CN112384429B - 用于转向柱的调节驱动器、转向柱以及调节方法 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的可马达调节的转向柱(1)的调节驱动器(5，6)，该调节驱动器包括：具有轴线(G)的导螺杆(52，62)，螺杆接合在主轴螺母(51，61)中；驱动单元(55，65)；以及齿轮(7)，该齿轮通过驱动单元(55，65)绕轴线(G)以可旋转的方式驱动并且齿轮固定地连接至主轴螺母(51)或导螺杆(62)，所述齿轮在轴承壳体(53，63)中的轴承组件中安装在轴向地支撑在轴承壳体(53，63)上的两个外轴承圈(93)之间以绕轴线(G)旋转。至少一个外轴承圈(93)借助于施加预加载力(F)的弹性的预加载元件(94，95)被轴向地弹簧加载在轴承壳体(53，63)上，该预加载力将所述两个外轴承圈(93)相对于彼此轴向地支撑。

Description

用于转向柱的调节驱动器、转向柱以及调节方法

技术领域

本发明涉及用于转向柱的调节驱动器，转向柱以及对调节驱动器的轴承组件进行调节的方法。

背景技术

本发明涉及用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器，该调节驱动器包括具有轴线的螺纹主轴、驱动单元和齿轮，所述螺纹主轴接合在主轴螺母中，齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转，齿轮能够由驱动单元驱动以绕轴线旋转，并且齿轮在轴承壳体中绕轴线以可旋转的方式在轴承装置中安装在两个外轴承环之间，所述两个外轴承环轴向地支撑在轴承壳体处，其中，外轴承环各自在外轴承环的彼此相向的侧部上具有与轴线同轴的周向的外轴承面，所述外轴承面在每种情况下均定位成与齿轮处的实施在端侧部上的轴承面相对。此外，本发明还涉及具有这种调节驱动器的用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱、以及用于对调节驱动器的轴承装置进行设置的方法。

用于机动车辆的转向柱具有带有转向主轴的转向轴，在转向轴的在行驶方向上面向驾驶员的后端部处附接有方向盘以用于由驾驶员引入转向指令。转向主轴以可绕其纵向轴线旋转的方式安装在致动单元中，该致动单元由承载单元保持在车身处。由于致动单元以沿纵向轴线的方向可伸缩地移位的方式接纳在与承载单元连接的也称为导引箱或箱形截面摆动叉的壳体单元中的事实，可以进行纵向调节。通过以可枢转的方式安装在承载单元处的致动单元或接纳该致动单元的壳体单元，可以实现高度调节。在纵向方向或高度方向上调节致动器单元允许相对于也被称为驾驶位置或致动位置的操作位置中的驾驶员位置设置符合人体工程学的舒适的方向盘位置，在该操作位置中可以进行手动转向干预。

出于将致动单元相对于承载单元进行调节的目的，现有技术已经公开提供一种具有驱动单元的马达驱动的调节驱动器，该调节驱动器包括电动伺服马达，该电动伺服马达通常经由传动装置连接至主轴驱动器，该主轴驱动器包括旋拧到主轴螺母中的螺纹主轴。通过驱动单元，螺纹主轴和主轴螺母能够被驱动以绕轴线、即螺纹主轴轴线而相对于彼此旋转，由此，螺纹主轴和主轴螺母可以根据旋转的方向以平移的方式朝向彼此或远离彼此移动。在一个实施方式中，螺纹主轴能够由固定地连接至致动单元或承载单元的驱动单元驱动以绕螺纹主轴的螺纹主轴轴线旋转，并且螺纹主轴接合在主轴螺母中，该主轴螺母关于绕螺纹主轴轴线的旋转而言固定地附接在承载单元处或替代地附接在致动单元处。在螺纹主轴轴线的方向上，螺纹主轴支撑在承载单元处或致动单元处，并且主轴螺母相应地支撑在致动单元处或替代地支撑在承载单元处，使得螺纹主轴的旋转驱动引起承载单元和致动单元相对于彼此在螺纹主轴轴线的方向上的平移调节。因此，该实施方式也称为旋转式主轴驱动器。

在替代的实施方式中，螺纹主轴以相对于绕其螺纹主轴轴线的旋转而言不旋转的方式联接至承载单元或替代地联接至致动单元，并且主轴螺母相应地旋转地安装在致动单元处或者替代地安装在承载单元处，但是主轴螺母在螺纹主轴轴线的方向上是固定的。如在第一实施方式中那样，螺纹主轴在螺纹主轴轴线的方向上支撑在承载单元处或致动单元处，并且主轴螺母相应地支撑在致动单元处或承载单元处，使得螺纹主轴通过主轴螺母由驱动单元驱动以旋转而沿螺纹主轴轴线的方向以平移的方式移位。该实施方式也称为柱塞式(plunger)主轴驱动器。

如在提及的第一实施方式中那样，由于螺纹主轴的旋转驱动，实现了承载单元和致动单元相对于彼此在螺纹主轴轴线的方向上的平移调节。在两个实施方式中，主轴驱动器形成马达驱动的调节驱动器，该调节驱动器是在承载单元与致动单元之间起作用的(effective)，所述调节驱动器有助于致动单元相对于承载单元的调节以用于调节目的。

为了实现致动单元在转向主轴的纵向轴线方向上的纵向调节，调节驱动器的主轴驱动器布置可以在致动单元与壳体单元之间，该壳体单元以可轴向地纵向移位的方式接纳该致动单元，所述壳体单元也称为导引箱或箱形截面摆动叉并且连接至承载单元，其中，螺纹主轴轴线可以大致平行于纵向轴线对准。出于高度调节的目的，主轴驱动器可以布置在承载单元与安装在承载单元上的致动单元或壳体单元之间以便能够在高度上枢转，致动单元接纳在壳体单元中。马达驱动的纵向及高度调节器可以单独或组合地实施在转向柱处。

主轴驱动器的驱动由驱动单元通过齿轮来实现，该齿轮能够被驱动以绕其轴线旋转，该轴线与螺纹主轴轴线相同，根据主轴驱动器的实施方式，所述齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转。齿轮具有呈正齿轮形式的带齿部分，该带齿部分具有外周向齿或蜗杆齿。

齿轮在每种情况下均在其两个端侧部中的每个端侧部上具有与轴线同轴的周向轴承面。在轴承装置中，轴承面布置在两个相应的外轴承面之间，所述两个相应的外轴承面布置在两个外轴承环的彼此相对的侧部上，齿轮以可旋转的方式安装在所述两个外轴承环之间。如从齿轮看到的，外轴承环支撑并且固定在轴承壳体处的在轴向方向上的外部上。因此，在主轴驱动器上沿螺纹主轴轴线的两个轴向方向作用在齿轮上的保持力和调节力经由齿轮和外轴承环传递到轴承壳体上，并且从轴承壳体支撑在致动单元或承载单元处。

例如从US 4,967,618已知具有以可旋转的方式安装并轴向支撑的齿轮的这种调节驱动器。齿轮的轴承面具有用于滚动体的滚道、具体地是滚珠轴承的滚珠轴承滚道。作为滚动体的滚珠轴承布置在这些滚珠轴承滚道与外轴承环的轴向地或倾斜地相对的外轴承面中的这些相对的、相应的滚珠轴承滚道之间。因此，形成了这样的轴承装置：在该轴承装置中，齿轮以在轴向方向被支撑的方式安装在两个轴向的压力轴承之间，所述压力轴承在每种情况下均由轴承面、外轴承面以及布置在轴承面与外轴承面之间的滚珠轴承构成。外轴承环刚性地固定至轴承壳体。

在组装期间，通过将外轴承环相对于彼此轴向地定位并固定成使得滚珠轴承在无游隙的情况下在滚珠轴承滚道之间滚动来设置轴承装置。因此，在可能的情况下，在操作期间不会出现轴承游隙以便确保低噪音运行，外轴承环在轴承壳体中相对于彼此支撑，使得轴承面和外轴承面抵靠彼此在轴线方向上按压。此处，一方面，施加在外轴承环上的轴向设置力必须足够高，使得确保滚珠轴承的无游隙运行，即使在温度变化和磨损的情况下也是如此。然而，另一方面，设置力必须不能太高，因为这可能会导致齿轮的起动扭矩增加并且磨损增大。

鉴于上述问题，本发明的目的是提出这样的改进调节驱动器和具有改进调节驱动器的转向柱：其具有更高的运行平稳性和更少的磨损。

发明内容

该目的通过本发明的调节驱动器以及用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱来实现。本发明还提出了一种对用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器的根据本发明的轴承装置进行设置的方法。

