CN108340869A - 具有安全设备的用于机动车辆的踏板装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的踏板装置，该踏板装置包括安装在踏板托架(2)上以便可围绕踏板轴(30)枢转的踏板臂(10)。根据本发明，至少一个摇杆经由枢转轴(42)安装在踏板托架(20)上，其中通过触发至少一个烟火致动器(43、44)，摇杆能够围绕枢转轴(42)旋转，由此摇杆在踏板轴(30)上施加力，通过该力可以释放踏板臂(10)在踏板托架(20)上的安装，其中踏板轴(30)至少通过踏板管(31)和被引导穿过踏板管(31)的轴承螺栓(35)形成，其中踏板管(31)固定地连接到踏板臂(10)，并且轴承螺栓(35)安装在踏板托架(20)的两个颊板(21、22)之间，其中轴承螺栓(35)被保持在踏板托架(20)中的颊板(21、22)中的相应接收部(23、24)中，并且其中，在触发至少一个烟火致动器(43、44)时，摇杆在踏板轴(30)上施加力，该力包含垂直向下的力分量。以这种方式，踏板臂(10)可以在机动车辆与障碍物碰撞时能够容易且有效地与踏板托架(20)分离，从而降低了驾驶员受伤的风险。

Description

具有安全设备的用于机动车辆的踏板装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于机动车辆的踏板装置，该踏板装置具有踏板臂，该踏板臂通过至少一个轴承螺栓可枢转地安装在车辆部件上的踏板托架上。

背景技术

在机动车辆行业，长期以来一直致力于提高机动车辆乘员的被动安全性。特别地，这些努力的目的在于防止车辆与障碍物碰撞时由于车辆部件侵入乘客舱而对人员造成伤害。在车辆碰撞时，例如应将制动踏板插入脚部空间限制在特定的程度，以防止腿部或脚部区域受伤。

为了保护车辆乘员的腿部区域，已知的措施是在碰撞情况下踏板与车辆车身机械地分离。通常为此设置一个分离机构，该分离机构具有杠杆，利用该杠杆踏板臂被解锁并移位，或者甚至部分地被破坏。然而，这里使用的杠杆机构的功能取决于在碰撞情况下从车身前部变形产生的致动力。然而，由于诸如所使用的测试方法，传动系和车辆重量的各种参数，可能会发生多种变形，使得杠杆经常不能实现期望的功能。由于该原因，这种杠杆的稳健性和可靠性通常很小，这可能导致测试错误和许多开发循环。

因此，在这种踏板装置的区域中，安全设备也是已知的，其在碰撞时独立于车辆部件之间的相对运动而被触发。特别地，使用烟火气体发生器，其在触发时突然产生气流，踏板悬架的部件通过该气流被移动或甚至破坏。例如，DE 196 17 372 C1公开了一种用于机动车辆的踏板装置，该踏板装置具有制动踏板，该制动踏板在远离脚踏板的枢转点处可枢转地安装在机动车辆上。制动踏板经由另一枢轴点连接到制动主缸或上游制动伺服器。具有烟火气体发生器的去连接装置用于在正面碰撞时在第二枢轴点处释放与制动踏板的连接。这是通过加压气体将两个部件压开来实现的，由此可以释放锁定元件。

DE 10 2011 082 153 A1公开了一种具有安全设备的类似的踏板装置，其中，通过点燃气体发生器，释放踏板臂与制动主缸或上游制动伺服器之间的致动元件。通过气体发生器的加压气体来移动所谓的作用传递元件，其然后使致动元件变形或破坏。致动元件可以例如弯曲或折断。

DE 10 2011 082 146 A1还公开了一种用于机动车辆的踏板装置，其中，踏板装置具有安全设备，该安全设备防止用其脚操作踏板的人由于在车辆与障碍物碰撞时踏板臂侵入乘客舱而被踏板臂弄伤。踏板臂在此安装在踏板托架中，以便可围绕其踏板旋转轴枢转。为此，设置有两个轴承螺栓，其被引导到踏板托架的侧面颊板中。而且，气体发生器安装在每个轴承螺栓的外侧。在启动气体发生器的情况下，释放的气体流入轴承螺栓中的相应腔室，由此相应尺寸的套环被撕下。以这种方式，踏板臂可以从踏板托架上分离。

DE 10 2011 082 148 A1公开了一种用于机动车辆的类似的踏板装置，其中，通过点燃气体发生器，分离楔被移动，该分离楔在与踏板旋转轴撞击时引起轴承销的剪断。以这种方式，踏板臂与踏板托架分离，并且不再作为可能的障碍物伸入乘客舱。

