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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb für eine Lenksäule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine motorisch verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug.
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Lenksäulen für Kraftfahrzeuge weisen eine Lenkwelle mit einer Lenkspindel auf, an deren in Fahrtrichtung hinteren, dem Fahrer zugewandten Ende ein Lenkrad zur Einbringung eines Lenkbefehls durch den Fahrer angebracht ist. Die Lenkspindel ist um ihre Längsachse in einer Stelleinheit drehbar gelagert, die von einer Trageinheit an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist. Dadurch, dass die Stelleinheit in einer mit der Trageinheit verbundenen Manteleinheit, auch als Führungskasten oder Kastenschwinge bezeichnet, in Richtung der Längsachse teleskopartig verschiebbar aufgenommen ist, kann eine Längsverstellung erfolgen. Eine Höhenverstellung kann dadurch realisiert werden, dass die Stelleinheit oder eine diese aufnehmende Manteleinheit schwenkbar an der Trageinheit gelagert ist. Die Verstellung der Stelleinheit in Längs- bzw. Höhenrichtung ermöglicht die Einstellung einer ergonomisch komfortablen Lenkradposition relativ zur Fahrerposition in Betriebsstellung, auch als Fahr- oder Bedienposition bezeichnet, in der ein manueller Lenkeingriff erfolgen kann.
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Es ist im Stand der Technik bekannt, zur Verstellung der Stelleinheit relativ zur Trageinheit einen motorischen Verstellantrieb einzusetzen, wie beispielsweise in der
EP 2 508 409 A2 beschrieben ist. Ein gattungsgemäßer Verstellantrieb weist eine Antriebseinheit mit einem Antriebsgehäuse auf, an dem ein elektrischen Motor angebracht ist, der - in der Regel über ein in dem Antriebsgehäuse untergebrachtes Getriebe - mit einem Spindeltrieb verbunden ist, der eine in eine Spindelmutter eingeschraubte Gewindespindel umfasst. Durch die Antriebseinheit sind die Gewindespindel und die Spindelmutter gegeneinander um die Gewindespindelachse oder kurz Spindelachse, drehend antreibbar, wodurch die Gewindespindel und die Spindelmutter je nach Drehrichtung axial, in Richtung der Spindelachse translatorisch aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können. In einer Ausführungsform ist die Gewindespindel von der Antriebseinheit, die axial feststehend mit der Stelleinheit oder der Trageinheit verbunden ist, um ihre Spindelachse drehend antreibbar und greift in die Spindelmutter ein, die an der Trageinheit oder alternativ an der Stelleinheit bezüglich Drehung um die Gewindespindelachse feststehend angebracht ist. In Richtung der Spindelachse stützt sich die Gewindespindel an der Trageinheit oder der Stelleinheit ab, und die Spindelmutter entsprechend an der Stelleinheit oder alternativ an der Trageinheit, so dass ein drehender Antrieb der Gewindespindel eine translatorische Verstellung von Trageinheit und Stelleinheit relativ zueinander in Richtung der Spindelachse bewirkt. Diese Ausführung wird daher auch als Rotationsspindelantrieb bezeichnet.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die Gewindespindel bezüglich Drehung um ihre Spindelachse unverdrehbar mit der Trageinheit oder alternativ mit der Stelleinheit gekoppelt und die Spindelmutter ist in der Antriebseinheit drehbar, aber in Richtung der Spindelachse feststehend entsprechend an der Stelleinheit oder alternativ an der Trageinheit gelagert. Wie in der ersten Ausführungsform stützt sich die Gewindespindel an der Trageinheit oder an der Stelleinheit ab, und die Spindelmutter über die Antriebseinheit entsprechend an der Stelleinheit oder an der Trageinheit, so dass die Gewindespindel in Richtung der Spindelachse translatorisch verschiebbar ist, indem die Spindelmutter von der Antriebseinheit um die Spindelachse drehend angetrieben wird. Diese Ausführung wird auch als Tauchspindelantrieb bezeichnet.