为了实现上述目的，提出了一种具有开始提及的特征的用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器，在该调节驱动器中，根据本发明，至少一个外轴承环通过弹性的预加载元件以轴向弹性的方式支撑在轴承壳体处，该弹性的预加载元件施加将两个外轴承环相对于彼此轴向地支撑的预加载力。

与现有技术不同，根据本发明，两个外轴承环不是刚性地支撑在轴承壳体处，而是在轴线方向上被弹性地夹紧。轴线方向对应于纵向轴线的方向。至少一个预加载元件由轴向有效的弹簧元件形成，该轴向有效的弹簧元件在其背向轴承装置、即背向外轴承环朝向外部的侧部上轴向地支撑在轴承壳体处，并且该轴向有效的弹簧元件在其另一侧部上轴向地作用在相应的外轴承环上。在组装的操作状态中，预加载元件在轴向方向上、即在纵向轴线的方向上被预加载或压缩，使得预加载元件在外轴承环上施加预定的预加载力，并且所述预加载元件相对于轴承壳体固定在该预加载或组装位置中。以这种方式被轴向加载的预加载元件通过弹性力、即弹簧力将外轴承环按压成抵靠齿轮，由此，所述齿轮通过预加载力也被按压成抵靠另一外轴承环。因此，轴承装置通过预加载元件在轴向方向上被弹性地预加载。

本发明的优点在于，可以在组装期间通过对预加载元件压缩而设定的预加载力确保了在调节驱动器的整个使用寿命中轴承面与相应的外轴承面之间的更加一致的轴向压力，即使在不适当的操作条件下、例如在热载荷或磨损的条件下，也是如此，由此，抑制了不必要且损害性的轴承游隙。在滚动元件轴承装置中，滚动体在无游隙的情况下滚动，并且在替代性的滑动轴承装置中，确保优化的滑动接触。这提高了运行的平稳性并且减少了磨损。

可能的是，预加载元件在两个外轴承环中的一个外轴承环上施加预加载力，而另一外轴承环在轴承壳体处以轴向刚性的方式支承在反向支承件(counter bearing)处。因此，预加载力在预加载方向上轴向地联接到相对于轴承壳体静止的轴承装置中。替代性地，可以提供从两个侧部分别作用在外轴承环上的两个预加载元件。由此，轴承装置同样被弹性地预加载并且此外相对于轴承壳体在两个轴线方向上被弹性地保持。因此，可以弹性地吸收和阻尼扭矩峰值。

预加载元件可以包括环形的弹簧元件。弹簧元件可以通过预加载力被轴向地弹性地压缩，并且弹簧元件将所述预加载力作为弹簧力永久地传递到轴承装置上。与轴线同轴的环形的实施方式对应于外环的尺寸，弹簧元件在组装状态下直接或间接地抵靠该外环定位。弹簧在轴向上的行程可以适应由于磨损和温度变化而在操作期间预期的偏差，并且因此，由于根据本发明的解决方案，有效地补偿了在使用寿命期间出现的这些偏差。例如，弹簧元件可以包括优选地由弹簧钢制成的弹簧环或波形环、螺旋弹簧、盘簧或板簧等，或者替代地或组合地，同样能够沿轴向方向弹性变形的弹性环、橡胶环、或O形环、或由弹性体制成的绳环。弹簧元件的不同结构可以出于优化弹簧和阻尼特性的目的进行组合，例如一个或两个外轴承环处的弹簧环和O形环。预加载元件可以包括紧固元件。该紧固元件可以通过预加载力在轴向方向上被弹性地压缩，并且该紧固元件将所述预加载力作为弹簧力永久地传递到轴承装置上。紧固元件还用作保持或支撑元件，该保持或支撑元件例如通过互锁、力配合和/或物质对物质式连接沿轴向方向紧固在轴承壳体处。该连接可以具有可拆卸的实施方式、例如通过夹紧连接、锁定连接或螺栓连接具有可拆卸的实施方式，或者该连接可以是不可拆卸的、例如由于焊接而是不可拆卸的。

优选地，预加载元件被实施为一体的紧固元件。

紧固元件优选地实施为一体的金属板形部分、优选地实施为一件式的一体部件。优选地，紧固元件以一体化方式被实施为弹簧元件，其中，在弹簧元件与外环之间布置有中间元件作为阻尼元件。例如，该中间元件可以实施为弹性体元件、比方说例如O形环。替代性地，中间元件可以施加至紧固元件、例如通过固化的弹性体元件而施加至紧固元件。

在优选的实施方式中，预加载元件可以设置成支撑在与轴承壳体连接的紧固元件处。紧固元件用作保持或支撑元件，该保持或支撑元件例如通过互锁、力配合和/或物质对物质式连接沿轴向方向紧固在轴承壳体处。该连接可以具有可拆卸的实施方式，例如通过夹紧连接、锁定连接或螺栓连接具有可拆卸的实施方式，或者该连接可以是不可拆卸的、例如由于焊接而是不可拆卸的。根据本发明的预加载元件可以在紧固元件与外轴承环之间被弹性地夹紧。同样，可能的是，外轴承环中的一个外轴承环在不需插置的预加载元件的情况下通过紧固元件支撑在轴承壳体处，所述轴承壳体于是形成刚性的反向支承件。

在形式和尺寸方面，预加载元件可以与外轴承环和紧固元件匹配，该紧固元件例如可以实施为环形或区段形的紧固环。可以在轴承装置的端侧部上设置紧固元件，该紧固元件在紧固元件的另一侧部上支撑抵靠与轴承壳体连接或形成在轴承壳体处的反向支承件。同样，可能的是，轴承装置在轴承壳体处紧固在两个紧固元件之间，使得由预加载元件产生的预加载力经由紧固元件被引入到轴承壳体中。

在改进方案中，预加载元件可以设置成至少部分地由紧固元件形成。这可以通过本身在轴向方向上具有弹性的实施方式的紧固元件来实现。因此，紧固元件具有双重功能，具体地，首先，在轴承壳体处提供支撑和保持的功能，第二，产生弹性预加载力的功能。例如，紧固元件可以实施为例如由弹簧钢制成的紧固环，该紧固环在紧固环的圆周处具有紧固器件、比如以互锁的方式接合的保持缘或保持边缘。远离紧固器件，可以在紧固环处设置轴向有效的弹簧元件、例如盘簧的锥形部分、波形弹簧的波形部分、弹性圆木状件(log)等。弹簧元件可以从外部直接或间接地支撑在外轴承环处。

滚动体可以布置在齿轮与外轴承环之间。此处，齿轮在每种情况下均与外轴承环和布置在齿轮与外轴承环之间的滚动体一起形成角接触滚动元件轴承。可以设置角接触滚动元件轴承的X形布置结构和O形布置结构两者。替代性地，还可以设置轴向滚动元件轴承。替代性地，还可以想到并且可能的是，外轴承面和相应的轴承面具有彼此滑动的滑动面，以形成角接触滑动轴承。

两个外轴承环中的一个外轴承环可以在轴承壳体处以轴向刚性的方式支撑在反向支承件处。因此，通过预加载元件经由另一外轴承环弹性地加载的轴承装置以静止的方式支撑在轴承壳体处。反向支承件可以固定地实施在轴承壳体上、或者反向支承件可以由紧固至轴承壳体的紧固元件形成。反向支承件可以优选地实施为肩部，其中，该肩部优选地通过成型操作、例如通过周向轧制来实施，其中，形成在外侧面上的卷边(bead)形成内侧面上的肩部。替代性地，分布在圆周上的突出部也可以形成这种肩部。例如，这些突出部可以通过局部塑性变形而从外部引入到轴承壳体中。

本发明的有利的实施方式提供的是，轴承壳体包括中空的筒形接纳空间，在该接纳空间中，外轴承环和齿轮相对于轴线同轴地布置。接纳空间形成具有圆形的内横截面的通道，由齿轮和外轴承环形成的轴承装置以同轴的方式接纳在该通道中。优选地，一个或多个紧固元件同样可以环形的方式实施为紧固环，这些紧固环以同轴的方式布置且固定在接纳空间中。