然而，EP 2 078 644 A1描述了一种用于踏板装置的安全设备，其中踏板臂通过气体发生器被推出其在踏板托架中的安装位置。这是通过在套筒内移动并且在与踏板臂撞击时将踏板臂从水平方向推出踏板托架的活塞实现的。

鉴于所描述的现有技术，用于具有烟火元件的踏板装置的安全设备领域存在改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于机动车辆的踏板装置，在发生碰撞的情况下，利用该踏板装置，踏板臂可以简单而有效地与踏板托架分离。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的踏板装置来实现。在各个从属权利要求中公开了本发明的其他特别有利的改进。

需要指出的是，以下说明书中单独指定的特征和措施可以以任何期望的技术上有意义的方式相互组合并且公开了本发明的进一步改进。说明书特别是结合附图进一步表征和说明了本发明。

根据本发明的用于机动车辆的踏板装置包括踏板臂，该踏板臂安装在踏板托架上，以便可围绕踏板轴枢转。此外，作为安全设备的一部分，至少一个摇杆围绕枢转轴安装在踏板托架上，其中该摇杆用于在机动车辆发生正面碰撞的情况下，将踏板臂从踏板托架上分离。为此，通过触发至少一个烟火致动器，摇杆可以围绕枢转轴旋转，由此在踏板轴上施加力。踏板托架上踏板臂的安装可以通过这个力来释放。

有利地，摇杆可以用于将作用在踏板轴上的力精确地施加到所使用的烟火致动器上。这可以通过摇杆的平移比例来进行。然而，一个或多个烟火致动器在踏板轴上直接施加力的缺点将是，致动器必须至少施加对踏板轴的夹紧力，并且因此设计得比根据本发明的解决方案相应地更大。

通过这种踏板设置，本发明提供了一种简单的解决方案，利用该解决方案，在碰撞情况下，机动车辆的脚部空间中的踏板臂可以被分离，从而降低受伤的风险。在本发明的一个实施例中，至少一个烟火致动器可以通过例如来自撞击传感器的信号触发，该撞击传感器同时也用于触发安全气囊。在这里可以建立应当被触发的不同部件的不同加速度。例如，可以规定，安全气囊以比踏板装置的烟火致动器低的加速度触发，反之亦然。

利用根据本发明的解决方案，没有使用具有已知的缺点的必须机械地启用的杠杆，但是可以有利地利用烟火致动器的优点以及这些元件的可靠启用。功能原理在这里类似于安全气囊的功能原理。烟火致动器产生传递到至少一个摇杆的致动力。该摇杆的尺寸设置为使得其致动力在与踏板轴的部件接触时大于将踏板臂保持在踏板托架中的力。踏板臂因此可以被分离，并且可以实现碰撞侵入的限制。

因此，摇杆可以在限定的点处在踏板臂上施加相应的尺寸的力。根据本发明，踏板臂被向下推出踏板托架中的安装位置。因此优选规定，在触发至少一个烟火致动器时，摇杆在踏板轴上施加包含垂直向下指向的力分量的力。该力因此可以垂直或者向下倾斜。与其中在撞击的情况下将踏板臂水平地推出踏板托架的方案相比，这具有特别的优点，即释放方向垂直于踏板致动方向延伸。因此保证踏板臂不能仅通过踏板的正常致动而分离。

踏板轴可以以各种方式构造并且具有各种单独的部件。在根据本发明的实施例中，踏板轴例如由至少一个踏板管和被引导穿过踏板管的轴承螺栓形成。踏板管固定连接在踏板臂上，使得踏板臂和踏板管形成可旋转地安装在固定轴承螺栓上的单元。为此，轴承螺栓安装在踏板托架的两个颊板之间并且被保持在颊板中的相应接收部中。优选地，轴承螺栓通过夹持力保持在接收部中，并且该夹持力可以通过将摇杆的力施加在踏板轴上来克服。以这种方式，轴承螺栓可以从接收部上分离，由此踏板臂不再保持在踏板托架上。

这里，用于分离踏板臂的力可以施加到踏板轴的各个单独部件。例如，从摇杆到轴承螺栓的力的直接施加将是可能的。在另一个实施例中，摇杆向踏板管施加力，通过该力将力传递到位于其中的轴承螺栓。在这样的实施例中，在触发至少一个烟火致动器时，摇杆接触踏板管，并且在踏板管上施加力，通过该力可以在踏板托架的颊板的接收部中释放轴承螺栓的安装。

