DE10046256A1 - Pedalmodul mit elastisch verformbaren Pedalhebel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pedalmodul für ein Fahrzeug, bei dem die für einen bestimmten Pedalweg benötigte Kraft (K) an den Pedalblock (9) des Pedalhebels einstellbar sein soll. In einfacher Weise geschieht dies dadurch, daß der Pedalhebel (7) nicht mehr starr und drehbar gelagert ist, sondern als federnd elastischer Hebel ausgestaltet wird. Vorteilhafte Weiterbildungen beschäftigen sich mit der Ausgestaltung des Hebels selbst, indem eine oder mehrere Blattfedern (5, 6) eingefügt sein können sowie mit der Lagerung des Hebels in einem Pedalblock (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Pedalmodul zu Bedienung eines Fahrzeugs, wobei durch die Betätigung des zu dem Pedalmodul gehörenden Pedalhebels ein Fahrzustand des Fahrzeugs, bei­ spielsweise die Geschwindigkeit, geändert werden kann. Dabei kann die Pedale sowohl zu Beschleunigen als auch zum Bremsen des Fahrzeugs dienen. Bei modernen Bremsanlagen tritt ferner noch das Problem auf, dass die Bremse aufgrund eines elektro­ nischen Signals bestätigt werden kann. Dieses Signal hängt ab von der Stellung des Pedals und nicht mehr unbedingt von der auf das Pedal ausgeübte Kraft. Es besteht also prinzipiell das Problem, die von dem Pedal durch dessen Betätigung ausge­ übte Rückstellkraft hat in der Weise auszulegen, daß der Fah­ rer durch ein neuartiges Pedalgefühl nicht verwirrt wird, wenn er von einem Fahrzeug mit einem herkömmlichen Bremssys­ tem auf ein Fahrzeug mit einer elektromechanischen Bremse um­ steigt.

Zur Anpassung des Pedalgefühls wurde in der DE-OS 195 36 699 bereits vorgeschlagen, daß Pedalgefühl mit Hilfe von Reib­ kräften zu verbessern. Als Rückstellkraft dienen eine oder mehrere Blattfedern, die sich mit ihrem einen Ende fahrzeug­ fest abstützen. Um das Pedalgefühl in gewünschter Weise an die Bedürfnisse des Fahrers anzupassen wurde weiterhin in der DE-OS 195 40 705 vorgeschlagen, die Rückstellkraft mit Hilfe von Tellerfedern anzupassen.

Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einem hat Pedal­ modul der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erge­ benden Gattung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einfache und preiswerte Maßnahmen vorzuschlagen, durch welche sich die Rückstellkraft des Pedalhebels und damit das Pedalgefühl für den Fahrer leicht an die gewünschten Bedingungen anpassen läßt.

Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Der Kern in der Erfindung besteht im wesentlichen also darin, den Pedalhebels nicht mehr, wie bislang bei den Stand der Technik üblich, biegesteif machen sondern für den Pedalhebel eine fe­ dernde elastische Verformung vorzusehen. Statt also wie bis­ her, einen drehbar gelagerten starren Pedalhebels vorzusehen, ist dieser Hebel nunmehr in sich federnd elastisch. Der Hebel kann damit gleichzeitig auch die Aufgabe der Rückstellfeder übernehmen. Dabei muß der Hebel nicht durchgehend federnd ausgelegt sein sondern er kann im Rahmen der Erfindung auch abschnittsweise federnd ausgestaltet werden.

