16, which in turn is fastened to a body of the land-based motor vehicle 2 (not shown in more detail). The casing 12 is thus held in place on the body side by means of the dashboard 16. The steering column 10 is in operative connection with the front wheels 4 by means of a toothed rack (not shown in more detail) again drives the rack in the transverse direction. A steering angle of the front wheels 4 is set by means of the toothed rack, so that a direction of movement of the land-based motor vehicle 2 is changed.
Zur Erhöhung des Komforts sind das Lenkrad 8 und auch die Lenksäule 10 be- züglich der Hülle 12 mittels eines elektromotorischen Antriebs 18 in einer Längs- richtung 20 verstellbar. Die Längsrichtung 20 ist hierbei parallel zur Ausdehnung der Lenksäule 10, also deren Längsachse, und auch der Drehachse 14. Somit ist es möglich, das Lenkrad 8 von der Hülle 12 zu beabstanden oder auf dieses zu zubewegen, je in Abhängigkeit der anatomischen Gegebenheiten des Fahrers des landgebundenen Kraftfahrzeugs 2. To increase comfort, the steering wheel 8 and also the steering column 10 can be adjusted in a longitudinal direction 20 with respect to the casing 12 by means of an electromotive drive 18. The longitudinal direction 20 is in this case parallel to the extension of the steering column 10, that is to say its longitudinal axis, and also the axis of rotation 14. It is thus possible to space the steering wheel 8 from the casing 12 or towards it move depending on the anatomical conditions of the driver of the land-based motor vehicle 2.
In Figur 2 ist schematisch vereinfacht die elektromotorisch verstellbare Lenkvor- richtung 6 gezeigt. Die Hülle 12 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet und konzentrisch zu der zylindrisch ausgestalteten Lenksäule 10 angeordnet. Die Lenksäule 10 reicht hierbei beispielsweise wie in Figur 2 gezeigt, durch die Hülle 12 hindurch. An einem der Enden der Lenksäule 10 ist das Lenkrad 8 drehfest angebunden. FIG. 2 shows the steering device 6, which can be adjusted by an electric motor, in a schematically simplified manner. The casing 12 is essentially hollow cylindrical and is arranged concentrically with the cylindrical steering column 10. The steering column 10 extends here, for example, as shown in Figure 2, through the shell 12. The steering wheel 8 is connected in a rotationally fixed manner to one of the ends of the steering column 10.
Mittels der Hülle 12 erfolgt auch die Führung der Lenksäule 10 in Längsrichtung 20 mittels nicht näher dargestellter Führungsschienen. An der Lenksäule 10 ist innerhalb der Hülle 12 eine Befestigungsvorrichtung 22 angebunden, die ein nicht näher dargestelltes Lager umfasst, nämlich ein Kugellager. Ein Innenring des Ku- gellagers ist drehfest an der Lenksäule 10 befestigt. Ein Außenring des Kugella- gers ist an einem Ende eines lenkveränderlichen Bauteils 24 des elektromotori- schen Antriebs 18 angebunden. Das längenveränderliche Bauteil 24 ist eine Spin- del mit einem Gewindestab 26, auf den eine Spindelmutter 28 aufgesetzt ist. Die Spindelmutter 28 ist an der Befestigungsvorrichtung 22 befestigt, nämlich an dem Außenring des Kugellagers. The steering column 10 is also guided in the longitudinal direction 20 by means of the sleeve 12 by means of guide rails (not shown). A fastening device 22 is connected to the steering column 10 within the casing 12 and comprises a bearing, not shown, namely a ball bearing. An inner ring of the ball bearing is attached to the steering column 10 in a rotationally fixed manner. An outer ring of the ball bearing is connected to one end of a component 24 of the electromotive drive 18 which can be steered. The variable-length component 24 is a spindle with a threaded rod 26, on which a spindle nut 28 is placed. The spindle nut 28 is fastened to the fastening device 22, namely to the outer ring of the ball bearing.
Die Gewindestange 26 erstreckt sich von der Befestigungsvorrichtung 22 in Längsrichtung 20 zu dem Lenkrad 8 hin, also von der Befestigungsvorrichtung 22 in Richtung des Lenkrads 8. Somit ist das längenveränderliche Bauteilteil 24 pa- rallel zur Lenksäule 10 angeordnet. An der Spindelmutter 28 ist eine Hülse 29 an- gebunden, innerhalb derer der durch die Spindelmutter 28 hindurch ragende Teil der Gewindestange 26 angeordnet ist. Die Länge der Hülse 29 ist dabei konstant, und mittels der Hülse 29 wird die Gewindestange 26 zumindest teilweise gestützt. Die Hülse 29 befindet sich hierbei auf der dem Lenkrad 8 gegenüberliegenden Seite der Spindelmutter 28. The threaded rod 26 extends from the fastening device 22 in the longitudinal direction 20 towards the steering wheel 8, that is to say from the fastening device 22 in the direction of the steering wheel 8. The length-variable component part 24 is thus arranged parallel to the steering column 10. A sleeve 29 is connected to the spindle nut 28, within which the part of the threaded rod 26 which projects through the spindle nut 28 is arranged. The length of the sleeve 29 is constant, and the threaded rod 26 is at least partially supported by the sleeve 29. The sleeve 29 is located on the side of the spindle nut 28 opposite the steering wheel 8.
