DE10138116C1 - Verstellbares Pedalwerk mit Sicherungselement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verstellbares Pedalwerk mit Sicherungselement für ein Kraftfahrzeug. DOLLAR A Es wird ein verstellbares Pedalwerk für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit wenigstens zwei Pedalen und einem gemeinsamen Antriebselement, wobei jedem Pedal eine Haltevorrichtung und eine Verstelleinrichtung zur mechanisch gekoppelten, synchronen Einstellung der Ruhelage der Pedale zugeordnet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist mindestens einer Verstelleinrichtung eines Pedals ein Sicherungselement zugeordnet, welches bei Ausfall der Verstelleinrichtung eines ersten Pedals eine Verstellung des anderen Pedals hemmt. DOLLAR A Anwendung in Kraftfahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein verstellbares Pedalwerk für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Pedaleinheiten, wobei jeder Pedaleinheit eine Haltevorrichtung, ein Pedal und eine Ver­ stelleinrichtung zur synchronen, insbesondere mechanisch gekop­ pelten Einstellung der Ruhelage des Pedals zugeordnet ist und mit einem gemeinsamen Antriebselement. Die Einstellung der Ru­ helage eines Pedals erfolgt mechanisch gekoppelt, indem die Be­ dienung eines einzelnen Antriebselementes, die Verstellung meh­ rerer Pedale bewirkt, die über insbesondere mechanische Kraft­ übertragungseinrichtungen mit diesem Antriebselement verbunden sind. Als synchron wird eine Einstellung bezeichnet, bei der eine Veränderung der Einstellung vorzugsweise bei allen mit der Verstelleinrichtung verbundenen Pedalen zu einer gleichge­ richteten, gleichgeschalteten und gleichgroßen Wirkung führt. Gegebenenfalls kann die gesamte Pedaleinheit verstellbar ausge­ führt sein. Als Ruhelage eines Pedals ist die Lage zu verste­ hen, die das Pedal einnimmt, wenn von Seiten des Fahrers keine Kräfte auf das Pedal einwirken. Der Erfindung liegt die Er­ kenntnis zugrunde, dass sich bei einer Verstellung der Pedale eines gattungsgemäßen Pedalwerkes mittels einer Verstellein­ richtung im Falle eines Ausfalls eines Teiles der Verstellein­ richtung die Verstellung nicht mehr synchron erfolgt und sich somit in unerwünschter Weise ein Pedal relativ zu einem anderen unbemerkt verstellen lassen könnte. Beispielsweise könnte sich das Bremspedal relativ zum Gaspedal derart verstellen lassen, dass der Fahrer beim Betätigen des Bremspedals gleichzeitig auf das Gaspedal tritt.

Aus der Patentschrift DE 198 20 542 A1 ist eine aus einem Über­ tragungshebel und einem Pedal zusammengesetzte Pedaleinheit be­ kannt, bei der mittels eines Verstellgetriebes mit Verstellwel­ le und Verstellhülse das Pedal gegenüber dem Übertragungshebel so verschwenkt werden kann, dass es in eine für den Fahrer kom­ fortable Position gebracht werden kann. Das Verstellgetriebe ist selbsthemmend ausgebildet, so dass eine Betätigung des Pe­ dals durch den Fahrer zu einem Verschwenken der Pedaleinheit führt. In einer weiteren Ausführungsform sind die Wellen der Verstellgetriebe mittels eines Versatzstückes derart mitein­ ander verbunden, dass sie mittels eines einzigen Antriebes ver­ stellbar sind.

Die EP 0363 546 A1 offenbart ein verstellbares Pedalwerk, wobei die Verstelleinrichtung über einen Riemen miteinander gekoppelt sind. Sollte dieser Riemen ausfallen, ist eine Verstellung insbesondere eine nichtsynchrone Verstellung, der Pedaleinheiten nicht mehr möglich.

Die gattungsgemäße EP 1 096 355 A2 offenbart ein verstellbares Pedalwerk mit mehreren Spindeln, wobei das auf einem Schlitten befindliche Pedalwerk über den Schlitten verstellt wird.

