WO2020254590A1 - Höhenverstelleinrichtung einer lenksäule eines kraftfahrzeuges mit federelement - Google Patents

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WO2020254590A1
WO2020254590A1 PCT/EP2020/067123 EP2020067123W WO2020254590A1 WO 2020254590 A1 WO2020254590 A1 WO 2020254590A1 EP 2020067123 W EP2020067123 W EP 2020067123W WO 2020254590 A1 WO2020254590 A1 WO 2020254590A1
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WO
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spring
height adjustment
adjustment device
threaded spindle
steering column
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PCT/EP2020/067123
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English (en)
French (fr)
Inventor
Max Schwing
Original Assignee
Nidec Motors & Actuators (Germany) Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/2003—Screw mechanisms with arrangements for taking up backlash

Definitions

  • the present invention relates to a height adjustment device
  • Steering columns for motor vehicles are known in many different designs. Steering columns in which a steering shaft is rotatably mounted in a jacket tube are common. The jacket pipe itself is in one
  • Box rocker bearing axially adjustable The box rocker, in turn, is pivotably mounted on a bracket to be fastened on the vehicle side in order to enable the steering wheel to be adjusted in height.
  • the weight When adjusting the height of the steering wheel, the weight causes a counterforce when it is raised and a corresponding push force when it is lowered. This leads to different adjustment speeds and noise when moving the steering wheel, which is annoying for the driver of the motor vehicle.
  • a height adjustment device for a steering column is one
  • Motor vehicle having an electric motor and a reduction gear provided, the electric motor having a threaded spindle for raising and lowering a steering means connected to the steering column
  • Weight force in particular the steering means, counteracts.
  • the at least one spring has a compression spring which is arranged between the reduction gear and the spindle nut and is tensioned when the steering means is lowered.
  • the compression spring preferably has a linear spring characteristic.
  • the spring force is significantly lower than in the arrangement known from the prior art, which means that costs can be saved.
  • the feather weight is lower because the at least one spring can be made smaller and lighter.
  • the threaded spindle is optimally used and the steering column space is retained. In most cases the weight vector does not point in the direction of the axis of rotation of the threaded spindle. In this case there is only one
  • the spring force of the at least one spring is preferably dimensioned such that permanent one-sided loading of the spindle nut can be prevented.
  • only a single spring is used.
  • the spring is preferably a helical spring, which is made in particular from steel.
  • the helical spring preferably has a helical axis which is identical to the axis of rotation of the threaded spindle.
  • the compression spring advantageously exerts a prestressing force on the spindle nut in an end position of the spindle nut on the threaded spindle that is remote from the reduction gear. This can prevent the arrangement from rattling.
  • Height adjustment device has a spring force in a range from 40N to 100N.
  • the spring force in the upper end position is particularly preferably in a range between 20N and 50N, preferably around 40N, and in the lower end position in a range between 80N and 120N, preferably around 100N.
  • the at least one spring has a spring characteristic which is designed in such a way that the weight force acting in the direction of the axis of rotation of the threaded spindle is compensated at least in the center point between the two end stops of the spindle nut on the threaded spindle.
  • the steering column has a steering shaft which is rotatably mounted in a jacket tube, the jacket tube itself being axially adjustable in a guide bracket which is mounted pivotably about a pivot axis in a holding part that is connected to a body of the motor vehicle
  • a lever is pivotably held in a hinge axis on the holding part and in a hinge axis on the guide bracket, and the electric motor causes the guide bracket to pivot by means of the lever.
  • the spindle nut is preferably connected to the lever for pivoting the guide bracket.
  • the weight is controlled by the adjustable
  • Steering column components are in particular the guide bracket and the jacket tube.
  • the spring characteristic of the at least one spring is matched to the change in the weight force acting on the spindle nut in the direction of the axis of rotation of the threaded spindle, which is caused by the lever. It is preferably provided that the amount of the spring force of the at least one spring is almost identical to the weight force acting in the direction of the axis of rotation of the threaded spindle over a predominant part of the travel path
  • Height adjustment device is.