根据本发明，踏板托架的颊板中的相应的接收部在至少一个边缘点上形成开口。在踏板装置的操作中，轴承螺栓通过夹紧力保持在接收部中，但是在发生碰撞的情况下，在从摇杆施加力之后，轴承螺栓在该边缘点处可以至少部分地移出接收部。这种接收部因此在踏板托架的颊板的下边缘中被切除。

特别地，烟火气体发生器可以用作烟火致动器。其在电流脉冲中被点燃或被致动，并且产生形成压力的气体。这种气体因此通常被称为加压的气体。加压的气体可以直接施加到摇杆上的一个点，以便使其围绕其枢转轴旋转。然而，该加压的气体可能首先移动一个或多个中间元件，然后再相应地移动摇杆。

至少一个烟火致动器在此位于车辆部件上。因此它布置在摇杆和车辆部件之间。特别地，至少一个烟火致动器布置在摇杆和踏板托架之间。以这种方式，踏板装置与致动器一起形成可以被预装配然后放置在机动车辆中的单元。踏板装置的设计可以做得紧凑和模块化，使得具有踏板托架的整个结构可以设置在机动车辆的脚部空间中。

摇杆可以例如具有两个或更多个连接在一起的致动杆部件，使得这些致动杆部件共同用作摇杆。例如，可以使用两个或更多个致动器，其可以被适当地同时地点燃。如果使用多于一个烟火致动器，则这些致动器中的每一个可以用单独的连接点布置在车辆部件或踏板托架上，并且作用在摇杆和/或其致动杆部件中的一个上。然而，多个烟火元件也可以通过共同的连接点或固定元件设置在车辆部件上。这例如可以是其上适当地设置有多个烟火致动器的轨道，其中该轨道然后连接到踏板托架。

至少一个摇杆的枢转可以以各种方式实现，使得摇杆也可以采取各种形式。而且，枢转轴可以在摇杆上的各种合适的位置处实施。特别地，被引导通过摇杆的一个或多个致动杆部件的螺栓可以被用作枢转轴。这里的螺栓通过至少一端与车辆部件固定地连接。例如，这种螺栓可以布置在踏板托架的两个颊板之间。

在本发明的一个实施例中，枢转轴布置在摇杆上处于至少一个烟火致动器与摇杆上的接触点之间，摇杆通过该接触点在踏板轴上施加力。枢转轴在此可以居中地定位在摇杆上，其中烟火致动器作用在摇杆的一端上并且使其围绕枢转轴旋转。以这种方式，可以通过摇杆的相对端在踏板轴上施加力，其中可以利用杠杆作用。然而，烟火致动器例如也可以在枢转轴和与踏板轴的接触点之间起作用。

附图说明

在从属权利要求和附图的以下说明书中公开了本发明的其他有利实施例。附图中：

图1是根据本发明的踏板装置的实施例的示意侧视图；

图2是具有踏板臂的踏板轴的示意性分解图；

图3是在安装踏板轴期间图2中所示的踏板装置的示意性横截面图；

图4是具有安装的踏板轴线的图2中所示的踏板装置的示意性横截面图；

图5是从侧面看的踏板装置的示意性局部视图；

图6是从前面看图5中所示的踏板装置的示意性局部视图；

图7是图1中所示的踏板装置的示意性主视图；

图8是踏板托架的示意图；

图9是具有分离的踏板臂的图1中所示的踏板装置的示意侧视图；

图10是具有分离的踏板臂的根据图9的踏板装置的示意图；

图11是图10中所示的踏板装置的示意性侧视图；

图12a是用于示意性描绘的踏板装置的烟火致动器的示意图；以及

图12b是致动之后的根据图12a的烟火致动器的示意图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部分总是具有相同的附图标记，因此上述部分通常也仅描述一次。

图1中所示的示意性侧视图示出了根据本发明的用于机动车辆的踏板装置的实施例。踏板装置具有至少一个踏板，特别是制动踏板。然而，本发明也可以用在油门或离合器踏板上。踏板具有踏板臂10，在踏板臂10的下端部设置有脚踏板11，脚可以通过脚踏板11致动踏板。踏板通过其踏板轴与其踏板臂10可枢转地安装在踏板托架20中，使得脚踏板11可以用脚踩下。制动伺服器60通常设置在脚部空间的隔板70的后面。

踏板托架20由至少两个侧面颊板形成，其中图1中的示意性侧视图仅示出了第一颊板21。第二颊板22例如在图8中视图中示出。这些颊板21和22优选地连接在一起并且连接到车辆部件，使得它们固定地设置在机动车辆的车身上。踏板臂10悬接在两个颊板21、22之间，以便可以围绕踏板轴30枢转，如具体在图2至图4中所示。

