CN101242969A - 加速踏板组件的强制降档装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车的加速踏板组件的强制降档装置(1)，该加速踏板组件包括一个支承在轴承座(3)上的、可在静止位置与终端位置之间移位的加速踏板(2)。该强制降档装置(1)包括a)至少一个在该加速踏板(2)的或该轴承座(3)的凹部(4)中被轴向地导向的、具有至少一个作用棱边(8)的操作元件(6)以及b)一个在所述凹部(4)中被轴向地导向、与所述操作元件(6)通过至少一个滚动体(16)共同作用并且通过至少一个压簧(10)加载的具有楔形面(14)的楔形元件(12)，其中，c)当该加速踏板(2)被操作直到一个确定的点时，所述操作元件(6)可被轴向地挤压到所述凹部(4)中以及可通过其作用棱边(8)将所述至少一个滚动体(16)从所述凹部(4)的横向凹部(18)径向挤压出来并且挤压在该楔形元件(12)的楔形面(14)上。

Description

加速踏板组件的强制降档装置

现有技术

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、机动车的加速踏板组件的强制降档装置(Kick-Down-Einrichtung)，该加速踏板组件包括一个支承在轴承座上的、可在静止位置与终端位置之间移位的加速踏板。

具有自动变速器的车辆中或具有对准换挡功能(Fluchtschalt-funktion)的车辆中的强制降档装置或对准开关通过跳跃式的操作力上升给予驾驶员关于强制降档功能或对准换挡功能已被触发的可感觉的反馈。

所述类型的强制降档装置例如已由WO 00/64696公知。在那里，一个膨胀弹簧将两个在操作元件中被径向地导向的滚珠相对于操作元件的轴向操作方向横向地向径向外部压紧。通过抵抗复位弹簧的作用轴向地操作操作元件而使滚珠与一个待加压的弹性金属弓形件相接触。但该强制降档装置的结构由于多个构件、尤其是由于三个弹簧元件而相对复杂，因此成本高。

根据EP 1 129 884 B1，一种强制降档装置包括抵抗复位弹簧的力可轴向移动的操作元件，该操作元件承载两个设置在直径两端的滚动体，当操作元件移入到强制降档装置的壳体中时，出于提高移动力的目的，这些滚动体抵抗U形板簧的力各被一个加压棱边加压。该强制降档装置也由于多个构件而构造得相对复杂。

在根据DE 195 21 821 C1的强制降档装置中，力跳跃通过设置在加速踏板上的凸轮来产生，该凸轮被压到两个滚子之间的中间空间中径向向外将这些滚子挤压到一个板簧的腿上。强制降档装置的复位通过加速踏板的复位弹簧来进行。这种解决方案需要轴承座与加速踏板之间的很小的公差，因为对于可靠的功能来说凸轮相对于滚子的相对位置起决定性作用。但这引起相对高的制造及装配成本。因为强制降档装置不具有自己的复位弹簧，所以存在着危险：当凸轮卡紧在滚子之间时加速踏板不可再复位并且保留在全负荷位置中。此外，当板簧弹回并且滚子在其初始位置中撞击时，复位伴随着明显可听到的噪声。尤其是在所述装置中板簧的耐久性也不太高。

本发明的优点

根据权利要求1，该强制降档装置包括：

a)至少一个在加速踏板的或轴承座的凹部中被轴向地导向的、具有作用棱边的操作元件，及

b)一个在凹部中被轴向地导向、与操作元件通过至少一个滚动体共同作用并且被至少一个压簧加载的具有楔形面的楔形元件，其中，

c)当加速踏板被操作直到一个确定的点时，操作元件可通过操作力轴向地挤压到凹部中以及可通过其作用棱边将所述至少一个滚动体从凹部的横向凹部径向挤压出来并且挤压在楔形元件的楔形面上。