Weiter oben wurde schon erläutert, dass die Aufgabe besteht, die Rückstellkraft der Feder und damit das Pedalgefühl, an den Bedarf des Fahrers anzupassen. Hierzu wurde bisher der Rückstellfeder eine spezielle Ausgestaltung gegeben, etwa, indem eine bestimmte Auswahl von Tellerfedern als Rückstell­ feder dienten. Hierdurch sind aber nur bestimmte Abhängigkei­ ten zwischen der auf die Pedale ausgeübte Kraft und dem Pe­ dalweg möglich, wobei die Auswahl der einzelnen Federn einen beachtlichen Aufwand erfordert. Außerdem läßt sich eine somit festgelegte Ausgestaltung der Pedale nur noch unter erhebli­ chem Aufwand ändern. Dies ist zum Beispiel dann nachteilig, wenn die gleiche Pedale bei verschiedenen Fahrzeugen ein un­ terschiedliches Pedalgefühl herbeiführen soll. Um hier Abhil­ fe zu schaffen empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Kombination nach Anspruch 2. Diese Weiterbildung besteht im Prinzip darin, zum einen das Pedal in sich elastisch ver­ formbaren machen, gleichzeitig aber durch eine entsprechende Kontur an einem dem Pedal Hebel zugewandten Ansatz die Abhän­ gigkeit von Pedalkraft gegenüber der Rückstellkraft der Peda­ le wunschgemäß zu ändern. Um also einen geänderten Pedal Weg zu erreichen ist es nur notwendig die Kontur des Ansatzes entsprechend zu ändern.

Bei der Lagerung der Pedale wurde bisher deren in sich star­ rer Pedalhebel um eine Drehachse schwenkbar gelagert. Um eine vereinfacht der Lagerung des Pedalhebels erhalten empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merk­ malskombination nach Anspruch 3 und 4. Da nunmehr der Pedal­ hebel elastisch verformbar ist, besteht in vorteilhafter Wei­ terbildung der Erfindung die Möglichkeit das lagerseitige En­ de des Hebels fest einzuspannen was beispielsweise auch durch Vergießen des Hebelendes in einem Lagerbock möglich ist.

An sich kann der Hebel aus einem elastischen Material, bei­ spielsweise aus einem biegsamen Material wie Kunststoff oder Gummi oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich durch die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 6. Dabei wird der Hebel durch eine oder mehrere Blattfedern dargestellt oder zumin­ dest mit derartigen Blattfedern versehen. Dabei kann die Blattfeder bzw. die Blattfedern mit einem geeigneten Material vergossen werden. Bevorzugt wird aber ein Aufbau wie er wahl­ weise in Anspruch 6 vorgeschlagen wird. Dabei bildet die Blattfeder einen Teil der Außenfläche des Hebels bzw. bilden die Blattfedern einen Teil der einander gegenüberliegenden Außenflächen des Hebels. Vorteilhaft ist dabei, daß die Blattfedern dann an dem weiter oben beschriebenen Ansatz an­ liegen können bzw. auf der gegenüberliegenden Seite den Hebel vor einer Beschädigung schützen.

Der zuletzt genannte Aufbau eignet sich hervorragende dazu, gleichzeitig auch noch das Hysterese und Dämpfungsverhalten des Hebels in gewünschter Weise zu beeinflussen, wie dies im Zusammenhang mit Anspruch 7 vorgeschlagen wird. Durch die Einlage eines Elastomers wie Gummi oder Kunststoff läßt sich das auch Hysterese- und Dämpfungsverhalten entsprechend steuern.

Eine weitere Vereinfachung läßt sich durch die Merkmalskombi­ nation nach Anspruch 8 erreichen. Hierdurch ist es möglich den Hebel nicht nur sehr einfach zu lagern sondern den Lager­ bock gleichzeitig auch noch als Abstützung einstückig auszu­ gestalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen in den Lagerbock eingespannten Pedalhebel in seiner Ruhestellung und

Fig. 2 dem Pedalhebel nach Anspruch 1 in seinem betä­ tigten Zustand.