图2示出了踏板轴30的示例，该踏板轴30包括焊接在踏板臂10上的踏板管31。该踏板管31从踏板臂10的上部区域的相对两侧突出。支撑套筒32和两个轴承套筒33、34被引导通过踏板管31。轴承套筒33、34被推到支承套筒32的两端上。两个轴承套筒33、34各自在踏板管31的端部处具有作为止挡件的套环，使得轴承套筒33、34被推入踏板管31直至其套环。带有螺纹的轴承螺栓35被引导穿过该套筒总成，并且螺母36可以被拧在其上。

如图3中所示，带有套筒32、33、34的踏板管31位于踏板托架20的两个颊板21、22之间。然后将轴承螺栓35被引导穿过颊板21、内套筒和颊板22，并且由这两个颊板21、22之间的螺母夹紧(图4)。以这种方式施加夹紧力，利用该夹紧力将由此形成的踏板轴与踏板臂保持在踏板托架中。踏板臂10可以与其踏板管31一起围绕轴承螺栓35旋转。

为了在车辆与障碍物正面碰撞时将踏板臂10从踏板托架21分离，提供了安全设备。其包括至少一个通过枢转轴42安装在车辆部件上的摇杆。图1中的描绘示出了摇杆的致动杆部件41；然而也可以使用两个致动杆部件40和41，如图5中的三维视图中的示例所示。摇杆的两个致动杆部件40、41连接在一起并且优选地通过共同的枢转轴42悬接在踏板托架20的两个颊板21、22之间。

摇杆的两个致动杆部件40、41中的每一个的第一端位于踏板轴30的区域中。在附图的示例性实施例中，枢转轴42居中地布置在致动杆部件40、41上。烟火元件43、44布置在致动杆部件40、41上与踏板轴30相对的端部处。这种烟火元件在下文中也被称为烟火致动器。图1示出了属于致动杆部件41的烟火元件43。致动杆部件40的第二烟火元件44例如在图5中的视图中示出。

这些烟火致动器例如是布置在相应的致动杆部件和车辆部件之间的圆柱形部件。仅作为示例，两个烟火元件43和44被布置在共同的固定元件47上，该固定元件相应地可以在隔板70的区域中连接到车辆部件。例如，固定元件47可以由U形轨道(U轮廓)形成。作为示例，安装板25连接到踏板托架的颊板21、22两者。在优选实施例中，如图7中所示，轨道47固定在颊板21和22上。带有烟火致动器43、44的踏板托架20形成可以预先组装并且然后设置在车辆中的单元。

图6中的示意图特别示出了踏板托架的两个颊板21、22之间的摇杆的两个致动杆部件40、41的布置。图7的示意性主视图还示出了踏板托架的两个侧颊板21和22，具有踏板管31的踏板臂10悬接在其之间。描述大大简化，并且仅说明了悬接的基本部件。安全设备的两个致动杆部件40和41每个位于颊板21、22中的一个和踏板臂10的旁边。

轴承螺栓35在此被引导通过踏板托架的两个颊板21、22内的接收部。图8中示出了这些接收部，图8描绘了没有悬接的踏板的踏板装置。示出了在颊板21中的接收部23，同时示出了在颊板22上的相应的接收部24。这两个接收部23、24具有在底部处开口的狭槽的形式，使得轴承螺栓35可以向下移出接收部。然而，在踏板的正常操作中，通过由轴承螺栓35和螺母36产生的夹紧力将踏板保持在颊板21、22之间。

特别地，气体发生器被用作烟火致动器，如从安全气囊展开领域已知的那样。每个烟火致动器43、44连接到控制单元50，通过该控制单元在机动车辆与障碍物发生正面碰撞的情况下可以触发相应的气体发生器(参见图1中的控制单元50)。控制单元50优选地连接到车辆上的一个或多个传感器，其被配置为检测这种碰撞。如果传感器报告车辆对前部区域中障碍物的足够严重的碰撞，则气体发生器43、44被触发，使得它们产生加压的气体。加压的气体向上推动图1中右侧的致动杆部件40、41的端部。