换句话说，楔形元件以其楔形面使压簧的弹簧力径向转向到滚动体上，由此提供用于提高操作力的预压紧力及用于使强制降档装置复位的复位力。

由于这些措施，取代如现有技术中的两个弹簧而仅需要一个弹簧，该弹簧执行双重功能。因为该弹簧一方面与楔形元件的楔形面共同作用地负责改变操作力，另一方面通过轴向地挤压回楔形元件以及通过将滚动体径向地挤压回到横向凹部中来负责强制降档装置的复位。驾驶员在操作强制降档装置时在加速踏板上应感觉到的所要求的力峰值在此通过滚动体从横向凹部中压出来所需的力来构成。该力峰值的大小可通过滚动体在横向凹部中的进入深度或者说通过滚动体及横向凹部的几何形状和/或通过弹簧刚度来确定。此后，操作力急骤地下降，因为强制降档装置的在加速踏板上可感觉到的反力除待克服的摩擦力外基本上仅由被压紧的压簧来产生。该压簧取决于楔形面上的力流可构造得相对小和软。由此，在力峰值之后力-位移特性曲线的力下降相对大，这使噪声舒适性显著提高并且保证给驾驶员单义的反馈。这通过使滚动体与压簧借助于楔形元件的解耦来支持。

力峰值与不同加速踏板长度的适配可通过加速踏板中或轴承座中的凹部深度的变化来实现。由此仅须适配加速踏板或轴承座，而不必适配其它构件，因此这些构件是相同件。该强制降档装置总体上仅由四个构件组成，即操作元件、楔形元件、压簧及滚动体。尤其是由于所述构件被接收在加速踏板的或轴承座的凹部中而不需要单独的壳体或其它连接或固定构件。与根据DE 195 21 821 C1的解决方案相比，加速踏板相对于轴承座的公差是不重要的。由此总体上得到一个非常简单、紧凑且成本低廉的强制降档装置结构。

通过从属权利要求中所述的措施可有利地进一步构造和改进权利要求1中给出的本发明。

楔形面以优选方式构造在楔形元件的从头部楔形地扩宽的脚部上。此外，操作元件例如具有杯形横截面并且楔形元件的头部在操作元件的一个背离操作元件的操作面指向的盲孔中被轴向地导向。另外，压簧一方面支撑在加速踏板的或轴承座的凹部的底部上并且另一方面支撑在楔形元件的脚部中的凹部中。由此，该强制降档装置构造极其紧凑。

此外，例如在操作元件的壳壁中存在至少一个径向的通孔，所述通孔具有基本上与所述至少一个滚动体的横截面相应的横截面，其中，操作元件的壳壁具有这样的壁厚，使得所述滚动体在被接收在横向凹部中的状态中可伸过通孔并且与楔形元件的楔形面相接触。

由此，在操作该强制降档装置时，楔形元件被贴靠在楔形面上并且被作用棱边从横向孔向径向内部挤出的滚动体抵抗压簧的作用超过操作元件的最大压入深度进一步压入到加速踏板的或轴承座的凹部中。

所述至少一个滚动体优选通过滚子体或滚珠构成并且可以以比滚动体的一半直径小的进入深度被挤压到横向孔中。由此保证：所述滚动体可被操作元件的作用棱边从横向凹部中压出来，而不发生卡紧或歪斜。

特别优选所述至少一个滚动体通过压簧的预压紧力与楔形面持续地处于接触。由于没有啮合噪声，于是得到强制降档装置的噪声非常低的功能。

本发明的其它有利的结构及进一步的构型被描述在其余的从属权利要求中。

附图说明

附图中示出了本发明的实施例，在以下的说明中对其进行详细描述。附图表示：

图1根据本发明的一个优选实施形式的强制降档装置在未被操作的初始位置中的横剖面视图；

图2图1的强制降档装置在被操作的终端位置中的横剖面视图；

图3根据本发明的强制降档装置的另一个优选实施形式的横剖面视图。

实施例的说明

在图1中总地用1标记的根据本发明的强制降档装置的优选实施形式组合在机动车的一个出于比例尺原因而未示出的加速踏板组件中，该加速踏板组件作为结构单元来预装配。加速踏板组件包括一个可摆动地支承在轴承座3上的、可在静止位置与终端位置之间移位的加速踏板2。

