DE102024117862B3

DE102024117862B3 - steering device of a vehicle with a steering wheel

Info

Publication number: DE102024117862B3
Application number: DE102024117862.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel Heim; Michael Stein; Mariusz Szymacha
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2024-06-25
Filing date: 2024-06-25
Publication date: 2025-02-27
Anticipated expiration: 2044-06-26

Abstract

Es wird eine Lenkvorrichtung (1) eines Fahrzeuges mit einem Lenkrad (2) beschrieben, das über eine Verstellmechanik (6) in Längsrichtung einer Lenkwelle (9) zwischen einer ausgefahrenen Lenkendstellung und einer eingefahrenen Lenkendstellung eines Lenkstellungsbereiches verstellbar ist. Das Lenkrad (2) ist über die Verstellmechanik (6) zusätzlich zwischen einer Lenkstellung des Lenkstellungsbereiches und einer eingeklappten Ruhestellung verfahrbar.

A steering device (1) of a vehicle with a steering wheel (2) is described which can be adjusted in the longitudinal direction of a steering shaft (9) between an extended steering end position and a retracted steering end position of a steering position range via an adjustment mechanism (6). The steering wheel (2) can also be moved between a steering position of the steering position range and a folded-in rest position via the adjustment mechanism (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges mit einem Lenkrad gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to a steering device of a vehicle with a steering wheel according to the type defined in the preamble of patent claim 1.

Aus der Praxis bekannte Lenkvorrichtungen von Fahrzeugen sind häufig jeweils mit einer Verstellmechanik ausgebildet, mittels derer eine Position eines Lenkrades zur Verbesserung des Fahrkomforts in Längsrichtung einer Lenkwelle und auch in Fahrzeughochrichtung an verschiedene Bedienpersonen angepasst werden kann.Steering devices of vehicles known from practice are often each designed with an adjustment mechanism by means of which a position of a steering wheel can be adapted to different operators in order to improve driving comfort in the longitudinal direction of a steering shaft and also in the vertical direction of the vehicle.

Weiterhin ist es bekannt, Lenkräder aus einer Lenkstellung, in der ein Fahrzeug während des Fahrbetriebs von einem Fahrer gesteuert bzw. gelenkt werden kann, in eine eingeklappte Ruhestellung zu verstellen, in der das Lenkrad aus einem Griffbereich einer Bedienperson herausgeschwenkt ist, um einem Fahrzeuginsassen situationsabhängig einen größeren Innenraumbereich zur Verfügung stellen zu können.Furthermore, it is known to adjust steering wheels from a steering position in which a vehicle can be controlled or steered by a driver during driving, to a folded-in rest position in which the steering wheel is pivoted out of the reach of an operator in order to be able to provide a vehicle occupant with a larger interior area depending on the situation.

Aus der DE 10 2022 211 225 A1 ist ein klappbares Lenkrad bekannt, das translatorisch und rotatorisch aus einer Lenkstellung in eine Ruheposition und aus der Ruheposition in die Lenkstellung überführbar ist.From the DE 10 2022 211 225 A1 A foldable steering wheel is known which can be translated and rotated from a steering position to a rest position and from the rest position to the steering position.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2021 203 496 A1 eine klappbare Lenkeranordnung und eine Lenkvorrichtung mit einer solchen Lenkeranordnung. Das Lenkrad ist in der Ruhestellung in einer Fahrzeugkarosserie angeordnet, um beispielsweise während eines autonomen Fahrbetriebes den freien Bereich zwischen dem Fahrersitz und der Instrumententafel bzw. dem Armaturenbrett zu vergrößern.Furthermore, the DE 10 2021 203 496 A1 a foldable handlebar arrangement and a steering device with such a handlebar arrangement. The steering wheel is arranged in the rest position in a vehicle body in order to increase the free area between the driver's seat and the instrument panel or dashboard, for example during autonomous driving.

Aus der CN 2 20 147 409 U ist ein synchrones Lenksystem bekannt. Ein Kardangelenk wird über ein Zahnrad angetrieben, um ein Lenkrad zu kippen. Eine Zwischenwelle wird axial entlang einer Stützhülse bewegt, wodurch das Lenkrad in axialer Richtung verstellt wird. Beide Verstellbewegungen des Lenkrads werden durch einen Motor angetrieben.From the CN 2 20 147 409 U A synchronous steering system is known. A universal joint is driven via a gear to tilt a steering wheel. An intermediate shaft is moved axially along a support sleeve, thereby adjusting the steering wheel in the axial direction. Both adjustment movements of the steering wheel are driven by a motor.

Eine Lenksäule mit klappbarer Lenkradstruktur ist der DE 10 2021 204 312 A1 entnehmbar.A steering column with a foldable steering wheel structure is the DE 10 2021 204 312 A1 removable.

Die DE 10 2019 106 334 A1 beschreibt ein Fortbewegungsmittel und eine Anwenderschnittstelle für ein autonom fahrfähiges Fortbewegungsmittel.The DE 10 2019 106 334 A1 describes a means of transport and a user interface for an autonomously driving means of transport.

