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Title:
LENGTH-ADJUSTABLE OPERATING UNIT AND STEER-BY-WIRE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/041693
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a length-adjustable operating unit (1) for influencing a driving direction of a motor vehicle (2) by a user, in particular for use in a steer-by-wire system (3), comprising an actuatable telescopic pull-out system (4) having an inner casing tube (5), a central casing tube (7), which is arranged coaxially to the inner casing tube (5), and the central casing tube (7) at least partially surrounds the inner casing tube (5), and an outer casing tube (8), which is arranged coaxially to the central casing tube (7), and the outer casing tube (8) at least partially surrounds the central casing tube (7), wherein the central casing tube (7) is able to be offset axially relative to the outer casing tube (8), wherein the inner casing tube (5) is connected to an energy absorption element (9), which is arranged inside the central casing tube (7), such that, in the presence of a predefined triggering force acting in the retraction direction of the telescopic pull-out system (4), the inner casing tube (5) is offset with respect to the energy absorption element (9), which deforms under the action of force.

Inventors:
MÜLLER SEBASTIAN (DE)
SEVERIN BENJAMIN (DE)
GISSLER JOSEPH (DE)
Application Number:
PCT/DE2023/100566
Publication Date:
February 29, 2024
Filing Date:
August 01, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B62D1/185; B62D1/181; B62D1/19
Domestic Patent References:
WO2018210874A12018-11-22
Foreign References:
US20050156423A12005-07-21
US20140020502A12014-01-23
DE102015224602A12017-06-08
DE102018212696B32019-11-07
DE102020209038A12022-01-20
US20200189648A12020-06-18
CN110155152A2019-08-23
DE102016121876A12017-05-24
Other References:
PETER PFEFFER, MANFRED HARRER: "Lenkungshandbuch", vol. 2, 5 August 2013, SPRINGER VIEWEG, Deutschland, ISBN: 978-3-658-00976-2, XP002810437
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Claims:
Ansprüche Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs (2) durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System (3), umfassend einen aktuierbaren Teleskopauszug (4) mit einem inneren Mantelrohr (5), einem mittleren Mantelrohr (7), welches koaxial zu dem inneren Mantelrohr (5) angeordnet ist und das mittlere Mantelrohr (7) das innere Mantelrohr (5) zumindest abschnittsweise umgreift, einem äußeren Mantelrohr (8), welches koaxial zu dem mittleren Mantelrohr

(7) angeordnet ist, und das äußere Mantelrohr (8) das mittlere Mantelrohr (7) zumindest abschnittsweise umgreift, wobei das mittlere Mantelrohr (7) relativ zum äußeren Mantelrohr (8) axial versetzbar ist dadurch gekennzeichnet, dass das innere Mantelrohr (5) mit einem Energieabsorptionselement (9) verbunden ist, welches innerhalb des mittleren Mantelrohres (7) angeordnet ist, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs (4) wirkenden Auslösekraft das innere Mantelrohr (5) gegen das Energieabsorptionselement (9) versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (9) als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, der innerhalb des mittleren Mantelrohres (7) angeordnet und in diesem in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs (4) einseitig axial lagefixiert ist, wobei das innere Mantelrohr (5) stirnseitig an dem Energieabsorptionselement (9) angeordnet ist.

3. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (9) einstückig an dem mittleren Mantelrohr (7) angeordnet ist und sich zumindest abschnittsweise radial nach innen mit einem Anlageabschnitt (10) in das Mantelrohr (7) hineinerstreckt, wobei das innere Mantelrohr (5) an dem Anlageabschnitt (10) anliegt.

4. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Mantelrohr (5) und das mittlere Mantelrohr (7) eine von der Kreisform abweichende, mehreckige, insbesondere achteckige Querschnittskontur aufweisen.

5. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innere Mantelrohr (5) und das mittlere Mantelrohr (7) über wenigstens ein Auslösemittel (18) axial gegeneinander festgelegt sind, wobei beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs (4) wirkenden Auslösekraft das Auslösemittel (18) gelöst, verformt und/oder zerstört wird, so dass das innere Mantelrohr (5) gegen das Energieabsorptionselement (9) versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt.

6. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (1 ) eine Lenkwelle (11 ) umfasst, die das innere Mantelrohr (5) und das mittlere Mantelrohr (7) koaxial durchgreift, wobei die Lenkwelle (11 ) mit einem Lenkmittel (6) drehfest koppelbar ist und mittels einer Wälzlageranordnung (12) drehbar gegenüber dem inneren Mantelrohr (5) und dem mittleren Mantelrohr (7) gelagert ist.

7. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Mantelrohr (5) einen ersten zylinderringförmigen Lagersitz (13) für ein erstes Wälzlager (14) der Wälzlageranordnung (12) aufweist und/oder das mittlere Mantelrohr (7) einen zweiten zylinderringförmigen Lagersitz (15) für ein zweites Wälzlager (16) der Wälzlageranordnung (12) aufweist.

8. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (14) als Festlager und das zweite Wälzlager (16) als Loslager konfiguriert ist.

9. Längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wälzlager (16) über ein Vorspannmittel (17) mit einer Axialkraft beaufschlagt ist, wobei sich das Vorspannmittel (17) an der Lenkwelle (11 ) lösbar axial abstützt, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs (4) wirkenden Auslösekraft das Vorspannmittel (17) relativ zum zweiten Wälzlager (16) versetzt wird.

10. Steer-By-Wire-System (3) zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs (2) durch einen Benutzer umfassend eine längenverstellbare Bedieneinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche.

Description:
Länqenverstellbare Bedieneinheit und Steer-by-Wire-System

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wi re-System, umfassend einen aktuierbaren Teleskopauszug mit einem inneren Mantelrohr, einem mittleren Mantelrohr, welches koaxial zu dem inneren Mantelrohr angeordnet ist und das mittlere Mantelrohr das innere Mantelrohr zumindest abschnittsweise umgreift, einem äußeren Mantelrohr, welches koaxial zu dem mittleren Mantelrohr angeordnet ist, und das äußere Mantelrohr das mittlere Mantelrohr zumindest abschnittsweise umgreift, wobei das mittlere Mantelrohr relativ zum äußeren Mantelrohr axial versetzbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Steer-by-Wire- System.

Elektrische Lenkvorrichtungen dienen - unter anderem in Kraftfahrzeugen - dazu, einen Richtungswunsch eines Fahrers entgegenzunehmen und in entsprechende Bewegungen eines oder mehrerer Räder umzusetzen. Gegenüber rein mechanischen Lenkvorrichtungen unterscheidet man bei elektrischen Lenkvorrichtungen zwischen elektrisch unterstützten Lenkvorrichtungen sowie vollständig elektrischen Lenkvorrichtungen, sogenannten „Steer-by-Wire“- Lenkvorrichtungen. Insbesondere diese Steer-by-Wire-Lenkvorrichtungen haben den Vorteil, dass die Bedieneinheit unabhängig von mechanischen Verbindungskomponenten relativ frei innerhalb des Fahrzeuges positioniert werden kann, was neben einer Kostenersparnis bei der Unterscheidung von z.B. rechts- und linksgelenkten Fahrzeugen zudem zu einem verbesserten Unfallverhalten durch Fehlen einer Lenksäule führt. Weiterhin kann die Bedieneinheit in eine Verstauposition gebracht werden, welche z.B. auch bei vollständig automatischem Lenken genutzt wird.

Unter einem Steer-By-Wire-Lenksystem im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkungssystem zu verstehen, welches im Wesentlichen aus einem sogenannten Hand Wheel Aktuator (HWA), beispielsweise der Aktuatorik um das befehlsgebende Fahrzeug-Lenkrad herum, und einem Road Wheel Aktuator (RWA), also der auf die mit den Fahrzeugrädern verbundene Lenkmechanik wirkenden Aktuatorik, besteht. Per Leitung („by wire“) wird dabei das Lenksignal vom HWA zum RWA übertragen.

Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So offenbart die DE 102015224602 A1 eine verstellbare Lenksäule für eine steer-by- wire-Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Stelleinheit, die eine in einer Manteleinheit um eine Längsachse drehbar gelagerte Lenkspindel umfasst, wobei die Manteleinheit ein erstes Mantelrohr aufweist, in dem zumindest ein zweites Mantelrohr bezüglich der Längsachse drehfest angeordnet und teleskopierend axial verschiebbar gelagert ist, wobei mit dem ersten und dem zweiten Mantelrohr ein Stellantrieb verbunden ist, von dem das zweite Mantelrohr relativ zum ersten Mantelrohr axial ein- und ausfahrbar ist, und der einen Spindeltrieb umfasst mit einer parallel zur Längsachse angeordneten, von einem elektrischen Stellmotor drehend antreibbaren Gewindespindel die sich an einem Mantelrohr abstützt und die in eine Spindelmutter eingeschraubt ist, die drehfest an dem anderen Mantelrohr angebracht ist, wobei die Gewindespindel sich innerhalb des ersten Mantelrohrs erstreckt, und die Spindelmutter an dem zweiten Mantelrohr angebracht ist

Der DE 102018 212 696 B3 ist weiterhin ein Verstellantrieb für eine motorisch verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend eine motorische Antriebseinheit und eine Außen-Gewindespindel, die ein Außengewinde und ein koaxiales Innengewinde aufweist, in das eine Innen-Gewindespindel eingreift, wobei die Außen-Gewindespindel und die Innen-Gewindespindel von der Antriebseinheit relativ zueinander um eine Achse drehend antreibbar sind. Um einen Verstellantrieb zur Verfügung zu stellen, der ein geringeres Antriebsmoment erfordert und einen optimierten freien Verstellweg bietet, schlägt die DE 102018 212 696 B3 vor, dass die Außen-Gewindespindel mit ihrem Außengewinde in eine Antriebsmutter eingreift, wobei die Antriebsmutter oder die Innen-Gewindespindel von der Antriebseinheit drehend antreibbar ist und in Richtung der Achse relativ zur Antriebseinheit abgestützt ist.

In Hinsicht auf die Weiterentwicklung in Richtung autonomes Fahren, möchte man dem Fahrer des Fahrzeugs die Möglichkeit eröffnen das Lenkrad im autonomen Fährbetrieb nahezu vollständig in Richtung der Armaturentafel einzufahren, um einen verbesserten Komfortbereich ohne ein möglicherweise als störend empfundenes Lenkrad zu erzielen, was auch vollständig neue Gestaltungskonzepte der Fahrgastzelle erlaubt.

Bei derartigen, neuen Gestaltungen der Fahrgastzelle in autonom fahrenden Kraftfahrzeugen ergeben sich häufig besondere Anforderungen an das einzufahrende Lenkrad, insbesondere hinsichtlich des erforderlichen Verfahrweges, welcher in der Regel wesentlich größer ist, als der Verfahrweg für eine ausfahrbare Lenksäule bei einem nicht-autonom fahrenden Automobil.

Größere Verfahrwege über längere Spindeln mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Ansätzen umzusetzen, sind hinsichtlich Bauraum und Stabilität kritisch. Beispielsweise müsste bei den konventionellen Konzepten die Spindel länger als die Lenksäule ausgeführt werden müssen, was beim Einfahren zu einer Kollision mit dem Lenkrad führt. Außerdem wird die passive Fahrzeugsicherheit deutlich verschlechtert, da so ein Penetrator in Fahrer-Richtung vorhanden ist.

Bei den eingangs erwähnten Spindeltrieben ist die Spindelmutter auf dem Spindeltrieb in der Regel selbsthemmend ausgeführt, das heißt, im Falle eines Unfalls wird eine Aufprallkraft auf das Lenkrad über die Selbsthemmung abgestützt, wodurch ein erhöhtes Verletzungsrisiko besteht. Durch die Zwischenschaltung eines Crash-Elements zwischen dem Schieber und der Spindelmutter wird im Falle eines Unfalls das Verletzungsrisiko des Fahrers reduziert, indem das Lenkrad bei Krafteinwirkung nachgeben bzw. zurückweichen kann.

