CN108027626B - 具有致动阻尼的踏板装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及踏板装置。踏板元件14、18能够相对于基部元件12偏转以用于致动。承载元件26容纳且可旋转地安装在基部元件12上的至少一个承载壳体32、34中。承载元件26包括至少一个第一承载子元件22和第二承载子元件24，第二承载子元件24能够相对于第一承载子元件22运动。第一承载子元件22连接至踏板元件14、18。至少一个复位元件20作用在第二承载子元件24上。在尽可能紧凑的设计下，为了允许踏板元件以抑制偏转运动的方式安全安装，第一承载子元件22、第二承载子元件24以在至少一个支撑点38处支撑抵靠彼此的方式相对于彼此布置。当踏板元件14、18克服复位元件20的作用偏转时，在承载子元件22、24上产生了向外指向的压力，使得承载子元件22、24被压在承载壳体32、34上。

Description

具有致动阻尼的踏板装置
技术领域
本发明涉及踏板装置。踏板装置用作对机器特别是车辆进行控制的脚致动操作元件。通常地，基部元件在此固定地布置在例如机动车辆的驾驶员座椅的搁脚空间中，并且踏板元件能够相对于基部元件偏转例如枢转以用于致动。为此目的，踏板元件安装在基部元件上以使得偏转运动成为可能。在此期望一段阻尼的偏转运动以进行精确操作。
背景技术
DE 20 2006 008 453 U1描述了一种油门踏板，该油门踏板包括基部部分以及能够相对于该基部部分枢转的踏板部分。传感器杆可枢转地安装在基部部分上。传感器杆的凸缘被弹簧压靠在踏板部分上，并且因此，所述踏板部分始终在空转位置的方向上复位。传感器杆具有两个套筒部分，其中，轴部分被夹紧在两个套筒部分之间。夹紧导致传感器杆与轴部分之间的限定的期望摩擦，所述摩擦被用于产生运动滞后。
DE 10 2005 059 975 A1描述了一种用于具有阻尼单元的车辆的油门踏板。该阻尼单元包括具有两个夹持器支臂和夹持器爪的夹持器单元。夹持器爪置靠在轴元件上。一个夹持器支臂被布置在踏板元件上，并且另一个夹持器支臂被布置在踏板返回单元上。如果施加踏板力，则踏板力与踏板返回单元的弹簧力一起引起夹持器单元的变形，并且因此，夹持器爪被压靠在轴元件上并产生了摩擦，这抑制了绕轴元件的旋转运动。
DE 44 26 549 C2公开了一种具有安装基座和杆的油门踏板，该杆可枢转地安装在该安装基座上且包括凸形承载部分，该凸形承载部分可旋转地安装在基座上的敞开凹形承载点中。摇杆具有凹形按压部分和抵接部，并且该摇杆借助于轴可枢转地安装。压缩弹簧被夹在承载部分上的驱动凸轮与摇杆的抵接部之间，使得摇杆的凹形按压部分通过杆所包括的凸形承载部分被压靠在安装基座的敞开凹形承载点上。
发明内容
本发明的目的是提供一种踏板装置，该踏板装置具有尽可能紧凑的结构并且通过抑制偏转运动来允许踏板元件的安全安装。
该目的通过根据权利要求1所述的踏板装置来实现。从属权利要求涉及本发明的有利实施方式。
根据本发明的踏板装置包括基部元件和踏板元件，该基部元件优选地用于固定布置在例如机动车辆的搁脚空间中，并且该踏板元件能够相对于基部元件偏转。在此，踏板元件的示例是踏板臂或脚踏板。优选地，偏转运动为枢转运动。
为了允许偏转运动，提供了一种承载元件，该承载元件连接至踏板元件，并且该承载元件容纳且可旋转地安装在基部元件上的至少一个承载壳体中。根据本发明，承载元件包括至少一个第一承载子元件和至少一个第二承载子元件。第一承载子元件和第二承载子元件能够相对于彼此运动。优选地，第一承载子元件和第二承载子元件是单独的元件；替代性地，如果两个承载子元件能够借助于柔性部分相对于彼此运动，则第一承载子元件也可以与第二承载子元件一体地形成
根据本发明，第一承载子元件连接或联接至踏板元件。这被理解为是指联接，其中，踏板元件的致动即相对于基部元件的运动导致第一承载子元件在承载壳体中旋转。例如，第一承载子元件可以刚性地联接至踏板元件。