Weiterhin offenbart die DE 10 2019 213 513 A1 eine Lenkradanordnung mit einem an einer Lenkradaufhängung um eine Lenkraddrehachse drehbar gelagerten Lenkrad, das mittels einer Klappeinrichtung um eine quer zu der Lenkraddrehachse verlaufende Klappachse klappbar ist.Furthermore, the DE 10 2019 213 513 A1 a steering wheel arrangement with a steering wheel which is mounted on a steering wheel suspension so as to be rotatable about a steering wheel axis of rotation and which can be folded by means of a folding device about a folding axis running transversely to the steering wheel axis of rotation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges mit einem Lenkrad zu schaffen, bei der das Lenkrad innerhalb eines Lenkstellungsbereiches verfahrbar ist und zusätzlich auf konstruktiv einfache und kosten- sowie bauraumgünstige Art und Weise zwischen einer Lenkstellung innerhalb des Lenkstellungsbereichs und einer Ruhestellung verstellbar ist.The present invention is based on the object of creating a steering device of a vehicle with a steering wheel, in which the steering wheel can be moved within a steering position range and can additionally be adjusted between a steering position within the steering position range and a rest position in a structurally simple and cost-effective and space-saving manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with a steering device having the features of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges umfasst ein Lenkrad, das über eine Verstellmechanik innerhalb eines Lenkstellungsbereiches, d. h. zumindest in Längsrichtung einer Lenkwelle zwischen einer ausgefahrenen Lenkendstellung und einer eingefahrenen Lenkendstellung verstellbar ist.The steering device of a vehicle according to the invention comprises a steering wheel which can be adjusted via an adjustment mechanism within a steering position range, i.e. at least in the longitudinal direction of a steering shaft between an extended steering end position and a retracted steering end position.

Erfindungsgemäß ist das Lenkrad über die Verstellmechanik zusätzlich zwischen einer Lenkstellung innerhalb des Lenkstellungsbereichs und einer eingeklappten Ruhestellung verfahrbar.According to the invention, the steering wheel can additionally be moved via the adjustment mechanism between a steering position within the steering position range and a folded-in rest position.

Mit anderen Worten ist das Lenkrad zur Verbesserung eines Fahrkomforts einer Person über die Stellmechanik in Längsrichtung der Lenkwelle in Richtung eines Fahrers oder von diesen weg verstellbar. Zusätzlich ist das Lenkrad über die Verstellmechanik auf bauraum- und kostengünstige Art und Weise über dieselbe Verstellmechanik zwischen einer Lenkstellung innerhalb des Lenkstellungsbereiches, in der der Fahrer in an sich bekannter Art und Weise das Fahrzeug durch Lenkbewegungen des Lenkrades steuern kann, und einer eingeklappten Ruhestellung verstellbar, in der das Lenkrad aus dem Griffbereich des Fahrers vorzugsweise unterhalb eines Armaturenbretts bzw. einer Instrumententafel verschwenkt bzw. eingeklappt ist. In der Ruhestellung steht beispielsweise während eines autonomen Fahrbetriebes oder auch im ausgeschalteten Betriebszustand eines Fahrzeuges einer Bedienperson ein möglichst großer Bewegungsraum innerhalb des Fahrzeuginnenraumes zur Verfügung.In other words, in order to improve driving comfort for a person, the steering wheel can be adjusted in the longitudinal direction of the steering shaft towards or away from the driver using the adjustment mechanism. In addition, the steering wheel can be adjusted in a space-saving and cost-effective manner using the same adjustment mechanism between a steering position within the steering position range, in which the driver can steer the vehicle in a known manner by steering movements of the steering wheel, and a folded-in rest position, in which the steering wheel is pivoted or folded out of the driver's reach, preferably below a dashboard or instrument panel. In the rest position, an operator has as much space as possible available for movement within the vehicle interior, for example during autonomous driving or when a vehicle is switched off.

Die Verstellmechanik umfasst eine Antriebsmaschine, mittels der eine Stellwelle gemeinsam mit dem Lenkrad in Längsrichtung der Lenkwelle gegenüber der Lenkwelle verstellbar ist. Die Stellwelle ist mit der Lenkwelle und mit dem Lenkrad drehfest verbunden.The adjustment mechanism comprises a drive motor by means of which an adjusting shaft can be adjusted together with the steering wheel in the longitudinal direction of the steering shaft relative to the steering shaft. The adjusting shaft is connected to the steering shaft and the steering wheel in a rotationally fixed manner.

Zudem ist die Stellwelle als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch besteht auf einfache und baumgünstige Art und Weise die Möglichkeit, eine Koppelwelle in der Stellwelle anzuordnen, die mit der Stellwelle in Längsrichtung der Lenkwelle fest verbunden und drehbar in der Stellwelle gelagert ist.In addition, the control shaft is designed as a hollow shaft. This makes it possible to arrange a coupling shaft in the control shaft in a simple and cost-effective manner, which is firmly connected to the control shaft in the longitudinal direction of the steering shaft and is rotatably mounted in the control shaft.