Derartige Crash-Elemente dienen in Sicherheits-Lenksäulen der oben skizzierten Art also dazu, bei einem Unfall das Wegstoßen des Lenkrades (bzw. des mit dem Lenkrad verbundenen Mantelrohres) über einen Weg von 80-120mm zu ermöglichen. Dadurch wird im ausgefahrenen Zustand des Lenkrads beim Crash beispielsweise der Aufprall des Kopfes des Fahrers weiter abgemildert und Verletzungen minimiert. Weit verbreitet sind auf Biegestreifen basierende Crash-Elemente, die beim Biegen und Zurückbiegen eines geführten Blechstreifens vorab einstellbare Verschiebekräfte und -Verläufe von 1 -5 kN aufnehmen. Ein Beispiel für derartige Crash-Elemente findet sich in DE102020209038A1 . Hierbei spielt plastische Deformation eine wichtige Rolle, während Elastizität, wie bei einer Feder, störend ist, da sie keine Energie vernichtet (sondern zurückwirft).

Ein unvermeidlicher Nachteil der Biegestreifen ist, dass sie stets "gefasst" oder "umschlossen" werden müssen, damit die Biegung mit einem definiert kleinen Radius bzw. Krümmung erfolgt, wobei die Krümmung die Kraft bzw. die in plastische Deformation umwandelbare Energie bestimmt.

Aus dem Stand der Technik sind ferner auch Crash-Elemente bekannt, bei denen ein Reiter über einen Streifen geschoben wird und diesen dehnt bzw. am Rand umbördelt, wie beispielsweise in US2020189648. Auch Crash-Elemente wie in CN1 10155152B, die auf der Aufspreizung eines Langloches durch einen Bolzen beruhen sind bekannt. Ebenfalls bekannt sind auf konischer Querschnittsverjüngung basierende Crash-Elemente, wie es auch in der WO18210874 offenbart ist.

Ebenfalls bekannt sind zentrale, koaxiale Crash-Elemente, welche den Vorteil haben, keine Querkräfte bzw. Kippmomente zu erzeugen. Hierdurch werden angrenzende Bauteile deutlich einfacher (kleiner, schwächer, leichter, führungslos, reibungslos) ausführbar. Die hier eingesetzten Prinzipien sind Reibung (oftmals toleranzkritisch) oder Deformation oder auch kontinuierliches Reißen, wie es beispielsweise auch in der DE102016121876A1 gezeigt ist.

Bei vielen der genannten Crash-Elemente kann das Kraftniveau und ein Kraftverlauf vorab eingestellt werden, z.B. durch den Breiten- oder Dickenverlauf von Bauteilen beim Umbiegen oder Reißen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System, bereitzustellen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet oder zumindest reduziert. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine längenverstellbare Bedieneinheit zu realisieren, die besonders kompakt im Aufbau und kostengünstig in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wi re-System, umfassend einen aktuierbaren Teleskopauszug mit einem inneren Mantelrohr, einem mittleren Mantelrohr, welches koaxial zu dem inneren Mantelrohr angeordnet ist und das mittlere Mantelrohr das innere Mantelrohr zumindest abschnittsweise umgreift, einem äußeren Mantelrohr, welches koaxial zu dem mittleren Mantelrohr angeordnet ist, und das äußere Mantelrohr das mittlere Mantelrohr zumindest abschnittsweise umgreift, wobei das mittlere Mantelrohr relativ zum äußeren Mantelrohr axial versetzbar ist, wobei das innere Mantelrohr mit einem Energieabsorptionselement verbunden ist, welches innerhalb des mittleren Mantelrohres angeordnet ist, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs wirkenden Auslösekraft das innere Mantelrohr gegen das Energieabsorptionselement versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das Energieabsorptionselement faktisch bauraumneutral und somit sehr kompakt in eine längenverstellbare Bedieneinheit integrierbar ist. Durch den kompakten Aufbau und die Verwendung nur einer sehr geringen Anzahl an Bauelementen, ergibt sich auch eine kostengünstige Herstellung der Bedieneinheit.