  • the spring compensates the weight force for the most part along the entire adjustment path, in both directions.
  • the resulting constant speed results in a constant sound, which is perceived as pleasant for the driver.
  • FIG. 2 a schematic representation of the part of FIG.
  • Height adjustment device of Figure 1 when lowering the steering wheel such as
  • Figure 3 a load characteristic of a spring element of
  • Figures 1 and 2 show a three-dimensional representation of an actuator 1 with an electric motor 2 and a reduction gear 3
  • the electric motor 2 drives a threaded spindle 4 via the reduction gear 3, which with a
  • the spindle nut 5 is engaged.
  • the spindle nut 5 is by means of
  • the electric motor 2 moves on the threaded spindle 4 along a longitudinal axis 100, with the interaction of the threaded spindle 4 and the spindle nut 5 converting the rotational movement of the threaded spindle 4 into a translational movement of the spindle nut 5 in the direction of the longitudinal axis 100 of the threaded spindle 4.
  • the spindle nut 5 is indirectly connected to a steering means (not shown), in particular a steering wheel, so that a movement of the spindle nut 5 along the longitudinal axis 100 of the threaded spindle 4 results in a height adjustment of the steering wheel.
  • a steering shaft connected to the steering wheel is rotatably mounted in a jacket tube.
  • the jacket pipe is in one
  • Guide bracket slidably guided along the longitudinal axis of the steering shaft.
  • the guide bracket is mounted pivotably about a pivot axis in a bracket or generally in a holding part.
  • the holding part can be in
  • Attachment points are attached to a body of a motor vehicle.
  • the spindle nut is connected to the guide bracket, which in turn is connected to the holding part by means of a lever, so that a movement of the spindle nut along the longitudinal axis of the threaded spindle for pivoting the guide bracket relative to the holding part and to the
  • the weight 6 acting on the height adjustment device or the spindle nut is shown purely schematically.
  • the threaded spindle 4 is at least partially surrounded by a spring 7.
  • the spring 7 is a coil spring with a screw axis.
  • the turns of the helical spring 7 surround the threaded spindle 4 circumferentially and the screw axis is preferably identical to the axis of rotation of the threaded spindle 100.
  • the helical spring 7 is supported at one end, in the direction of the helical spring axis, on a housing 8 of the gear 3 and at the other end at a
  • the spring 7 is a compression spring which is tensioned when the steering wheel is lowered in order to counteract the weight of the steering wheel.
  • Figure 1 shows the actuator 1 and represents the lifting of the steering wheel.
  • the direction of adjustment of the spindle nut 10 is indicated schematically with an arrow.
  • Jacket pipe with its vector component FG counteracts the force applied by the electric motor for height adjustment and the spring force FF.
  • the spring is relieved by this movement, whereby the spring force FF of the spring at least partially compensates for the load on the spindle nut 5.
  • the lowering of the steering wheel is shown in FIG.
  • the weight of the steering wheel and the steering column components with their vector component FG supports the electric motor in the height adjustment.
  • the electric motor has to generate less torque in order to achieve the same adjustment speed as when lifting.
  • the spring is tensioned, whereby the spring force FF of the spring increases and the load on the electric motor 2 increases.
  • the spring force of the spring FF is dimensioned such that a permanent one-sided loading of the spindle nut 5 can be prevented.
  • the spring 7 preferably has a linear spring characteristic.
  • the spring constant is preferably selected such that the one acting on the spindle nut 5
  • Figure 3 shows a preferred spring characteristic of a compression spring in the arrangement described above. In the top position of the
  • the compression spring is preloaded with a force FF, I.
  • FF force
  • the spring constant is adapted to a course of the weight force along the adjustment path.
  • This change in the weight force acting on the spindle nut in the direction of the axis of rotation of the threaded spindle is brought about by a lever which, as described above, is preferably arranged between the guide bracket and the holding part.