Bei einer bauraumgünstigen Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist die Koppelwelle zumindest bereichsweise als Hohlwelle ausgebildet und eine feststehende Steuerwelle greift in einen Hohlwellenbereich der Koppelwelle ein.In a space-saving embodiment of the steering device, the coupling shaft is designed as a hollow shaft at least in some areas and a fixed control shaft engages in a hollow shaft area of the coupling shaft.

Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Steuerwelle an ihrer Außenseite mit wenigstens einer Längssteuernut und mit wenigstens einer an die Längssteuernut anschließenden Gewindesteuernut ausgebildet ist. Die Koppelwelle kann über wenigstens ein Koppelelement mit der Steuerwelle in Wirkverbindung stehen. Dabei besteht die Möglichkeit, dass das Koppelelement fest mit der Koppelwelle bzw. ortsfest in der Koppelwelle angeordnet ist und in Abhängigkeit eines Stellweges der Koppelwelle in die Längssteuernut oder die Gewindesteuernut eingreift.Furthermore, it can be provided that the control shaft is designed on its outside with at least one longitudinal control groove and with at least one threaded control groove adjoining the longitudinal control groove. The coupling shaft can be operatively connected to the control shaft via at least one coupling element. In this case, it is possible for the coupling element to be fixed to the coupling shaft or fixed in place in the coupling shaft and to engage in the longitudinal control groove or the threaded control groove depending on the travel of the coupling shaft.

Das Koppelelement kann während einer Verstellung des Lenkrades in Längsrichtung der Lenkwelle in der Längssteuernut der Steuerwelle geführt sein, so dass die Koppelwelle gegenüber der Steuerwelle eine gradlinige Stellbewegung in Längsrichtung der Lenkwelle ausführt. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Koppelelement während einer Verstellung des Lenkrades zwischen der Ruhestellung und der Lenkstellung innerhalb des Lenkstellungsbereiches in der Gewindesteuernut geführt ist. Dies bewirkt, dass die Koppelwelle gegenüber der Steuerwelle eine gradlinige Stellbewegung in Längsrichtung der Lenkwelle sowie eine Drehbewegung gegenüber der Steuerwelle ausführt.The coupling element can be guided in the longitudinal control groove of the control shaft during an adjustment of the steering wheel in the longitudinal direction of the steering shaft, so that the coupling shaft carries out a linear adjustment movement in the longitudinal direction of the steering shaft relative to the control shaft. In addition, it can be provided that the coupling element is guided in the threaded control groove during an adjustment of the steering wheel between the rest position and the steering position within the steering position range. This causes the coupling shaft to carry out a linear adjustment movement in the longitudinal direction of the steering shaft relative to the control shaft and a rotary movement relative to the control shaft.

Die Längssteuernut und die Gewindesteuernut können derart ausgebildet sein, dass das Lenkrad von der Stellmechanik ausgehend von der ausgefahrenen Lenkendstellung des Lenkrades in die eingefahrene Lenkendstellung überführt und anschließend aus der eingefahrenen Lenkendstellung in die Ruhestellung verstellt wird. Mit anderen Worten entspricht die eingefahrene Lenkendstellung der Lenkstellung, aus der das Lenkrad über die Verstellmechanik in Richtung der eingeklappten Ruhestellung verfahrbar ist.The longitudinal control groove and the threaded control groove can be designed in such a way that the steering wheel is moved by the adjustment mechanism from the extended steering end position of the steering wheel to the retracted steering end position and is then adjusted from the retracted steering end position to the rest position. In other words, the retracted steering end position corresponds to the steering position from which the steering wheel can be moved towards the folded rest position via the adjustment mechanism.

Die Koppelwelle kann über ein Getriebe mit einem Antriebshebel einer Mehrgelenkanordnung der Verstellmechanik in Verbindung stehen. Dabei besteht die Möglichkeit, dass das Lenkrad über den Antriebshebel drehfest mit der Lenkwelle verbunden und vom Antriebshebel während einer Rotation der Koppelwelle zwischen der Lenkstellung und der Ruhestellung geführt verfahrbar ist.The coupling shaft can be connected to a drive lever of a multi-joint arrangement of the adjustment mechanism via a gear. It is possible for the steering wheel to be connected to the steering shaft in a rotationally fixed manner via the drive lever and to be guided by the drive lever during rotation of the coupling shaft between the steering position and the rest position.

Das Getriebe kann ein Koppelwelle-Zahnrad umfassen, das drehfest mit der Koppelwelle verbunden ist.The transmission may include a coupling shaft gear that is rotationally fixedly connected to the coupling shaft.