Durch die zentrale Anordnung des Energieabsorptionselements ergeben sich ferner kurze Toleranzketten. In den noch später als besonders bevorzugte Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen ergeben sich ferner durch eine direkte Krafteinleitung vom inneren Mantelrohr in das Energieabsorptionselement keinerlei Hebelarme im Kraftfluss.

Erfindungsgemäß wird innerhalb des mittleren Mantelrohrs wenigstens ein Energieabsorptionselement vorgesehen. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass mehrere Energieabsorptionselemente in einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung vorhanden sind, um die Energieaufnahmekapazität zu erhöhen. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Mehrzahl an Energieabsorptionselementen im Wesentlichen identisch ausgeführt ist, was insbesondere Kostenvorteile durch eine erhöhte Gleichteiligkeit mit sich bringt.

Grundsätzlich kann das Energieabsorptionselement eine beliebige Raumform aufweisen, die innerhalb des mittleren Mantelrohres positionierbar ist und durch das innere Mantelrohr im Falle eines Crashs in axialer Richtung verformbar, insbesondere stauchbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn die äußere Kontur des Energieabsorptionselements zumindest abschnittsweise an der inneren Mantelfläche des mittleren Mantelrohres anliegt, so dass es in dem mittleren Mantelrohr zentriert ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Energieabsorptionselement als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, der innerhalb des mittleren Mantelrohres angeordnet und in diesem in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs einseitig axial lagefixiert ist, wobei das innere Mantelrohr stirnseitig an dem Energieabsorptionselement angeordnet ist. Hierdurch kann ein besonders leichtbauend ausgebildetes Energieabsorptionselement realisiert werden.

Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass das als hohlzylindrischer Körper ausgebildete Energieabsorptionselement aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Es kann ferner bevorzugt sein, dass das Energieabsorptionselement aus einem porösen Material auf der Basis von Kunststoff oder Metall geformt ist, was die Energieaufnahmefähigkeiten weiter verbessern kann.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Energieabsorptionselement einstückig an dem mittleren Mantelrohr angeordnet ist und sich zumindest abschnittsweise radial nach innen mit einem Anlageabschnitt in das mittlere Mantelrohr hineinerstreckt, wobei das innere Mantelrohr an dem Anlageabschnitt anliegt. Es kann hierdurch erreicht werden, dass das Energieabsorptionselement in einem Fertigungsprozess, beispielswese Stanzen, in bzw. an dem mittleren Mantelrohr ausgebildet werden kann.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das innere Mantelrohr und das mittlere Mantelrohr eine von der Kreisform abweichende, mehreckige, insbesondere achteckige Querschnittskontur aufweisen. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass eine Relativbewegung der Mantelrohre in Umfangsrichtung verhindert ist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass innere Mantelrohr und das mittlere Mantelrohr über wenigstens ein Auslösemittel axial gegeneinander festgelegt sind, wobei beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs wirkenden Auslösekraft das Auslösemittel gelöst, verformt und/oder zerstört wird, so dass das innere Mantelrohr gegen das Energieabsorptionselement versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass der Auslösezeitpunkt sehr genau steuer- bzw. einstellbar ist.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Bedieneinheit eine Lenkwelle umfasst, die das innere Mantelrohr und das mittlere Mantelrohr koaxial durchgreift, wobei die Lenkwelle mit einem Lenkmittel drehfest koppelbar ist und mittels einer Wälzlageranordnung drehbar gegenüber dem inneren Mantelrohr und dem mittleren Mantelrohr gelagert ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich hierdurch ein multifunktionale Baugruppe bilden lässt, die die Lagerung sowie ein Crash-Element sehr kompakt vereint, was fertigungstechnische wie auch montagetechnische Vorteile bietet.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das innere Mantelrohr einen ersten zylinderringförmigen Lagersitz für ein erstes Wälzlager der Wälzlageranordnung aufweist und/oder das mittlere Mantelrohr einen zweiten zylinderringförmigen Lagersitz für ein zweites Wälzlager der Wälzlageranordnung aufweist. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass der erste Lagersitz einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem inneren Mantelrohr ausgeformt ist und/oder der zweite Lagersitz einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem mittleren Mantelrohr ausgeformt ist, wodurch beispielsweise auf ein Verschweißen eines separaten Lagersitzes verzichtet werden kann.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das erste Wälzlager als Festlager und das zweite Wälzlager als Loslager konfiguriert ist, so dass beispielsweise Wärmedehnungen kompensiert werden können.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das zweite Wälzlager über ein Vorspannmittel mit einer Axialkraft beaufschlagt ist, wobei sich das Vorspannmittel an der Lenkwelle lösbar axial abstützt, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs wirkenden Auslösekraft das Vorspannmittel relativ zum zweiten Wälzlager versetzt wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass in einem Crash-Szenario das Vorspannmittel die Vorspannung auf das zweite Wälzlager löst und dadurch die Lenkwelle durch das zweite Wälzlager axial hindurchgleiten kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Steer-By-Wire-System zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, umfassend eine längenverstellbare Bedieneinheit nach einem der Ansprüche 1 -9.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Steer-by-Wi re-System in einer schematischen Blockschaltdarstellung,