改进方案提供的是，紧固元件包括用于固定在接纳空间的内部的紧固器件。由于紧固元件以力配合和/或互锁的方式紧固至内壁，因此包括轴向支撑件的整个轴承装置可以布置在轴承壳体中，从而能够实现紧凑且受保护的结构。在有利的实施方式中，紧固元件实施为具有与轴承壳体的接纳空间的内横截面对应的外横截面的紧固环。用于与接纳空间的内壁连接的紧固器件可以布置或形成在优选地为圆形的紧固环的外圆周处。例如，紧固器件可以包括紧固环的外圆周上的保持结构，例如叶片形、锐缘的边缘或叶片，保持结构可以以互锁的方式引入或按压到内壁中并且保持结构将紧固环紧固以防止轴向运动，以便将预加载元件或外轴承环在轴承壳体中轴向地固定在所需要的预加载位置中。

此处，紧固器件可以设置成以自固定的方式实施。例如，这可以通过具有倒钩形的实施方式的保持结构来实现，保持结构当紧固元件在组装期间沿预加载方向被轴向地引入轴承壳体的通道中并且通过预加载力被按压抵靠预加载元件时沿着接纳空间的内壁滑动。在组装之后的操作状态中，紧固元件通过预加载力逆着预加载方向被轴向地加载，由此，紧固器件的倒钩形保持结构径向地展开并独立地紧贴在内壁上，由此，紧固环相对于轴承壳体被轴向地固定。例如，可以设置相对于轴线倾斜的切割边缘作为自固定的紧固器件，所述切割边缘至少部分地实施或布置在紧固环的外圆周处。出于组装目的，这有利于沿预加载方向抵靠预加载元件简单轴向地***接纳空间中。在组装之后，切割边缘通过与***方向相反作用的预加载力而沿径向塑性地埋置于内壁中，并且因此，切割边缘以互锁的方式在轴向方向上被固定。具有倒钩形保持结构的这种自固定式保持器件能够低成本地实现、有助于简单的组装并且有助于牢固的保持。

本发明还包括用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱，该转向柱包括具有上述特征的调节驱动器，该转向柱包括承载单元，该承载单元能够附接至车身并且该承载单元保持致动单元，转向主轴绕纵向轴线以可旋转的方式安装在该致动单元中，并且转向柱包括调节驱动器，该调节驱动器连接至承载单元和致动单元，并且该致动单元是能够借助于调节驱动器相对于承载单元调节的，其中，调节驱动器包括具有轴线的螺纹主轴、驱动单元和齿轮，所述螺纹主轴接合在主轴螺母，齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转，齿轮能够由驱动单元驱动以绕轴线旋转，并且齿轮在轴承壳体中于轴承装置中绕轴线以可旋转的方式安装在两个外轴承环之间，所述两个外轴承环轴向地支撑在轴承壳体处，其中，外轴承环各自在外轴承环的彼此相向的侧部上具有与轴线同轴的周向的外轴承面，所述外轴承面在每种情况下均定位成与齿轮处的实施在端侧部上的轴承面相对。

因此，可以实现调节驱动器在转向柱发生的所有操作条件下的改善的运行平稳性，这对于驾驶员的接受特别重要。此外，有利地减少了磨损并且因此减少了维护费用。

一种根据本发明的对用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器的轴承装置进行设置的方法，该调节驱动器包括具有轴线的螺纹主轴和齿轮，所述螺纹主轴接合在主轴螺母中，齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转，并且齿轮在轴承壳体中于轴承装置中绕轴线以可旋转的方式安装在两个外轴承环之间，所述两个外轴承环轴向地支撑在轴承壳体处，其中，外轴承环通过弹性的预加载元件以轴向弹性的方式支撑在轴承壳体处，

该方法包括下述步骤：

A)向预加载元件施加轴向的预加载力，

B)向齿轮施加加载力矩并测量加载力矩，

C)测量与加载力矩相关的轴承状态变量(加载力矩本身或：齿轮的位移)，

D)将测量的轴承状态变量与预定的状态目标值进行比较，

E)如果测量的轴承状态变量偏离状态目标值(在预定的公差范围内)：修改轴向的预加载力，

F)如果测量的轴承状态变量达到状态目标值(在预定的公差范围内)：将预加载元件(9)在轴承壳体处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

根据本发明的方法有助于对具有上述特征的轴承装置进行优化设置，该轴承装置包括根据本发明的预加载元件。此处，直接或间接地取决于预加载力的至少一个轴承状态变量在预定的公差范围内达到状态目标值，即被调节到理想的状态目标范围内。因此，可以获得高的运行平稳性、低磨损和轴承装置的尽可能高的刚度。

向预加载元件上施加轴向的预加载力可以与施加作用在预加载元件上的轴向压入力对应，其中，作用的压入力与预加载力相反。

在第一步骤A)中，提供了预先组装的轴承装置，其中，外轴承环和至少一个预加载元件通过具有限定的预定初始值的预加载力而保持在一起。此处，初始值以这种方式选择：预加载力处于或低于用于在操作上预备组装所需要的阈值使得换言之轴向的预加载力产生松弛的预组装。

在接下来的步骤B)中，在齿轮上施加加载力矩。例如，加载扭矩可以是起动扭矩或者横向于轴线作用在齿轮上的倾斜力矩或移位力矩，齿轮通过该起动扭矩必须被驱动以绕齿轮的轴线旋转以便在轴承装置中进行旋转。这两种操作情况将在下面进行更详细地说明。

随后，在步骤C)中，测量与加载力矩相关的轴承状态变量。此处，可以测量加载力矩本身、例如联接到齿轮中的起动扭矩或倾斜力矩的大小，并且替代性地或此外，还可以测量取决于加载力矩的变量，比如齿轮的位移、例如相对于轴线的倾斜度，该倾斜度由输入耦合的加载力矩产生、例如由前述的倾斜力矩产生。

在步骤D)中，将测量的轴承状态变量与预定的状态目标值进行比较。状态目标值限定了与在操作状态期间应该观察到的轴承状态对应的参考值。

如果测量的轴承状态变量在预定的公差范围内偏离状态目标值，则执行步骤E)。为此，修改轴向的预加载力以使轴承状态变量的实际值沿状态目标值的方向移动。如果测量的轴承状态变量在预定的公差范围达到状态目标值，则将预加载元件在轴承壳体处固定、即支撑在轴向的预加载位置中，使得预加载元件在轴承装置上永久地施加所设置的预加载力。通过这样，设置过程完成。

优选地，预加载力施加在布置在外轴承环的前面的紧固元件上。紧固元件抵靠外轴承环沿预加载力的方向轴向地移动并且按压抵靠外轴承环。随着紧固元件抵靠预加载元件移动更远，预加载元件的压缩增加，并且预加载力相应地增加。一旦达到在设置过程期间预定的预加载力的值，则将紧固元件在这种情况下设置的预加载位置中固定至轴承壳体。

根据本发明的方法的优点在于，考虑到取决于预加载力的轴承状态变量，轴承装置可以在闭环控制过程中被预加载。

该方法的可能实施方式包括下述步骤：

B1)施加起动扭矩作为用于齿轮的旋转驱动的加载力矩，并在该过程中测量作为相关的轴承状态变量的起动扭矩，

C1)将测量的作为轴承状态变量的起动扭矩与预定的扭矩目标值进行比较，

E1)如果测量的作为轴承状态变量的起动扭矩小于作为状态目标值的预定的扭矩目标值：增加轴向的预加载力，

F1)如果作为轴承状态变量的起动扭矩达到作为状态目标值的预定的扭矩目标值：将预加载元件在轴承壳体处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

因此，在该方法的该实施方式中，起动扭矩对应于加载力矩，测量的起动扭矩对应于相关的轴承状态变量，并且扭矩目标值对应于状态目标值。

为了进行设置，轴承装置布置在轴承壳体中，该轴承装置包括外轴承环和齿轮、以及可选地包括布置在外轴承环与齿轮之间的滚动体。齿轮被驱动以旋转。该驱动可以通过调节驱动器的驱动单元来实现。替代性地，在其中螺纹主轴连接至齿轮以与齿轮一起旋转的旋转式主轴驱动器的情况下，齿轮的驱动可以通过外部的调节驱动器来产生，该外部的调节驱动器驱动螺纹主轴以旋转。

此处，加载力矩是起动扭矩，即，必须被施加以使轴承装置中的齿轮旋转的驱动力矩。该驱动力矩可以借助于合适的传感器、例如借助于扭矩传感器、或者通过驱动单元或外部的调节驱动器的马达电流来测量。