Des Weiteren kann das Getriebe ein Koppelstangen-Zahnrad aufweisen, das mit dem Koppelwellen-Zahnrad kämmt und mit einer Koppelstange drehfest verbunden ist. Dann ist auf einfache Art und Weise ein Abstand zwischen der Koppelwelle und dem Verbindungsbereich des Antriebshebels auf konstruktiv einfache Art und Weise überbrückbar.Furthermore, the transmission can have a coupling rod gear that meshes with the coupling shaft gear and is connected to a coupling rod in a rotationally fixed manner. A gap between the coupling shaft and the connecting area of the drive lever can then be bridged in a structurally simple manner.

Die Koppelstange kann mit einem weiteren Koppelstangen-Zahnrad drehfest verbunden sein, das mit einem Antriebszahnrad in Eingriff steht, das drehfest mit dem Antriebshebel in Wirkverbindung steht.The coupling rod can be connected in a rotationally fixed manner to another coupling rod gear, which engages with a drive gear, which is rotationally fixedly connected to the drive lever.

Die Mehrgelenkanordnung umfasst bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung wenigstens zwei Steuerhebel, über die das Lenkrad drehfest mit der Lenkwelle verbunden ist und die das Lenkrad während einer Stellbewegung zwischen der Lenkstellung und der Ruhestellung zwangsführen.In a structurally simple embodiment of the steering device according to the invention, the multi-joint arrangement comprises at least two control levers, via which the steering wheel is connected in a rotationally fixed manner to the steering shaft and which forcibly guide the steering wheel during an adjusting movement between the steering position and the rest position.

Ein Winkel zwischen der Lenkwelle und einer Horizontalebene kann über eine weitere Verstellmechanik veränderbar sein und das Lenkrad kann von der weiteren Verstellmechanik in Hochrichtung verstellbar sein, um die Lenkradposition zur Verbesserung eines Fahrkomforts mit geringem Aufwand an verschiedene Bedienpersonen anpassen zu können.An angle between the steering shaft and a horizontal plane can be changed via a further adjustment mechanism and the steering wheel can be adjustable in the vertical direction by the further adjustment mechanism in order to be able to adapt the steering wheel position to different operators with little effort in order to improve driving comfort.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, das mit einer vorstehend näher beschriebenen elektrischen Lenkvorrichtung ausgeführt ist.Furthermore, the present invention relates to a vehicle which is equipped with an electric steering device as described in more detail above.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehende Beschreibung der Merkmale und der Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The above description of the features and combinations of features as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using preferred embodiments and with reference to the drawing.

Es zeigt:

1 eine dreidimensionale Vorderansicht einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges mit einem Lenkrad, das in einer Lenkstellung angeordnet ist;
2 eine 1 entsprechende Darstellung der Lenkvorrichtung, wobei das Lenkrad sich in einer eingeklappten Ruhestellung befindet;
3 eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung gemäß 1;
4 eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung gemäß 1, wobei mehrere Bauteile der Lenkvorrichtung in vereinfachten Schnittansichten gezeigt sind;
5 eine vergrößerte Ansicht eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches V;
6 eine vergrößerte Ansicht eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches VI; und
7 eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Lenkvorrichtung.

It shows:

1 a three-dimensional front view of a steering device of a vehicle with a steering wheel arranged in a steering position;
2 one 1 corresponding representation of the steering device, with the steering wheel in a folded-in rest position;
3 a side view of the steering device according to 1 ;
4 a side view of the steering device according to 1 , wherein several components of the steering device are shown in simplified sectional views;
5 an enlarged view of a 4 more specifically marked area V;
6 an enlarged view of a 4 more specifically marked area VI; and
7 a three-dimensional view of another embodiment of the steering device.

1 zeigt eine dreidimensionale Vorderansicht einer Lenkvorrichtung 1 eines Fahrzeuges in Einbaulage. Die Lenkvorrichtung 1 umfasst ein Lenkrad 2, das innerhalb eines Lenkstellungsbereiches angeordnet ist. Innerhalb des Lenkstellungsbereiches kann ein Fahrer das Fahrzeug über das Lenkrad 2 in an sich bekannter Art und Weise manuell steuern bzw. lenken. 1 shows a three-dimensional front view of a steering device 1 of a vehicle in the installed position. The steering device 1 comprises a steering wheel 2, which is arranged within a steering position range. Within the steering position range, a driver can manually control or steer the vehicle via the steering wheel 2 in a manner known per se.