Dadurch ist eine nichtsynchrone Verstellung der Pedale ausgeschlossen. Die Verstellung wird hier mittels zweier Spindeln bewerkstelligt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Pedalwerk, bei dem bei einem Ausfall einer Verstelleinrichtung eine nicht­ synchrone Verstellung der Pedaleinheiten verhindert wird, weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Pedalwerk mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Es zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens einer Verstelleinrichtung eines Pedals ein Sicherungselement zugeordnet ist, welches bei Ausfall der Ver­ stelleinrichtung eine Verstellung des anderen Pedals hemmt. Aufgabe des Sicherungselementes ist es, eine unbeabsichtigte Verstellung der Pedale gegeneinander zu verhindern. Dazu be­ wirkt das Sicherungselement bei Ausfall der ihm zugeordneten Verstelleinrichtung eine Rückkopplung an das Antriebselement, vorzugsweise indem es das Antriebselement hemmt und damit die Verstellung der anderen an das Antriebselement angeschlossenen Verstelleinrichtungen verhindert. Vorzugsweise ist das Siche­ rungselement eine, dem Antriebselement zugeordnete, mechanische oder elektrische Anordnung, die das Antriebselement blockiert, wenn ein Element der Verstelleinrichtung ausfällt. Damit ist eine unbeabsichtig­ te Verstellung der Pedale zueinander nicht mehr möglich. Als Ausfall der Verstelleinrichtung ist jeder Ausfall eines Bautei­ les der Verstelleinrichtung anzusehen, bei dem die Wirkverbin­ dung zwischen Antriebselement und Pedal gestört ist. Insbeson­ dere kann ein Ausfall einer biegbaren Welle in der Kraftüber­ tragungseinrichtung zu einem Ausfall der Verstelleinrichtung führen. Als Kraftübertragungseinrichtung wird der Teil der Ver­ stelleinrichtung bezeichnet, der an das Antriebselement ange­ schlossen ist, die von dem Antriebselement ausgehende Kraftwir­ kung weiterleitet und für die Umsetzung in eine Verstellbewe­ gung bereitstellt.

In Ausgestaltung der Erfindung weist jede Verstelleinrichtung eine erste Kraftübertragungsanordnung auf, die zum Verschwenken des zugehörigen Pedals um seine Verstellachse auf einen Verstellexzenter oder einen Hebel wirkt. Dabei sind als weitere Varianten der Verstellung des Pedals auch andere Bewegungen au­ ßer einer Verschwenkung möglich, wie eine lineare vertikale Be­ wegung zur Höhenverstellung, eine Bewegung horizontal in Fahrt­ richtung oder Kombinationen aus diesen Bewegungen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst jede Kraftüber­ tragungsanordnung eine biegbare Welle, die mit einer am Träger­ blech gelagerten Schnecke verbunden ist. Um die Schnecke am Trägerblech der Haltevorrichtung zu lagern ist die Schnecke vorzugsweise von einem Gehäuse umgeben, welches mit dem Träger­ blech der Haltevorrichtung fest verbunden ist. Die Schnecke der Kraftübertragungsanordnung greift in ein Zahnrad ein, das auf der Exzenterachse gelagert und mit dem Verstellexzenter fest verbunden ist. Wenn der Fahrer das Antriebselement bedient, so wird die biegbare Welle gedreht. Dreht sich die biegbare Welle, so dreht sich die Schnecke gleichermaßen. Da die Schnecke in das Zahnrad eingreift, führt die Drehbewegung der Schnecke zu einer Bewegung des Zahnrades um die Exzenterachse. Der Verstel­ lexzenter ist fest mit dem Zahnrad verbunden und dreht sich demzufolge mit. Auf diese Weise wird jede Bedienung des An­ triebselementes in eine Veränderung der Position des Verstel­ lexzenters und damit in eine Veränderung der Ruheposition des Pedals umgesetzt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Sicherungselement als eine, zu einer ersten Kraftübertragungsanordnung der Verstell­ einrichtung eines Pedals parallel geschaltete zweite Kraftüber­ tragungsanordnung ausgeführt. Diese zweite Kraftübertragungsan­ ordnung dient beim Ausfall der ersten Kraftübertragungsanord­ nung zur Rückkopplung an das Antriebselement und somit als Si­ cherung gegen eine asynchrone Verstellung der Pedale. In einer bevorzugten Ausführungsform eines Pedalwerkes weisen beispiels­ weise eine Brems- und eine Gaspedaleinheit jeweils eine zweite Kraftübertragungsanordnung mit einer zweiten biegbaren Welle und einer zweiten Schnecke auf, die in das Zahnrad der ersten Kraftübertragungsanordnung eingreift und ebenfalls mit dem ge­ meinsamen Antriebselement mit Mehrfachabtrieb verbunden ist. Versagt nun die erste Kraftübertragungsanordnung einer der bei­ den Pedaleinheiten, so blockiert die nun antriebslos ruhende erste Schnecke das Zahnrad und damit die zweite Schnecke und die zweite Welle der zweiten Kraftübertragungseinrichtung. Da­ durch hemmt die zweite Kraftübertragungseinrichtung die Bewe­ gung des Antriebselements und eine Verstellung der Pedale der beiden Pedaleinheiten ist nicht mehr möglich. Dies wird sofort beim nächsten Betätigungsversuch vorn Fahrer bemerkt. Eine re­ lative Verstellung der Pedale zueinander wird verhindert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Haltevor­ richtung ein Trägerblech, an welchem eine Pedalachse, eine Ex­ zenterachse und eine Verstellachse parallel zueinander angeord­ net sind. Dabei ist unter einer Achse ein Bolzen zu verstehen, der in einer konkreten Ausführungsform senkrecht auf dem Trä­ gerblech steht und mit diesem verschraubt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Trägerblech einen Anschluss an eine zu steuernde Einheit auf. Als zu steu­ ernde Einheit sind beispielsweise eine Bremse, eine Kupplung o­ der eine Kraftstoffeinspritzanlage, vorsehbar. Vorzugsweise bleibt auch bei veränderter Ruhelage des Pedals die Position des Anschlusses bezüglich der Pedalachse unverändert. Damit hat die Verstellung der Ruhelage des Pedals kein verändertes Pedal­ verhalten zur Folge. Für die zu steuernde Einheit bleibt die Länge des Pedalweges und die Pedalwirkung unverändert.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen die Erfindung dargestellt und in der nachfol­ genden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Pedalwerk bestehend aus einem Antriebselement und zwei verstellbaren Pedaleinheiten in einer räumlichen Darstel­ lung von der Trägerblechseite aus betrachtet,

