CN101424953A - 汽车上的踏板 - Google Patents

Abstract

本发明的任务是提出一种用在汽车上的踏板(1)，该踏板(1)具有作为脚踏板的踏板垫(2)和固定在汽车车身(3)上的轴承座(4)，所述踏板垫(2)可回转地铰接在所述轴承座(4)上，该踏板垫(2)在碰撞情况下尤其在正面碰撞过程中显著地将胫骨的负荷降低到最低限度，该任务主要通过以下方式得到解决，即为所述踏板(1)配设至少一个减震元件(5)，该减震元件(5)由于碰撞事件如正面碰撞以及所述踏板(1)在汽车乘客舱的内部空间中的侵入借助于支撑在对所述踏板(1)进行操纵的汽车驾驶员的脚(8)上的踏板垫(2)能够加载力并且吸收能量地进行变形，从而显著降低导入到对所述踏板(1)进行操纵的腿中的力。

Description

汽车上的踏板

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用在汽车上的踏板。

背景技术

汽车上的具有一个或多个踏板的踏板机构在乘客舱侧上主要支撑在前面的端壁或者说前围板上或者支撑在底板上。从实践中已知，在正面碰撞的情况下放脚空间会发生移动并且由此踏板移进乘客舱的内部空间中。这种情况会导致驾驶员的腿部严重受伤。在有关的已知的Euro NCAP-碰撞试验中的生物力学的参数是所谓的TIBIA-指数。该指数在模拟的碰撞过程中通过两个测量位置来求得并且包含围绕着X轴和Y轴的力矩以及沿腿或者其胫骨的纵向方向的力“Fz”。所述TIBIA-指数以及尤其所述力“Fz”在较大程度上因放脚空间以及相应地踏板侵入乘客舱的内部空间而被诱发。为了在碰撞情况下尤其在正面碰撞过程时克服踏板的对驾驶员来说不利的移动并且由此将针对驾驶员的伤害风险降低到最低限度，公开了不同的解决建议。

踏板具有在一端可回转地支撑在汽车车身上的踏板杆部，该踏板杆部本身在另一端也就是在其自由端部上具有作为脚踏板的踏板垫，已经公开为所述踏板设置所谓的踏板移动控制装置，该踏板移动控制装置本身在碰撞情况下应该阻止脚踏板不利地进入乘客舱中。基本上所述的踏板移动控制装置通过特殊的偏转机构或者说轴承座运动机构来实现(EP 0 847 900 B1、EP 1 234 730 A2、DE 43 05 290 B4)。此外，从DE 100 46 256 A1中公开了一种上述类型的具有在这里称为踏板杆的踏板杆部以及踏板垫的踏板，其中所述踏板杆构造为有弹簧弹性的，方法是在两根纵向伸展的板簧之间插入作为减震元件的弹性体，比如橡胶或塑料。通过这种措施应该可以轻易地使所述踏板杆的回位力以及由此使对驾驶员的踏板感觉与所期望的条件相匹配。此外，用DE 19601 800 B4提出，将用于设有踏板杆部的踏板的轴承座构造为变形元件，该变形元件应该在超过预先给定的负荷时由于因事故引起的前围板侵入引起踏板杆或者说踏板杆部移动。此外，用该公开文献提出，在制动踏板和前围板之间设置软垫。DE 199 21 141 B4说明了一种规定用于汽车的具有至少两个构造用于脚部操纵的踏板的踏板机构，其中设置了至少一个活动的支撑体，该支撑体在操纵其中一个踏板时能够从静止位置移到至少部分地将所述踏板的中间空间覆盖的操纵位置中并且应该防止静置于踏板上的脚的侧滑以及由于正面碰撞引起的伤害风险。在此所述支撑体可以具有吸收能量的软垫。

除了具有踏板杆部和在踏板杆部上布置在端部侧上的踏板垫的踏板之外，也公开了一些踏板，这些踏板本身具有作为脚踏板的踏板垫，所述踏板垫直接可回转地铰接在固定在汽车车身上的轴承座上(DE102 60 521 A1、DE 103 06 099 A1)。在此这是一种所谓的静止的踏板垫装置，该踏板垫装置直接连接在车身上并且踏板垫的旋转点位置固定。由此通过踏板的这种结构来避免使用踏板杆部。但是尽管如此，这里在碰撞情况下踏板也会不利地侵入乘客舱中。如为具有踏板杆部和踏板垫的踏板所提出的一样，用于在碰撞情况下避免这样的侵入的措施以及相应地用于减小沿小腿或者小腿的胫骨的纵向方向的力“Fz”的措施或者说用于减小所述Tibia指数的措施在此并不令人满意。