轴向的预加载力在旋转驱动期间例如通过紧固元件而施加至预加载元件，紧固元件将预加载元件轴向地按压抵靠外轴承环。此处，预加载力优选地通过合适的力传感器来测量。

随后，阶梯式地或连续地增加预加载力。因此，轴承装置的轴承摩擦增加，并且与预加载力相关的测量的起动扭矩同样增加。

与所施加的预加载力相关的当前测量的起动扭矩阶梯式地或连续地、优选以自动化的方式与预定的扭矩目标值进行比较。

如果测量的起动扭矩小于预定的扭矩目标值，这意味着轴承游隙仍太大、或者预加载力仍太小，并且因此，不能确保在操作期间在加载条件下轴承装置所需的刚度和无游隙运行。在这种情况下，增加预加载力，并且再次测量所测量的起动扭矩，并且将所测量的起动扭矩与扭矩目标值进行比较。

重复进行上述步骤，直到起动扭矩达到预定的扭矩目标值为止。在该过程中达到的轴向位置、即预加载位置中，预加载元件相对于轴承壳体固定、优选地通过紧固元件固定。在预加载位置中，预加载元件在该过程中以下述这种方式轴向地支撑在轴承壳体处：预加载元件在外轴承环上永久地施加所设置的预加载力。

因此，实现了对起动扭矩的力控制或扭矩控制设定，其中，预加载力是通过测量的起动扭矩调节的。有助于自动、精确地设置起动扭矩。预加载元件确保调节驱动器的所设置的起动扭矩在调节驱动器的整个使用寿命内保持大致恒定，而与磨损和操作条件无关。

作为上述实施方式的替代方案、除了上述实施方式以外或与上述实施方式一起，根据本发明的方法可以提供下述步骤：

B2)在齿轮上施加倾斜力矩作为横跨轴线的加载力矩，并在该过程中测量齿轮相对于轴承壳体的位移，该位移作为相关的轴承状态变量，

C2)将测量的作为轴承状态变量的位移与作为状态目标值的预定的刚度阈值进行比较，

E2)如果测量的作为轴承状态变量的位移大于作为状态目标值的预定的刚度阈值：增加轴向的预加载力，

F2)如果测量的作为轴承状态变量的移位达到预定的刚度阈值：将预加载元件在轴承壳体处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

因此，在该方法的该实施方式中，倾斜力矩对应于加载力矩，齿轮相对于轴承壳体的测量的位移对应于相关的轴承状态变量，并且刚度阈值对应于状态目标值。

通过施加倾斜力矩，轴承装置经受横向方向上的弯曲。在该过程中发生的横向变形是用于轴承装置刚度的度量。轴承装置的刚度取决于预加载力，其中，高预加载力与高刚度相关。

如在上述实施方式中那样，首先设置预加载力的初始值。倾斜力矩作为加载力矩施加在齿轮上。例如，倾斜力矩可以通过被横向地引入螺纹主轴中的倾斜力或弯曲力来输入耦合。

由倾斜力矩产生的齿轮的位移例如通过与齿轮连接的螺纹主轴的径向挠度来测量。

将测量的位移与刚度阈值进行比较。刚度阈值表示与必要的刚度相关的位移的参考值。

只要测量的位移大于预定的刚度阈值，就不提供所需的刚度。在这种情况下，将增加预加载力，直到测量的位移在预定公差范围内小于或等于刚度阈值为止。这实现了对刚度的行程控制设置，其中，预加载力通过齿轮的测量的位移来调节。

如上所述，预加载力可以根据起动扭矩或倾斜力矩或根据起动扭矩和倾斜力矩来设置。这允许对调节驱动器优化设置，这通过简单的调节确保具尽可能高的刚度。

当施加预加载力时，可以测量预加载力。可以通过与其他测量变量比较来检测故障。例如，在相对较小的预加载力的情况下偏差大的起动扭矩可以表示会导致刚硬轴承的缺陷。

起动扭矩和/或倾斜力矩可以通过螺纹主轴而被引入。牢固地连接至齿轮的螺纹主轴特别地在旋转式主轴驱动器的情况下能够通过外部的调节驱动器被驱动以旋转，以便驱动齿轮以旋转。由于倾斜力横跨轴线以一横向距离被引入到螺纹主轴中，在柱塞式主轴驱动器和旋转式主轴驱动器这两种情况下，倾斜力矩可以被引入到齿轮中。

此外，本发明涉及另一种对用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器的轴承装置进行设置的方法，该调节驱动器包括具有轴线的螺纹主轴和齿轮，所述螺纹主轴接合在主轴螺母中，齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转，并且齿轮在轴承壳体中于轴承装置中绕轴线以可旋转的方式安装在两个外轴承环之间，所述两个外轴承环轴向地支撑在轴承壳体处，其中，外轴承环(93)通过弹性的预加载元件以轴向弹性的方式支撑在轴承壳体处，

该方法包括下述步骤：

A)向预加载元件施加轴向的预加载力，

B)测量轴向的预加载力，

D)将测量的预加载力与预定的目标预加载力进行比较，

E)如果测量的预加载力偏离预定的目标预加载力：修改轴向的预加载力，

F)如果测量的预加载力达到预定的目标预加载力：将预加载元件在轴承壳体处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

优选地，目标预加载力可以包括一范围。因此，目标预加载力实施为目标预加载范围。该范围可以在试验中确定，使得轴承装置满足在该范围内的运行平稳性、刚度和起动扭矩方面的相应要求。

预加载力可以施加在紧固元件上，该紧固元件布置在外轴承环的前面。此处，如果紧固元件能够相对于轴承壳体沿预加载力的方向移动并且被实施成抵抗预加载力而将自身固定在轴承壳体处，则是有利的。如上所述，外轴承环和齿轮可以同轴地布置在轴承壳体的中空筒形的接纳空间中，并且紧固元件由具有倒钩形的紧固器件的紧固环形成。这种自固定的紧固环可以在预加载力的作用下沿预加载的方向被容易地按压抵靠轴承装置。在组装状态中，现在由于预加载元件的弹簧力而作用的预加载力沿相反的方向作用在紧固环上，由此紧固环借助于适当的切割边缘以互锁的方式紧贴在轴承壳体上或将自身埋置于轴承壳体中并且将自身独立地固定在紧固环的预加载位置中。

优选地，芯元件位于轴承环之间的动力流的外部。因此，沿轴线的方向作用在轴承环上的力没有被引入到芯元件中。彼此支撑的轴承环形成支撑装置，该支撑装置对在芯元件的外部作用在轴承环上的压力进行支撑，并且因此保持这些压力远离芯元件。

此外，提出了一种用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱的调节驱动器以实现该目的，所述调节驱动器包括具有轴线的螺纹主轴、驱动单元和齿轮，所述螺纹主轴接合在主轴螺母中，齿轮能够通过驱动单元驱动以绕轴线旋转，并且齿轮具有齿部，该齿部轴向地布置在与轴线同轴的两个周向的轴承面之间，其中，齿轮连接至主轴螺母或螺纹主轴以与主轴螺母或螺纹主轴一起旋转。根据本发明，对于具有上述特征的通用的调节驱动器所提出的是：齿轮具有芯元件，两个轴承环与芯元件连接，所述轴承环各自具有轴承面并且轴向地彼此支撑。

优选地，芯元件位于轴承环之间的动力流的外部。因此，沿轴线的方向作用在轴承环上的力没有被引入到芯元件中。彼此支撑的轴承环形成支撑装置，该支撑装置对在芯元件的外部作用在轴承环上的压力进行支撑，并且因此保持这些压力远离芯元件。

在根据本发明的齿轮中，轴承环在端侧部处连接至芯元件，并且因此提供了易于组装的一体部件。在轴向上，轴承环施加在齿部的两个侧部上，并且轴承环均在其外侧部上具有相应的轴承面，所述外侧部背向芯元件并且还形成齿轮的外侧部。此处，根据本发明，轴承环以下述方式彼此连接：沿轴向方向引入到轴承面上的力从一个轴承环传递至另一轴承环，而芯元件不会在轴承环之间被力加载。换言之，当引入轴向力时、例如当施加轴向加载力以用于无游隙地设置轴承时，芯元件通过很小的载荷沿轴向方向保持在轴承环之间。此处，轴承环之间的轴向动力流可以通过两个轴承环彼此接触并且轴向地直接彼此支撑来建立，或者轴承环之间的轴向动力流可以间接建立，其中，力传递元件可以布置在两个轴承环之间，所述力传递元件同样不将任何力沿轴向方向传递到芯元件上。在任何情况下，在不插置芯元件的情况下，通过独立于芯元件的由轴承环形成的用于力传递或力传导的刚性结构来实现在轴向方向上的力传递。两个轴承环也可以实施为一件式一体部件。

