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DE102022110041A1 - Längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer - Google Patents

Längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer Download PDF

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Publication number
DE102022110041A1
DE102022110041A1 DE102022110041.3A DE102022110041A DE102022110041A1 DE 102022110041 A1 DE102022110041 A1 DE 102022110041A1 DE 102022110041 A DE102022110041 A DE 102022110041A DE 102022110041 A1 DE102022110041 A1 DE 102022110041A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spindle
motor
tube
length
guide tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102022110041.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin Severin
Sebastian Müller
Joseph Gissler
Mathias Girnus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102022110041.3A priority Critical patent/DE102022110041A1/de
Publication of DE102022110041A1 publication Critical patent/DE102022110041A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine 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 elektrischen Motor (4), welcher drehmomentübertragend mit einer Spindel (6) verbunden ist und eine Spindelmutter (7) so mit der Spindel (6) wirkverbunden ist, dass eine Rotation der Spindel (6) einen translatorischen Versatz der Spindelmutter (7) gegenüber der Spindel (6) bewirkt, wobei der Motor (4) gegenüber einem ersten Mantelrohr (8) lagefixiert ist, und die Spindelmutter (7) mit einem inneren Führungsrohr (10) verbunden ist, welches zumindest abschnittsweise axial innerhalb des Mantelrohrs (8) versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr (8) und das innere Führungsrohr (10) einen von dem Motor (4) aktuierbaren Teleskopauszug (11) bilden, wobei die Spindel (6) sich in axialer Richtung ausgehend von einem der Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich (12) an einer ersten Stirnseite (13) des Mantelrohrs (8) in Richtung der der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite (14) des Mantelrohrs (8) erstreckt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System, umfassend einen elektrischen Motor, welcher drehmomentübertragend mit einer Spindel verbunden ist und eine Spindelmutter so mit der Spindel wirkverbunden ist, dass eine Rotation der Spindel einen translatorischen Versatz der Spindelmutter gegenüber der Spindel bewirkt, wobei der Motor gegenüber einem ersten Mantelrohr lagefixiert ist, und die Spindelmutter mit einem inneren Führungsrohr verbunden ist, welches zumindest abschnittsweise axial innerhalb des Mantelrohrs versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr und das innere Führungsrohr einen von dem Motor aktuierbaren Teleskopauszug bilden.
  • 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 10 2015 224 602 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 10 2018 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 10 2018 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 Fahrbetrieb 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.
  • Vor diesem Hintergrund Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine, gegenüber dem Stand der Technik, verbesserte längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine längenverstellbare Bedieneinheit zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System, umfassend einen elektrischen Motor, welcher drehmomentübertragend mit einer Spindel verbunden ist und eine Spindelmutter so mit der Spindel wirkverbunden ist, dass eine Rotation der Spindel einen translatorischen Versatz der Spindelmutter gegenüber der Spindel bewirkt, wobei der Motor gegenüber einem ersten Mantelrohr lagefixiert ist, und die Spindelmutter mit einem inneren Führungsrohr verbunden ist, welches zumindest abschnittsweise axial innerhalb des Mantelrohrs versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr und das innere Führungsrohr einen von dem Motor aktuierbaren Teleskopauszug bilden, wobei die Spindel sich in axialer Richtung ausgehend von einem der Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich an einer ersten Stirnseite des Mantelrohrs in Richtung einer der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite des Mantelrohrs erstreckt.
  • Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass sich die Spindel im ausgefahrenen Zustand des Teleskopauszugs nicht in Richtung des Fahrers, sondern von diesem weg erstreckt, was insbesondere die Verletzungsgefahr für den Fahrer im Falle eines Unfalls deutlich reduziert.
  • Mit der längenverstellbaren Bedieneinheit können insbesondere auch Verfahrlängen von größer als 200mm umgesetzt werden, wodurch die Bedieneinheit besonders bevorzugt für eine Verwendung innerhalb einer Fahrgastzelle eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs geeignet ist. Hierzu weist die Spindel bevorzugt eine Länge von größer als 200mm auf, bevorzugt zwischen 200-1.000mm, höchst bevorzugt zwischen 200-500mm.
  • Der Motor kann als Axialflussmotor oder Radialflussmotor ausgeführt sein. Ferner ist es möglich einen als Radialflussmotor konfigurierten Motor als Innenläufer oder Außenläufer auszuführen.