发明内容

因此在这种背景前，本发明的任务是，提供一种用在汽车上的踏板，该踏板具有作为脚踏板的踏板垫和固定在汽车车身上的轴承座，所述的踏板垫可回转地铰接在所述轴承座上，该踏板垫在碰撞情况下尤其在正面碰撞过程中显著地将胫骨的负荷降低到最低限度。

用在汽车上的踏板具有作为脚踏板的踏板垫和固定在汽车车身上的轴承座，所述的踏板垫可回转地铰接在所述轴承座上，从这样的踏板出发提出的任务通过以下方式得到解决，即为所述踏板配设至少一个减震元件，该减震元件由于碰撞事件如正面碰撞以及所述踏板在汽车乘客舱的内部空间中的侵入借助于支撑在对所述踏板进行操纵的汽车驾驶员的脚上的踏板垫能够加载力并且吸收能量地进行变形，从而显著降低导入到对所述踏板进行操纵的腿中的力。

有利的是，通过该措施决定性地减轻尤其由于正面碰撞以及由于踏板侵入乘客舱的内部空间中而导入驾驶员的小腿或者说胫骨中的力。

从属权利要求说明了本发明的优选的改进方案或设计方案。

据此，按照本发明的一种特别有利的设计方案，所述至少一个减震元件包括能够塑性变形的和吸收能量的变形元件。该变形元件按照一种有利的第一实施变型方案可以由至少一个在正常状态中在很大程度上刚性的、但由于负荷的提高能够压缩的泡沫元件构成。如本发明进一步规定，所述泡沫元件由塑料泡沫或金属泡沫或者由多种塑料泡沫和/或金属泡沫构成的复合体制成。关于所述的由多种塑料泡沫和/或金属泡沫构成的复合体，所述多种塑料泡沫和/或金属泡沫可以具有不同的变形特性。按照一种有利的第二实施变型方案，所述变形元件也可以由一个或多个结构元件构成，所述结构元件本身由于过高的力作用以指定方式变形或者以指定方式断裂。就这一点而言，所述的结构元件比如构造为接片样式和/或空心体样式的。此外，所述的结构元件也可以具有给定变形位置和/或给定断裂位置。

优选所述至少一个变形元件形式的减震元件布置在踏板垫的脚踏侧上并且与所述踏板垫固定连接。在这种情况下，将所述变形元件在很大程度上构造为楔形的这种做法证实是有利的，其中该变形元件的最大厚度设置在对踏板进行操纵的脚的脚后跟区域中。有利的是，所述吸收能量的减震元件形式的变形元件至少在脚踏侧设有力分布板。该力分布板优选构造为刚性的，但是也可以在没有根本地有悖于其本来的目的也就是保证在整个变形元件上的力分布的目的的情况下构造为在一定限度内柔性的。所述的力分布板在此可以由塑料和/或金属构成。进一步有利的是，所述力分布板及结构元件可以构造为单独的部件或构造为一体的。

相应地也可以表明，所述至少一个变形元件形式的减震元件布置在踏板垫的背向踏板垫的脚踏侧的一侧上并且与该踏板垫固定连接或者布置在所述轴承座的朝向踏板垫的一侧上并且与该轴承座固定连接。