Zudem ist das Lenkrad 2 über einen Antriebshebel 3 und zwei Steuerhebel 5A, 5B einer Mehrgelenkanordnung 4 einer Stellmechanik 6 aus dem Lenkstellungsbereich in eine in 2 dargestellte eingeklappte Ruhestellung verfahrbar. Hierfür sind die Steuerhebel 5A, 5B im Bereich von Drehgelenken 5C, 5D drehbar mit dem Lenkrad 2 verbunden. Zusätzlich ist der Antriebshebel 3 im Bereich eines Drehgelenks 3A mit dem Lenkrad 2 drehbar verbunden. In der Ruhestellung ist das Lenkrad 2 in einen Bereich unterhalb einer Instrumententafel 7 des Fahrzeugs verschwenkt und gibt einen Bereich eines Innenraums 8 zwischen einem Fahrersitz und der Instrumententafel 7 frei. Dies ist beispielsweise während eines autonomen Fahrbetriebes des mit der Lenkvorrichtung 1 ausgeführten Fahrzeuges oder auch im abgeschalteten Betriebszustand des Fahrzeuges vorteilhaft. Dann steht der zusätzliche Innenraumbereich einer Bedienperson zur Verfügung, die auf dem Fahrersitz sitzt.In addition, the steering wheel 2 is moved from the steering position range into a position in 2 shown folded rest position. For this purpose, the control levers 5A, 5B are rotatably connected to the steering wheel 2 in the area of swivel joints 5C, 5D. In addition, the drive lever 3 is rotatably connected to the steering wheel 2 in the area of a swivel joint 3A. In the rest position, the steering wheel 2 is pivoted into an area below an instrument panel 7 of the vehicle and frees up an area of an interior 8 between a driver's seat and the instrument panel 7. This is advantageous, for example, during autonomous driving of the vehicle equipped with the steering device 1 or when the vehicle is switched off. The additional interior area is then available to an operator sitting in the driver's seat.

3 und 4 zeigen die Lenkvorrichtung 1 jeweils in einer Seitenansicht in einer vollständig ausgefahrenen Stellung, die einer Lenkendstellung des Lenkstellungsbereiches entspricht, wobei in 4 zusätzlich eine Teilschnittansicht der Lenkvorrichtung 1 dargestellt ist. 3 and 4 show the steering device 1 in a side view in a fully extended position, which corresponds to a steering end position of the steering position range, wherein in 4 Additionally, a partial sectional view of the steering device 1 is shown.

Das Lenkrad 2 ist über die Verstellmechanik 6 innerhalb des Lenkstellungsbereiches in Längsrichtung einer Lenkwelle 9 verstellbar, um einen Abstand zwischen dem Lenkrad 2 und dem Fahrersitz in Fahrzeuglängsrichtung X zu vergrößern oder zu verkleinern. Hierfür umfasst die Verstellmechanik 6 eine Antriebsmaschine 10, mittels der eine Stellwelle 11 gemeinsam mit dem Lenkrad 2 in Längsrichtung der Lenkwelle 9 gegenüber der Lenkwelle 9 verstellbar ist. Der Antriebshebel 3 und die Steuerhebel 5A, 5B sind in Umfangsrichtung des Lenkrades 2 drehfest mit dem Lenkrad 2 und drehfest mit der Lenkwelle 9 verbunden, sodass fahrerseitige Lenkbewegungen des Lenkrades 2 über die Mehrgelenkanordnung 4 auf die Lenkwelle 9 übertragen werden.The steering wheel 2 can be adjusted via the adjustment mechanism 6 within the steering position range in the longitudinal direction of a steering shaft 9 in order to increase or decrease a distance between the steering wheel 2 and the driver's seat in the vehicle's longitudinal direction X. For this purpose, the adjustment mechanism 6 comprises a drive machine 10, by means of which an adjusting shaft 11 can be adjusted together with the steering wheel 2 in the longitudinal direction of the steering shaft 9 relative to the steering shaft 9. The drive lever 3 and the control levers 5A, 5B are connected in the circumferential direction of the steering wheel 2 in a rotationally fixed manner to the steering wheel 2 and in a rotationally fixed manner to the steering shaft 9, so that driver-side steering movements of the steering wheel 2 are transmitted to the steering shaft 9 via the multi-joint arrangement 4.

Die Stellwelle 11 ist mit der Lenkwelle 9 und mit dem Lenkrad 2 drehfest verbunden und als Hohlwelle ausgebildet. In der Stellwelle 11 ist eine Koppelwelle 12 drehbar gelagert und in axialer Richtung fest mit der Stellwelle 11 verbunden. Zusätzlich ist die Koppelwelle 12 bereichsweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei eine feststehende Steuerwelle 13 in einen Hohlwellenbereich 14 der Koppelwelle 12 eingreift.The control shaft 11 is connected to the steering shaft 9 and the steering wheel 2 in a rotationally fixed manner and is designed as a hollow shaft. A coupling shaft 12 is rotatably mounted in the control shaft 11 and is firmly connected to the control shaft 11 in the axial direction. In addition, the coupling shaft 12 is designed as a hollow shaft in some areas, with a fixed control shaft 13 engaging in a hollow shaft area 14 of the coupling shaft 12.