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Zur Realisierung einer Längsverstellung der Stelleinheit in Richtung der Längsachse der Lenkspindel kann ein Spindeltrieb eines Verstellantriebs zwischen der Stelleinheit und einer diese axial längsverschieblich aufnehmenden Manteleinheit, auch Führungskasten oder Kastenschwinge genannt, angeordnet sein, welche mit der Trageinheit verbunden ist, und wobei die Spindelachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse ausgerichtet sein kann. Zur Höhenverstellung kann ein Spindeltrieb zwischen der Trageinheit und einer daran höhenverschwenkbar gelagerten Stelleinheit oder Manteleinheit, in der die Stelleinheit aufgenommen ist, angeordnet sein. An einer Lenksäule können eine motorische Längs- und Höhenverstellung einzeln oder in Kombination ausgebildet sein.
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Ein gattungsgemäßer Verstellantrieb weist ein Antriebsgehäuse auf, welches an der Lenksäule in axialer Richtung abgestützt ist und Antriebskomponenten wie den Motor und ein Getriebe umfasst. Die Gewindespindel steht von dem Antriebsgehäuse axial, d.h. in Richtung der Spindelachse ab. Bei einem Rotationspindelantrieb ist die Gewindespindel drehend antreibbar und dabei axial relativ zum Antriebsgehäuse fixiert, und durch drehenden Antrieb kann die Spindelmutter auf das Antriebsgehäuse zu oder von diesem weg bewegt werden. Bei einem Tauchspindelantrieb ist die Spindelmutter drehend antreibbar und dabei axial relativ zum Antriebsgehäuse fixiert, und durch drehenden Antrieb kann das freie Ende der Gewindespindel auf das Antriebsgehäuse zu oder von diesem weg bewegt werden. Der Verstellweg des Spindeltriebs ist die maximal mögliche relative axiale Bewegung von Gewindespindel und Spindelmutter. Dieser wird dadurch begrenzt, dass bei einem Rotationsspindelantrieb die Spindelmutter mit einem antriebsseitigen Endanschlag in Richtung der Spindelachse gegen das Antriebsgehäuse anschlägt, und bei einem Tauchspindelantrieb ein im Endbereich der Gewindespindel angebrachter, radial nach außen über das Gewinde vorstehender Endanschlag, beispielsweise ein Kragen oder eine Muffe. Im Stand der Technik trifft der Endanschlag direkt gegen das Antriebsgehäuse. Durch den harten Anschlag kommt es zu unerwünschten Anschlaggeräuschen und Verschleiß.
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Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen motorischen Verstellantrieb mit verbesserten Anschlagverhalten anzugeben.
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Darstellung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einem Verstellantrieb für eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit mit einem Antriebsgehäuse, von dem sich axial in Richtung einer Spindelachse eine Gewindespindel erstreckt, die in eine Spindelmutter eingreift, wobei die Antriebseinheit mit der Gewindespindel oder der Spindelmutter derart gekoppelt ist, dass die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander drehend antreibbar sind, wobei zur Begrenzung einer axialen Bewegung der Spindelmutter relativ zur Gewindespindel mindestens ein an der Gewindespindel oder an der Spindelmutter angebrachter Endanschlag gegen das Antriebsgehäuse anschlagbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an dem Antriebsgehäuse ein Anschlagkörper fixiert ist, der eine gegen den Endanschlag gerichtete Anschlagfläche, und ein mit dem Antriebsgehäuse verbindbares Verbindungselement aufweist.
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Erfindungsgemäß ist axial zwischen dem Endanschlag der relativ zum Antriebsgehäuse axial bewegbaren Spindelmutter bei einem Rotationsspindelantrieb oder der Gewindespindel bei einem Tauchspindelantrieb ein Anschlagkörper eingefügt. Dieser stützt sich an seinem antriebsnahen, dem Antriebsgehäuse zugewandten Ende axial gegen das Antriebsgehäuse ab. Sein antriebsfernes, dem Antriebsgehäuse abgewandtes Ende steht axial von dem Antriebsgehäuse in Richtung der Spindelachse entlang der Gewindespindel ab, so dass der Endanschlag der Spindelmutter oder der Gewindespindel gegen eine dort angeordnete Anschlagfläche anschlagen kann. Diese Anschlagfläche hat Abstand von dem Antriebsgehäuse.