轴承面布置在轴承装置的外轴承面之间。在每种情况下，通常布置在外环处的一个外轴承面轴向地定位成与轴承面相对，在这种情况下使得轴承间隙位于外轴承面与轴承面之间。由于外轴承面相对于彼此轴向地调节，因此可以设置距轴承面的距离并且因此设置轴承游隙，并且可以施加轴向力以便在无游隙的情况下将轴承面支撑在外轴承面之间。

根据本发明，作用在轴承环上的轴向力越过芯元件通过相互支撑在轴向力流中被传递。轴向地施加在轴承面上的载荷被轴承环之间的根据本发明的结构吸收并且因此保持远离芯元件。由于芯元件的材料不位于轴向力流中，因此芯元件不会被在轴承被支撑时所产生的力加载并且不会被在操作期间所产生的力加载。

因此，出现了鉴于操作期间所需要的特性独立地优化轴承环和芯元件的材料的可能性。优选地，轴承环可以由不屈服于压力的硬质材料制成，这有助于刚性且可加载的轴向连接，所述连接适合于接受作用在轴承面上的力，并且这优选地有助于滑动轴承面或滚动体滚道的一体化的实施方式。例如，钢很好地满足了这些要求。相反，芯材料可以由较软的材料构成，例如由较软的金属合金比如黄铜或例如由塑料构成。特别地，鉴于塑料各自的特性要求，可以例如在弹性和滑动特性方面对塑料进行优化，以实现驱动器和主轴驱动器的无游隙和平稳运行。由于潜在损坏的力被彼此支撑的轴承环接受并且因此设置在轴承环之间的芯元件的在轴向方向上的不希望变形实际上被排除在外，因此这种塑料材料在压力下流动和塑性变形的特性在齿轮的根据本发明的设计中不是决定性的。因此，考虑用于轴承环和芯元件的不同材料的组合，有助于比现有技术更大的设计自由度。

轴承环可以固定地连接至芯元件，优选地不可拆卸地连接至芯元件，例如通过物质对物质式结合比如焊接或粘接剂结合、或通过嵌置或***模制而连接至芯元件。因此，齿轮可以设置为一体的、易于组装的部件。

轴承环优选地附接至芯元件的两个轴向端侧部，其中，如从芯元件看到的，轴承面轴向地指向外部、例如作为大致圆环形或锥形的轴承面。在一个轴承装置中，轴承面与相应的外轴承面滑动地接触、或者借助于滚动体与相应的外轴承面滚动体接触，所述外轴承面轴向地布置在齿轮的两侧。此处，可以通过锥形的轴承面实现角接触轴承，该锥形的轴承面也可以设置有与轴线成一角度的滚动体滚道，所述角接触轴承同时有利于优化的径向和轴向支承和支撑。

首先，轴承环可以设置为两个单独的部件，所述两个单独的部件与芯元件一起组装在齿轮中，使得轴承环在轴向方向上直接或间接地连接至彼此以用于轴向力传递的目的。力传递可以直接接触地实现或通过设置在轴承环之间的力传递元件实现，但是这些力传递元件不会将任何力沿轴向方向引入芯元件中。

两个轴承环可以设置成以一体的方式实施在一起。此处，两个轴承环实施在一件式一体的轴承环元件处。例如，这种轴承环元件可以具有套筒形或鼓形的实施方式，其中，轴承面位于在轴向端侧部的区域中。在轴向方向上，轴承面通过轴承环元件以一体的方式连续地连接至彼此。因此，在轴向载荷的情况下，动力流通过轴承环元件的连续材料而实现。同样可以想到并且可能的是，在实现与芯元件的连接之前，首先制造单独的轴承环并且在另一步骤中将单独的轴承环连接至彼此以形成轴承环元件。

齿轮可以安装在滚动元件轴承中，其中，轴承环的轴承面具有滚动体滚道、优选地是滚珠轴承滚道。指定给轴承环的轴向相反的外轴承面同样具有相应的滚珠轴承滚道，并且作为滚动体的滚珠轴承布置成能够在滚珠轴承滚道之间滚动。在该实施方式中，轴承环形成滚动元件轴承的内环、优选地具有定位成与轴线成一角度的轴承面或滚珠轴承滚道，使得形成角接触滚珠轴承，这有助于在紧凑型设计的情况下接受轴向方向和径向方向上的轴承载荷。优选地，轴承面以使得齿轮借助于X形轴承安装在壳体中的方式来实施。

轴承环和外轴承面也可以具有彼此滑动的滑动面，使得形成滑动轴承装置。

轴承环可以实施为金属板形部分、优选地由钢板实施。这种金属板形部分可以有效地制造为具有所要求特性的压制/冲压部分。各个轴承环能够用作为套管，所述套管均具有轴承面，并且根据本发明，套管连接至彼此并且连接至芯元件。两个轴承环也可以布置在单个轴承环元件处，该单个轴承环元件可以通过连接两个轴承环来制造，或者该单个轴承环元件可以由单个金属板部分制造为一体的金属板形部分。金属板形部分可以具有用于滚动体的一体形成的滚道、优选地是滚珠轴承滚道，这些滚道可以实施成足够硬、例如也可以通过连续或部分硬化或硬质的涂层来实施。滚道由一体的连续金属板部分连接。

替代性地，同样可以想到并且可能的是，轴承环实施为冷挤压部分或实施为选择性的激光熔融部件。

有利的实施方式提供的是，齿部和/或主轴螺母和/或连接件具有带有芯元件的一体的一件式实施方式。芯元件由于芯元件的材料特性而可以由非常适合用作齿轮元件的材料制成。例如，塑料非常适合提供平稳的运行且低磨损的齿部和螺杆驱动器。根据本发明，齿部可以模制到由塑料构成的芯元件中以与驱动单元进行驱动接合并且在具有能够被驱动以旋转的主轴螺母的柱塞式主轴驱动器的情况下主轴螺母的阴螺纹可以模制到由塑料构成的芯元件中。在旋转式主轴驱动器的情况下，芯元件同样可以包括一体地模制到塑料中的齿部、以及用于将齿轮连接至螺纹主轴以便与螺纹主轴一起旋转的连接件。

芯元件实施为塑料注塑模制部分是有利的。此外，鉴于齿部或阴螺纹的实施方式，通过注塑模制方法由热塑性塑料例如聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)等来制造是有效的并且有助于挠性成形。可选地，可以例如通过添加增强纤维来对塑料进行增强，以便提高强度。

通过将芯元件模制到轴承环上，将芯元件制造为塑料注塑模制部分有利于与轴承环的特别有利的连接。此处，轴承环布置在注塑模制工具的腔室中并且至少部分地被注入腔室中的熔融的液态塑料而包围，使得在冷却之后，轴承环被物质对物质地结合至芯元件的塑料。借助于下述具有互锁元件的轴承环可以实现特别牢固的连接：轴承环以互锁的方式被物质对物质地结合并连接至芯元件。例如，互锁元件可以具有一个或多个轴承环的穿孔和/或突出部和/或滚花，当注塑模制芯元件时，所述一个或多个轴承环被塑料材料穿透并嵌入塑料材料中。冷却之后，这导致轴承环或包括两个轴承环的轴承环元件借助于互锁元件通过互锁连接和物质对物质式结合以不可拆卸的紧固方式锚固在芯元件中。因此，齿部、阴螺纹和/或连接件可以长期位置准确地且牢固地连接至轴承环。即使在芯元件不是制造为注塑模制部分的情况下，互锁元件也可以用于形成芯元件与一个或两个轴承环之间的互锁连接。

在根据本发明的调节驱动器中，轴承环可以支撑在轴承装置的相应的外轴承环之间。齿轮通过轴承环的轴承面以可旋转的方式安装在外轴承环之间。为了设置轴承游隙并且使轴承游隙最小化，外轴承环可以相对于彼此在轴向方向上移动并且因此在轴向上抵靠相应的轴承环而移动，并且外轴承环可以通过预加载力被按压。预加载力可以通过弹性的预加载元件产生，这些弹性的预加载元件在轴向方向上被支撑在牢固的反向支承件处、例如轴承壳体处。根据转向柱的实施方式，反向支承件可以在轴向方向上牢固地附接至致动单元、承载单元或与承载单元连接的壳体单元。这种预加载元件可以包括弹簧元件、例如盘簧或波形弹簧、或呈橡胶环等形式的弹性体元件。