Fig. 2 eine Pedaleinheit gemäß Fig. 1, wobei das Trägerblech entfernt ist, und

Fig. 3 eine Pedaleinheit gemäß Fig. 1 von der Verstellexzenter­ seite aus betrachtet.

Die Erfindung betrifft ein Pedalwerk eines Kraftfahrzeuges, mit dem Einheiten wie Bremse, Kupplung oder Kraftstoffeinspritzan­ lage durch einen Fahrer steuerbar sind. In Fig. 1 ist ein sol­ ches Pedalwerk mit einem Antriebselement 1 und zwei Pedalein­ heiten P1, P2 dargestellt. Als Antriebselement ist ein manuell betätigbarer Knopf vorgesehen mit dem die Ruhelage der Pedal­ einheiten des Pedalwerks verstellt werden kann. In einem modi­ fizierten Ausführungsbeispiel ist das Antriebselement als e­ lektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Motor ausgeführt.

Jede Pedaleinheit P1, P2 ist mit ihrer zugehörigen Haltevor­ richtung 2, 3, 4 dargestellt. Gleiche bzw. gleichwirkende Teile sind bei den Pedaleinheiten mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen. Die erste Pedaleinheit P1 ist mit der Bremse des Kraft­ fahrzeuges verbunden, die zweite Pedaleinheit P2 ist mit der Kraftstoffeinspritzanlage des Kraftfahrzeuges verbunden. Dazu weist jede Pedaleinheit an einem Trägerblech 2 einen Anschluss 2f auf, dessen Position auch bei veränderter Ruhelage des Pe­ dals bezüglich der Pedalachse 2a unverändert bleibt.

Damit hat die Verstellung der Ruhelage des Pedals kein verän­ dertes Pedalverhalten zur Folge. Für die zu steuernde Einheit, bei P1 eine Bremse und bei P2 eine Kraftstoffeinspritzanlage, bleibt die Länge des Pedalweges und die Pedalwirkung unverän­ dert. Die Haltevorrichtung beinhaltet gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 neben dem Trägerblech 2 ein Gegenblech 4 und einen Abstandshal­ ter 3. Am Trägerblech 2 sind eine Pedalachse 2a, eine Exzente­ rachse 2b und eine Verstellachse 2c angebracht. Als Pedalachse 2a wird die Achse bezeichnet, um die sich die Pedaleinheit dreht, wenn der Fahrer das Pedal 9 betätigt. Als Exzenterachse 2b wird die Achse bezeichnet, auf der der Verstellexzenter 8 gelagert ist. Als Verstellachse 2c wird die Achse bezeichnet, um die das Pedal 9 bei Verstellung der Ruhelage schwenkt. Die Achsen sind parallel zueinander angeordnet und stehen senkrecht auf dem Trägerblech 2. Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, ist das Trägerblech 2 sowohl über die Verstellachse 2c als auch über den Abstandshalter 3 mit dem Gegenblech 4 der Haltevor­ richtung 2, 3, 4 verbunden. Die Verstellachse 2c ist derart am Trägerblech 2 und am Gegenblech 4 befestigt, dass die Achse durch die beiden Bleche starr gelagert wird. Dadurch ist auch das Pedal selbst durch die Bleche abgestützt. Das Axialspiel des Pedals auf der Verstellachse 2c ist durch die Dicke des Ab­ standshalters 3 festgelegt. Das Trägerblech 2 weist eine Befes­ tigung 2e für eine Schraubenfeder 9b auf, welche das Träger­ blech 2 mit dem Pedal 9 verbindet. Auf der Rückseite des Trä­ gerblechs 2 ist ein Anschlag 2d für den Verstellexzenter 8 an­ gebracht.