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Mittels des Verbindungselements kann der Anschlagkörper bezüglich der Spindelachse drehfest und axial an dem Antriebsgehäuse fixiert sein.
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Der erfindungsgemäße Anschlagkörper kann unabhängig von dem Antriebsgehäuse konstruiert und separat gefertigt werden, und nachträglich bei der Montage des Verstellantriebs mit dem Antriebsgehäuse verbunden werden. Vorteilhaft ist dabei, dass unabhängig vom Antriebsgehäuse, welches zumeist aus einem metallischen Werkstoff wie Metallguss oder Stahl besteht, aus einem Material gefertigt sein kann, welches hinsichtlich des Anschlagverhaltens optimiert ist. Beispielsweise kann ein gegenüber dem Antriebsgehäuse weniger steifes, weicheres und/oder elastischeres Material verwendet werden, welches eine höhere innere Dämpfungswirkung hat als das Material des Antriebsgehäuses, wodurch der Anschlag gedämpft wird und das Anschlaggeräusch reduziert werden kann. Außerdem kann durch den weicheren Anschlag Verschleiß reduziert werden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass die axiale Länge des Anschlagkörpers, gemessen zwischen seinem antriebsseitigen und antriebsfernen Ende, unabhängig von dem Antriebsgehäuse vorgegeben werden kann. Durch eine entsprechende Anpassung der Länge ist es möglich, den Abstand der antriebsfernen Anschlagfläche vom Antriebsgehäuse vorzugeben, um unterschiedliche Verstellwege vorzugeben. So kann einfach durch einen längeren Anschlagkörper der mögliche Verstellweg verkürzt werden. Auf diese Weise kann ein Antriebsgehäuse ohne konstruktive Änderungen allein durch unterschiedliche gestaltete Anschlagkörper für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die Spindelmutter und der Anschlagkörper aus voneinander abweichenden Materialien gebildet sind oder solche aufweisen. Beispielsweise kann die Spindelmutter aus einem ersten Kunststoff gebildet sein, und der Anschlagkörper aus einem zweiten Kunststoff. Alternativ kann die Spindelmutter aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein oder einen solchen umfassen und der Anschlagköper kann aus einem Kunststoff gebildet sein oder einen solchen umfassen. Dank derartiger Materialpaarungen kann das Anschlagverhalten bzgl. Dämpfung und Geräuschbildung beim Anschlagen weiter verbessert werden, und die Reibung beim Verstellen optimiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper eine geringere Härte und/oder eine höhere Elastizität aufweist als die Spindelmutter. Dadurch können die stoßabsorbierenden Eigenschaften optimiert und entsprechend konstruktiv festgelegt werden.
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Es ist vorteilhaft, dass der Anschlagkörper die Gewindespindel zumindest abschnittsweise umfangsseitig zumindest teilweise umschließt. Der Anschlagkörper weist einen axialen Durchgang auf, durch die die Gewindespindel hindurch geführt ist, wobei sich die Anschlagfläche auf der antriebsfernen Stirnseite befindet. Der Durchgang kann einen hülsenförmigen Rohrabschnitt oder ein Hohlprofil mit einer umfangsseitig geschlossenen Durchgangsöffnung aufweisen, welche den Außenumfang der Gewindespindel durchgehend umschließt. In einer derartigen Hülse oder Profilhülse kann die Gewindespindel geschützt untergebracht sein. Es ist auch möglich, dass der Anschlagkörper einen umfangsseitig offenen Profilquerschnitt hat, und beispielsweise ein U- oder C-Profil aufweist, oder mit Ausnehmungen in der Profilwandung versehen ist. In jedem Fall kann die Ausgestaltung in vorteilhafter Weise unabhängig von dem Antriebsgehäuse erfolgen, zur Optimierung von Schutzwirkung, Gewicht, Dämpfung und/oder weiteren für den Betrieb des Verstellantriebs relevanten Parametern.