In Fig. 1 ist ein Lagerbock 1 dargestellt der aus einer guß­ fähigen Masse wie Kunststoff oder Eisen besteht. Der Lager­ bock 1 besitzt einen Ansatz 2, der einstückig mit dem Lager­ bock vereint ist und aus dem gleichen Material besteht wie dieser. Mit dem Lagerbock sind die lagerseitigen Enden 3, 4 vergossen oder in anderer Weise starr mit dem Lagerbock ver­ bunden. Zwischen die Blattfedern 5, 6 ist ein elastisches Ma­ terial wie Gummi oder Kunststoff eingefügt. Das eingefügte Elastomers dient zur Anpassung des Pedalhebels 7 an die ge­ wünschte Dämpfung und Hysterese. Am Endbereich 8 des Hebels 7 ist ein Pedalblock 9 befestigt, über die die von dem Fahrer ausgeübte Bestätigungskraft K auf den Hebel 7 ausgeübt wird. Der Ansatz 2 besitzt eine Kontur 10, an die der Hebel 7 durch die über den Pedalblock 9 aufgebrachte Kraft K abschnittswei­ se an den Ansatz 2 anlegbar ist.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, wie durch Aufbringen einer Kraft K die Federkonstante und damit die Rückstellkraft der Blattfe­ dern 5, 6 veränderbar ist. Liegt beispielsweise, wie aus Fig. 2 ersichtlich die Blattfedern 5, 6 über einen Abschnitt a an dem Ansatz 2 an, so kann der anliegende Abschnitt des Hebels keinen Beitrag mehr für das federnde Verhalten des Hebels 7 beitragen. Damit wird der für die Federwirkung zur Verfügung stehende Teil des Hebels 7 erheblich verkürzt und damit der durch eine bestimmte Kraft erzielbaren Federweg stark ver­ kleinert. Auf diese Weise läßt sich der Widerstand der Pedale in Abhängigkeit von dem durch den Pedalblock 9 zurückgelegten Weg und der auf diesen aufgebrachten Kraft in gewünschter Weise einstellen, indem in die Kontur 10 (siehe Fig. 1) in entsprechender Weise ausgestaltet wird. Wird also erfindungs­ gemäß der Pedalarm als Blattfeder ausgestaltet ergeben sich folgende Vorteile. Das Pedal besteht aus zwei oder mehrere federnden Platten, die durch eine Einlage aus Elastomer mit­ einander verbunden sind. Dadurch wird eine Hysterese und Dämpfung bewirkt. Die gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie läßt sich durch eine Abstützung realisieren, die in Abhängigkeit von dem Pedalweg den Hebelarm für die Redaktionskraft verrin­ gert, so dass das Pedal Gewichts optimiert und mit kleinem Materialquerschnitt realisiert werden kann, ohne in seiner Festigkeit problematisch zu sein.

Claims (8)

1. Pedalmodul mit einem Pedalhebel (7) durch dessen Zu­ standsänderung durch die von einer Bedienungsperson ei­ nes Fahrzeugs auf den Endbereich (8, 9) des Hebels (7) ausgeübte Kraft (K) ein Parameter des Fahrzustands des Fahrzeugs veränderbar ist, wobei der Hebel (7) um eine Lagerstelle (3, 4) des Hebels entgegen einer federnden Rückstellkraft (K) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (7) zumindest abschnittsweise (a) über seine Länge elastisch verformbar ist.

2. Pedalmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich im wesentlichen parallel zum Hebel erstrecken­ de fahrzeugfeste Abstützung (2) vorgesehen ist, gegen deren dem Hebel zugewandte Kontur (10) der Hebel (7) un­ ter Wirkung der auf ihn aufgebrachten Kraft (K) hat sich zumindest abschnittsweise (a) abstützt.

3. Pedalmodul nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das lagerseitige Ende (3, 4) des He­ bels (7) fahrzeugfest eingespannt ist.

4. Pedalmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lagerseitige Ende des Hebels in einem Lagerbock (1) eingespannt insbesondere vergossen ist.

5. Pedalmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) mit zumindest einer Blattfeder versehen ist, die sich in Längsrichtung des Hebels erstreckt und vorzugsweise in dem Lagerbock eingespannt ist.

6. Pedalmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Blattfedern (5, 6) vorgesehen sind, die die sich vorzugsweise an den beiden einander gegenüberliegenden Außenflächen des He­ bels erstrecken, wobei die von der Bedienungsperson aus­ geübte Kraft (K) hat im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Blattfedern verläuft.

7. Pedalmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) mit einer Elastomer­ einlage (12) versehen ist, die sich längs des Hebels (7) und vorzugsweise zwischen den Blattfedern (5, 6) längs in des Hebels erstreckt.

8. Pedalmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Abstützung einstückig mit dem Lagerbock verbunden ist.