提供了至少一个复位元件以用于作用在第二承载子元件上。所述至少一个复位元件可以包括例如弹簧元件并用于施加复位力。对第二承载子元件上的作用首先可以在此例如通过使复位元件与第二承载子元件直接接触被直接地施加，或者通过使复位元件与连接至特别优选地刚性联接至第二承载子元件的元件接触被间接地施加。
根据本发明，第一承载子元件和第二承载子元件布置成相对于彼此以下述方式对准：使得第一承载子元件和第二承载子元件在至少一个支撑点处相对于彼此支撑。在此，以如下方式形成这种布置：当踏板元件克服复位元件的作用偏转时，在承载子元件上产生了向外指向的压力，借助于该压力，承载子元件被压靠在承载壳体上。
在踏板元件在致动方向上即克服复位元件的作用致动时即偏转时，承载子元件因此被向外压靠在承载壳体上。同时，承载子元件与至少部分地包围承载子元件的承载壳体之间产生了相对运动。多个部件彼此挤压的运动导致承载件摩擦增大。
该摩擦抑制了偏转运动。尽管原则上可以提供额外的阻尼元件而不需要这种类型的单独的装置，但所需的阻尼可以在承载件中获得。
为此目的，在根据本发明的踏板装置的情况下可以使用相对较大的表面，原因在于摩擦发生在承载子元件的一个或更多个外表面与承载壳体的对应配合表面之间。因而，相对较高的摩擦力可以与踏板装置的紧凑结构同时获得。
优选地，承载子元件上的向外指向的压力通过承载子元件相对于彼此张开(spreading)来获得。在致动运动期间，共同容纳在承载壳体中的至少部分承载子元件张开并随后向外压靠在承载壳体上。此外优选的是，承载子元件在支撑点处相对于彼此枢转，其中，考虑到紧密接触的情况下，非常小的运动就已足够。枢转轴线可以由支撑点限定并且优选地布置成与承载元件的旋转轴线平行。
根据本发明的改进，承载子元件可旋转地安装在承载壳体中。第一承载子元件以能够绕第一旋转轴线旋转的方式安装，并且第二承载子元件以能够绕第二旋转轴线旋转的方式安装。两个旋转轴线可以优选地重合，并且因此，第一承载子元件和第二承载子元件安装在承载壳体中以绕共同的旋转轴线旋转。
在此，支撑点优选地布置在第一旋转轴线之外、第二旋转轴线之外和/或共用旋转轴线之外。这种布置对于实现承载子元件的张开是特别有利的，使得由此可以获得对承载壳体的期望压力。
根据优选的改进，第一承载子元件是踏板杆的一部分即与踏板元件相对应的可枢转元件，第一承载子元件是所述踏板元件的一部分或者连接至踏板元件。优选地，第二承载子元件形成支撑杆即第二可枢转杆。然后，踏板杆和支撑杆优选地能够在支撑点处相对于彼此枢转。踏板杆和支撑杆相对于彼此的枢转使得能够产生将承载子元件压靠在承载壳体上的压力。
优选地，复位元件以使得复位元件的作用与踏板元件的致动方向相反的方式布置。因而，在没有外力的作用下，踏板元件可以复位到空转位置中，在该空转位置中，踏板元件通过力的作用能够在致动方向上偏转，通常情况下偏转直至完全致动位置为止。为了实现这一点，踏板元件可以优选地以如下方式联接至承载元件：当踏板元件在致动方向上偏转时，引起了承载元件在第一旋转方向上的旋转，而复位元件以使得复位元件在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上作用在承载元件上的方式布置。当踏板元件被致动时，两个相反的力或扭矩因此作用在承载元件上，所述相反的力或扭矩也就是，经由踏板元件作用在第一承载子元件上的致动力和致动力矩和直接地或间接地作用在第二承载子元件上的复位元件的复位力。作用在承载元件的两个承载子元件上的所述相反的力或扭矩可以被用于获得期望的向外指向的压力并且特别地被用于引起承载子元件相对于彼此的张开。特别优选地，两个承载子元件相对于彼此的枢转动作因而可以在支撑点处实现，从而导致向外指向的压力。
尽管第一承载子元件可以经由各种力传递可能性比如杆等间接地连接至踏板元件，但是踏板元件优选地被固定地连接至第一承载子元件。如果第一承载子元件甚至与踏板元件一体地形成，则可以获得特别简单的设计。
复位元件可以包括至少一个弹簧。为了允许冗余构型，至少两个弹簧元件是优选的。弹簧可以布置成在基部元件与第二承载子元件之间起作用。不同类型的弹簧是可能的；螺旋压缩弹簧是优选的。
根据一个特别优选的实施形式，承载元件可以大致具有圆形横截面，并且例如，承载元件的部分可以布置在筒形承载壳体中。将承载元件分成两个承载子元件在此可以以下述方式设计：所述承载子元件大致各自具有部分圆形横截面特别优选地为半圆形横截面。然后，支撑点优选地形成在承载子元件之间。