An dem zum Lenkrad 8 versetzten Freiende ist ein Elektromotor 30 in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) und ein Getriebe 32 angeordnet sowie an der Hülle 12 befestigt, beispielsweise direkt oder mittels nicht näher dargestellten Bauteilen. Somit befindet sich der Elektromotor 30 in Längsrichtung 20 zwischen der Befestigungsvorrichtung 22 und dem Lenkrad 8. Das Getriebe 32 ist mit dem Gewindestab 26 mechanisch gekoppelt. Bei einer Bestromung des Elektromotors 30 wird das Getriebe 32 angetrieben und der Gewindestab 26 in eine Drehbewe- gung versetzt. Hierbei ist der Gewindestab 26 in Längsrichtung 20 aufgrund der Anbindung des Elektromotors 30 an der Hülle 12 nicht beweglich. Infolgedessen wird die Spindelmutter 28 in Längsrichtung 20 verbracht und folglich auch die Be- festigungsvorrichtung 22. Somit wird auch die Lenksäule 10 und das Lenkrad 8 bezüglich der Hülle 12 in Längsrichtung 20 verstellt. At the free end offset from the steering wheel 8, an electric motor 30 in the form of a brushless DC motor (BLDC) and a gear 32 are arranged and on attached to the shell 12, for example directly or by means of components, not shown. The electric motor 30 is thus located in the longitudinal direction 20 between the fastening device 22 and the steering wheel 8. The gear 32 is mechanically coupled to the threaded rod 26. When the electric motor 30 is energized, the gear 32 is driven and the threaded rod 26 is set in a rotational movement. Here, the threaded rod 26 is not movable in the longitudinal direction 20 due to the connection of the electric motor 30 to the sleeve 12. As a result, the spindle nut 28 is moved in the longitudinal direction 20 and consequently also the fastening device 22. Thus the steering column 10 and the steering wheel 8 are also adjusted in the longitudinal direction 20 with respect to the sleeve 12.
Bei einer Krafteinwirkung auf das Lenkrad 8 in Längsrichtung 20 auf die Hülle 12 zu, wie dies insbesondere bei einem Unfall der Fall ist, wirkt auf das längenverän- derliche Bauteil 24 im Wesentlichen lediglich eine Zugkraft, insbesondere den Gewindestab 26, der sich zwischen der Spindelmutter 28, die an der Lenksäule 10 angebunden ist, und dem Elektromotor 30 befindet, der an der Hülle 12 angebun- den ist. Mit anderen Worten wird die Gewindestange 26 lediglich gelängt und nicht zusammengestaucht. Somit ist eine unkontrollierte Bewegung des längenverän- derlichen Bauteils 24 unterbunden, wie dies beispielsweise bei einem Stauchen der Gewindestange 26 der Fall ist. Auch ist zur Kompensation der Zugkräfte ledig- lich eine vergleichsweise filigrane Ausgestaltung ausreichend, sodass das Ge- wicht des lenkveränderlichen Bauteils 24 verringert ist. Somit ist auch eine benö- tigte Antriebskraft verringert, weswegen ein vergleichsweise kostengünstiger Elektromotor 30 herangezogen werden kann. When a force is exerted on the steering wheel 8 in the longitudinal direction 20 towards the sleeve 12, as is the case in particular in the event of an accident, essentially only a tensile force acts on the variable-length component 24, in particular the threaded rod 26, which is located between the spindle nut 28, which is connected to the steering column 10, and the electric motor 30, which is connected to the casing 12. In other words, the threaded rod 26 is only elongated and not compressed. This prevents an uncontrolled movement of the variable-length component 24, as is the case, for example, when the threaded rod 26 is compressed. Only a comparatively filigree design is sufficient to compensate for the tensile forces, so that the weight of the component 24 that can be steered is reduced. A required driving force is thus also reduced, which is why a comparatively inexpensive electric motor 30 can be used.