  • Der Motor ist über eine Rotorwelle mit einer Aktormechanik gekoppelt, die einen Spindeltrieb umfasst. Der Spindeltrieb wandelt mithilfe einer Spindel und einer Spindelmutter, welche miteinander getrieblich gekoppelt sind, eine Rotationsbewegung der Spindel in eine Linearbewegung der Spindelmutter um. Ein Spindeltrieb kann in seiner einfachsten Form aus der Spindel und der Spindelmutter gebildet sein, wobei das Gewinde der Gewindespindel direkt in einem korrespondierenden Innengewinde der Gewindespindelmutter kämmt
  • Um diese Reibungsverluste zu minimieren, kann der Spindeltrieb auch als Rollengewindespindeltrieb ausgeführt sei, bei denen zwischen der Spindel und der Spindelmutter Rollen oder Kugeln angeordnet sind, so dass an den kämmenden Gewindeflanken eine Roll-bzw. Wälzbewegung realisiert wird, was zu signifikant besseren Wirkungsgraden der Spindeltriebmechanik führt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Mantelrohr, das äußere Führungsrohr und das innere Führungsrohr koaxial zu einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind, was zu einer besonders kompakten Bauweise beiträgt.
  • Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Spindel eine Drehachse aufweist, die achsparallel zu der gemeinsamen Drehachse des Teleskopauszugs ausgerichtet ist, wodurch sich ebenfalls axial kompakt bauende Ausführungsformen der Bedieneinheit realisieren lassen.
  • Die Erfindung kann auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das Mantelrohr, das äußere Führungsrohr (soweit vorhanden) und das innere Führungsrohr eine mehreckige, insbesondere achteckige Querschnittskontur aufweisen, wodurch eine vorteilhafte Aufteilung der Verschiebelager ermöglicht ist, zum Beispiel drei vordere Verschiebelager auf ca. 12/4/8 Uhr und drei hintere Verschiebelager auf ca. 2/6/10 Uhr. Die Verschiebelager können bevorzugt als Gleitlager aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Höchst bevorzugt sind das Mantelrohr, das äußere Führungsrohr (soweit vorhanden) und/oder das innere Führungsrohr aus einem Blech gefertigt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Spindel mit einem translatorisch durch die Spindel versetzbaren Schieber gekoppelt ist, der einerseits mit dem inneren Führungsrohr und anderseits mit der Spindelmutter verbunden ist, wodurch die Spindel und der Motor der Bedieneinheit besser an gegebene Bauraumsituationen anpassbar sind.
  • Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Motor in axialer Richtung in dem in Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich an der ersten Stirnseite des Mantelrohrs positioniert ist.
  • Es kann hierdurch erreicht werden, dass der Motor des Spindeltriebes durch die Anordnung „vorne“ (in axialer Richtung in dem in Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich an der ersten Stirnseite des Mantelrohrs) nicht in Konflikt mit einem evtl. vorhandenen Force-Feedback-Aktuator kommt und stattdessen nur eine vergleichsweise dünne Spindel am Force-Feedback-Aktuator vorbei positioniert werden kann. Ferner ist die Spindelführung bei der Anordnung des Motors „vorne“ stabiler, insbesondere in Verbindung mit dem Schieber an der Spindelmutter, denn im ausgefahrenen Zustand ist die Spindelmutter nahe am Motor, welcher fest am Gehäuse montiert sein kann. Würde stattdessen der Motor hinten angeordnet, wäre die Spindelmutter im ausgefahrenen Zustand „vorne“ am Spindelende, welches schwimmend gelagert ist.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Motor ein erstes Lager für ein erstes distales Ende der Spindel bildet. Dabei kann die Lagerung durch den Motor direkt oder indirekt bereitgestellt sein, beispielsweise durch ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, wobei die Lagerung der Spindel dann auch in dem Getriebe erfolgen kann.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Spindel mit einem zweiten distalen Ende in einem zweiten Lager aufgenommen ist, welches gegenüber dem Mantelrohr lagefixiert ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass bei einer vergleichsweisen langen Spindel, beispielsweise von mehr als 200mm, eine ausreichend stabile Lagerung der Spindel realisiert werden kann, da beispielsweise eine einseitige Lagerung innerhalb bzw. durch den Motor häufig nicht ausreicht.
  • Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Motor eine Drehachse und die Spindel eine Drehachse aufweist, wobei die Drehachse der Spindel und die Drehachse des Motors im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen, was ebenfalls eine axial besonders kompakte Bauweise begünstig.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Bedieneinheit einen Force-Feedback-Aktuator aufweist, welcher an der der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite des Mantelrohrs angeordnet ist. Ein Force-Feedback-Aktuator kann insbesondere als ein Elektromotor ausgeführt sein, welcher ein Drehmoment zum Beeinflussen eines Lenkmomentes zur Rückmeldung an einen Fahrer zur Verfügung stellt.
  • Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Force-Feedback-Aktuator eine axiale Erstreckung aufweist und das zweite Lager in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung des Force-Feedback-Aktuators angeordnet ist, wodurch sich eine axial kompakt bauende Ausführung der Bedieneinheit weiter optimieren lässt.
  • Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Spindelmutter mit einem Verbindungselement gekoppelt ist, dass die Spindelmutter mit dem Schieber verbindet, wobei das Verbindungselement im vollständig eingezogenen Betriebszustand des Teleskopauszugs in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung des Force-Feedback-Aktuators angeordnet ist, was ebenfalls zu einer axial besonders kompakt bauenden Ausführung der Bedieneinheit beiträgt. Ferner ermöglicht das konstruktiv variabel ausführbare Verbindungsstück, dass die Anbindung zwischen der Spindelmutter und dem Schieber beispielsweise um den Force-Feedback-Aktuator oder andere angrenzende Bauteile der Bedieneinheit, herumgeführt werden kann.
  • Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das innere Führungsrohr zumindest abschnittsweise axial innerhalb eines äußern Führungsrohrs translatorisch zu diesem versetzbar angeordnet ist, und innerhalb des Mantelrohrs das äußere Führungsrohr zumindest abschnittsweise axial versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr, das äußere Führungsrohr und das innere Führungsrohr den von dem Motor aktuierbaren Teleskopauszug bilden, wodurch der Auszug bzw. die Verstelllänge des Teleskopauszugs vergrößert werden kann.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
    • 1 eine erste Ausführungsform der Bedieneinheit in einer schematischen Darstellung in einem vollständig eingefahrenen und einem vollständig ausgefahrenen Betriebszustand des Teleskopauszugs,
    • 2 eine freigestellte Spindel mit Motor und Schieber in einer Aufsicht,
    • 3 eine zweite Ausführungsform der Bedieneinheit in einer perspektivischen Darstellung in einem vollständig eingefahrenen und einem vollständig ausgefahrenen Betriebszustand des Teleskopauszugs,
    • 4 ein Steer-by-Wire-Lenksystem mit einer längenverstellbaren Bedieneinheit in einer schematischen Blockschaltansicht.
  • Die 1 zeigt eine längenverstellbare Bedieneinheit 1 zur Beeinflussung einer Fahrrichtung eines Kraftfahrzeugs 2 durch einen Benutzer, insbesondere zur Verwendung in einem Steer-By-Wire-System 3, wie es auch exemplarisch in der 4 skizziert ist. Man erkennt dort, dass das Steer-By-Wire-System 3 die längenverstellbare Bedieneinheit 1 sowie einen Lenkaktuator 32 besitzt, der die Lenkbefehle in eine entsprechende Radstellung des Kraftfahrzeugs 2 umwandelt. Die Übertragung der Lenkbefehle von der Bedieneinheit 1 zum Lenkaktuator 32 erfolgt kabelgebunden oder kabellos, was durch die gepunktete Linie angedeutet ist. Die Bedieneinheit 1 besitzt ein Lenkrad 28, dass von einem Benutzer bedient werden kann.
  • Die Bedieneinheit 1 der 1 umfasst einen elektrischen Motor 4, welcher drehmomentübertragend mit einer Spindel 6 verbunden ist und eine Spindelmutter 7, welche so mit der Spindel 6 wirkverbunden ist, dass eine Rotation der Spindel 6 einen translatorischen Versatz der Spindelmutter 7 gegenüber der Spindel 6 bewi rkt.