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Bevorzugt kann ein rohr- oder hülsenförmiger Anschlagkörper koaxial zur Spindelachse angeordnet sein. Dabei kann es zusätzlich vorteilhaft sein, dass der Anschlagkörper zumindest abschnittweise einen zur Achse symmetrischen Querschnitt hat, beispielsweise in einem hohlzylindrischen oder mehreckigen Rohrabschnitt. Ein symmetrischer rohrförmiger Querschnitt hat weiter den Vorteil einer hohen Stabilität, so dass ein relativ dünnwandiger, und damit ein Rohrabschnitt mit geringer Masse und kleinen Außenabmessungen als Anschlagkörper einsetzbar ist.
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Es ist möglich, dass das Verbindungselement stirnseitig von dem Anschlagkörper vorsteht. Dadurch, dass zumindest ein Verbindungselement am antriebsseitigen Ende angeordnet ist, kann eine Bauraumoptimierung erfolgen. Weiterhin kann eine verbesserte, biegesteife Verbindung mit dem Antriebsgehäuse realisiert werden.
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Es kann vorteilhaft sein, dass das Verbindungselement quer zur Spindelachse von dem Anschlagkörper vorsteht. Das Verbindungselement kann beispielsweise radial nach außen von einem rohr- oder hülsenförmigen Abschnitt des Anschlagkörpers ab- bzw. überstehen. Daraus ergeben sich vorteilhafte erweiterte Möglichkeiten einer stabilen und biegesteifen Anbindung des Anschlagkörpers an das Antriebsgehäuse. Beispielsweise kann ein Anschlussflansch oder -vorsprung an einem rohrförmigen Anschlagkörper vorgesehen sein. Eine feste und haltbare Verbindung kann dann auch bei einer relativ geringen Wandstärke des Rohrabschnitts realisiert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungelement und das Antriebsgehäuse miteinander formschlüssig in Eingriff bringbare, korrespondierende Formschlusselemente aufweisen. Die Formschlusselemente können korrespondierende Einformungen und Vorsprünge umfassen, die so ausgestaltet und angeordnet sind, dass sie einen vorzugsweise in Umfangsrichtung und in axialer Richtung der Spindelachse Formschluss ermöglichen. Derartige Formschlusselemente haben den Vorteil, dass sie mit geringem Aufwand bei der Herstellung des Antriebsgehäuses und des Anschlagkörpers zur Verfügung gestellt werden können, und eine einfache Montage und eine festen und sichere Verbindung ermöglichen. Die Formschlusselemente können beispielsweise auch Rastmittel umfassen, die formschlüssig ineinander einrasten oder einschnappen können, beispielsweise Rastnasen oder -vorsprünge und korrespondierende Rastöffnungen oder -vertiefungen.
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Dadurch, dass einheitliche gestaltete Verbindungselemente an unterschiedlichen Verbindungskörpern vorgesehen sind, die beispielsweise eine unterschiedliche Länge und/oder Dämpfungswirkung haben, können in der Fertigung nach einem Baukastenprinzip einfach ausgehend von demselben Typ Antriebsgehäuse unterschiedliche Bauformen von Verstellantrieben realisiert werden, die beispielsweise einen unterschiedlichen Verstellweg haben. Im Sinne des Baukastenprinzips kann es auch vorteilhaft sein, dass unterschiedliche Typen von Antriebsgehäusen dieselben Verbindungselemente haben, um dieselben Bauformen von Anschlagkörpern verwenden zu können.
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Die Verbindungselemente können bezüglich der Erzeugung einer lösbaren oder unlösbaren Verbindung optimiert werden. Beispielsweise können Formschlusselemente für eine einfache und präzise Positionierung und Orientierung vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ können unlösbare Verbindungen realisiert werden, beispielsweise durch stoffschlüssige Verbindungsverfahren wie Kleben oder Schweißen.