In Fig. 2 ist die Pedaleinheit P1 dargestellt, wobei das Trä­ gerblech 2 der Haltevorrichtung 2, 3, 4 entfernt wurde, so dass die Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 erkennbar ist. Die Pedalein­ heit ist über die Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 mit dem An­ triebselement 1 verbunden. Die Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 beinhaltet eine Kraftübertragungseinrichtung 5, 6, ein Zahnrad 7 und einen Verstellexzenter 8. Die Kraftübertragungseinrich­ tung 5, 6 besteht wiederum aus einer biegbaren Welle 5 und ei­ ner damit verbundenen ersten Schnecke 6, die in einem Gehäuse 6a gelagert ist. Das Gehäuse 6a ist am Trägerblech 2 der Halte­ vorrichtung befestigt. Damit kann sich die erste Schnecke 6 ü­ ber das Gehäuse 6a am Trägerblech 2 abstützen, um das Zahnrad 7 zu drehen. Das Zahnrad 7 lagert gemeinsam mit dem Verstellex­ zenter 8 auf der Exzenterachse 2b. Es steht mit dem Verstellex­ zenter 8 in fester Verbindung. Dreht nun die Kraftübertragungs­ einrichtung 5, 6 das Zahnrad 7, so dreht sich der Verstellex­ zenter 8 gleichermaßen mit. Damit wirkt das Antriebselement 1 über die Kraftübertragungseinrichtung 5, 6 und das Zahnrad 7 auf den Verstellexzenter 8. An dem Verstellexzenter 8 ist eine mit sich stetig änderndem Abstand zur Exzenterachse gekrümmt verlaufende und als Langloch ausgebildete Pedalführung 8a ange­ ordnet. Wird der Verstellexzenter 8 gedreht, so wird eine am Pedal 9 angebrachte Nase 9c durch die Pedalführung 8a bewegt, während das Pedal 9 um seine Verstellachse 2c verschwenkt wird. Auf dem Trägerblech 2 ist ein Anschlag 2d angebracht, der pa­ rallel zu den Achsen verläuft und die Drehbewegung des Verstel­ lexzenters 8 begrenzt.

Das Pedal 9 weist einen Befestigungszapfen 9a für eine Schrau­ benfeder 9b auf. Auf der anderen Seite ist die Schraubenfeder 9b an einer Bohrung 2e am Trägerblech 2 eingehängt. Aufgabe der Schraubenfeder 9b ist es, eine dem Verstellexzenter 8 entgegen­ wirkende Kraft auf das Pedal 9 auszuüben und so eine mögliche Übertragung von Toleranzen der Verstelleinrichtung, wie z. B. des Schneckenspiels, auf das Pedal 9 zu verhindern.

Wird nun das Antriebselement 1 betätigt, so wird bei jeder an das Antriebselement 1 angeschlossenen Pedaleinheit P1, P2 die Kraftübertragungseinrichtung 5, 6 synchron mit den anderen an­ geschlossenen Kraftübertragungseinrichtungen 5, 6 verstellt. Ü­ ber die Kraftübertragungseinrichtungen 5, 6 werden alle ange­ schlossenen Zahnräder 7 im gleichen Maße bewegt und damit die Verstellexzenter 8 um den gleichen Winkel gedreht. Die Pedale 9 werden entlang der Verstellexzenter 8 um ihre Verstellachsen 2c so verschwenkt, dass die Positionen der Pedale zueinander un­ verändert bleiben. Das Pedalwerk ermöglicht somit bei Betäti­ gung des Antriebselementes 1 ein synchrones Verstellen der zu­ gehörigen Pedale 9.