优选地，支撑点由支撑元件形成，该支撑元件从承载子元件中的一个承载子元件伸出并且被容纳在位于另一个承载子元件上的枢转安装部中。该枢转安装部可以由凹陷部形成。
当承载元件安装在承载壳体中时，承载子元件的外承载表面和承载壳体的内承载表面均可以形成为圆柱形表面的形状。由此产生了承载元件绕中心旋转轴线的容易引导的旋转运动。
尽管承载壳体可以构造成在轴向上连续，但就设计而言，如果承载壳体具有在轴向上以相距彼此一段距离布置的两个部分壳体，则证明其非常有利。在此，部分壳体中的至少一个部分壳体优选地为两个部分壳体可以被设计为承载盖。因而，承载壳体可以特别容易地组装和布置在承载元件周围。
附图说明
下面参照附图更详细地描述了本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了踏板装置的立体图；
图2示出了图1的踏板装置的侧视图，其中，示出了空转位置和完全致动位置；
图3示出了图1和图2的油门踏板装置的立体图，其中，壳体被部分透明地示出；
图4示出了图1至图3的油门踏板装置的立体分解图；
图5示出了沿着图6中的线D-D穿过图1至图4的油门踏板装置的纵剖面；
图6示出了沿着图5中的线C-C穿过图1至图5的油门踏板装置的安装部的剖面图。
具体实施方式
图1示出了油门踏板装置10，该油门踏板装置10包括基部元件12和踏板臂14，该基部元件12用于固定布置在机动车的搁脚空间中，该踏板臂14能够借助于枢转运动绕轴线A在致动方向B上相对于所述基部元件偏转。
在基部元件12的壳体16中设置有复位元件20，复位元件20将在下面更详细地说明。复位元件20的作用导致踏板臂14被设定回到空转位置中，该空转位置由图2中的实线表示。如图2所示，在踏板杆14的脚部分18的致动力F的作用下，脚部分18可以克服复位元件20的作用绕轴线A在致动方向B上偏转。在完全致动位置(由图2中的虚线示出)中，止动件限制了踏板臂14的进一步枢转运动。强制降挡开关48预先启动并且产生了待被克服的强制降挡的力峰值。
图3至图6示出了基部元件12的内部构造和踏板杆14的安装部的内部构造。如特别是在图6中的支撑件的剖面图显而易见的是，踏板杆14的枢转运动借助于座部被引导，该座部能够绕承载元件26的旋转轴线A在由承载盖32、34形成的承载壳体中旋转。承载元件26由第一承载子元件22和第二承载子元件24形成。
如特别是在图4中示出的分解图中所示，第一承载子元件22与踏板杆14一体地形成。在装配状态(图5)下，第一承载子元件22布置成与第二承载子元件24相邻并因而形成承载元件26。
第一承载子元件22和第二承载子元件24各自具有外接触表面28、30，所述外部接触表面28、30呈圆柱形表面，并且其中，所述承载子元件22、24通过所述外接触表面28、30被容纳在承载盖32、34中，所述承载盖32、34具有与所述接触表面28、30匹配的内承载表面36，所述内承载表面36呈圆柱形表面的形状。
如特别是在图5中的纵剖面中显而易见的是，承载子元件22、24各自具有大致半圆形的横截面设计。所述承载子元件22、24置靠在彼此之上并且在此经由支撑点38支撑，该支撑点38通过位于第二承载子元件30上的圆形突出部40形成，所述突出部40被容纳在第一承载子元件22上的圆形凹部42中。
支撑杆39包括用于复位元件20和用于承载子元件24的接纳部43，承载子元件24与所述接纳部43一体地形成。复位元件20以螺旋压缩弹簧的形式作用在基部元件12的壳体16与接纳部43之间。
为了形成承载元件26，支撑杆39和踏板杆14以使得用于复位元件20的接纳部43容纳在外壳41中的方式接合在一起，外壳41与踏板杆14一体地形成。在装配状态下，当承载元件26以能够绕轴线A旋转的方式安装在承载盖32、34中时，踏板杆14和支撑杆39仅在支撑点38处彼此置靠，同时外壳41被布置在相距接纳部43的一段距离处。