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Das oder die Formschlusselemente können vorzugsweise zumindest teilweise außerhalb eines Außenquerschnitts des Anschlagkörpers angeordnet sein, beispielsweise indem sie radial und/oder axial vorstehen. Dadurch wird eine optimierte Verbindung mit dem Antriebsgehäuse ermöglicht.
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Eine bevorzugte Ausführung ist, dass der Anschlagkörper und/oder das Verbindungselement stoßdämpfend ausgebildet sind, bevorzugt in axialer Richtung. Dies kann dadurch erreicht werden, dass durch Materialwahl und Formgebung eine axiale Nachgiebigkeit bereitgestellt wird. Durch eine gedämpfte reversible Verformung kann kinetische Aufprallenergie beim Anschlag absorbiert und in Wärme umgesetzt werden, so dass eine Geräusch- und Stoßdämpfung erfolgt.
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Es ist möglich, dass der Anschlagkörper und das Verbindungselement einstückig ausgebildet sind. Dadurch kann eine rationelle Fertigung mittels einschlägiger Fertigungsverfahren erfolgen. Vorzugsweise kann die Fertigung eine plastische Formgebung umfassen, beispielsweise durch Umformung wie Biegen, Pressen oder dergleichen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass der Anschlagkörper als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist. Im Kunststoff-Spritzguss können selbst komplizierte Formgebungen mit geringem Aufwand einfach konstruiert und rationell gefertigt werden. Dadurch können Verbindungselemente mit geringem Aufwand einstückig mit dem Anschlagkörper integriert ausgebildet werden. Es können Formschlusselemente ein- oder angeformt werden, und auch Dämpfungs-, Feder- oder Verfomungselemente realisiert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass thermoplastische Polymere mit vielfältigen Eigenschaften zur Verfügung stehen, beispielsweise bezüglich Festigkeit, Elastizität, innerer Dämpfung und dergleichen, wodurch mit geringem Aufwand eine optimierte Anpassung an die geforderte Geräusch- und Stoßdämpfung möglich ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper als ein Einkomponenten-Kunststoff-Spritzgussteil oder als ein Zwei- oder Mehrkomponenten Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die Dämpfungseigenschaften an die Anforderungen verbessert anpassen.
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Es ist möglich, dass die Gewindespindel in dem Antriebsgehäuse in axialer Richtung fest, von der Antriebseinheit drehend antreibbar gelagert ist, und die relativ dazu bezüglich Rotation feststehenden Spindelmutter gegen den Anschlagkörper anschlagbar ist. Dies entspricht einem Rotationsspindelantrieb, bei dem die Gewindespindel innerhalb des erfindungsgemäßen Anschlagkörpers rotierbar gelagert ist, und die darauf aufgeschraubte Spindelmutter mit einer axial gegen die Antriebseinheit gerichteten Stirnfläche gegen das Anschlagelement anschlagen kann. Die Spindelmutter kann folglich den Endanschlag aufweisen oder selbst bilden.
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Alternativ kann ein Tauchspindelantrieb dadurch realisiert sein, dass die Spindelmutter in dem Antriebsgehäuse in axialer Richtung fest, von der Antriebseinheit drehend antreibbar gelagert ist, und eine Anschlagfläche an der relativ dazu bezüglich Rotation feststehenden Gewindespindel gegen den Anschlagkörper anschlagbar ist. Dabei ist der Endanschlag fest in einem freien Endabschnitt der Gewindespindel angeordnet, beispielsweise als radial vorstehender Vorsprung oder Teller, der eine axial gegen das Anschlagelement gerichtete Anschlagfläche hat.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine motorisch verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, mit einer Trageinheit, die an einer Fahrzeugkarosserie anbringbar ist, und von der eine Stelleinheit gehalten ist, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist, und mit einem Verstellantrieb, für eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit mit einem Antriebsgehäuse, von dem sich axial in Richtung einer Spindelachse eine Gewindespindel erstreckt, die in eine Spindelmutter eingreift, wobei die Antriebseinheit mit der Gewindespindel oder der Spindelmutter derart gekoppelt ist, dass die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander drehend antreibbar sind, wobei zur Begrenzung einer axialen Bewegung der Spindelmutter relativ zur Gewindespindel mindestens ein an der Gewindespindel oder an der Spindelmutter angebrachter Endanschlag gegen das Antriebsgehäuse anschlagbar ist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Verstellantrieb ausgebildet gemäß einer oder mehrerer der vorangehend beschriebenen Ausführungen.