Figur 2 eine längenverstellbare Bedieneinheit eines Steer-by-Wire-Systems in einer perspektivischen Ansicht, Figur 3 ein Teleskopauszug einer ersten Ausführungsform einer längenverstellbaren Bedieneinheit in einer Axialschnittdarstellung und einer Explosionsansicht,

Figur 4 ein Teleskopauszug einer zweiten Ausführungsform einer längenverstellbaren Bedieneinheit in einer Axialschnittdarstellung und einer Explosionsansicht,

Figur 5 ein Teleskopauszug einer dritten Ausführungsform einer längenverstellbaren Bedieneinheit in einer Axialschnittdarstellung und einer Explosionsansicht,

Figur 6 eine Energieabsorptionselement einer längenverstellbaren Bedieneinheit in jeweils einer Betriebsposition vor und nach einem Crash-Ereignis in einer Axialschnittdarstellung,

Figur 7 eine Detailansicht des zweiten Wälzlagers und eines Vorspannmittels in einer Axialschnittdarstellung.

Die Figur 1 zeigt eine längenverstellbare Bedieneinheit 1 zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs 2 durch einen Benutzer, innerhalb eines Steer- By-Wire-Systems 3. Von der Bedieneinheit 1 werden elektrische Signale an einen RWA 19 (Road-Wheel-Aktuator) geleitet, der die Lenkbewegungen an der Bedieneinheit in eine Stellbewegung der Fahrzeugräder übersetzt.

Der Grundsätzliche Aufbau der längenverstellbaren Bedieneinheit 1 kann der Figur 2 entnommen werden.

Die längenverstellbaren Bedieneinheit 1 umfasst einen aktuierbaren Teleskopauszug 4 mit einem inneren Mantelrohr 5 und einem mittleren Mantelrohr 7, welches koaxial zu dem inneren Mantelrohr 5 angeordnet ist. Das mittlere Mantelrohr 7 umgreift das innere Mantelrohr 5 zumindest abschnittsweise, was auch gut den Axialschnittdarstellungen der Figuren 3-6 entnommen werden kann.

Das mittlere Mantelrohr 7 ist in der Darstellung der Figur 2 nicht zu erkennen, da es sich innerhalb des äußeren Mantelrohrs 8 befindet.

Der Teleskopauszug 4 verfügt des Weiteren somit auch über ein äußeres Mantelrohr 8, welches koaxial zu dem mittleren Mantelrohr 7 angeordnet ist. Das äußere Mantelrohr 8 umgreift das mittlere Mantelrohr 7 zumindest abschnittsweise, wobei das mittlere Mantelrohr 7 relativ zum äußeren Mantelrohr 8 axial versetzbar ist, so dass sich eine Teleskopierbarkeit der längenverstellbaren Bedieneinheit 1 ergibt.

Wie man anhand der Figuren 3-6 erkenn kann, ist das innere Mantelrohr 5 mit einem Energieabsorptionselement 9 verbunden, welches innerhalb des mittleren Mantelrohres 7 angeordnet ist, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs 4 wirkenden Auslösekraft das innere Mantelrohr 5 gegen das Energieabsorptionselement 9 versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt. Dies kann insbesondere gut anhand der Figur 6 nachvollzogen werden.