对于承载子元件22、24中的每一者而言，承载子元件22、24的呈圆柱形表面形状的外表面28、30接触抵靠在承载盖32、34的同样呈圆柱形表面形状的内表面36上形成了可旋转安装部所需的引导部。
以这种方式，与第一承载子元件22刚性联接即与第一承载子元件22一体地形成的踏板臂14可枢转地安装在基部元件12上，其中，复位元件20在基部元件12的壳体16与弹簧接纳部43之间的作用引起了踏板臂14到基本位置中的复位。
该运动通过承载件摩擦，即承载元件26的外表面28、30相对于承载盖32、34的内表面36的摩擦而受到抑制。这种抑制在致动期间即在力F作用在踏板臂14的脚元件18上时被加强，以便通过使承载子元件22、24相对于彼此张开而使踏板臂14的脚元件18在致动方向B上偏转。
张开动作可以特别地参照图5的示意图来说明，其中，承载盖32、34(图5中未示出)中的安装部由虚线圆圈来示出：如图5所示，承载子元件22、24在支撑点38处相对于彼此支撑，其中，支撑点38被偏心地布置即被布置在枢转轴线A之外。支撑点38因而限定了枢转轴线，在该枢转轴线处，承载子元件22、24以及因此也与承载子元件22、24一体地形成的杆即踏板臂14和支撑杆39能够相对于彼此枢转。复位元件20通过接纳部43在支撑杆39上的作用在与所述接纳部43一体地形成的第二承载子元件24上产生了逆着致动方向B即在图5中的逆时针方向上的扭矩。借助于致动力F，与上述扭矩相反的扭矩作用在踏板臂14上和作用在与踏板臂14一体地形成的第一承载子元件22上。因此，承载子元件22、24以相反的方向作用。
通过这种方式，承载子元件22、24在支撑点38处相对于彼此发生小的枢转运动，并且因此，承载元件26的两个部分22、24张开分离，如由图5和图6中的箭头所示。
所述张开运动使安装部处于张紧状态。在致动力F与复位元件20的力的相反作用下，承载子元件22、24的外表面28、30因此稍微运动分开并压靠在承载盖32、34的承载表面36上。这导致承载件摩擦极大地增加。
所述摩擦可采用相对较大的表面。因此，高的压力可以起作用，并且虽然结构非常紧凑且简单，但最终可以获得高摩擦力或摩擦力矩。
如从示意图中显而易见的，所描述的油门踏板的实施方式的整个设计被构造成极其简单且部件很少。通过将复位元件20插入到接纳部43中并且将两个承载子元件22、24布置成在基部元件12的壳体16中安置在彼此之上，可以快速且容易地组装油门踏板元件。承载元件26的形状配合座部通过承载盖32、34的侧向附接而形成。
在油门踏板元件10的操作期间，传感器(未示出)始终确定当前致动位置即在致动方向B上的偏转程度并且传感器以电信号的形式提供当前致动位置，以例如控制发动机的功率。尽管可以使用各种类型的传感器，但使用感应位置传感器是优选的，在该感应位置传感器中，传感器切换电路(未示出)被布置在基本部分12的壳体16上并且可以确定感应指标元件在踏板臂14上的位置。

Claims (15)

1.一种踏板装置，所述踏板装置包括：
-踏板元件(14、18)，所述踏板元件(14、18)能够相对于基部元件(12)偏转以用于致动，
-以及承载元件(26)，所述承载元件(26)容纳且可旋转地安装在所述基部元件(12)上的至少一个承载壳体(32、34)中，其中，所述承载元件(26)包括至少一个第一承载子元件(22)和至少一个第二承载子元件(24)，所述第二承载子元件(24)能够相对于所述第一承载子元件(22)运动，
-其中，所述第一承载子元件(22)连接至所述踏板元件(14、18)，
-设置有至少一个复位元件(20)以用于作用在所述第二承载子元件(24)上，
-并且其中，所述第一承载子元件(22)和所述第二承载子元件(24)相对于彼此以下述方式布置：即使得所述第一承载子元件(22)和所述第二承载子元件(24)在至少一个支撑点(38)处相对于彼此受支撑，并且因此，当所述踏板元件(14、18)克服所述复位元件(20)的作用偏转时，在所述承载子元件(22、24)上产生了向外指向的压力，借助于所述压力，所述承载子元件(22、24)被压靠在所述承载壳体(32、34)上。
2.根据权利要求1所述的踏板装置，其中，