附图说明

下面基于附图对本发明的有利实施方式进行更详细地描述。详细地：

图1示出了根据本发明的转向柱的示意性立体图；

图2从不同的视角示出了根据图1的根据本发明的转向柱的另一立体图；

图3以立体图示出了沿着螺纹主轴轴线穿过根据图1和图2的转向柱的调节装置截取的纵向截面；

图4以侧视图示出了如图3中的纵向截面；

图5示出了根据图3和图4的主轴驱动器的分解图，

图6示出了在设置轴承装置时的穿过如图4中的主轴驱动器的轴承装置截取的纵向截面；

图7以如图4中的视图示出了调节装置的第二实施方式；

图8以如图4中的视图示出了调节装置的第三实施方式；

图9以如图4中的视图示出了调节装置的第四实施方式；

图10以如图4中的视图示出了调节装置的第五实施方式。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部分总是设置有相同的名称，并且因此相同的部分通常在每种情况下也仅被命名或提及一次。

图1以相对于车辆(此处未示出)的行驶方向而言的后端的示意性立体图从斜右上方示出了根据本发明的转向柱1，其中，方向盘(此处未示出)保持在操作区域中。图2以从相反侧、即如从右上方看到的视图示出了转向柱1。

转向柱1包括承载单元2，承载单元2被实施为用于附接至车身(此处未示出)的台架(console)，该台架包括呈紧固孔的形式的紧固器件21。承载单元2保持致动单元3，该致动单元3接纳在壳体单元4中，该壳体单元4也称为导引箱或箱形截面摆动叉。

致动单元3具有转向柱管31，转向主轴32在转向柱管31中安装成能够绕纵向轴线L旋转，所述转向主轴沿纵向方向、即沿纵向轴线L的方向轴向地延伸。在转向主轴32的后端部处形成有紧固部分33，方向盘(此处未示出)能够附接在紧固部分33上。

为了实现纵向调节，致动单元3接纳在壳体单元4中以能够沿纵向轴线L的方向可伸缩地移位，以便能够将与转向主轴32连接的方向盘相对于承载单元2沿纵向方向向前及向后地定位，如由与纵向轴线L平行的双向箭头所示的。

壳体单元4以能够绕横向于纵向轴线L的水平枢转轴线S枢转的方式安装在承载单元2处的枢转支承件22中。在后部区域中，壳体单元4经由致动杆41连接至承载单元2。由于致动杆41借助于图示的致动驱动器6(参见图2)进行旋转运动，因此壳体单元4可以相对于承载单元2绕在安装状态下水平地定位的枢转轴线S枢转，由此可以在如由双向箭头所示的高度方向H上调节附接至紧固部分33的方向盘。

用于在纵向轴线L的方向上调节致动单元3相对于壳体单元4的纵向位置的第一调节驱动器5包括具有主轴螺母51和螺纹主轴52的主轴驱动器，主轴螺母51具有沿着轴线G延伸的阴螺纹74，螺纹主轴52接合在主轴螺母51中；即，所述螺纹主轴的阳螺纹旋拧到主轴螺母51的相应的阴螺纹74中。螺纹主轴52的螺纹主轴轴线是与轴线G相同的并且大致平行于纵向轴线L延伸。

主轴螺母51在轴承壳体53中安装成能够绕轴线G旋转，所述轴承壳体牢固地连接至壳体单元4。在轴线G的方向上，主轴螺母51经由轴承壳体53轴向地支撑在壳体单元4处，如将在下面更详细地说明。

通过在螺纹主轴52的后端部处实施的固定元件54，螺纹主轴52经由传动元件34连接至致动单元3，确切地以下述方式连接至致动单元3：在轴线G或纵向轴线L的方向上是固定的并且相对于绕轴线G的旋转是静止的。由于能够被驱动以旋转的主轴螺母51并且相对于旋转是静止的螺纹主轴52，实现了所谓的柱塞式主轴驱动器。

传动元件34从致动单元3延伸通过壳体单元4中的槽形通道开口42。为了在纵向方向上调节转向柱1，传动元件34可以沿着通道开口42在纵向方向上自由地移动。

调节驱动器5具有电动伺服马达55，主轴螺母51能够借助于该电动伺服马达55被驱动以相对于静止的螺纹主轴52关于轴线G旋转。因此，可以根据伺服马达55的旋转方向使螺纹主轴52沿轴线G的方向以相对于主轴螺母51平移的方式移位，使得相应地，与螺纹主轴52连接的致动装置3相对于与主轴螺母51连接的壳体单元4在纵向轴线L的方向上被调节。下面仍将对主轴螺母51的驱动以及主轴螺母51沿轴线G的方向在壳体单元4处的支撑进行进一步详细说明。

在图2中，图2从位于图1中的后面的侧部示出了转向柱1的立体图，可以认识到，用于调节高度方向H的第二调节驱动器6如何附接至转向柱1。该调节驱动器6包括主轴螺母61，螺纹主轴62沿着轴线G接合在主轴螺母61的阴螺纹74中。螺纹主轴62安装成能够在轴承壳体63中绕轴线G旋转，轴承壳体63紧固在壳体单元4处、在轴线G的方向上轴向地支撑在壳体单元4处，并且螺纹主轴62安装成能够通过电动伺服马达65可选地在两个旋转方向上被驱动以能够绕轴线G旋转。这在下面进一步详细说明。

主轴螺母61以相对于绕轴线G的旋转静止的方式附接在两臂式致动杆41的一个端部处，该两臂式致动杆41安装在承载单元22处以便能够绕枢转支承件23旋转，所述致动杆的另一臂通过致动杆的另一端部连接至壳体单元4。

通过使螺纹主轴61旋转，可以根据伺服马达65的旋转方向使主轴螺母61沿轴线G的方向以相对于螺纹主轴62平移的方式移位，使得相应地，经由致动杆41连接至主轴螺母41的壳体单元4与接纳在壳体单元4中的调节装置3一起可以相对于承载单元2在高度方向H上被向上或向下调节，如由双向箭头所示的。下文仍将对螺纹主轴62的驱动和螺纹主轴62沿轴线G的方向在壳体单元4处的支撑进行详细说明。

图3和图4以不同的视图呈现了沿着轴线G穿过调节驱动器6的轴承壳体63截取的纵向截面。

根据本发明设计的齿轮7紧固至螺纹主轴62以与螺纹主轴62一起相对于轴线G旋转。齿轮7具有芯元件71，该芯元件71由塑料制成、优选地由热塑性塑料比如PP、POM等制造作为塑料注塑模制部分。在齿轮7的外周处，齿轮7包括位于芯元件71处的与轴线G同轴的周向齿72，所述齿在所示的示例中实施为蜗轮齿，使得齿轮7形成蜗轮。能够由伺服马达65驱动以旋转的蜗杆66接合在齿72中。

在形成连接件的中央连接部分73的区域中，芯元件71连接至螺纹主轴62以与螺纹主轴62一起旋转。例如，该连接可以通过芯元件71在注塑模制至螺纹主轴62的过程中模制到螺纹主轴62上而实施为物质对物质式结合。除了上述连接以外或作为上述连接的替代方案，可以提供互锁和/或任何其他类型的紧固。

齿轮7的轴承环8固定地连接至芯元件71。每个轴承环8均具有环形的轴承面81，该轴承面81与轴线G同轴并且被实施为滚珠轴承滚道。如从芯元件71看到的，两个轴承面81以端部-侧部锥形的方式延伸至外部。换言之，滚珠轴承滚道与轴线G成一角度。

在轴向上，轴承环8包括在轴线G的方向上引导成抵靠彼此的支撑部分82，在所示的示例中，所述支撑部分直接抵靠彼此使得轴承环8在轴线G的方向上直接抵靠彼此被支撑。特别地，芯元件71的塑料材料不位于彼此接触的轴承环8的支撑部分82之间。

轴承环8优选地实施为金属板形的部分、特别优选地实施为由钢板制成的压制/冲压部分。出于与齿轮7连接的目的，芯元件71的塑料注塑模制到轴承环8上，并且轴承环8因此以物质对物质式结合及互锁的方式嵌置到芯材料71中，除了端侧部上的暴露于外部的轴承面81。可选地，可以设置固定元件83，两个轴承环8在该固定元件83处相对于彼此定位并且在用塑料进行***模制期间被保持，使得两个轴承环8在轴线G的方向上轴向地抵靠彼此。然而，固定元件83也可以省略。替代性地，也可以设想在***模制之前例如通过点焊等直接连接轴承环8。