如已经解释的，致动杆部件一起形成摇杆(Wippe)。该摇杆的杠杆作用同时降低了与踏板管31接触的致动杆部件40、41的左端或者将其向下推动。该枢转运动用图9中的旋转箭头标记。以这种方式，力从上方施加到踏板管31上，由此轴承螺栓35从踏板托架20分离。踏板臂10向下运动，使得它被向下推出踏板托架20。致动杆部件40、41(即，摇杆)的力因此在垂直向下的方向上具有力分量。在图10中还示出了具有触发的烟火致动器的踏板臂10的最终位置。在这种状态下，轴承螺栓35从踏板托架20分离，使得踏板臂10现在仅悬接在连接点12处。因此，脚部空间内不再有固定部件，通过这些部件可以将力传递给驾驶员的脚和腿，并且可能导致受伤。相当于，踏板臂10现在屈服。

图11示出了具有颊板21的踏板托架的侧视图，其中轴承螺栓35现在已经从踏板托架的接收部23向下分离。如果通过烟火致动器的作用克服夹紧力，则轴承螺栓35也可以向下移动。然后沿着开槽的接收部23向下推动。在相对的接收部24中发生同样的情况。

用于具有安全设备的这种踏板装置的烟火致动器可以各自具有圆柱形的基体，螺栓被布置在该基体中。图12a示出了具有这种基体48的致动器43的实例。圆柱体在顶部形成开口并且螺栓45位于该开口中。如果致动器被触发，则在致动器内产生加压的气体，该气体将螺栓45向上推出圆柱体。这种情况如图12b中所示。利用该螺栓45，摇杆或致动杆部件的端部可以枢转，使得摇杆或致动杆部件向下按压踏板悬架的踏板管。

附图标记列表：

10 踏板臂

11 脚踏板

12 连接点

20 踏板托架

21、22 颊板

23、24 接收部

25 安装板

30 踏板轴

31 踏板管

32 支撑套筒

33、34 轴承套筒

35 轴承螺栓

36 螺母

40、41 摇杆的致动杆部件

42 枢转轴

43、44 烟火元件、致动器、气体发生器

45 螺栓

47 固定元件、轨道

48 基体

50 控制单元

60 制动伺服器

70 隔板

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的踏板装置，包括安装在踏板托架(2)上以便可围绕踏板轴(30)枢转的踏板臂(10)

其特征在于，

至少一个摇杆经由枢转轴(42)安装在所述踏板托架(20)上，其中通过触发至少一个烟火致动器(43、44)，所述摇杆能够围绕所述枢转轴(42)旋转，由此所述摇杆在所述踏板轴(30)上施加力，通过所述力可以释放所述踏板臂(10)在所述踏板托架(20)上的安装，其中所述踏板轴(30)至少由踏板管(31)和被引导穿过所述踏板管(31)的轴承螺栓(35)形成，其中所述踏板管(31)固定地连接到所述踏板臂(10)并且所述轴承螺栓(35)安装在所述踏板托架(20)的两个颊板(21、22)之间，其中所述轴承螺栓(35)被保持在所述踏板托架(20)中的所述颊板(21、22)中的相应接收部(23、24)中，并且其中在触发所述至少一个烟火致动器(43、44)时，所述摇杆在所述踏板轴(30)上施加力，所述力包含垂直向下的力分量。

2.根据权利要求1所述的踏板装置，

其特征在于，

所述轴承螺栓(35)通过夹持力保持在所述接收部(23、24)中，并且所述夹持力可以通过所述摇杆在所述踏板轴(30)上施加的所述力来克服。

3.根据权利要求1或2所述的踏板装置，

其特征在于，

在触发所述至少一个烟火致动器(43、44)时，所述摇杆接触所述踏板管(31)并且在所述踏板管(31)上施加力，通过所述力可以释放所述轴承螺栓(35)在所述踏板托架(20)的所述颊板(21、22)的所述接收部(23、24)中的所述安装。

4.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，

其特征在于，

在所述颊板(21、22)中的所述相应接收部(23、24)至少在一个边缘点处形成开口。

5.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，

其特征在于，

所述至少一个烟火致动器(43、44)布置在所述摇杆和所述踏板托架(20)之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，

其特征在于，

若干个，优选两个致动杆部件(40、41)被连接以形成所述摇杆并且安装在所述踏板托架(20)上以便可围绕共同的枢转轴(42)旋转，其中每个所述致动杆部件(40、41)能够通过触发所述至少一个烟火致动器(43、44)而围绕所述枢转轴(42)旋转。

7.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，

其特征在于，

所述摇杆或每个所述致动杆部件(40、41)的所述烟火致动器(43、44)经由共同固定元件(47)连接到所述踏板托架(20)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的踏板装置，

其特征在于，

所述枢转轴(42)布置在所述摇杆上处于所述至少一个烟火致动器(43、44)与所述摇杆上的接触点之间，所述摇杆经由所述接触点在所述踏板轴(30)上施加力。