-当所述踏板元件(14、18)偏转时，通过使所述承载子元件(22、24)相对于彼此张开而产生所述压力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，其中，
-所述第一承载子元件(22)以能够绕第一旋转轴线旋转的方式安装在所述承载壳体中，
-并且所述第二承载子元件(24)以能够绕第二旋转轴线旋转的方式安装在所述承载壳体(32、34)中，
-其中，所述支撑点(38)布置在所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线之外。
4.根据权利要求3所述的踏板装置，其中，
-所述第一承载子元件(22)和所述第二承载子元件(24)安装在所述承载壳体(32、34)中以绕所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的重合的轴线旋转，并且所述支撑点(38)布置成相距所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的重合的轴线一段距离。
5.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述第一承载子元件(22)是踏板杆(14)的一部分，
-并且所述第二承载子元件(24)形成支撑杆，
-其中，所述踏板杆(14)和所述支撑杆(39)能够在所述支撑点(38)处相对于彼此枢转。
6.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述踏板元件(14、18)以下述方式联接至所述承载元件(26)：即使得当所述踏板元件(14)在致动方向(B)上偏转时，引起了所述承载元件(26)在第一旋转方向上的旋转，
-并且所述复位元件(20)以下述方式布置：即使得所述复位元件(20)在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上作用在所述承载元件(26)上。
7.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述踏板元件(14、18)固定地连接至所述第一承载子元件(22)并且优选地与所述第一承载子元件(22)一体地形成。
8.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述复位元件(20)包括至少一个弹簧，所述至少一个弹簧布置成在所述基部元件(12)与所述第二承载子元件(24)之间作用。
9.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述承载元件(26)大致具有圆形横截面。
10.根据权利要求9所述的踏板装置，其中，
-所述承载子元件(22、24)大致各自形成有部分圆形的横截面。
11.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-在所述支撑点(38)处设置有支撑元件(40)，所述支撑元件(40)从所述承载子元件中的一个承载子元件伸出并且容纳在另一个承载子元件(22)上的枢转安装部(42)中。
12.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述承载子元件(22、24)具有作为外承载表面的圆柱形表面(28、30)。
13.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-所述承载壳体(32、34)呈环状地形成且具有作为内承载表面的至少一个圆柱形表面(36)。
14.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-至少一个承载壳体(32、34)设计为安置在所述基部元件(12)上的承载盖。
15.根据权利要求1或2所述的踏板装置，其中，
-在所述基部元件(12)上设置有在轴向上彼此相距一段距离布置的至少两个承载壳体(32、34)。
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