  • Der Motor 4 ist gegenüber einem ersten Mantelrohr 8 lagefixiert. Dies kann beispielsweise durch ein Anbindungsmittel oder ein Gehäuse realisiert sein, in dem der Motor 4 und das Mantelrohr 8 aufgenommen sind. Auch ist eine direkte Anbindung von Motor 4 und Mantelrohr 8 möglich, beispielsweise durch eine Verschraubung oder eine Verschweißung. Die Spindelmutter 7 ist mit einem inneren Führungsrohr 10 verbunden, welches zumindest abschnittsweise axial innerhalb des Mantelrohrs 8 versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr 8 und das innere Führungsrohr 10 einen von dem Motor 4 aktuierbaren Teleskopauszug 11 bilden. Die obere Abbildung der 1 zeigt des Teleskopauszug 11 in seiner vollständig eingefahrenen Betriebsstellung und die untere Abbildung der 1 in seiner vollständig ausgefahrenen Betriebsstellung.
  • Die Spindel 6 erstreckt sich dabei in axialer Richtung ausgehend von einem der Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich 12 an einer ersten Stirnseite 13 des Mantelrohrs 8 in Richtung der der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite 14 des Mantelrohrs 8. Die Spindel 6 erstreckt sich also nicht in Richtung der Fahrgastzelle, die in der 1 rechts liegen würde, sondern von dieser weg, in linker Richtung in der 1.
  • Die Spindel 6 ist mit einem translatorisch durch die Spindel 6 versetzbaren zylinderstabförmigen Schieber 16 gekoppelt ist, der einerseits mit dem inneren Führungsrohr 10 und anderseits mit der Spindelmutter 7 verbunden ist. Die Koppelstelle ist dabei an der in Auszugsrichtung orientierten Stirnseite des inneren Führungsrohrs 10 positioniert, was sich gut in der 1 erkennen lässt.
  • Der 1 ist auch gut entnehmbar, dass der Motor 4 in axialer Richtung in dem in Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich 12 an einer ersten Stirnseite 13 des Mantelrohrs 8 positioniert ist und der Motor 4 ein erstes Lager 15 für ein erstes distales Ende 17 der Spindel 6 bildet. Mit anderen Worten ausgedrückt, liegt der Motor 4 an dem der Fahrgastzelle zugewandten Ende 17 der Spindel 6. Die Spindel 6 ist mit einem zweiten distalen Ende 18 in einem zweiten Lager 19 aufgenommen, welches gegenüber dem Mantelrohr 8 lagefixiert ist. Die Spindelmutter 7 ist hierbei mit einem Verbindungselement 24 gekoppelt, dass die Spindelmutter 7 mit dem Schieber 16 verbindet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 weist die Spindel 6 eine Länge von größer als 200mm auf.
  • Der Motor 4 besitzt eine Drehachse 20 und die Spindel 6 eine Drehachse 21, wobei die Drehachse 21 der Spindel 6 und die Drehachse 20 des Motors 4 im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen, was sich auch gut aus der 2 erkennen lässt. Man erkennt anhand der 2 auch, dass der Motor 4 ein nicht näher bezeichnetes Getriebe aufweisen kann, welches mit der Spindel 6 verbunden ist und das erste Lager 15 der Spindel 6 innerhalb des Getriebes bereitgestellt wird.
  • Die 3 zeigt eine Ausführungsform der Bedieneinheit 1 mit einem gegenüber der Ausführungsform der 1 veränderten Teleskopauszug 11. In der Ausführungsform der 3 ist das innere Führungsrohr 10 zumindest abschnittsweise axial innerhalb eines äußern Führungsrohrs 9 translatorisch zu diesem versetzbar angeordnet. Ferner ist innerhalb des Mantelrohrs 8 das äußere Führungsrohr 9 zumindest abschnittsweise axial versetzbar angeordnet, so dass das Mantelrohr 8, das äußere Führungsrohr 9 und das innere Führungsrohr 10 den von dem Motor 4 aktuierbaren Teleskopauszug 11 bilden. Dies ist gut anhand der unteren Abbildung der 3, die den Teleskopauszug 11 in einer vollständig ausgefahrenen Betriebsstellung zeigt, nachvollziehbar.
  • Was der 3 auch entnommen werden kann, ist, dass die Bedieneinheit 1 einen Force-Feedback-Aktuator 22 aufweist, welcher an der der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite 14 des Mantelrohrs 8 angeordnet ist. Der Force-Feedback-Aktuator 22 besitzt eine axiale Erstreckung 23, wobei das zweite Lager 19 in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung 23 des Force-Feedback-Aktuators 22 angeordnet ist.