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Ein erfindungsgemäßer Verstellantrieb als Längsverstellantrieb und/oder als Höhenverstellantrieb vorgesehen sein. Dabei ist es möglich, dass die Lenksäule ausschließlich längsverstellbar oder höhenverstellbar ist, oder kombiniert längs- und höhenverstellbar. Bei einer längs- und höhenverstellbaren Lenksäule können beide oder auch nur einer der Verstellantriebe erfindungsgemäß ausgestaltet sein.
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Figurenliste
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
- 2 die Lenksäule gemäß 1 in einer weiteren perspektivischen Darstellung,
- 3 ein erfindungsgemäßer Verstellantrieb in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
- 4 eine vergrößerte Detailansicht von 3,
- 5 der Verstellantrieb gemäß 3 in einer weiteren perspektivischen Darstellung,
- 6 ein Anschlagkörper des Verstellantriebs gemäß 3 in einer separaten perspektivischen Ansicht,
- 7 der Anschlagkörper gemäß 6 in einer weiteren perspektivischen Ansicht.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Lenksäule 1 schematisch in perspektivischer Ansicht schräg von hinten (bezogen auf die Fahrtrichtung eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugs) dargestellt.
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Die Lenksäule 1 kann an der Karosserie eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs mittels einer Trageinheit 2 (Konsole) befestigt werden. Die Trageinheit 2 umfasst zur Verbindung mit der Karosserie Befestigungsmittel 21, die hier als Befestigungsöffnungen ausgebildet sind. Die Trageinheit 2 ist in der hier dargestellten Ausführungsvariante als Gussteil aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt. Alternativ ist auch eine Trageinheit als ein Blech-Biege-Bauteil denkbar und möglich.
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Eine Lenkspindel 30 ist in einem Innenmantelrohr 31, auch als inneres Mantelrohr 31 bezeichnet, um ihre Längsachse L, die sich in Längsrichtung erstreckt, drehbar gelagert. Hinten an der Lenkspindel 30 ist ein Befestigungsabschnitt 32 zur Befestigung eines nicht dargestellten Lenkrads ausgebildet. Das Innenmantelrohr 31 ist in einer Außenmanteleinheit 33, auch als äußere Manteleinheit 33 oder kurz Manteleinheit 33, in Längsrichtung teleskopartig verschiebbar aufgenommen und gehalten.
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Ein erster motorischer Verstellantrieb 4 dient zur Höhenverstellung und ist als Spindeltrieb ausgebildet. Der Verstellantrieb 4, der in 3, 4 und 5 von der Lenksäule gelöst separat gezeigt ist, weist eine Antriebseinheit 41 mit einem Antriebsgehäuse 42 auf, an dem ein elektrischer Motor 43 angeflanscht ist, der als Antriebsmotor dient. In dem Antriebsgehäuse 42 ist ein mit dem Motor 43 gekuppeltes Getriebe untergebracht, welches hier nicht im Einzelnen dargestellt ist, und beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildet sein kann. Mit dem Ausgang des Getriebes ist eine Gewindespindel 44 um ihre Spindelachse G drehend antreibbar. Diese Gewindespindel 44 erstreckt sich axial, also in Richtung der Spindelachse G von dem Antriebsgehäuse 42, mit anderen Worten steht die Gewindespindel 44 mit ihrer Axialrichtung von dem Getriebegehäuse 42 ab.