  • the changing leverage is preferably in a range between 1.3 and 1.6.
  • the spring compensates
  • the spring force FF is preferably between 40N and 100N in the assembled state of the height adjustment device.
  • the spring force in the upper end position FF, I is in a range between 20N and 50N, preferably around 40N and the spring force in the lower end position FF, 2 in a range between 80N and 120N, preferably around 100N.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Höhenverstelleinrichtung für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges aufweisend einen Elektromotor (2) und ein Untersetzungsgetriebe (3), wobei der Elektromotor (2) eine Gewindespindel (4) zum Anheben und Absenken eines mit der Lenksäule verbundenen Lenkmittels antreibt, wobei die Gewindespindel (4) mit einer Spindelmutter (5) in Eingriff steht, wobei eine rotatorische Bewegung der Gewindespindel (4) in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter (5) in Richtung der Längsachse (100) der Gewindespindel (4) umgewandelt wird, und wobei die Gewindespindel (4) umfangseitig von wenigstens einer Feder (7) umgeben ist, wobei die wenigstens eine Feder (7) eine Federkraft auf die Spindelmutter (5) ausübt, die einer in Richtung der Rotationsachse (100) der Gewindespindel (4) wirkende Gewichtskraft (FG) des Lenkmittels entgegen wirkt und wobei die wenigstens eine Feder (7) eine Druckfeder aufweist, die zwischen dem Untersetzungsgetriebe (3) und der Spindelmutter (5) angeordnet ist und beim Absenken des Lenkmittels gespannt wird.

Description

Höhenverstelleinrichtung einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit Federelement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Höhenverstelleinrichtung einer
Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Lenksäule mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.
Lenksäulen für Kraftfahrzeuge sind in vielen verschiedenen Bauformen bekannt. Allgemein üblich sind Lenksäulen, in denen eine Lenkwelle drehbar in einem Mantelrohr gelagert ist. Das Mantelrohr selbst ist in einer
Kastenschwinge axial verstellbar gelagert. Die Kastenschwinge wiederum ist an einer fahrzeugseitig zu befestigenden Konsole schwenkbar gelagert, um eine Höhenverstellung des Lenkrades zu ermöglichen.
Bei der Höhenverstellung des Lenkrades bewirkt die Gewichtskraft beim Anheben eine Gegenkraft und beim Absenken entsprechend eine Schubkraft. Dies führt zu unterschiedlichen Verstellgeschwindigkeiten und Geräuschen beim Verfahren des Lenkrades, was für den Fahrer des Kraftfahrzeuges störend ist.
Aus der Offenlegungsschrift US 2015/0061271 Al ist eine Lenksäule mit Höhenverstelleinrichtung bekannt, die mittels einer an einer Kastenschwinge angeordneten Schraubenfeder die Gewichtskraft des Lenkrades abstützt und somit eine relative Belastung der Höhenverstelleinrichtung durch die
Gewichtskraft minimiert. Die Federelemente nehmen dabei großen Bauraum ein. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch verstellbare Lenksäule zur Verfügung zu stellen, welche eine unabhängig von der
Höhenverstellrichtung nahezu gleichmäßige Verstellgeschwindigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Höhenverstelleinrichtung einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung genannt.
Demnach ist eine Höhenverstelleinrichtung für eine Lenksäule eines
Kraftfahrzeuges aufweisend einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen, wobei der Elektromotor eine Gewindespindel zum Anheben und Absenken eines mit der Lenksäule verbundenen Lenkmittels in
Höhenverstellrichtung antreibt, wobei die Gewindespindel mit einer
Spindelmutter in Eingriff steht, wobei eine rotatorische Bewegung der
Gewindespindel in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter in
Richtung der Längsachse der Gewindespindel umgewandelt wird, und wobei die Gewindespindel umfangseitig von wenigstens einer Feder umgeben ist, wobei die wenigstens eine Feder eine Federkraft auf die Spindelmutter ausübt, die einer in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkenden
Gewichtskraft, insbesondere des Lenkmittels, entgegen wirkt. Die wenigstens eine Feder weist eine Druckfeder auf, die zwischen dem Untersetzungsgetriebe und der Spindelmutter angeordnet ist und beim Absenken des Lenkmittels gespannt wird. Die Druckfeder weist bevorzugt eine lineare Federkennlinie auf.