轴承面81形成滚动元件轴承装置9的内环，滚动元件轴承装置9包括滚珠轴承91，滚珠轴承91以可旋转的方式保持在滚珠轴承保持架92中并且布置成在轴承面81的所述滚珠轴承滚道与外轴承环93中的相应的滚珠滚道之间的轴向轴承间隙中滚动。如从齿轮7看到的，外轴承环93通过弹性的弹簧元件94在两个端侧部上轴向向外地支撑，弹性的弹簧元件94形成预加载元件、在所示的示例中是与呈紧固环95形式的轴向的反向支承件抵靠的弹性橡胶环，紧固环95又以在轴线G的轴向方向上静止的方式例如通过楔入、铆接或压紧而连接至轴承壳体53。弹簧元件94同样可以实施为波形弹簧或盘形弹簧。

在图4所示的实施方式中，实施为预加载元件的弹簧元件94布置在齿轮7的两个端侧部中，所述弹簧元件通过两个紧固环94轴向地支撑在轴承壳体63处并且在轴向上被弹性地支撑。此处，弹簧力作为预加载力F经由外轴承环93和滚珠轴承91作用在轴承面81上，并且因此齿轮7在滚动元件轴承装置9之间被轴向地预加载。

出于固定的目的，紧固环95可以在紧固环95的外周处具有紧固器件951、例如部分地或全部地周向切割边缘，这些切割边缘向外部突出并且以塑料互锁的方式将其自身埋置到轴承壳体63的内壁中。优选地，切割边缘相对于轴线G倾斜，使得紧固器件951具有倒钩形的实施方式。因此，紧固环95可以在轴承壳体63中仅沿面对齿轮7的方向轴向地移动。由于在组装状态下作用的预加载力F，紧固环95被反向地加载，由此，紧固器件951因紧固器件951的倒钩形的实施方式而紧贴至轴承壳体63的内壁。换言之，紧固环95具有自固定的实施方式。

在滚动元件轴承装置9的组装期间施加轴向的预加载力F以用于避免在轴线G的方向上的轴承游隙。预加载力F由紧固环95、实施为预加载元件的弹簧元件94、以及轴承环8上的轴承面81上的滚珠轴承91施加在轴承环8上，如由图4中的力箭头所示。预加载力F在整个使用寿命期间通过作为预加载元件的弹性的弹簧元件94来维持。因此，两个轴承环8轴向地按压成抵靠彼此，其中，在操作期间作用在轴承面81上的力F以动力流的方式通过轴承环8被完全传递。特别地，此处的优势在于，芯元件71的塑料材料不位于在轴承环8之间的动力流中，即芯元件71的塑料材料不承受压力。这种未加载确保了塑料材料不会因流动而塑性变形。

图5以分解图示出了沿轴线G的方向被拉开的齿轮7和滚动元件轴承装置9的各个部分。

图6示出了在调节装置的调节期间的调节驱动器6，该调节装置包括可轴向移动的压缩柱96和相对于压缩柱96静止的反向支承件97。借助于力源(此处未示出)，压缩柱96可以已经向其施加预加载力F，预加载力F因此用作压入力。

为了设置滚动元件轴承装置9，位于图6中的左侧的一个紧固元件95轴向地支撑在反向支承件97处，而位于该图的右侧处的另一个紧固环95借助于压缩柱96通过预加载力F在轴向方向上按压抵靠齿轮7。此处，紧固环95通过紧固器件951的上述倒钩形实施方式而初始地移位成抵靠弹簧元件94。在接触时，弹簧元件94通过预加载力F被轴向地压缩，并且预加载力F被引入到滚动元件轴承装置中。

齿轮7在滚动元件轴承装置9中被预加载所用的预加载力F的大小可以根据必须被施加以使齿轮7转动的起动(breakaway)扭矩M来实现。为此，齿轮7例如由驱动单元的伺服马达66驱动以旋转。替代性地，根据图3、图4、图6、图7或图8，在其中螺纹主轴62连接至齿轮7以与齿轮7一起旋转的旋转式主轴驱动器的情况下，该驱动可以通过驱动螺纹主轴62以旋转的外部调节驱动器(在此未示出)来实现。

起动扭矩M可以借助于合适的传感器，例如通过扭矩传感器、或者通过伺服马达65或外部调节驱动器的马达电流来测量。

在旋转驱动期间，轴向的预加载力F由压缩柱96从预定的初始值开始施加在轴承装置上，并且所述预加载力连续地或阶梯式地增加并且优选地借助于合适的力传感器来测量。因此，轴承摩擦增加，并且测量的与预加载力F相关的起动扭矩M同样增加。

将测量的起动扭矩M与预定的扭矩目标值进行比较、优选地自动地比较。

如果测量的起动扭矩M小于预定的扭矩目标值，这意味着轴承游隙仍太大，或者预加载力仍太小，并且因此还不能确保在操作期间在加载条件下轴承装置所需的刚度和无游隙运行。在这种情况下，增加预加载力F，并且再次测量所测量的起动扭矩M，并且将所测量的起动扭矩M与扭矩目标值进行比较。

重复进行上述步骤，直到测量的作为轴承状态变量的起动扭矩M达到作为状态目标值的预定的扭矩目标值为止。在该过程中到达的轴向位置中，在预加载位置中，紧固环95以及因此弹簧元件94相对于轴承壳体63被固定。轴向固定可以通过下述方式实现：在压缩柱96未加载或缩回期间，倒钩形的紧固器件951由于通过弹簧元件94施加的预应力F而以塑料互锁的方式埋置于轴承壳体63的内壁中并且然后将弹簧元件94固定在预加载位置中。作为其替代方案或除此之外，可以通过物质对物质式结合例如焊接等或通过另外***的紧固器件来实现固定。

作为其替代方案或除此之外，可以根据调节驱动器6的弯曲刚度来设置预加载力。为此，轴承装置因倾斜力矩K而经受弯曲，该倾斜力矩K被横向地引入螺纹主轴62中。在该过程中发生的借助于路径测量装置99测量的径向挠度x是用于刚度的度量。径向挠度x取决于预加载力F，其中，高预加载力F与低挠度x相关并且因此与高刚度相关。

用作相关的轴承状态变量的挠度x与齿轮7的位移对应、例如与轴承壳体63中的由用作加载力矩的倾斜力矩产生的倾斜度对应。将测量的挠度x与最大允许位移的参考值进行比较，该参考值被赋予与状态目标值对应的刚度阈值。

只要测量的挠度x大于预定刚度阈值，就不提供所需要的刚度。在这种情况下，增加预加载力F，直到测量的挠度x在预定公差范围内小于或等于刚度阈值为止。

可以通过调节起动扭矩M或倾斜力矩K、或通过将加载力矩M和K两者考虑在内来设置预加载荷。

替代地，预加载荷可以通过调节所施加和测量的预加载力来设置；如果测量的预加载力达到预定的阈值、即所谓的目标预加载力，则预加载元件被固定并且完成对预加载力的设置。

图7示出了第二实施方式，在该第二实施方式中，位于附图左侧的外轴承环93被轴向地支撑抵靠轴向的反向支承件67，代替一个紧固环95，轴向的反向支承件67是通过对轴承壳体63进行模制而形成并实施为肩部。此外，该实施方式仅具有一个弹簧元件94，该弹簧元件94被实施为由橡胶弹性材料制成的O形环，所述弹簧元件在附图中的右侧布置在外轴承环93与紧固环95之间。

图8示出了具有两个紧固环95的第三实施方式，该第三实施方式与根据图6的实施方式一样但是仅有一个弹簧元件94，该弹簧元件94被实施为如图7所示的O形环或类似的弹性元件。

关于齿轮7的轴承，根据图9的第四实施方式原则上具有与图4和图6中所呈现的实施方式类似的设计。然而，与图4和图6中所呈现的实施方式相反，第四实施方式是柱塞式主轴驱动器，在柱塞式主轴驱动器中，螺纹主轴62接合在与齿轮7连接的主轴螺母61中的螺纹中，即螺纹主轴62不连接至齿轮7进而与齿轮7旋转。

根据图10的第五实施方式的区别在于紧固环95中的至少一个紧固环95、或者两个紧固环95固有地具有轴向的弹簧弹性的实施方式。实际上，根据本发明的预加载元件具有一体化在至少一个紧固环95中的实施方式。