根据该优选实施形式，强制降档装置1包括：

a)至少一个在加速踏板2的凹部4中被轴向地导向的、具有作用棱边8的操作元件6，及

b)一个在凹部4中被轴向地导向、与操作元件6通过优选两个滚动体16共同作用并且被至少一个压簧10加载的具有楔形面14的楔形元件12，其中，

c)当加速踏板2被操作直到一个确定的点时，操作元件6可通过操作力轴向地挤压到凹部4中以及可通过其作用棱边8将所述两个滚动体16从凹部4的横向凹部18径向地挤压出来并且挤压在楔形元件12的楔形面14上。

滚动体16在凹部4中彼此相对位于直径两端并且优选通过圆柱形的滚子构成。相应地，横向凹部18的横截面构造成具有互补横截面的圆柱形，其中，横向凹部18的中心轴线位于凹部4的壁的外部，由此使滚子16在横向凹部18中的最大进入深度小于滚子直径的一半。

操作元件6具有杯形横截面，其中，在一个包围盲孔20的壳壁22中存在两个径向的通孔24，这些通孔具有基本上与滚子16的纵向横截面相应的横截面。作用棱边8则构造在通孔24的朝操作元件6的操作面26指向的纵向端面上。

在图1中所示的初始位置中，通孔24与保持在横向凹部18中的滚子16相重叠。在此情况下，操作元件6的壳壁22具有这样的壁厚，使得滚子16可伸过通孔24并且与楔形元件12的楔形面14相接触。楔形元件12以一个头部28在操作元件6的盲孔20中被轴向地导向。楔形面14以优选的方式构造在楔形元件12的从头部28楔形地扩宽的脚部30上。在图1中所示的未被操作的初始状态中，在操作元件6的底部与楔形元件12的头部28之间存在一个小的气隙。压簧10一方面支撑在加速踏板2的凹部4的底部上，另一方面支撑在楔形元件12的背离头部28指向的成阶梯的盲孔32中，并且优选持续地处于预压紧力下。该压簧与楔形面14相联系负责：滚子16由于压簧力的径向分量而保持在横向凹部18中。

当通过相应地压下加速踏板2来对操作元件6进行操作时，该操作元件与加速踏板组件的轴承座3上的一个止挡34接触并且被压到加速踏板2的凹部4中。在此情况下，操作元件6携动伸过通孔24的滚子16，其方式是该操作元件用其作用棱边8将这些不是以它们的直径的整个一半静止在横向凹部18中的滚子从横向凹部18向径向内部压出来，如借助于图2易于想到的那样。在此情况下，持续贴靠在楔形面14上的滚子16使楔形元件12相对于操作元件6进一步移动到加速踏板2的凹部4中，其中，滚子16始终在操作元件6的壳壁22的通孔24中被导向并且压簧10被进一步压紧。

驾驶员在操作强制降档装置1时在加速踏板2上应感觉到的所要求的力峰值在此通过滚子16从横向凹部18中压出来所需的力来构成。该力峰值的大小可通过滚子16在横向凹部18中的进入深度或者说通过滚子16及横向凹部18的几何形状和/或通过压簧10的弹簧刚度来确定。在滚子16被冲击式地压出后，操作力急骤下降，因为通过强制降档装置1产生的、反作用于操作力的反力除摩擦力外基本上仅由被压紧的压簧10来确定。通过该工作原理实现期望的陡峭的力上升以及随后的力下降，该力下降应由驾驶员在加速踏板上感觉到。

为了使强制降档装置1从图2中所示的终端位置复位到图1的初始位置中，即当操作元件6与止挡34又脱开配合时，楔形面14使压簧10的弹簧力径向地转向，由此，滚子16被挤压回到横向凹部18中，这也使得同时保持在通孔24中的滚子16携动操作元件6到初始位置中。

为了进行装配，将由压簧10、滚子16、楔形元件12及操作元件6组成的预装配的强制降档装置1在图2中所示的状态中使滚子16位于径向内部地插入到凹部4中，直到滚子16由压簧10的通过楔形面14引入的压力引起地卡入到横向凹部18中。