Die Steuerwelle 13 ist an ihrer Außenseite 15 mit einer Längssteuernut 16 und mit einer sich an die Längssteuernut 16 anschließenden Gewindesteuernut 17 ausgebildet. Die Koppelwelle 12 steht mit der Steuerwelle 13 über wenigstens ein Koppelelement 24 in Wirkverbindung, das vorzugsweise als Kugel ausgeführt ist. Dabei greift das Koppelelement 24 radial nach außen in eine Aussparung 25 der Koppelwelle 12 ein, die in der Innenseite des Hohlwellenbereiches 14 ausgebildet ist. Dabei sind die Aussparung 25 und das Koppelelement 24 so aufeinander abgestimmt, dass das Koppelelement 24 in Einbaulage in der Aussparung 25 gehalten und nicht gegenüber der Koppelwelle 12 verschiebbar ist. Radial nach innen greift das Koppelelement 24 in Abhängigkeit der axialen Position der Koppelwelle 12 gegenüber der Steuerwelle 13 entweder in die Längssteuernut 16 oder in die Gewindesteuernut 17 ein.The control shaft 13 is formed on its outer side 15 with a longitudinal control groove 16 and with a threaded control groove 17 adjoining the longitudinal control groove 16. The coupling shaft 12 is operatively connected to the control shaft 13 via at least one coupling element 24, which is preferably designed as a ball. The coupling element 24 engages radially outwards in a recess 25 of the coupling shaft 12, which is formed in the inside of the hollow shaft area 14. The recess 25 and the coupling element 24 are coordinated with one another in such a way that the coupling element 24 is held in the recess 25 in the installed position and cannot be moved relative to the coupling shaft 12. Radially inwards, the coupling element 24 engages either in the longitudinal control groove 16 or in the threaded control groove 17, depending on the axial position of the coupling shaft 12 relative to the control shaft 13.

Über die koppelelementseitige Wirkverbindung zwischen der Steuerwelle 13 und der Koppelwelle 12 wird erreicht, dass das Koppelelement 24 während einer Verstellung des Lenkrades 2 innerhalb des Lenkstellungsbereiches in der Längssteuernut 16 der Steuerwelle 13 verschoben wird und eine Drehbewegung der Koppelwelle 12 um deren Längsachse sperrt. Mit anderen Worten führt die Koppelwelle 12 während einer Verstellung des Lenkrades 2 innerhalb des Lenkstellungsbereiches gegenüber der Lenkwelle 9 und gegenüber der Steuerwelle 13 eine gradlinige Stellbewegung in Längsrichtung der Lenkwelle 9 über einen Stellweg aus, der sich zwischen einer vollständig ausgefahrenen Lenkendstellung und einer vollständig eingefahrenen Lenkendstellung des Lenkstellungsbereiches erstreckt.The coupling element-side operative connection between the control shaft 13 and the coupling shaft 12 ensures that the coupling element 24 is displaced in the longitudinal control groove 16 of the control shaft 13 during an adjustment of the steering wheel 2 within the steering position range and blocks a rotational movement of the coupling shaft 12 about its longitudinal axis. In other words, during an adjustment of the steering wheel 2 within the steering position range relative to the steering shaft 9 and relative to the control shaft 13, the coupling shaft 12 carries out a linear adjustment movement in the longitudinal direction of the steering shaft 9 over an adjustment path that extends between a fully extended steering end position and a fully retracted steering end position of the steering position range.

Wenn das Lenkrad 2 in der der vollständig eingefahrenen Lenkendstellung angeordnet ist, bewirkt ein weiterer Antrieb der Antriebsmaschine 10, dass das Koppelelement 24 aus der Längssteuernut 16 ausgeführt und in die Gewindesteuernut 17 eingeführt wird. Dann folgt das Koppelelement 24 dem schraubenförmigen Verlauf der feststehenden Gewindesteuernut 18 und die Koppelwelle 12 wird in Längsrichtung der Lenkwelle 9 translatorisch verstellt und gleichzeitig um seine Längsachse gegenüber der Steuerwelle 13 verdreht.When the steering wheel 2 is arranged in the fully retracted steering end position, a further drive of the drive machine 10 causes the coupling element 24 to be removed from the longitudinal control groove 16 and introduced into the threaded control groove 17. The coupling element 24 then follows the helical course of the fixed threaded control groove 18 and the coupling shaft 12 is translationally adjusted in the longitudinal direction of the steering shaft 9 and at the same time rotated about its longitudinal axis relative to the control shaft 13.

Die Koppelwelle 12 steht über ein Getriebe 18 mit dem Antriebshebel 3 der Mehrlenkeranordnung 4 der Stellmechanik 6 in Verbindung. Das Getriebe 18 umfasst ein Koppelwellen-Zahnrad 19, das drehfest mit der Koppelwelle 12 verbunden ist. Zusätzlich weist das Getriebe 18 ein Koppelstangen-Zahnrad 20 auf, das mit den Koppelwellen-Zahnrad 19 kämmt und mit einer Koppelstange 21 drehfest verbunden ist. Die Koppelstange 21 ist mit einem weiteren Koppelstangen-Zahnrad 22 drehfest verbunden, das mit einem Antriebszahnrad 23 in Eingriff steht. Das Antriebszahnrad 23 ist drehfest mit dem Antriebshebel 3 verbunden.The coupling shaft 12 is connected to the drive lever 3 of the multi-link arrangement 4 of the actuating mechanism 6 via a gear 18. The gear 18 comprises a coupling shaft gear 19 which is connected in a rotationally fixed manner to the coupling shaft 12. In addition, the gear 18 has a coupling rod gear 20 which meshes with the coupling shaft gear 19 and is connected in a rotationally fixed manner to a coupling rod 21. The coupling rod 21 is connected in a rotationally fixed manner to another coupling rod gear 22 which is in engagement with a drive gear 23. The drive gear 23 is connected in a rotationally fixed manner to the drive lever 3.

