DE102004013228A1

DE102004013228A1 - Pedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004013228A1
Application number: DE200410013228
Authority: DE
Inventors: Roland Schmidt; Alfred Stenzenberger; Marcus Fischer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Eine Pedalvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug ist mit einem Pedalhebel (16) versehen, an dem eine Bedienfläche zum Betätigen des Pedalhebels (16) durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, mit einem Stützelement (18) zum schwenkbaren Abstützen des Pedalhebels (16), mit einem Übertragungselement (20) zum Einwirken auf ein zu betätigendes Element des Kraftfahrzeugs durch ein Schwenken des Pedalhebels (16) sowie mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Ruheposition des Pedalhebels (16) in Abhängigkeit der Körpermaße des Nutzers. Erfindungsgemäß ist die Verstelleinrichtung mit zwei Rollbahnen (22, 26) und zwei Rollelementen (24, 28) gebildet, die jeweils einzeln an einer der Rollbahnen (22, 26) abgestützt sind, und eine der derart gebildeten Rollbahn-Rollelement-Einheiten (22, 24) koppelt den Pedalhebel (16) mit dem Stützelement (18), während die andere Rollbahn-Rollelement-Einheit (26, 28) den Pedalhebel (16) mit dem Übertragungselement (20) koppelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Pedalhebel, an dem eine Bedienfläche zum Betätigen des Pedalhebels durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, einem Stützelement zum schwenkbaren Abstützen des Pedalhebels, einem Übertragungselement zum Einwirken auf ein zu betätigendes Element des Kraftfahrzeugs durch ein Schwenken des Pedalhebels, sowie einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Ruheposition des Pedalhebels in Abhängigkeit der Körpermaße des Nutzers.

In einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug dienen Pedalvorrichtungen beispielsweise zum Betätigen von Bremsen des Kraftfahrzeugs sowie der Kupplung und als Steuerorgan zur Leistungsregelung eines Antriebsmotors. Die Pedalvorrichtungen sind in der Regel in einer definierten Ruheposition in einem Fußraum der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnet.

Damit diese Ruheposition der Pedalvorrichtung, insbesondere von deren Pedalhebel, in Abhängigkeit der Körpermaße eines Nutzers des Kraftfahrzeugs verstellbar ist, sind bereits verschiedene Verstelleinrichtungen zum Verstellen der Ruheposition des Pedalhebels von Pedalvorrichtungen vorgeschlagen worden.

So ist aus EP 0 982 645 A2 ein verstellbares Pedal bekannt, bei dem ein Druckstangenhebel mit einer gekrümmt verlaufenden Schiene gestaltet ist, in der ein sichelförmiger Pedalhebel verschiebbar geführt ist. Wenn der Pedalhebel in der Schiene verfahren wird, wird die Bedienfläche des Pedalhebels, die in Gestalt einer Pedalplatte ausgebildet ist, in etwa horizontal versetzt. Auf diese Weise kann das Übersetzungsverhältnis des Pedalhebels beim Verstellen im Wesentlichen konstant gehalten werden. Nachteilig ist an diesem verstellbaren Pedal, dass sein Verstellbereich vergleichsweise klein und seine Verstellmechanik vergleichsweise kompliziert ist.

Aus DE 100 26 751 A1 ist eine Pedalerie und ein Pedalsystem mit einer Vielzahl von solchen Pedalerien bekannt, bei der bzw. dem eine Trittplatte zur Anpassung an die Körpermaße eines Fahrers über eine Verschwenkeinheit rotatorisch und über eine Verstelleinheit translatorisch in ihrer Ruheposition veränderbar ist. Die Verschwenkeinheit ist mit einem Hebelsystem, einer Scherenverbindung und/oder einer Doppel-Exzenter-Anordnung ausgebildet, was einer vergleichsweise komplizierten Mechanik bedarf.

Zugrundeliegende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein Pedalhebel der Pedalvorrichtung hinsichtlich seiner Ruheposition einfach zu verstellen und dennoch über die Lebensdauer der Pedalvorrichtung hinweg präzise geführt ist.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Pedalvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei der die Verstelleinrichtung mit zwei Rollbahnen und zwei Rollelementen gebildet ist, die jeweils einzeln an einer der Rollbahnen abgestützt sind, und bei der eine der derart gebildeten Rollbahn-Rollelement-Einheiten den Pedalhebel mit dem Stützelement und die andere Rollbahn-Rollelement-Einheit den Pedalhebel mit dem Übertragungselement koppelt.

Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung zum Verändern der Ruheposition eines Pedalhebels einer Pedalvorrichtung in einem Kraftfahrzeug durch zwei Rollbahn-Rollelement-Einheiten gekennzeichnet, mit denen jeweils einer von zwei Anlenkpunkten des Pedalhebels der Pedalvorrichtung ausgebildet ist.

Einer der Anlenkpunkte liegt zwischen dem Pedalhebel und dem Stützelement, während der andere Anlenkpunkt zwischen dem Pedalhebel und dem Übertragungselement vorgesehen ist. Bei einem Schwenken des erfindungsgemäßen Pedalhebels wird dieser am Stützelement um den ersten Anlenkpunkt gedreht, wodurch der zweite Anlenkpunkt und das dort vorgesehene Übertragungselement auf einer Kreisbahn bewegt wird. Das Übertragungselement wirkt dann in bekannter Weise auf ein weiteres Bauteil des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen Bremskraftverstärker ein.

Indem erfindungsgemäß die beiden Anlenkpunkte eines Pedalhebels nicht starre Lagerungspunkte darstellen, sondern jeweils mit Hilfe einer Rollbahn-Rollelement-Einheit gestaltet sind, lässt sich mit der Erfindung die Position dieser Anlenkpunkte in besonders einfacher Weise nahezu frei verstellen. Der besondere Vorteil dieser Art der Verstellung liegt darin, dass durch das gegebenenfalls mögliche einzelne Verstellen der Anlenkpunkte der Pedalhebel translatorisch bewegt werden kann und im Bedarfsfall unter Umständen sogar geringfügig geschwenkt werden kann, wenn dies gewünscht ist. Zum Verstellen muss lediglich das einzelne Rollelement an der zugehörigen Rollbahn verdreht werden und dann in seiner Lage arretiert werden. Ein solches geringfügiges Schwenken ist nicht möglich, wenn, wie nachfolgend erläutert wird, die erfindungsgemäßen Rollelemente rotatorisch miteinander gekoppelt sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Rollelemente können reibschlüssig an zugehörigen Rollbahnen anliegen. Demgegenüber ist jedoch eine formschlüssige Verbindung zu bevorzugen, mit der eine vergleichsweise hohe Kraftübertragung zwischen Rollelement und Rollbahn ohne Schlupf möglich ist. Eine solche formschlüssige Verbindung ist beispielsweise geschaffen, indem die Rollelemente als Zahnräder und die Rollbahnen als Zahnstangen gestaltet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung ist es besonders wünschenswert, dass dessen Pedalhebel beim Verstellen der Ruheposition allein verschoben wird, ohne dass sich dessen Neigungswinkel verändert. Ein solches alleiniges Verschieben des Pedalhebels ist mit den erfindungsgemäßen Rollelementen möglich, indem diese rotatorisch miteinander gekoppelt sind, insbesondere in einer sich entgegengesetzt zueinander drehenden Weise. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Rollelemente gleiche Durchmesser aufweisen, also gleich groß sind. Beim Drehen von einem der Rollelemente wird dann zwangsläufig auch das andere Rollelement an seiner Rollbahn abgerollt, wodurch sich die Positionen von beiden Anlenkpunkten des Pedalhebels der erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung in gleicher Richtung und in dem gleichen Betrag verändern. Dies bringt eine reine Verschiebung des zugehörigen Pedalhebels mit sich.

Die rotatorische Kopplung der erfindungsgemäßen Rollelemente kann mit Hilfe weiterer Rollelemente bzw. Zahnräder oder mit Hilfe von Riemen gestaltet sein. Besonders einfach und damit kostengünstig kann eine solche Kopplung jedoch ausgebildet werden, indem die Rollelemente mit derartigen Durchmessern gestaltet werden, dass sie aneinander anliegen bzw. ineinander greifen.

Damit der erfindungsgemäße Pedalhebel beim Verstellen seiner Ruheposition allein verschoben und nicht verdreht wird, ist es ferner vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäßen Rollbahnen sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckend gestaltet sind.

Damit ferner auch eine präzise Führung des Pedalhebels innerhalb der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung gewährleistet ist, sind die Rollelemente besonders vorteilhaft jeweils einzeln an der zugehörigen Rollbahn mittels eines Führungselements geführt gehalten.

Das Führungselement ist dabei sinnvollerweise an einer Führung parallel zur Rollbahn verschiebbar, sodass das Rollelement permanent in einem definierten Abstand zur Rollbahn gehalten ist.

Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung und deren Rollbahn-Rollelement-Einheiten schaffen eine besonders stabile Halterung für einen Pedalhebel, indem eine der Rollbahnen an dem Stützelement gehaltert ist, die andere Rollbahn an dem Übertragungselement gehaltert ist und beide Rollelemente an dem Pedalhebel gehaltert sind. Die Rollbahnen, die in der Regel längliche Bauelemente sind, können an dem Stützelement und dem Übertragungselement gut angeordnet werden, ohne dass das Stützelement oder das Übertragungselement erheblich geändert werden müssten. Zugleich können die Rollelemente, die im Vergleich zu den Rollbahnen klein sind, an dem Pedalhebel gut untergebracht werden.

Das Verstellen der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung ist, wie bereits oben angedeutet, besonders einfach möglich und kann z.B. mit einem Verstellantrieb erfolgen, der nur eines der Rollelemente verdreht. Bei miteinander gekoppelten Rollelementen wird dieses Verdrehen eines der Rollelemente auf das andere Rollelement übertragen, wodurch dann, wie erläutert, beide Anlenkpunkte des erfindungsgemäßen Pedalhebels verstellt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung und
2 eine stark vereinfachte Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 und 2 ist eine Pedalvorrichtung 10 veranschaulicht, die an einem Chassisabschnitt 12 eines weiter nicht dargestellten Kraftfahrzeugs angeordnet ist und zum Betätigen eines teilweise dargestellten Bremskraftverstärkers 14 dient.
Die Pedalvorrichtung 10 umfasst als eines ihrer wesentlichen Bauteile einen Pedalhebel 16 der mittelbar an einem Stützelement 18 in Gestalt eines Stützkörpers des Chassisabschnitts 12 schwenkbar abgestützt ist.
An dem Pedalhebel 16 ist ferner mittelbar ein Übertragungselement 20 in Gestalt einer Übertragungsstange angelenkt, mit dem durch ein Schwenken des Pedalhebels 16 auf den Bremskraftverstärker 14 eingewirkt und dieser betätigt werden kann.
Damit die Ruheposition eines derart wirkenden Pedalhebels 16 in Abhängigkeit von Körpermaßen eines Nutzers des Kraftfahrzeugs verstellt werden kann, sind die Anlenkpunkte bzw. Koppelstellen des Pedalhebels 16 zu seiner Umgebung jeweils mit einer ersten Rollbahn 22 in Gestalt einer Zahnstange und einem ersten Rollelement 24 in Gestalt eines Zahnrades bzw. einer derartigen zweiten Rollbahn 26 und einem derartigen zweiten Rollelement 28 gestaltet. Die aus Rollbahn 22 und Rollelement 24 gebildete Einheit koppelt dann den Pedalhebel 16 an das Stützelement 18, während die aus der Rollbahn 26 und dem Rollelement 28 gebildete Einheit das Übertragungselement 20 mit dem Pedalhebel 16 verbindet.
Die Rollelemente 24 und 28 liegen jeweils an der zugehörigen Rollbahn 22 bzw. 26 an und greifen mit ihren Zähnen in Zahnlücken der zugehörigen Rollbahn ein. Ferner greifen die Rollelemente 24 und 28 an ihren den Rollbahnen 22 bzw. 26 diametral gegenüberliegenden Seiten ineinander ein und sind auf diese Weise rotatorisch entgegengesetzt zueinander drehend miteinander gekoppelt.
Insgesamt ist auf diese Weise eine Verstelleinrichtung für den Pedalhebel 16 gebildet, bei dem die Rollbahnen 22 und 26 sich parallel zueinander erstrecken und die beiden Rollelemente 24 und 28 den Abstand zwischen den Rollbahnen 22 und 28 ausfüllen. Ferner ist das erste Rollelement 24 mit Hilfe eines dreieckförmigen ersten Führungselements 30 an der ersten Rollbahn 22 geführt, indem die Drehachse des Rollelements 24 an dem Führungselement 30 angelenkt und dieses in einer ersten Führung 32 an der Rollbahn 22 verschiebbar gelagert ist. In gleicher Weise ist auch das zweite Rollelement 28 mit Hilfe eines dreieckförmigen zweiten Führungselements 34 und einer zweiten Führung 36 an der zweiten Rollbahn 26 verschiebbar geführt. Die Drehachsen des ersten Rollelements 24 und des zweiten Rollelements 28 sind an dem Pedalhebel 16 gegenüberliegend von den Führungselementen 30 und 34 gelagert.
Es ist ferner ein nicht dargestellter Verstellantrieb für das in den 1 und 2 oben dargestellte erste Rollelement 24 vorgesehen, bei dem mit Hilfe eines in der Drehzahl untersetzten Elektromotors eine flexible Welle das erste Rollelement 24 drehen kann. Der Verstellantrieb ist selbsthemmend ausgebildet, sodass das Rollelement 24 arretiert ist, wenn es nicht durch den Verstellantrieb verdreht wird.
Beim Verdrehen des ersten Rollelements 24 rollt dieses an der ersten Rollbahn 22 entlang und verschiebt damit das erste Führungselement 30 sowie den Pedalhebel 16. Das erste Rollelement 24 überträgt ferner die Drehbewegung auf das zweite Rollelement 28, welches an der zweiten Rollbahn 26 abrollt. Dabei verschiebt das zweite Rollelement 28 das zweite Führungselement 34 und bewegt ebenfalls den Pedalhebel 16. Da aufgrund der rotatorischen Kopplung des ersten und zweiten Rollelements 24 bzw. 28 die Bewegungen des ersten und zweiten Führungselements 30 bzw. 34 jeweils gleichförmig sind, wird der Pedalhebel 16 parallel verschoben.
Wird nun der derart in seiner Ruheposition verstellte Pedalhebel 16 geschwenkt, so ergibt sich je nach Anordnung bzw. Variante des selbsthemmenden Verstellantriebs folgende Schwenkbewegung:
Wenn der Verstellantrieb das erste Rollelement 24 relativ zum Pedalhebel 16 arretiert, so schwenkt der Pedalhebel 16 um die Koppelstelle zwischen dem ersten Rollelement 24 und der ersten Rollbahn 22. Zugleich bleibt das zweite Rollelement 28 relativ zum Pedalhebel 16 arretiert und überträgt die Schwenkbewegung auf die zweite Rollbahn 26. Die zweite Rollbahn 26 schiebt das Übertragungselement 20 z.B. in Richtung auf den Bremskraftverstärker 14.
Wenn der Verstellantrieb das erste Rollelement 24 relativ zum Stützelement 18 und zur ersten Rollbahn 22 arretiert, so schwenkt der Pedalhebel 16 um die Drehachse des ersten Rollelements 24. Zugleich rollt das zweite Rollelement 28 durch das Schenken des Pedalhebels 16 am ersten Rollelement 24 ab, rollt entlang der zweiten Rollbahn 26 und schiebt dabei z.B. das Übertragungselement 20 wiederum in Richtung auf den Bremskraftverstärker 14.