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Die Gewindespindel 44 greift mit ihrem Außengewinde in eine bezüglich Drehung um die Spindelachse G feststehende Spindelmutter 45 ein. Dadurch führt ein drehender Antrieb durch den Motor 43 abhängig von der Drehrichtung zu einer linearen Verlagerung der Spindelmutter 45 in Richtung der Spindelachse G oder entgegengesetzt, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet.
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Der Verstellantrieb 4 ist somit einen Rotationsspindeltrieb ausgebildet.
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Zur Realisierung einer Höhenverstellung ist die Manteleinheit 33 um eine horizontale Schwenkachse 22 verschwenkbar an der Trageinheit 2 gelagert, so dass die Lenkspindel 30 in einer Höhenrichtung H auf und ab bewegt werden kann. Zur motorischen Höhenverstellung ist der Verstellantrieb 4 mit seinem Antriebsgehäuse 42 an der Manteleinheit 33 abgestützt. Die Spindelmutter 45 greift an einem Stellhebel 23 an, der zwischen der Manteleinheit 33 und der Trageinheit 2 in beabstandeten horizontalen Schwenklager gelagert ist.
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Ein zweiter, gleichartig aufgebauter Verstellantrieb 5 mit einer Antriebseinheit 51, einem Antriebsgehäuse 52, einem Motor 53, einer Gewindespindel 54 und einer Spindelmutter 55 ist zur Längsverstellung vorgesehen. Dazu stützt sich das Antriebsgehäuse 51 axial an der Manteleinheit 33 ab, und die Spindelmutter 55 greift in Richtung der Längsachse L an dem Mantelrohr 31 an. Durch Aktivierung der Antriebseinheit 51 kann dadurch das Mantelrohr 31 relativ zur Manteleinheit 33 zur Längsverstellung der Lenksäule 1 teleskopartig ein- oder ausgefahren werden, wie mit einem Doppelpfeil angedeutet ist.
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Im Folgenden sind nur die Bezugszeichen des Verstellantriebs 4 genannt, wobei diese funktional gleichwirkend sind mit den korrespondierenden Bestandteilen des Verstellantriebs 5, und diese mit einschließen. Alle Ausführungen und Weiterbildungen des Verstellantriebs 4 lassen sich auf den Verstellantrieb 5 ohne Einschränkungen übertragen und sind gleichwirkend.
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An dem Antriebsgehäuse 42 ist auf der Seite, von der sich die Gewindespindel 44 erstreckt, ein erfindungsgemäßer Anschlagkörper 6 angebracht, der in 4 in der Ansicht von 3 vergrößert gezeigt ist, und in den 6 und 7 freigestellt in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten.
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Der Anschlagkörper 6 ist in Form eines hohlzylindrischen, umfangsseitig offenen Rohr- oder Ringsegments ausgebildet, welches in montierten Zustand gemäß 3, 4 und 5 koaxial zur Spindelachse G angeordnet ist. Der Anschlagkörper 6 umschließt die Gewindespindel 44 beispielsweise über einen Umfangsbereich von etwa 180° bis 360°, im gezeigten Beispiel circa 260° bis 280°. In axialer Richtung, d.h. in Richtung der Spindelachse G liegt der Anschlagkörper mit seiner antriebsseitigen Stirnseite an dem Antriebsgehäuse 42 an. An der antriebsfernen, axial gegen die Spindelmutter 45 gerichteten Stirnseite befindet sich eine Anschlagfläche 61. Die Anschlagfläche 61 hat von dem Antriebsgehäuse 42 einen axialen Abstand A, welcher die Länge des Anschlagkörper 6 bezeichnet.
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Auf ihrer axial gegen den Anschlagkörper gerichteten Stirnseite befindet sich an der Spindelmutter 45 ein Endanschlag 46, der praktisch als eine der Anschlagfläche 61 in Richtung der Spindelachse G gegenüberliegende axiale Anschlagfläche an der Spindelmutter 45 ausgebildet ist.