Den Verstelleinrichtungen 5, 6, 7, 8 der Pedaleinheiten P1, P2 ist ferner jeweils ein Sicherungselement 10, wie in Fig. 2 dar­ gestellt, zugeordnet. Aufgabe des Sicherungselementes 10 ist es, bei Ausfall der zugehörigen Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 eine unbeabsichtigte Verstellung der Pedaleinheiten P1, P2 ge­ geneinander zu verhindern. Dazu bewirkt das Sicherungselement 10 bei Ausfall der ihm zugeordneten Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 eine Rückkopplung an das Antriebselement 1, vorzugsweise indem es das Antriebselement 1 hemmt und damit die Verstellung der anderen an das Antriebselement 1 angeschlossenen Verstell­ einrichtungen 5, 6, 7, 8 verhindert.

Das Sicherungselement 10 ist jeweils als zweite Welle 10a mit zugehöriger zweiter Schnecke 10b ausgeführt, die zwischen An­ triebselement 1 und Zahnrad 7 angeordnet ist (vgl. Fig. 2). Die Schnecke 10b ist jeweils in einem zugehörigen Gehäuse 10c gela­ gert, das wiederum am Trägerblech 2 befestigt ist. Das aus dem Zahnrad 7 und der Schnecke 10b gebildete Getriebe ist ebenso selbsthemmend ausgeführt wie das aus dem Zahnrad 7 und der Schnecke 6 ausgebildete Getriebe. Im Normalbetrieb treiben die Schnecken 6, 10b das Zahnrad 7 gleichgerichtet an. Bei Ausfall der ersten Welle 5 der Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 einer Pe­ daleinheit P1 wird die zugehörige erste Schnecke 6 nicht mehr angetrieben. Die erste Schnecke 6 blockiert das Zahnrad 7 und damit die zweite Schnecke 10b. Die zweite Welle 10a kann sich nun nicht mehr drehen und blockiert so das Antriebselement 1. Der Ausfall der Verstelleinrichtung 5, 6, 7, 8 einer Pedalein­ heit P1 hat damit zur Folge, dass alle, mit dem obengenannten Antriebselement 1 verbundenen, Verstelleinrichtungen 5, 6, 7, 8 blockiert sind. Damit wird eine unbeabsichtigte Verstellung der einzelnen Pedaleinheiten gegeneinander verhindert. Gleichzeitig bewirkt das blockierte Antriebselement 1, dass der Ausfall beim nächsten Betätigungsversuch vom Fahrer bemerkt wird. Somit dient das Sicherungselement 10 auch als Signalisierung an den Fahrer.

Claims (6)

1. Verstellbares Pedalwerk für ein Kraftfahrzeug, mit
wenigstens zwei Pedaleinheiten,
wobei
jeder Pedaleinheit eine Haltevorrichtung,
ein Pedal und
eine Verstelleinrichtung zur synchronen, insbesondere me­ chanisch gekoppelten Einstellung der Ruhelage des Pedals zugeordnet ist, und
einem gemeinsamen Antriebselement,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens einer Verstelleinrichtung (5, 6, 7, 8) eines Pe­ dals (9) ein Sicherungselement (10) zugeordnet ist, welches bei Ausfall der Verstelleinrichtung (5, 6, 7, 8) eine Ver­ stellung des anderen Pedals (9) hemmt.

2. Pedalwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verstelleinrichtung (5, 6, 7, 8) eine erste Kraftübertra­ gungsanordnung (5, 6) aufweist, die zum Verschwenken des zuge­ hörigen Pedals (9) um seine Verstellachse (2c) auf einen Verstellexzenter (8) oder einen Hebel wirkt.

3. Pedalwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kraftübertragungsanordnung (5, 6) eine biegbare Welle (5) umfasst, die mit einer an einem Trägerblech (2) gelagerten Schnecke (6) verbunden ist, die in ein Zahnrad (7) eingreift, das auf der Exzenterachse (2b) gelagert und mit dem Verstell­ exzenter (8) fest verbunden ist.

4. Pedalwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (10) als eine zu der ersten Kraftübertra­ gungsanordnung (5, 6) der Verstelleinrichtung (5, 6, 7, 8) ei­ nes Pedals (9) parallel geschaltete zweite Kraftübertragungsan­ ordnung ausgeführt ist.

5. Pedalwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung ein Trägerblech (2) umfasst, an welchem eine Pedalachse (2a), eine Exzenterachse (2b) und eine Ver­ stellachse (2c) parallel zueinander angeordnet sind.

6. Pedalwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerblech (2) einen Anschluss (2f) an eine zu steuernde Einheit aufweist.