图7、图8、图9和图10所示的实施方式可以如参照图6所描述的那样来设置。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱(1)的调节驱动器(5，6)，所述调节驱动器(5，6)包括具有轴线(G)的螺纹主轴(52，62)、驱动单元(55，65)和齿轮(7)，所述螺纹主轴接合在主轴螺母(51，61)中，所述齿轮(7)连接至所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)以与所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)一起旋转，所述齿轮(7)能够由所述驱动单元(55，65)驱动以绕所述轴线(G)旋转并且所述齿轮(7)在轴承壳体(53，63)中于轴承装置中绕所述轴线(G)以可旋转的方式安装在两个外轴承环(93)之间，所述两个外轴承环(93)轴向地支撑在所述轴承壳体(53，63)处，

其中，所述外轴承环(93)各自在所述外轴承环(93)的彼此相向的侧部上具有与所述轴线(G)同轴的周向的外轴承面，所述外轴承面在每种情况下均定位成与所述齿轮(7)处的实施在端侧部上的轴承面(81)相对，

其特征在于，

至少一个外轴承环(93)通过弹性的预加载元件(94，95)以轴向弹性的方式支撑在所述轴承壳体(53，63)处，所述预加载元件(94，95)施加预加载力(F)，所述预加载力(F)将所述两个外轴承环(93)抵靠彼此轴向地支撑；所述预加载元件实施为一体的紧固元件(95)。

2.根据权利要求1所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，所述预加载元件(94)包括环形的弹簧元件。

3.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，所述预加载元件(94)支撑在与所述轴承壳体(63)连接的紧固元件(95)处。

4.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，所述预加载元件(95)包括紧固元件。

5.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，滚动体(91)布置在所述齿轮(7)与所述外轴承环(93)之间。

6.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，外轴承环(93)在所述轴承壳体(53，63)处以轴向刚性的方式支撑在反向支承件(97)处。

7.根据前述权利要求1-2中的任一项所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，所述轴承壳体(63)包括中空筒形的接纳空间，所述外轴承环(93)和所述齿轮(7)在所述接纳空间中相对于所述轴线(G)同轴地布置。

8.根据权利要求7所述的调节驱动器(5，6)，其特征在于，所述紧固元件(95)包括用于固定在所述接纳空间内的紧固器件(951)。

9.一种用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱(1)，所述转向柱(1)包括承载单元(2)，所述承载单元(2)能够附接至车身，并且所述承载单元(2)保持致动单元(3)，转向主轴(32)绕纵向轴线(L)以可旋转的方式安装在所述致动单元(3)中，并且所述转向柱(1)包括调节驱动器(5，6)，所述调节驱动器(5，6)连接至所述承载单元(2)和所述致动单元(3)，并且所述致动单元(3)是能够借助于所述调节驱动器(5，6)相对于所述承载单元(2)调节的，其中，所述调节驱动器(5，6)包括具有轴线(G)的螺纹主轴(52，62)、驱动单元(55，65)和齿轮(7)，所述螺纹主轴接合在主轴螺母(51)中，所述齿轮(7)连接至所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)以与所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)一起旋转，所述齿轮(7)能够由所述驱动单元(55，65)驱动以绕所述轴线(G)旋转并且所述齿轮(7)在轴承壳体(53，63)中于轴承装置中绕所述轴线(G)以可旋转的方式安装在两个外轴承环(93)之间，所述两个外轴承环(93)轴向地支撑在所述轴承壳体(53，63)处，其中，所述外轴承环(93)各自在所述外轴承环(93)的彼此相向的侧部上具有与所述轴线(G)同轴的周向的外轴承面，所述外轴承面在每种情况下均定位成与所述齿轮(7)处的实施在端侧部上的轴承面(81)相对，

其特征在于，

所述调节驱动器(5，6)是根据权利要求1至8中的任一项所述的调节驱动器。

10.一种对用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱(1)的调节驱动器(5，6)的轴承装置进行设置的方法，所述调节驱动器(5，6)包括具有轴线(G)的螺纹主轴(52，62)和齿轮(7)，所述螺纹主轴接合在主轴螺母(51，61)中，所述齿轮(7)连接至所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)以与所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)一起旋转，并且所述齿轮(7)在轴承壳体(53，63)中绕所述轴线(G)以可旋转的方式在轴承装置中安装在两个外轴承环(93)之间，所述两个外轴承环(93)轴向地支撑在所述轴承壳体(53，63)处，其中，外轴承环(93)通过弹性的预加载元件(94，95)以轴向弹性的方式支撑在所述轴承壳体(53，63)处，

所述方法包括下述步骤：

A)向所述预加载元件(94，95)施加轴向的预加载力(F)，

B)向所述齿轮(7)施加加载力矩(M，K)并测量所述加载力矩(M，K)，

C)测量与所述加载力矩(M，K)相关的轴承状态变量(M，x)，

D)将测量的所述轴承状态变量(M，x)与预定的状态目标值进行比较，

E)如果测量的所述轴承状态变量(M，x)偏离所述状态目标值：修改所述轴向的预加载力(F)，

F)如果测量的所述轴承状态变量(M，x)达到所述状态目标值：将所述预加载元件(94，95)在所述轴承壳体(63)处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于下述步骤：

B1)施加起动扭矩(M)作为用于所述齿轮(7)的旋转驱动的加载力矩，并且在所述过程中测量作为相关的轴承状态变量的所述起动扭矩(M)，

C1)将测量的作为轴承状态变量的所述起动扭矩(M)与作为状态目标值的预定的扭矩目标值进行比较，

E1)如果测量的作为轴承状态变量的所述起动扭矩(M)小于作为状态目标值的所述预定的扭矩目标值：增加所述轴向的预加载力(F)，

F1)如果作为轴承状态变量的所述起动扭矩(M)达到作为状态目标值的所述预定的扭矩目标值：将所述预加载元件(94，95)在所述轴承壳体(63)处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于下述步骤：

B2)在所述齿轮(7)上施加倾斜力矩(K)作为横跨所述轴线(G)的加载力矩，并在所述过程中测量所述齿轮(7)相对于所述轴承壳体(63)的位移(x)，所述位移(x)作为相关的轴承状态变量，

C2)将测量的作为轴承状态变量的所述位移(x)与作为状态目标值的预定的刚度阈值进行比较，

E2)如果测量的作为轴承状态变量的所述位移(x)大于作为状态目标值的所述预定的刚度阈值：增加所述轴向的预加载力(F)，

F2)如果测量的作为轴承状态变量的所述位移(x)达到作为状态目标值的所述预定的刚度阈值：将所述预加载元件(94,95)在所述轴承壳体处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

13.根据权利要求10-11中的任一项所述的方法，其特征在于，在施加所述预加载力(F)时测量所述预加载力(F)。

14.根据权利要求10-11中的任一项所述的方法，其特征在于，在布置在外轴承环(93)的前面的紧固元件(95)上施加所述预加载力(F)。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述紧固元件(95)能够相对于所述轴承壳体(63)沿所述预加载力(F)的方向移动，并且所述紧固元件(95)实施成抵抗所述预加载力(F)而将自身固定在所述轴承壳体(93)处。

16.一种对用于机动车辆的能够由马达调节的转向柱(1)的调节驱动器(5，6)的轴承装置进行设置的方法，所述调节驱动器(5，6)包括具有轴线(G)的螺纹主轴(52，62)和齿轮(7)，所述螺纹主轴接合在主轴螺母(51，61)中，所述齿轮(7)连接至所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)以与所述主轴螺母(51)或所述螺纹主轴(62)一起旋转，并且所述齿轮(7)在轴承壳体(53，63)中于轴承装置中绕所述轴线(G)以可旋转的方式安装在两个外轴承环(93)之间，所述两个外轴承环(93)轴向地支撑在所述轴承壳体(53，63)处，其中，外轴承环(93)通过弹性的预加载元件(94，95)以轴向弹性的方式支撑在所述轴承壳体(53，63)处，

所述方法包括下述步骤：

A)向所述预加载元件(94，95)施加轴向的预加载力(F)，

B)测量所述轴向的预加载力(F)，

D)将测量的所述预加载力(F)与预定的目标预加载力进行比较，

E)如果测量的所述预加载力(F)偏离所述预定的目标预加载力：修改所述轴向的预加载力(F)，

F)如果测量的所述预加载力(F)达到所述预定的目标预加载力：将所述预加载元件(94,95)在所述轴承壳体(63)处固定在轴向的预加载位置中，并完成设置过程。

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