Durch die Anordnung der wenigstens einen Feder auf der Gewindespindel fällt die Federkraft deutlich geringer gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung aus, wodurch Kosten gespart werden können. Zudem ist das Federgewicht geringer, da die wenigstens eine Feder kleiner und leichter ausgebildet sein kann. Weiterhin wird der Bauraum um die
Gewindespindel optimal genutzt und der Lenksä ulen bau raum bleibt bestehen. In den meisten Fällen zeigt der Vektor der Gewichtskraft nicht in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel. In diesem Fall gibt nur eine
Vektorkomponente, die in diese Richtung zeigt und bei der es sich dann um die in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkenden
Gewichtskraft handelt.
Die Federkraft der wenigstens einen Feder ist bevorzugt so bemessen, dass eine dauerhafte einseitige Belastung der Spindelmutter verhindert werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird nur eine einzige Feder eingesetzt. Es ist aber auch denkbar mehrere Federn zur Abbildung einer gewünschten Federkennlinie einzusetzen.
Vorzugsweise ist die Feder eine Schraubenfeder, die insbesondere aus Stahl gefertigt ist.
Vorzugsweise weist die Schraubenfeder eine Schraubenachse auf, die identisch mit der Rotationsachse der Gewindespindel ist.
Die Druckfeder übt vorteilhafterweise in einer untersetzungsgetriebefernen Endposition der Spindelmutter auf der Gewindespindel eine Vorspannkraft auf die Spindelmutter aus. Dadurch kann verhindert werden, dass die Anordnung klappert.
Vorzugsweise bringt wenigstens eine Feder in der montierten
Höhenverstelleinrichtung eine Federkraft in einem Bereich von 40N bis 100N auf. Besonders bevorzugt liegt die Federkraft in der oberen Endposition in einem Bereich zwischen 20N und 50N, bevorzugt bei etwa 40N und in der unteren Endposition in einem Bereich zwischen 80N und 120N, bevorzugt bei etwa 100N.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die wenigstens eine Feder eine Federkennlinie auf, die derart ausgestaltet ist, das zumindest im Mittelpunkt zwischen den beiden Endanschlägen der Spindelmutter auf der Gewindespindel die in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkende Gewichtskraft kompensiert ist.
Weiterhin ist eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit einer zuvor
beschriebenen Höhenverstelleinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise weist die Lenksäule eine Lenkwelle auf, die drehbar in einem Mantelrohr gelagert ist, wobei das Mantelrohr selbst in einer Führungsklammer axial verstellbar gelagert ist, die in einem Halteteil um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, das mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs
verbindbar ist, und wobei die Höhenverstelleinrichtung die Führungsklammer zum Anheben und Absenken des Lenkmittels gegenüber dem Halteteil verschwenkt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Hebel verschwenkbar in einer Gelenkachse am Halteteil und in einer Gelenkachse an der Führungsklammer gehalten ist, und der Elektromotor ein Verschwenken der Führungsklammer mittels des Hebels bewirkt. Vorzugsweise ist die Spindelmutter mit dem Hebel zum Verschwenken der Führungsklammer verbunden.
Die Gewichtskraft wird in diesem Fall von den verstellbaren
Lenksäulenkomponenten und dem Lenkmittel gebildet. Die
Lenksäulenkomponenten sind insbesondere die Führungsklammer und das Mantelrohr.