Bei einer entsprechenden Rotation der Koppelwelle 12 wird der Antriebshebel 3 über das Getriebe 18 um eine Drehachse 23A des Antriebszahnrades 23 verdreht und führt das Lenkrad 2 zusammen mit den beiden Steuerhebeln 5A, 5B aus der eingefahrenen Lenkendstellung in Richtung der Ruhestellung. Dabei verschwenken der Antriebshebel 3 und die Steuerhebel 5A und 5B um die Drehachsen der Drehgelenke 3A, 5C und 5D gegenüber dem Lenkrad 2. Zudem verschwenkt der Antriebshebel 3 um die Drehachse 23A gegenüber der Lenkwelle 9. Darüber hinaus werden die Steuerhebel 5A und 5B um eine gemeinsame Drehachse 5E gegenüber der Lenkwelle 9 verdreht.When the coupling shaft 12 rotates accordingly, the drive lever 3 is rotated about a rotation axis 23A of the drive gear 23 via the gear 18 and guides the steering wheel 2 together with the two control levers 5A, 5B from the retracted steering position towards the rest position. The drive lever 3 and the control levers 5A and 5B pivot about the rotation axes of the swivel joints 3A, 5C and 5D relative to the steering wheel 2. In addition, the drive lever 3 pivots about the rotation axis 23A relative to the steering shaft 9. In addition, the control levers 5A and 5B are rotated about a common rotation axis 5E relative to the steering shaft 9.

Zusätzlich umfasst die Lenkvorrichtung 1 eine weitere in der Zeichnung nicht näher dargestellte Verstellmechanik, über die ein Winkel α zwischen der Lenkwelle 9 und einer Horizontalebene H veränderbar ist und das Lenkrad 2 in Hochrichtung Z innerhalb des Lenkstellungsbereiches verstellbar ist.In addition, the steering device 1 comprises a further adjustment mechanism, not shown in detail in the drawing, via which an angle α between the steering shaft 9 and a horizontal plane H can be changed and the steering wheel 2 can be adjusted in the vertical direction Z within the steering position range.

5 zeigt einen in 4 näher gekennzeichneten Bereich V der Lenkvorrichtung 1 in einer vergrößerten Ansicht, in dem die Steuerwelle 13 und ein Teil der Koppelwelle 12 angeordnet sind. Zudem ist in 6 ein in 4 näher gekennzeichneten Bereich VI der Lenkvorrichtung 1 in vergrößerter Ansicht dargestellt, in dem das Getriebe 18 angeordnet ist. 5 shows one in 4 The area V of the steering device 1 is shown in an enlarged view, in which the control shaft 13 and a part of the coupling shaft 12 are arranged. In addition, 6 one in 4 The more closely marked area VI of the steering device 1 is shown in an enlarged view, in which the gear 18 is arranged.

Ist das Lenkrad 2 innerhalb des Lenkstellungsbereiches angeordnet und ergeht eine fahrerseitige Anforderung zur Verstellung des Lenkrades 2 in die Ruhestellung, treibt die Antriebsmaschine 10 die Stellwelle 11 an. Dann wird das Lenkrad 2 in die eingefahrene Lenkendstellung des Lenkstellungsbereiches verstellt. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die weitere Verstellmechanik das Lenkrad 2 gleichzeitig oder nach Erreichen der eingefahrenen Lenkendstellung in Hochrichtung Z nach oben in eine obere Lenkendstellung überführt. Bei einem weiteren rotatorischen Antrieb der Antriebsmaschine 10 wird das Lenkrad 2 in der vorbeschriebenen Art und Weise vom Antriebshebel 3 in die Ruhestellung überführt.If the steering wheel 2 is arranged within the steering position range and a request is made by the driver to adjust the steering wheel 2 to the rest position, the drive motor 10 drives the adjusting shaft 11. The steering wheel 2 is then adjusted to the retracted steering end position of the steering position range. In addition, it can be provided that the further adjustment mechanism moves the steering wheel 2 upwards into an upper steering end position in the vertical direction Z at the same time or after reaching the retracted steering end position. With a further rotary drive of the drive motor 10, the steering wheel 2 is moved into the rest position by the drive lever 3 in the manner described above.