同样可以设想，所述至少一个减震元件包括能够弹性变形的并且吸收能量的弹性元件。

对于踏板的平坦的脚踏面以及高的操纵舒适性来说，有利的是，所述减震元件布置在构造在所述踏板垫中的台阶或凹穴中。

对于所述减震元件的简单且成本低廉的制造来说，有利的是，该减震元件由热塑性的聚乙烯或者热塑性的聚氨酯制成。

按本发明构成的踏板尤其适合用作加速踏板。

附图说明

下面借助于在附图中示意示出的实施例对本发明进行详细解释。其中：

图1是传统的具有踏板垫的踏板的极其简化的侧视图，该踏板垫直接与车身连接(现有技术)，

图2是在碰撞事件尤其是正面碰撞的过程中对按图1的踏板进行操纵的腿的主要负荷，

图3是按第一实施方式的按本发明构成的踏板的侧视图，该踏板具有布置在踏板垫的脚踏侧的、能够塑性变形的变形元件形式的减震元件，

图4是按第二实施方式的按图3的按本发明构成的踏板，

图5是按图4的变形元件连同设置在脚踏侧也就是上面的力分布板的细节图，

图6是按图4的变形元件连同布置在上面和下面的力分布板的细节图，

图7-10是按图3和/或4本身的减震元件或者说变形元件的大量可能的设计方案中的少数几种设计方案的非常简化的概括图，

图11是按本发明构成的踏板的一种实施方式的侧视图，该踏板具有布置在踏板垫的背向踏板垫的脚踏侧的一侧上的变形元件形式的减震元件，

图12是按本发明构成的踏板的一种实施方式的侧视图，该踏板具有布置在轴承座的朝向踏板垫的一侧上的变形元件形式的减震元件，并且

图13-15是按本发明构成的踏板的其它有利的实施方式，所述踏板具有布置在踏板垫的脚踏侧上的减震元件。

具体实施方式

图1相应地示出了传统的踏板1，该踏板1优选可以是加速踏板，但也可以是每种其它的踏板比如制动踏板，该踏板1具有踏板垫2，而该踏板垫2则直接连接到汽车车身3上，其中所述的踏板垫2作为脚踏板可回转地铰接在固定在所述汽车车身3上的轴承座4上。

如开头早已所说明的，在正面碰撞的情况下，放脚空间会移动并且由此所述踏板1会移进乘客舱的内部空间中。这种状况会导致驾驶员的腿部严重受伤。在有关的公开的Euro NCAP-碰撞试验中的生物力学的参数是所谓的TIBIA-指数，并且代表用于对踏板1进行操纵的腿的小腿部位的一种受伤标准。这个TIBIA-指数在模拟的碰撞过程中通过两个测量位置根据公知的关系式

$\mathrm{TI}=[\sqrt{M{x}^2+M{y}^2}/\mathrm{Mc}]+[\mathrm{Fz}/\mathrm{Fc}]$

来求得，其中“Mx”代表围绕着X轴的力矩，“My”代表围绕着Y轴的力矩并且“Fz”代表沿腿的小腿的纵向方向的力(参照图2)。“Mc”代表大约225Nm的临界的弯曲力矩，并且“Fc”代表沿Z方向的大约35900N的临界的压力。

为了将针对驾驶员的伤害风险降低到最低限度，TIBIA-指数应该小于0.4并且沿小腿的纵向方向的力“Fz”应该小于2kN。

鉴于此，现在按照图3提出具有踏板垫2的踏板1，所述踏板垫2在脚踏侧具有至少一个减震元件5。在此所述的减震元件5由能够塑性变形的并且吸收能量也就是吸收碰撞能量的、具有均匀厚度的泡沫元件6的形式的变形元件构成，并且在很大程度上在整个踏板垫2上延伸。

所述泡沫元件6在正常状态中具有在很大程度上刚性的本体的特性并且相应地将来自踏板1的通常的操纵的力直接传递到该踏板1的踏板垫2上。

如果相反由于正面碰撞所述踏板1侵入乘客舱中并且由此所述踏板垫2以提高的力朝驾驶员的小腿挤压，那么所述泡沫元件6就有利地在吸收碰撞能量的情况下被压缩。由此显著降低导入到对踏板进行操纵的腿中的力。

不仅塑料泡沫而且金属泡沫都适合用于构成泡沫元件6，它们符合前面所说明的特性，也就是仅仅由于提高的负荷能够在吸收碰撞能量的情况下进行压缩。

在这方面，由多种具有不同的变形特性的塑料泡沫和/或金属泡沫构成的复合体被认为是适宜的，由此能够尽可能保护驾驶员地按指定方式来调节在所述踏板1的侵入行程上的能量吸收。

如可以进一步从图3中得知，所述吸收能量的、泡沫元件6的形式的减震元件5在脚踏侧设有所谓的力分布板7，所述力分布板7能够与所述泡沫元件6进行材料连接、形状配合连接和/或传力连接，并且如所述力分布板这个名称已表明的一样保证所导入的力在很大程度上均匀地分布在所述泡沫元件6的整个接纳表面上。

优选所述力分布板7在很大程度上构造为刚性的，并且由合适的塑料或者也可以由金属制成。当然，该力分布板7也可以构造为在一定限度内柔性的，只要保证力以所期望的方式分布在整个泡沫元件6上。

有利的是，所述力分布板7具有传统的比如设有防滑的垫片(未详细示出)的踏板垫的外形。

按图4的实施例与前面所说明的实施例的区别主要在于，所述泡沫元件6在很大程度上构造为楔形的，更确切地说如此构成，使得其最大的材料厚度设置在对所述踏板1进行操纵的脚8的脚后跟区域中，其中按照图5和6这里也可以使用所述的力分布板7。