Für den Fall, dass sich die Hebelübersetzung des Hebels entlang des
Verstellwegs verändert, ist es vorteilhaft, wenn die Federkennlinie der wenigstens einen Feder auf die durch den Hebel hervorgerufene Änderung der auf die Spindelmutter in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkenden Gewichtskraft abgestimmt ist. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Federkraft der wenigstens einen Feder vom Betrag her nahezu identisch zu der in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkenden Gewichtskraft über einen überwiegenden Teil des Verfahrwegs der
Höhenverstelleinrichtung ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Feder die Gewichtskraft zu einem überwiegenden Teil entlang des gesamten Verstellwegs, in beide Richtungen, kompensiert. Die dadurch resultierende gleichbleibende Geschwindigkeit ergibt ein gleichbleibendes Klangbild, was für den Fahrer als angenehm empfunden wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder vergleichbare Bauelemente in verschiedenen Zeichnungen tragen dieselben Bezugsziffern. Es zeigen : Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Teils einer
Höhenverstelleinrichtung einer Lenksäule beim Anheben des Lenkrads;
Figur 2: eine schematische Darstellung des Teils der
Höhenverstelleinrichtung der Figur 1 beim Absenken des Lenkrads; sowie
Figur 3: eine Belastungskennlinie eines Federelementes der
Höhenverstelleinrichtung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in räumlicher Darstellung einen Aktuator 1 mit einem Elektromotor 2 und einem Untersetzungsgetriebe 3 einer
Höhenverstelleinrichtung einer Lenksäule. Der Elektromotor 2 treibt über das Untersetzungsgetriebe 3 eine Gewindespindel 4 an, die mit einer
Spindelmutter 5 in Eingriff steht. Die Spindelmutter 5 wird mittels des
Elektromotors 2 auf der Gewindespindel 4 entlang einer Längsachse 100 verfahren, wobei durch das Zusammenwirken der Gewindespindel 4 und der Spindelmutter 5 die rotatorische Bewegung der Gewindespindel 4 in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter 5 in Richtung der Längsachse 100 der Gewindespindel 4 umgewandelt wird. Die Spindelmutter 5 ist mittelbar mit einem nicht dargestellten Lenkmittel, insbesondere einem Lenkrad verbunden, so dass eine Bewegung der Spindelmutter 5 entlang der Längsachse 100 der Gewindespindel 4 in einer Höhenverstellung des Lenkrads resultiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine mit dem Lenkrad verbundene Lenkwelle drehbar in einem Mantelrohr gelagert. Das Mantelrohr ist in einer
Führungsklammer entlang der Längsachse der Lenkwelle verschiebbar geführt. Die Führungsklammer ist um eine Schwenkachse in einer Konsole oder allgemein einem Halteteil schwenkbar gelagert. Das Halteteil kann in
Befestigungspunkten an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigt werden. Die Spindelmutter ist mit der Führungsklammer verbunden, die wiederrum mittels eines Hebels mit dem Halteteil verbunden ist, so dass eine Bewegung der Spindelmutter entlang der Längsachse der Gewindespindel zum Verschwenken der Führungsklammer gegenüber dem Halteteil und zum
Verstellen des Lenkrads in Höhenverstellrichtung führt. In den beiden Figuren ist das auf die Höhenverstelleinrichtung bzw. die Spindelmutter wirkende Gewicht 6 rein schematisch dargestellt. Die Gewindespindel 4 ist zumindest teilweise von einer Feder 7 umgeben. Die Feder 7 ist eine Schraubenfeder mit einer Schraubenachse. Die Windungen der Schraubenfeder 7 umgeben die Gewindespindel 4 umfangseitig und die Schraubenachse ist bevorzugt identisch mit der Rotationsachse der Gewindespindel 100. Die Schraubenfeder 7 stützt sich an einem Ende, in Richtung der Schraubenfederachse, an einem Gehäuse 8 des Getriebes 3 ab und an dem anderen Ende an einer
gehäusenahen Stirnseite 9 der Spindelmutter 5. Bei der Feder 7 handelt es sich um eine Druckfeder, die beim Absenken des Lenkrades gespannt wird, um der Gewichtskraft des Lenkrades entgegenzuwirken.
