Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs und ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer derartigen Verstelleinheit.

Hintergrund der Erfindung

Bei den heutigen Lenksäulen ist das Lenkrad in der Höhe und in der Länge verstellbar angeordnet. Bei derartigen Verstellsystemen der Lenksäule müssen sich die Lenksäulengehäuseteile zueinander verschieben. Dies wird durch eine teleskopierbare Anordnung der Gehäuseteile realisiert. Hierdurch kann das Lenkrad in eine für den Fahrer passende Position gebracht werden. Neuerdings gibt es die Forderung das Lenkrad in eine Verstauposition im Armaturenbrett einzufahren.

Um einen ausreichenden Verstellweg zu erreichen, ist aus der DE 10 2015 216 326 A1 bekannt, mehrere Mantelrohre ineinander teleskopierartig verschiebbar anzuordnen. Zur Einstellung der Verstauposition können die Mantelrohre so weit zusammengeschoben werden, dass dieses weitestgehenst ineinander versenkt sind.

Um die Lenksäule schnell und sicher Verstellen zu können, ist es wesentlich, dass die Mantelrohre leichtgängig zueinander bewegt werden können, d.h. reibungsarm gleiten können. Hierbei wird oftmals auf eine Gleitlagerung zurückgegriffen. Demgegenüber steht die Anforderung einer sehr steifen Lagerung des Lenkrads, damit ein Auf- schwingen des Lenkrads bei der Fahrt vermieden wird. Zu dem ist der Verfahrweg dieser Verstelleinheiten oftmals begrenzt. Die hierfür vorgesehenen Spindeln ermöglichen meist einen Verfahrweg, welcher bei weniger als 100mm liegt

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Verstelleinheit bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Manteleinheit aufweist, die mindestens drei, axial relativ zueinander telesko- pierbar angeordnete Mantelrohre aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr aufgenommen ist, wobei ein Motor zur Verstellung der Manteleinheit vorgesehen ist, wobei der Motor mit dem Zwischenmantelrohr verbunden ist.

Ein derartiger erfindungsgemäßer Aufbau ermöglicht es, dass anhand der Befestigung des Motors an dem Zwischenmantelrohr, der Motor bei Auszug der Manteleinheit, d.h. bei Verstellung der Manteleinheit, mit verfahren wird. Dies hat den Vorteil, dass dadurch ein Verfahrweg der Verstelleinheit kostengünstig und bauraumsparend vergrößert werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung betätigt der Motor eine Spindel. Diese Spindel dient dazu, den Teleskopartigen Auszug der Manteleinheiten zu betätigen. Die Spindel begrenzt jedoch meist den Verfahrweg, da aus Sicherheitsgründen nicht größer als 100mm gewählt werden kann. Anhand der erfinderischen Kombination der Anordnung des Motors und Verwendung einer weiterhin kurzen Spindel, können nun vorteilhafterweise Verfahrwege der Manteleinheit größer 100mm realisiert werden. Bevorzugterweise steht mit der Spindel eine Mutter in Wirkverbindung und die Mutter ist zudem ortsfest angeordnet.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Spindel zweiteilig ausgebildet und weist eine Außenspindel und eine Innenspindel auf. Bevorzugterweise sind die Außenspindel und die Innenspindel ineinander ein- und ausfahrbar. Hierdurch wird ein teleskopartiger Aufbau der Spindel erreicht. Durch einen derartigen zweiteiligen Aufbau kann wodurch die Spindel selbst kurz ausgelegt werden und gleichzeitig große Verfahrwege ermöglichen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Spindel ein Außen- und Innengewinde aufweisen. Die Gewinde selbst weisen dabei eine gegenläufige Steigung auf. Die Außenspindel weist an deren Außenmantelfläche ein Rechtsgewinde und an deren Innenmantelfläche ein Linksgewinde auf. Die Innenspindel weist an deren Außenmantelfläche 13 ein Linksgewinde auf. Mit einer Umdrehung der Außenspindel bewegt sich die Mutter auf dem Außengewinde um die Steigung in die eine, und die Innenspindel im inneren um die Steigung in die andere Richtung, hierdurch wird eine gegenläufige Bewegung erzielt. Folglich wird mit einer Spindel zwei Wege definiert realisiert.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von vier Figuren dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform in eingefahrenem Zustand,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform in ausgefahrenem Zustand,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform in eingefahrenem Zustand, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform in ausgefahrenem Zustand.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsform in eingefahrenem Zustand.

Die Verstelleinheit 1 weist eine Manteleinheit 2 auf, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr 3 bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr 4 aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr 5 aufgenommen ist. Die Mantelrohre 3, 4, 5 werden mittels eines Motors 6 verstellt, d.h. von einem eingefahrenen Zustand (Fig. 1 ) in einen ausgefahrenen Zustand (Fig.2) verstellt. Der Motor 6 selbst ist mit dem Zwischenmantelrohr 4 verbunden. Ferner ist zu erkennen, dass der Motor 6 in Richtung eines Lenkrades 14 angeordnet ist.

Der Motor 6 ist ferner mit einer Spindel 7 verbunden, welche ebenso mittels des Motors 6 betätigt wird. Die Spindel 7 dient dazu, den Teleskopartigen Auszug der Manteleinheiten 2 zu betätigen. Ferner ist die Spindel 7 zweiteilig ausgebildet und weist eine Außenspindel 8 und eine Innenspindel 9 auf. Die Außenspindel 8 und die Innenspindel 9 sind dabei derart ausgestaltet, dass diese ineinander ein- und ausfahrbar sind. Mit der Außenspindel 8 steht eine Mutter 10 in Wirkverbindung. Die Mutter 10 selbst ist zudem ortsfest angeordnet.

Um eine Bewegung der Spindel 7 zu ermöglichen, weist die Außenspindel 8 an deren Außenmantelfläche 11 ein Rechtsgewinde und an deren Innenmantelfläche 12 ein Linksgewinde auf. Die Innenspindel 9 weist an deren Außenmantelfläche 13 ein Linksgewinde auf.

Mittels des Motors 6 wird die Außenspindel 8 angetrieben, wodurch sich mit einer Umdrehung die Mutter 10 auf dem Außengewinde um die Steigung in die eine, und die Innenspindel 9 um die Steigung in die andere Richtung (gegenläufig) bewegt. Somit wird mit einer Spindel zwei Wege definiert realisiert.

Figur 2 zeigt die Verstelleinheit 1 aus Figur 1 in ausgefahrenem Zustand.

Die Figuren 3 bis 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstelleinheit 1. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen, wie in den vorangegangenen Figuren, bezeichnet. Die Beschreibung konzentriert sich lediglich auf die unterschiedliche Ausbildung.

Der Hauptunterschied liegt in der Anordnung des Motors 6. Dieser ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel auf der dem Lenkrad 14 abgewandten Seite angeordnet. Der übrige Aufbau in die Funktionsweise sind dennoch gleich den vorangegangenen Figuren 1 und 2.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. Bezugszeichenliste

1 Verstelleinheit

2 Manteleinheit 3 äußeres Mantelrohr

4 Zwischenmantelrohr

5 inneres Mantelrohr

6 Motor

7 Spindel 8 Außenspindel

9 Innenspindel

10 Mutter

11 Außenmantelfläche

12 Innenmantelfläche 13 Außenmantelfläche

14 Lenkrad