Elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Geeigneterweise wird mittels des elektromotorischen Antriebs der Abstand des Lenkrads von dem Armaturenbrett eingestellt.

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.

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:

Fig. 1 schematisch ein landgebundenes Kraftfahrzeug mit einer elektromo- torisch verstellbaren Lenkvorrichtung, und

Fig. 2 schematisch vereinfacht die elektromotorisch verstellbare Lenkvor- richtung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszei- chen versehen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Bezugszeichenliste

2 landgebundenes Kraftfahrzeug

4 Vorderrad

6 elektromotorisch verstellbare Lenkvorrichtung

8 Lenkrad

10 Lenksäule

12 Hülle

14 Drehachse

16 Armaturenbrett

18 elektromotorischer Antrieb

20 Längsrichtung

22 Befestigungsvorrichtung

24 längenveränderliches Bauteil

26 Gewindestab

28 Spindelmutter

29 Hülse

30 Elektromotor

32 Getriebe