Figur 1 zeigt den Aktuator 1 und stellt das Anheben des Lenkrads dar. Die Verstellrichtung der Spindelmutter 10 ist mit einem Pfeil schematisch gekennzeichnet. Die Gewichtskraft des Lenkrades und der vestellbaren
Lenksäulenkomponenten, insbesondere der Führungsklammer und des
Mantelrohrs, wirkt mit ihrer Vektorkomponente FG der durch den Elektromotor zur Höhenverstellung aufgebrachten Kraft und der Federkraft FF entgegen. Die Feder wird durch diese Bewegung entlastet, wodurch die Federkraft FF der Feder die Belastung der Spindelmutter 5 zumindest teilweise kompensiert.
In der Figur 2 ist das Absenken des Lenkrades dargestellt. Die Gewichtskraft des Lenkrades und der Lenksäulenkomponenten mit ihrer Vektorkomponente FG unterstütz den Elektromotor bei der Höhenverstellung. Mit anderen Worten, der Elektromotor muss weniger Drehmoment aufbringen, um die gleiche Verstellgeschwindigkeit wie beim Anheben zu erreichen. Die Feder wird dabei gespannt, wodurch die Federkraft FF der Feder ansteigt und die Last auf den Elektromotor 2 erhöht.
Die Federkraft der Feder FF ist so bemessen, dass eine dauerhafte einseitige Belastung der Spindelmutter 5 verhindert werden kann. Bevorzugt weist die Feder 7 eine lineare Federkennlinie auf. Die Federkonstante ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass die auf die Spindelmutter 5 wirkende
Gewichtskraft FG in der Mitte zwischen den beiden Endposition der
Spindelmutter 5 auf der Gewindespindel 4, die den Endpositionen der Höhenverstellung des Lenkrades entsprechen, durch die Federkraft kompensiert ist.
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Federkennlinie einer Druckfeder in der zuvor beschriebenen Anordnung. In der obersten Position der
Höhenverstelleinrichtung bzw. der aktuatorfernen Endposition der
Spindelmutter si auf der Gewindespindel ist die Druckfeder mit einer Kraft FF,I vorgespannt. Beim Verfahren der Höhenverstellung in die untere Position S2, d.h. dem Absenken des Lenkrades, wird die Druckfeder gespannt. Die
Federkraft erhöht sich linear bis zu einem Wert FF, 2.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist die Federkonstante an einen Verlauf der Gewichtskraft entlang des Verstellwegs angepasst. Diese Änderung der auf die Spindelmutter in Richtung der Rotationsachse der Gewindespindel wirkenden Gewichtskraft kommt durch einen Hebel zustande, der, wie oben beschrieben, bevorzugt zwischen der Führungsklammer und dem Halteteil angeordnet ist. Die sich ändernde Hebelübersetzung liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 1,3 und 1,6. Vorzugsweise kompensiert die Feder die
Gewichtskraft zu einem überwiegenden Teil entlang des gesamten
Verstellwegs, in beide Richtungen. Bei einem ungefähren Gewicht von 4 kg des Lenkrades beträgt die Federkraft FF bevorzugt zwischen 40N und 100N im montierten Zustand der Höhenverstelleinrichtung. Bei dem in Figur 3
gezeigten Beispiel liegt die Federkraft in der oberen Endposition FF,I in einem Bereich zwischen 20N und 50N, bevorzugt bei etwa 40N und die Federkraft in der unteren Endposition FF, 2 in einem Bereich zwischen 80N und 120N, bevorzugt bei etwa 100N.