按照图5，仅仅在上面也就是在脚踏侧设置力分布板7，相反，按照图6不仅在下面而且在上面分别设置了力分布板7，尤其当所述踏板垫2构造得不紧凑和/或未设有连贯的支承面，而是为节省重量设有空腔或者凹穴(未详细示出)时，那么这样做就是有利的。

在广泛的试验中发现，刚好是脚后跟区域尤其注定要高效地吸收所加入的力，因为所导入的力从那里被直接导入小腿的胫骨中。

依赖于在碰撞事件的过程中预计的负荷来选择所述泡沫元件6的厚度、泡沫元件6的材料和/或楔形的泡沫元件6的楔块的特殊结构，由此能够在宽的限度内调节所述泡沫元件6的吸收性能。

因此根据自由裁量比如可以表明，所述泡沫元件6要么构造为平坦的要么构造为楔形的，它不是在整个踏板垫2上延伸，而是仅仅相应于脚后跟区域来构成。同样以下做法也可以证实是有利的，也就是将所述泡沫元件6的一个平坦的区段与一个相连的楔形的区段相组合或者将两个楔形的区段彼此组合，方法是所述楔形的区段从所述脚后跟区域开始呈楔形逐渐变窄(图7到10仅起示范作用)。

按图3到10的实施例根据泡沫元件6的形式的减震元件5安排。但是本发明不局限于这样的减震元件5，而是包括布置在所述踏板垫2上的减震元件5的每种设计方案，所述减震元件5适合于有利地吸收所说明的类型的碰撞能量。

因此按照减震元件5的一种这里未详细示出的另外的实施方式，该减震元件5比如由一个或多个布置在所述踏板垫2的脚踏侧的并且被力分布板7所覆盖的结构元件所构成，所述结构元件本身由于对所述力分布板7的过高的力作用而以指定方式变形，优选进行塑性变形或者以指定方式断裂。就这一点而言可以设想比如指向力的方向的接片样式的结构元件或者也可以设想能够压缩的或者能够折叠的空心体样式的比如环形的或者半环形的结构元件，所述结构元件此外还可以具有给定变形位置和/或给定断裂位置。

不仅所使用的泡沫元件6而且最后所说明的结构元件都可以构造为单独的部件或者也可以与可能的力分布板7构造为一体的。

为了满足对尽可能小的TIBIA-指数的要求，也可以表明，将所述至少一个变形元件的形式比如泡沫元件6的形式或者上述类型的结构元件的形式的减震元件5布置在处于所述踏板垫2和轴承座4之间的自由空间中。

因此按照图11，所述减震元件5布置在所述踏板垫2的背向该踏板垫2的脚踏侧的一侧上并且与该踏板垫2固定连接。如可以进一步从图11中看出，所述踏板垫2的背向该踏板垫2的脚踏侧的一侧构造为倾斜的，从而在碰撞事件的过程中，随着所述减震元件5的变形或者说压缩，该减震元件5在整个长度上推进地分段地供压缩之用，由此能够依赖于当前的力作用以指定方式来调节所期望的能量吸收。当然在此也可以根据前面所说明的具有布置在脚踏侧的减震元件5的实施例将该减震元件5至少部分地构造为楔形的。

按图12的实施例与按图11的实施例的区别仅仅在于，所述减震元件5布置在所述轴承座4的朝向踏板垫2的一侧上并且与该轴承座4固定连接。

最后也可以将布置在踏板垫2的脚踏侧的减震元件5布置在构造在所述踏板垫2中的台阶9中(图13)或布置在所述踏板垫2的凹穴10中(图14、15)，其中所述减震元件5构造为平坦的或楔形的、必要时可以设有力分布板7的塑料元件或泡沫元件的形式。由此在所述踏板垫2和减震元件5之间除了比如优选通过粘结产生的材料连接之外也可以实现形状配合连接(图14、15)。

本发明不局限于加入在踏板垫2中的、泡沫元件6的形式的减震元件5，而是包括减震元件5的每种可能的设计方案，相应地也包括结构元件形式的减震元件5的每种可能的设计方案，所述结构元件如上文早已说明的一样由于过高的力作用以指定方式进行变形，优选进行塑性变形或者以指定方式断裂。

利用按本发明构成的具有一个或多个所述类型的尤其能够进行塑性变形的变形元件的踏板1，尤其能够有利地达到小于0.4的TIBIA-指数以及小于2kN的沿小腿纵向方向的力“Fz”。