  • Die Spindelmutter 7 ist auch hierbei mit einem Verbindungselement 24 gekoppelt, dass die Spindelmutter 7 mit dem Schieber 16 verbindet, wobei das Verbindungselement 24 im vollständig eingezogenen Betriebszustand des Teleskopauszugs 11 in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung 23 des Force-Feedback-Aktuators 22 angeordnet ist, wie es in der oberen Abbildung der 3 gezeigt ist.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bedieneinheit
    2
    Kraftfahrzeug
    3
    Steer-By-Wire-System
    4
    Motor
    6
    Spindel
    7
    Spindelmutter
    8
    Mantelrohr
    9
    Führungsrohr
    10
    Führungsrohr
    11
    Teleskopauszug
    12
    Bereich
    13
    Stirnseite
    14
    Stirnseite
    15
    Lager
    16
    Schieber
    17
    Ende
    18
    Ende
    19
    Lager
    20
    Drehachse
    21
    Drehachse
    22
    Force-Feedback-Aktuator
    23
    Erstreckung
    24
    Verbindungselement
    28
    Lenkrad
    32
    Lenkaktuator
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015224602 A1 [0004]
    • DE 102018212696 B3 [0005]

Claims (10)

  1. 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 elektrischen Motor (4), welcher drehmomentübertragend mit einer Spindel (6) verbunden ist und eine Spindelmutter (7) so mit der Spindel (6) wirkverbunden ist, dass eine Rotation der Spindel (6) einen translatorischen Versatz der Spindelmutter (7) gegenüber der Spindel (6) bewirkt, wobei der Motor (4) gegenüber einem ersten Mantelrohr (8) lagefixiert ist, und die Spindelmutter (7) mit einem inneren Führungsrohr (10) verbunden ist, welches zumindest abschnittsweise axial innerhalb des Mantelrohrs (8) versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr (8) und das innere Führungsrohr (10) einen von dem Motor (4) aktuierbaren Teleskopauszug (11) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) sich in axialer Richtung ausgehend von einem der Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich (12) an einer ersten Stirnseite (13) des Mantelrohrs (8) in Richtung einer der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite (14) des Mantelrohrs (8) erstreckt.
  2. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) mit einem translatorisch durch die Spindel (6) versetzbaren Schieber (16) gekoppelt ist, der einerseits mit dem inneren Führungsrohr (10) und anderseits mit der Spindelmutter (7) verbunden ist.
  3. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) in axialer Richtung in dem in Aktuierungsrichtung zugewandten Bereich (12) der einer ersten Stirnseite (13) des Mantelrohrs (8) positioniert ist.
  4. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) ein erstes Lager (15) für ein erstes distales Ende (17) der Spindel (6) bildet.
  5. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) mit einem zweiten distalen Ende (18) in einem zweiten Lager (19) aufgenommen ist, welches gegenüber dem Mantelrohr (8) lagefixiert ist.
  6. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) eine Drehachse (20) und die Spindel (6) eine Drehachse (21) aufweist, wobei die Drehachse (21) der Spindel (6) und die Drehachse (20) des Motors (4) im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen.
  7. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (1) einen Force-Feedback-Aktuator (22) aufweist, welcher an der der Aktuierungsrichtung abgewandten zweiten Stirnseite (14) des Mantelrohrs (8) angeordnet ist.
  8. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Force-Feedback-Aktuator (22) eine axiale Erstreckung (23) aufweist und das zweite Lager (19) in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung (23) des Force-Feedback-Aktuators (22) angeordnet ist.
  9. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (7) mit einem Verbindungselement (24) gekoppelt ist, dass die Spindelmutter (7) mit dem Schieber (16) verbindet, wobei das Verbindungselement (24) im vollständig eingezogenen Betriebszustand des Teleskopauszugs (11) in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung (23) des Force-Feedback-Aktuators (22) angeordnet ist.
  10. Längenverstellbare Bedieneinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Führungsrohr (10) zumindest abschnittsweise axial innerhalb eines äußern Führungsrohrs (9) translatorisch zu diesem versetzbar angeordnet ist, und innerhalb des Mantelrohrs (8) das äußere Führungsrohr (9) zumindest abschnittsweise axial versetzbar angeordnet ist, so dass das Mantelrohr (8), das äußere Führungsrohr (9) und das innere Führungsrohr (10) den von dem Motor (4) aktuierbaren Teleskopauszug (11) bilden.
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