Claims

Patentansprüche
1. Höhenverstelleinrichtung für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges
aufweisend einen Elektromotor (2) und ein Untersetzungsgetriebe (3), wobei der Elektromotor (2) eine Gewindespindel (4) zum Anheben und Absenken eines mit der Lenksäule verbundenen Lenkmittels antreibt, wobei die Gewindespindel (4) mit einer Spindelmutter (5) in Eingriff steht, wobei eine rotatorische Bewegung der Gewindespindel (4) in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter (5) in Richtung der
Längsachse (100) der Gewindespindel (4) umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (4) umfangseitig von wenigstens einer Feder (7) umgeben ist, wobei die wenigstens eine Feder (7) eine Federkraft auf die Spindelmutter (5) ausübt, die einer in
Richtung der Rotationsachse (100) der Gewindespindel (4) wirkende Gewichtskraft (FG) entgegen wirkt, und wobei die wenigstens eine Feder (7) eine Druckfeder aufweist, die zwischen dem Untersetzungsgetriebe
(3) und der Spindelmutter (5) angeordnet ist und beim Absenken des Lenkmittels gespannt wird.
2. Höhenverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Feder (7) eine Schraubenfeder aufweist.
3. Höhenverstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Druckfeder (7) eine lineare Federkennlinie hat.
4. Höhenverstelleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (7) eine Schraubenachse aufweist, die identisch mit der Rotationsachse (100) der Gewindespindel
(4) ist.
5. Höhenverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (7) in einer untersetzungsgetriebefernen Endposition der Spindelmutter (5) auf der Gewindespindel (4) eine Vorspannkraft auf die Spindelmutter (5) ausübt.
6. Höhenverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Feder (7) in der montierten Höhenverstelleinrichtung eine Federkraft in einem Bereich von 40N bis 100N aufbringt.
7. Höhenverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Feder (7) eine Federkennlinie aufweist, die derart ausgestaltet ist, das zumindest im Mittelpunkt zwischen den beiden Endanschlägen der Spindelmutter (5) auf der Gewindespindel (4) die in Richtung der Rotationsachse (100) der Gewindespindel (4) wirkende Gewichtskraft (FG) kompensiert ist.
8. Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit einer Höhenverstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7.
9. Lenksäule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lenksäule eine Lenkwelle umfasst, die drehbar in einem Mantelrohr gelagert ist, wobei das Mantelrohr selbst in einer Führungsklammer axial verstellbar gelagert ist, die in einem Halteteil um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, das mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, und wobei die Höhenverstelleinrichtung die
Führungsklammer zum Anheben und Absenken des Lenkmittels
gegenüber dem Halteteil verschwenkt.
10. Lenksäule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel verschwenkbar in einer Gelenkachse am Halteteil und in einer
Gelenkachse an der Führungsklammer gehalten ist, und der Elektromotor (2) ein Verschwenken der Führungsklammer mittels des Hebels bewirkt.
11. Lenksäule nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spindelmutter (5) mit dem Hebel zum Verschwenken der
Führungsklammer verbunden ist.
12. Lenksäule nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkennlinie der wenigstens einen Feder (7) auf die durch den Hebel hervorgerufene Änderung der auf die Spindelmutter (5) in Richtung der Rotationsachse (100) der Gewindespindel (4) wirkenden
Gewichtskraft ( FG) abgestimmt ist.
13. Lenksäule nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Federkraft ( FF) der wenigstens einen Feder (7) vom Betrag her nahezu identisch zu der in Richtung der Rotationsachse (100) der Gewindespindel (4) wirkenden Gewichtskraft ( FG) über einen überwiegenden Teil des Verfahrwegs der Höhenverstelleinrichtung ist.
PCT/EP2020/067123 2019-06-21 2020-06-19 Höhenverstelleinrichtung einer lenksäule eines kraftfahrzeuges mit federelement WO2020254590A1 (de)

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CN202080050642.6A CN114126951A (zh) 2019-06-21 2020-06-19 具有弹簧元件的机动车辆的转向柱的高度调节装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019116761.2A DE102019116761B4 (de) 2019-06-21 2019-06-21 Höhenverstelleinrichtung einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit Federelement
DE102019116761.2 2019-06-21

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Publication Number Publication Date
WO2020254590A1 true WO2020254590A1 (de) 2020-12-24

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ID=71409365

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