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Auf der antriebsnahen Seite ist an dem Anschlagkörper 6 ein Verbindungselement 62 angebracht. Dieses hat im gezeigten Beispiel die Form eines balkenartigen Flanschsegments, welches quer zur Spindelachse G angeordnet und von dieser radial beabstandet ist. Dabei steht das Verbindungselement 62 axial und radial von dem zylindrisch-rohrfömigen Anschlagkörper 6 vor.
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Das Verbindungselement 62 weist Formschlusselemente 63 auf, welche in einer Montage - oder Einsetzrichtung E, die in 7 angegeben ist, quer zur Spindelachse G in Formschlusseingriff gebracht werden können mit korrespondierenden Formschlusselementen 47 an dem Antriebsgehäuse 42. Dadurch wird eine axial und bezüglich Drehung um die Spindelachse G formschlüssig haltende Verbindung erzeugt. Zusätzlich kann zwischen den Formschlusselementen 63 und 47 eine kraftschlüssige (reibschlüssige) Verbindung vorgesehen sein, die in eine Richtung entgegen der Einsetzrichtung E wirkt. Damit kann das Anschlagelement 6 mit einer noch höheren Fixierwirkung an dem Antriebsgehäuse 42 fixiert werden.
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Die Funktion ist, dass beim motorischen Verstellen die Spindelmutter 45 linear so weit in Richtung auf das Antriebsgehäuse 42 zu verlagert werden kann, bis der Endanschlag 46 gegen die Anschlagfläche 61 anschlägt. Dabei wird der mögliche Verstellweg durch die Länge A des Anschlagkörpers 6 begrenzt. Durch die stoßdämpfenden Eigenschaften, die durch das Material und die Formgebung des Anschlagkörpers 6 vorgegeben werden können, können störende Geräusche und Vibrationen beim Anschlag verringert werden. Die stoßdämpfenden Eigenschaften des Anschlagkörpers 6 sind durch die geometrische Ausgestaltung und durch die Materialeigenschaften des Anschlagkörpers 6 beeinflusst. Insbesondere beeinflussen die Härte und die Elastizität die stoßdämpfenden Eigenschaften.
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Der Anschlagkörper 6 kann einschließlich des Verbindungselements 62 vorteilhaft als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil aus einem thermoplastischen Polymer oder Elastomer gefertigt sein. Dadurch ist es auch mit geringem Aufwand möglich, unterschiedliche Längen A zur Begrenzung unterschiedlicher Verstellwege bereitzustellen.
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Die Montage kann einfach dadurch erfolgen, dass der ringförmige Anschlagkörper 6 in der Einsetzrichtung E quer zur Spindelachse G auf die Gewindespindel 44 aufgeschnappt wird, wobei sich die offenen Enden des Anschlagkörpers 6 nach außen federn können, wie in 7 mit den Pfeilen angedeutet. Dabei gelangen die Formschlusselemente 63 und 47 in Eingriff, so dass der Anschlagkörper 6 an dem Antriebsgehäuse 42 fixiert ist.
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Es ist möglich, dass an einer Lenksäule 1 nur ein Verstellantrieb 4 zur Höhenverstellung, oder ein Verstellantrieb 5 zur Längsverstellung, oder wie dargestellt eine Kombination der beiden Verstellantriebe 4 und 5 vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Trageinheit
- 21
- Befestigungsmittel
- 22
- Schwenkachse
- 23
- Stellhebel
- 30
- Lenkspindel
- 31
- Mantelrohr
- 32
- Befestigungsabschnitt
- 33
- Manteleinheit
- 4,5
- Verstellantrieb
- 41,51
- Antriebseinheit
- 42,52
- Antriebsgehäuse
- 43,53
- Motor
- 44,54
- Gewindespindel
- 45,55
- Spindelmutter
- 46
- Endanschlag
- 47
- Formschlusselement
- 6
- Anschlagkörper
- 61
- Anschlagfläche
- 62
- Verbindungselement
- 63
- Formschlusselement
- L
- Längsachse
- H
- Höhenrichtung
- G
- Spindelachse
- A
- Abstand
- E
- Einsetzrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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