10: Pedalvorrichtung
12: Chassisabschnitt eines Kraftfahrzeugs
14: Bremskraftverstärker
16: Pedalhebel
18: Stützelement
20: Übertragungselement
22: erste Rollbahn
24: erstes Rollelement
26: zweite Rollbahn
28: zweites Rollelement
30: erstes Führungselement
32: erste Führung
34: zweites Führungselement
36: zweite Führung

Claims

Pedalvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Pedalhebel (16), an dem eine Bedienfläche zum Betätigen des Pedalhebels (16) durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, einem Stützelement (18) zum schwenkbaren Abstützen des Pedalhebels (16), einem Übertragungselement (20) zum Einwirken auf ein zu betätigendes Element des Kraftfahrzeugs durch ein Schwenken des Pedalhebels (16), sowie einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Ruheposition des Pedalhebels (16) in Abhängigkeit der Körpermaße des Nutzers, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung mit zwei Rollbahnen (22, 26) und zwei Rollelementen (24, 28) gebildet ist, die jeweils einzeln an einer der Rollbahnen (22, 26) abgestützt sind, und dass eine der derart gebildeten Rollbahn-Rollelement-Einheiten (22, 24) den Pedalhebel (16) mit dem Stützelement (18) und die andere Rollbahn-Rollelement-Einheit (26, 28) den Pedalhebel (16) mit dem Übertragungselement (20) koppelt.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollelemente (24, 28) als Zahnräder und die Rollbahnen (22, 26) als Zahnstangen gestaltet sind.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollelemente (24, 28) rotatorisch, insbesondere sich entgegengesetzt zu einander drehend miteinander gekoppelt sind.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollelemente (24, 28) aneinander anliegend bzw. ineinander greifend gestaltet sind.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollbahnen (22, 26) sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckend gestaltet sind.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollelemente (24, 28) jeweils einzeln an der zugehörigen Rollbahn (22, 26) mittels eines Führungselements (30, 34) geführt gehalten sind.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (30, 34) an einer Führung (32, 36) parallel zur Rollbahn (22, 26) verschiebbar ist.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Rollbahnen (22) an dem Stützelement (18) gehaltert ist, die andere Rollbahn (26) an dem Übertragungselement (20) gehaltert ist und beide Rollelemente (24, 28) an dem Pedalhebel (16) gehaltert sind.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Rollelemente (24, 28) mittels eines Verstellantriebs verdrehbar ist.