7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lenkvorrichtung 107, die sich lediglich dadurch von der Lenkvorrichtung 1 unterscheidet, dass das Lenkrad 2 anstatt von dem einem Antriebshebel 3 von zwei getrennten Antriebshebeln 31, 32 zwischen der Ruhestellung und der eingefahrenen Lenkendstellung verfahren und von den beiden Steuerhebeln 5A, 5B dabei zwangsgeführt wird. Aus diesem Grund wird bezüglich des grundsätzlichen konstruktiven Aufbaus und der grundsätzlichen Funktionsweise der Lenkvorrichtung 107 auf die vorstehende Beschreibung verwiesen und es werden in 7 für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 6 verwendet. 7 shows a further embodiment of the steering device 107, which differs from the steering device 1 only in that the steering wheel 2 is moved between the rest position and the retracted steering position by two separate drive levers 31, 32 instead of by one drive lever 3 and is thereby positively guided by the two control levers 5A, 5B. For this reason, reference is made to the above description with regard to the basic structural design and the basic functioning of the steering device 107 and in 7 For structurally and functionally identical components, the same reference symbols are used as in the 1 to 6 used.

Claims

Steering device (1; 107) of a vehicle with a steering wheel (2) which can be adjusted via an adjustment mechanism (6) in the longitudinal direction of a steering shaft (9) between an extended steering end position and a retracted steering end position of a steering position range, wherein the steering wheel (2) can additionally be moved via the adjustment mechanism (6) between a steering position within the steering position range and a folded-in rest position and the adjustment mechanism (6) comprises a drive machine (10) by means of which an actuating shaft (11) which is connected in a rotationally fixed manner to the steering shaft (9) and the steering wheel (2) can be adjusted together with the steering wheel (2) in the longitudinal direction of the steering shaft (9) relative to the steering shaft (9), characterized in that the actuating shaft (11) is designed as a hollow shaft, wherein a coupling shaft (12) is arranged in the actuating shaft (11), which is firmly connected to the actuating shaft (11) in the longitudinal direction of the steering shaft (9) and is rotatably mounted in the actuating shaft (11).

steering device according to claim 1 , characterized in that the coupling shaft (12) is designed as a hollow shaft at least in some regions and a fixed control shaft (13) engages in a hollow shaft region (14) of the coupling shaft (12).

steering device according to claim 2 , characterized in that the control shaft is formed on its outer side (15) with at least one longitudinal control groove (16) and with at least one threaded control groove (17) adjoining the longitudinal control groove (16), wherein the coupling shaft (12) is operatively connected to the control shaft (13) via at least one coupling element (24), wherein the coupling element (24) is guided in the longitudinal control groove (16) of the control shaft (13) during an adjustment of the steering wheel (2) in the longitudinal direction of the steering shaft (9) within the steering position range and the coupling shaft (12) carries out a linear actuating movement in the longitudinal direction of the steering shaft (9) relative to the control shaft (13), and wherein the coupling element (24) is guided in the threaded control groove (17) during an adjustment of the steering wheel (2) between the rest position and the steering position within the steering position range and the coupling shaft (12) carries out a linear actuating movement relative to the control shaft (13) in the longitudinal direction of the steering shaft (9) and a rotational movement relative to the control shaft (9).

steering device according to claim 3 , characterized in that the longitudinal control groove (16) and the threaded control groove (17) are designed such that the steering wheel (2) can be transferred by the adjusting mechanism (6) from the extended steering end position of the steering wheel (2) into the retracted steering end position and can then be adjusted from the retracted steering end position into the rest position.

Steering device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the coupling shaft (12) is connected via a gear (18) to at least one drive lever (3; 31, 32) of a multi-joint arrangement (4) of the adjustment mechanism (6), wherein the steering wheel (2) is connected to the steering shaft (9) in a rotationally fixed manner via the drive lever (3; 31, 32) and can be moved by the drive lever (3; 31, 32) during rotation of the coupling shaft (12) between the steering position within the steering angle range and the rest position.

steering device according to claim 5 , characterized in that the transmission (18) comprises a coupling shaft gear (19) which is connected in a rotationally fixed manner to the coupling shaft (12).

steering device according to claim 6 , characterized in that the gear (18) has a coupling rod gear (20) which meshes with the coupling shaft gear (19) and is connected in a rotationally fixed manner to a coupling rod (21).

steering device according to claim 7 , characterized in that the coupling rod (21) is connected in a rotationally fixed manner to a further coupling rod gear (22) which is in engagement with a drive gear (23) which is in operative connection in a rotationally fixed manner to the drive lever (3; 31, 32).

Steering device according to one of the Claims 5 until 8 , characterized in that the multi-joint arrangement (4) comprises at least two control levers (5A, 5B) via which the steering wheel (2) is connected in a rotationally fixed manner to the steering shaft (9) and which forcibly guide the steering wheel (2) during an adjusting movement between the steering position within the steering position range and the rest position.

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that an angle (α) between the steering shaft (9) and a horizontal plane (H) can be changed via a further adjustment mechanism and the steering wheel (2) can be adjusted in the vertical direction (Z) by the further adjustment mechanism.