尽管如此，以下做法也证实是有利的，也就是取代上述能够塑性变形的减震元件5或者与其组合使用尤其能够弹性变形并且吸收能量的减震元件，比如公知的并且相应地在这里未详细示出的弹性元件，所述减震元件本身可以由金属或塑料构成。

附图标记列表

1          踏板

2          踏板垫

3          汽车车身

4          轴承座

5          减震元件

6          泡沫元件

7          力分布板

8          脚

9          台阶

10         凹穴

Claims (21)

1.用在汽车上的踏板(1)，具有作为脚踏板的踏板垫(2)和固定在汽车车身(3)上的轴承座(4)，所述的踏板垫(2)可回转地铰接在所述轴承座(4)上，其特征在于，为所述踏板(1)配设了至少一个减震元件(5)，该减震元件(5)由于碰撞事件如正面碰撞以及所述踏板(1)在汽车乘客舱的内部空间中的侵入借助于支撑在对所述踏板(1)进行操纵的汽车驾驶员的脚(8)上的踏板垫(2)能够加载力并且吸收能量地变形，从而显著降低导入到对所述踏板(1)进行操纵的腿中的力。

2.按权利要求1所述的踏板(1)，其特征在于，所述至少一个减震元件(5)包括能够塑性变形的和吸收能量的变形元件。

3.按权利要求2所述的踏板(1)，其特征在于，所述变形元件由至少一个在正常状态中在很大程度上刚性的、但是由于负荷的提高能够压缩的泡沫元件(6)构成。

4.按权利要求3所述的踏板(1)，其特征在于，所述泡沫元件(6)由塑料泡沫或金属泡沫制成或者由多种塑料泡沫和/或金属泡沫构成的复合体制成。

5.按权利要求4所述的踏板(1)，其特征在于，鉴于由多种塑料泡沫和/或金属泡沫构成的复合体，所述塑料泡沫和/或金属泡沫具有不同的变形特性。

6.按权利要求2所述的踏板(1)，其特征在于，所述变形元件由一个或多个本身由于过高的力的作用以指定方式变形或者以指定方式断裂的结构元件构成。

7.按权利要求6所述的踏板(1)，其特征在于，所述的结构元件构造成接片样式和/或空心体样式的。

8.按权利要求6或7所述的踏板(1)，其特征在于，所述的结构元件具有给定变形位置和/或给定断裂位置。

9.按权利要求3或6所述的踏板(1)，其特征在于，所述至少一个变形元件形式的减震元件(5)布置在所述踏板垫(2)的脚踏侧并且与该踏板垫(2)固定连接。

10.按权利要求9所述的踏板(1)，其特征在于，所述变形元件在很大程度上构造为楔形的，其中该变形元件的最大厚度设置在对所述踏板(1)进行操纵的脚(8)的脚后跟区域中。

11.按权利要求9或10所述的踏板(1)，其特征在于，所述变形元件至少在脚踏侧设有力分布板(7)。

12.按权利要求11所述的踏板(1)，其特征在于，所述力分布板(7)构造为刚性的或者构造为在一定限度内柔性的。

13.按权利要求11或12所述的踏板(1)，其特征在于，所述力分布板(7)由塑料和/或金属构成。

14.按权利要求11到13中任一项所述的踏板(1)，其特征在于，所述力分布板(7)和变形元件构造为单独的部件或者构造为一体的。

15.按权利要求3或6所述的踏板(1)，其特征在于，所述至少一个变形元件形式的减震元件(5)布置在所述踏板垫(2)的背向该踏板垫(2)的脚踏侧的一侧上并且与该踏板垫(2)固定连接。

16.按权利要求3或6所述的踏板(1)，其特征在于，所述至少一个变形元件形式的减震元件(5)布置在轴承座(4)的朝向踏板垫(2)的一侧上并且与该轴承座(4)固定连接。

17.按权利要求1所述的踏板(1)，其特征在于，所述至少一个减震元件(5)包括能够弹性变形并吸收能量的弹性元件。

18.按权利要求1到17中任一项所述的踏板(1)，其特征在于，所述减震元件(5)布置在构造在所述踏板垫(2)中的台阶(9)中。

19.按权利要求1到17中任一项所述的踏板(1)，其特征在于，所述减震元件(5)布置在构造在所述踏板垫(2)中的凹穴(10)中。

20.按权利要求1到19中任一项所述的踏板(1)，其特征在于，所述减震元件由聚乙烯制成。

21.按权利要求1到20中任一项所述的踏板(1)，其特征在于，所述踏板(1)优选是加速踏板。

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