在根据图3的本发明第二实施例中，与上述例子相比保持相同或作用相同的部分通过相同的参考标号来标记。与上述例子不同的是，接收强制降档装置1的凹部4不是构造在加速踏板2中，而是构造在轴承座3中。此外，加速踏板2具有一个位于操作元件6的操作面26对面的接触面36，当加速踏板2已被操作绕过一个确定的操作角度时，该接触面与操作面26相接触并且由此可引起强制降档装置1的操作。强制降档装置1的功能及结构在其它方面如在上述实施例中所述的那样。

Claims (10)

1.机动车的加速踏板组件的强制降档装置(1)，该加速踏板组件包括一个支承在轴承座(3)上的、可在静止位置与终端位置之间移位的加速踏板(2)，其特征在于：

a)该强制降档装置(1)包括至少一个在该加速踏板(2)的或该轴承座(3)的凹部(4)中被轴向地导向的、具有至少一个作用棱边(8)的操作元件(6)，

b)一个在所述凹部(4)中被轴向地导向、与所述操作元件(6)通过至少一个滚动体(16)共同作用并且通过至少一个压簧(10)加载的具有楔形面(14)的楔形元件(12)，其中，

c)当该加速踏板(2)被操作直到一个确定的点时，所述操作元件(6)可被轴向地挤压到所述凹部(4)中以及可通过其作用棱边(8)将所述至少一个滚动体(16)从所述凹部(4)的横向凹部(18)径向挤压出来并且挤压在该楔形元件(12)的楔形面(14)上。

2.根据权利要求1的强制降档装置，其特征在于：该楔形面(14)构造在该楔形元件(12)的从头部(28)楔形地扩宽的脚部(30)上。

3.根据权利要求1或2的强制降档装置，其特征在于：所述操作元件(6)具有杯形横截面并且该楔形元件(12)的头部(28)在所述操作元件(6)的一个背离所述操作元件(6)的操作面(26)指向的盲孔(20)中被轴向地导向。

4.根据权利要求2或3的强制降档装置，其特征在于：在所述操作元件(6)的壳壁(22)中存在至少一个径向的通孔(24)，所述通孔具有基本上与所述至少一个滚动体(16)的横截面相应的横截面，其中，所述操作元件(6)的壳壁(22)具有这样的壁厚，使得所述滚动体(16)在被接收在所述横向凹部(18)中的状态中可伸过所述通孔(24)并且与该楔形元件(12)的楔形面(14)相接触。

5.根据权利要求4的强制降档装置，其特征在于：所述作用棱边(8)构造在所述操作元件(6)的通孔(24)的朝该操作面(26)指向的端面上。

6.根据权利要求2至5中至少一项的强制降档装置，其特征在于：在操作该强制降档装置(1)时，该楔形元件(12)被贴靠在该楔形面(14)上并且被所述作用棱边(8)从所述横向凹部(18)向径向内部挤出的滚动体(16)抵抗所述压簧(10)的作用超过所述操作元件(6)的最大压入深度进一步压入到该加速踏板(2)的或该轴承座(3)的凹部(4)中。

7.根据权利要求2至6中至少一项的强制降档装置，其特征在于：所述压簧(10)一方面支撑在该加速踏板(2)的或该轴承座(3)的凹部(4)的底部上并且另一方面支撑在该楔形元件(12)的脚部(30)中的盲孔(32)中。

8.根据以上权利要求中至少一项的强制降档装置，其特征在于：所述滚动体(16)通过滚子体或滚珠构成并且可以以比所述滚动体(16)的一半直径小的进入深度被挤压到所述横向凹部(18)中。

9.根据以上权利要求中至少一项的强制降档装置，其特征在于：所述操作元件(6)可由一个对应配置的止挡(34)操作。

10.根据以上权利要求中至少一项的强制降档装置，其特征在于：通过所述压簧(10)的预压紧力使所述至少一个滚动体(16)与该楔形面(14)持续地处于接触。

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