Zusammenfassend ist es aufgrund des vergleichsweise kleinbauenden elektromo- torischen Antriebs 18 ermöglicht, diesen in Richtung des Lenkrads 8 und somit in Richtung des Fahrzeuginneren zu verlagern. Das längenveränderliche Bauteil 24 ist somit zwischen der Befestigungsvorrichtung 22 und dem Lenkrad 8 teilweise angeordnet und erstreckt sich von der Befestigungsvorrichtung 22 in Richtung des Lenkrads 8. Somit wird der elektromotorische Antrieb 18 bei einem Unfall lediglich auf Zug belastet, weswegen dieser vergleichsweise kleinbauend ausgelegt wer- den kann. Somit entstehen Gewichts- und Kostenvorteile. Auch ist ein Heranzie- hen eines elektromotorischen Antriebs 18 ermöglicht, der beispielsweise in einem anderen Bereich auch verwendet werden kann, beispielsweise als Sitzverstellung. Somit ist eine spezielle Konstruktion und Entwicklung des Elektromotors 30 nicht erforderlich, und es können bereits vorhandene Produkte verwendet werden. In summary, the comparatively small-sized electric motor drive 18 makes it possible to move it in the direction of the steering wheel 8 and thus in the direction of the vehicle interior. The variable-length component 24 is thus partially arranged between the fastening device 22 and the steering wheel 8 and extends from the fastening device 22 in the direction of the steering wheel 8. Thus, the electromotive drive 18 is only subjected to a train in the event of an accident, which is why it is designed to be comparatively small. that can. This creates weight and cost advantages. Is also a hen an electromotive drive 18 enables, which can also be used for example in another area, for example as a seat adjustment. Therefore, special design and development of the electric motor 30 is not required, and existing products can be used.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel be- schränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fach- mann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlas- sen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbei- spiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombi- nierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. The invention is not restricted to the exemplary embodiment described above. Rather, other variants of the invention can also be derived from this by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 landgebundenes Kraftfahrzeug 2 land vehicle
4 Vorderrad  4 front wheel
6 elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung6 electric steering device
8 Lenkrad 8 steering wheel
10 Lenksäule  10 steering column
12 Hülle  12 case
14 Drehachse  14 axis of rotation
16 Armaturenbrett 16 dashboard
18 elektromotorischer Antrieb  18 electric motor drive
20 Längsrichtung 20 longitudinal direction
22 Befestigungsvorrichtung  22 fastening device
24 längenveränderliches Bauteil 24 variable length component
26 Gewindestab 26 threaded rod
28 Spindelmutter  28 spindle nut
29 Hülse  29 sleeve
30 Elektromotor  30 electric motor
32 Getriebe  32 gears

Claims

Ansprüche Expectations
1. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) eines landgebundenen Kraftfahrzeugs (2), mit einer Lenksäule (10), an der ein Lenkrad (8) drehfest angebunden ist, und mit einem elektromotorischen Antrieb (18), der einen Elektromotor (30) und ein längenveränderliches Bauteil (24) auf- weist, das mittels des Elektromotors (30) angetrieben ist, und das an der Lenksäule (10) mittels einer Befestigungsvorrichtung (22) angebunden ist, wobei das längenveränderliche Bauteil (24) sich von der Befestig ungsvor- richtung (22) in Richtung des Lenkrads (8) erstreckt. 1. Electric motor-adjustable steering device (6) of a land-based motor vehicle (2), with a steering column (10) to which a steering wheel (8) is non-rotatably connected, and with an electromotive drive (18), which is an electric motor (30) and a has a variable-length component (24) which is driven by means of the electric motor (30) and which is connected to the steering column (10) by means of a fastening device (22), the variable-length component (24) moving away from the fastening device (22) extends in the direction of the steering wheel (8).
2. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) nach Anspruch 1 , 2. Electromotively adjustable steering device (6) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das längenveränderliche Bauteil (24) parallel zur Lenksäule (10) an- geordnet ist.  that the variable-length component (24) is arranged parallel to the steering column (10).
3. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Electromotively adjustable steering device (6) according to claim 1 or 2, characterized in that
dass der Elektromotor (30) zwischen der Befestigungsvorrichtung (22) und dem Lenkrad (8) angeordnet ist.  that the electric motor (30) is arranged between the fastening device (22) and the steering wheel (8).
4. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprü- che 1 bis 3, 4. Electromechanically adjustable steering device (6) according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das längenveränderliche Bauteil (24) eine Spindel umfasst.  that the variable-length component (24) comprises a spindle.
5. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprü- che 1 bis 4, 5. Electrically adjustable steering device (6) according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Befestigungsvorrichtung (22) ein Lager umfasst. that the fastening device (22) comprises a bearing.
6. Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprü- che 1 bis 5, 6. Electromotive adjustable steering device (6) according to one of claims 1 to 5,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Hülle (12), innerhalb derer die Lenksäule (10) teilweise angeordnet und mittels derer die Lenksäule (10) geführt ist, wobei der Elektromotor (30) an der Hülle (12) befestigt ist.  a sleeve (12) within which the steering column (10) is partially arranged and by means of which the steering column (10) is guided, the electric motor (30) being fastened to the sleeve (12).
7. Landgebundenes Kraftfahrzeug (2), insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Rad (4), und mit einer elektromotorisch verstellbaren Lenkvorrich- tung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in Wirkverbindung mit dem Rad (4) ist. 7. land-based motor vehicle (2), in particular passenger cars, with a wheel (4), and with an electromotively adjustable steering device (6) according to one of claims 1 to 6, which is in operative connection with the wheel (4).
PCT/EP2019/068658 2018-07-31 2019-07-11 Electromotively adjustable steering device WO2020025284A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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