In der Ausführungsform der Figur 3 ist das Energieabsorptionselement 9 als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, der innerhalb des mittleren Mantelrohres 7 angeordnet und in diesem in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs 4 einseitig axial lagefixiert ist, wobei das innere Mantelrohr 5 stirnseitig an dem Energieabsorptionselement 9 angeordnet ist.

Die Figuren 4-5 zeigen Ausführungsformen, bei denen das Energieabsorptionselement 9 einstückig an dem mittleren Mantelrohr 7 angeordnet ist und sich zumindest abschnittsweise radial nach innen mit einem Anlageabschnitt 10 in das Mantelrohr 7 hineinerstreckt, wobei das innere Mantelrohr 5 an dem Anlageabschnitt 10 anliegt. In der Figur 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Energieabsorptionselement 9 als eine einstückig mit dem mittleren Mantelrohr 7 ausgebildete, sich in axialer Richtung erstreckende Lasche ausgeführt ist. Figur 5 zeigt eine Variante, in der das Energieabsorptionselement 9 durch eine sich in axialer Richtung erstreckende, streifenartige Verstemmung gebildet wurde.

Wie in den Figuren 2-5 dargestellt, weisen das innere Mantelrohr 5 und das mittlere Mantelrohr 7 eine von der Kreisform abweichende, mehreckige, insbesondere achteckige Querschnittskontur auf.

Wie man den Figuren 3-6 ebenfalls gut entnehmen kann, sind das innere Mantelrohr 5 und das mittlere Mantelrohr 7 über wenigstens ein Auslösemittel 18 axial gegeneinander festgelegt, wobei beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs 4 wirkenden Auslösekraft das Auslösemittel 18 gelöst, verformt und/oder zerstört wird, so dass das innere Mantelrohr 5 gegen das Energieabsorptionselement 9 versetzt wird, welches sich unter der Krafteinwirkung verformt.

In der Figur 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, in der die Bedieneinheit 1 eine Lenkwelle 11 umfasst, die das innere Mantelrohr 5 und das mittlere Mantelrohr 7 koaxial durchgreift, wobei die Lenkwelle 11 mit einem Lenkmittel 6 drehfest koppelbar ist und mittels einer Wälzlageranordnung 12 drehbar gegenüber dem inneren Mantelrohr 5 und dem mittleren Mantelrohr 7 gelagert ist. Hierbei besitzt das innere Mantelrohr 5 einen ersten zylinderringförmigen Lagersitz 13 für ein erstes Wälzlager 14 der Wälzlageranordnung 12 und das mittlere Mantelrohr 7 einen zweiten zylinderringförmigen Lagersitz 15 für ein zweites Wälzlager 16 der Wälzlageranordnung 12. In der gezeigten Konfiguration ist das erste Wälzlager 14 als Festlager und das zweite Wälzlager 16 als Loslager ausgeführt.

Anhand der Figuren 6-7 lässt sich nachvollziehen, dass das zweite Wälzlager 16 über ein Vorspannmittel 17 mit einer Axialkraft beaufschlagt ist, wobei sich das Vorspannmittel 17 an der Lenkwelle 11 lösbar axial abstützt, so dass beim Vorliegen einer vordefinierten, in Einzugsrichtung des Teleskopauszugs 4 wirkenden Auslösekraft das Vorspannmittel 17 relativ zum zweiten Wälzlager 16 versetzt wird. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste

1 Bedieneinheit

2 Kraftfahrzeug

3 Steer-By-Wire-System

4 Teleskopauszug

5 inneres Mantelrohr

6 Lenkmittel

7 mittleres Mantelrohr

8 äußeres Mantelrohr

9 Energieabsorptionselement

10 Anlageabschnitt

11 Lenkwelle

12 Wälzlageranordnung

13 erster Lagersitz

14 erstes Wälzlager

15 zweiter Lagersitz

16 zweites Wälzlager

17 Vorspannmittel

18 Auslösemittel

19 RWA