DE102005003886B4

DE102005003886B4 - Fußhebelwerk mit verstellbarer Übersetzung

Info

Publication number: DE102005003886B4
Application number: DE102005003886.7A
Authority: DE
Inventors: Holger Söhnel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: DE102005003886A1

Abstract

Fußhebelwerk, umfassend: – einen Lagerbock (1), – einen Pedalhebel (3), der an dem Lagerbock (1) schwenkbar gelagert ist, – einen Umlenkhebel (5), der an dem Lagerbock (1) schwenkbar gelagert und mit einem Betätigungsorgan (11) verbunden ist, und – ein Koppelelement (6) zur Kraftübertragung von dem Pedalhebel (3) auf den Umlenkhebel (5), das an dem Pedalhebel (3) schwenkbar gelagert ist und dessen Anlenkpunkt (P4) an dem Umlenkhebel (5) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewerkstelligung der Verstellung der Übersetzung des Fußhebelwerks über eine Lageverschiebung des Anlenkpunkts (P4) des Koppelelements an dem Umlenkhebel (5) der Anlenkpunkt (P1) des Pedalhebels (3) an dem Lagerbock (1) und der Anlenkpunkt (P2) des Umlenkhebels (5) an dem Lagerbock (1) voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fußhebelwerk nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei herkömmlichen Fußhebelwerken wird eine vom Fahrer aufgebrachte Fußkraft üblicherweise unmittelbar vom Pedalhebel auf ein Betätigungsorgan übertragen, mit dem eine Fahrzeugbremse oder eine Fahrzeugkupplung betätigt wird. Auch bei Fahr- bzw. Gaspedalen von Kraftfahrzeugen ist eine derartige Konfiguration gebräuchlich.
Weiterhin ist bekannt, Fußhebelwerke verstellbar auszugestalten, um die Pedalantrittsposition an den Fahrer anzupassen. Entsprechende Fußhebelwerke der eingangs genannten Art werden beispielsweise in DE 198 20 542 A1 , DE 100 33 342 C1 und US 6,321,617 B1 beschrieben. In diesen Fällen ist der zugehörige Verstellmechanismus jedoch so ausgebildet, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fußhebelwerks nicht ändert, der Fahrer also unabhängig von der Position des jeweiligen Pedalhebels das gleiche Ansprechverhalten verspürt.
Der Erfindung liegt hingegen die Aufgabe zugrunde, ein Fußhebelwerk mit verstellbarer Übersetzung zu schaffen, bei dem sich das Übersetzungsverhältnis gezielt einstellen und weiterhin aufrechterhalten lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Fußhebelwerk mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Hierdurch kann beispielsweise zum Zweck der Erprobung ein Fahrzeug ohne großen Aufwand mit unterschiedlichen Übersetzungen des Fußhebelwerks getestet werden.
Weiterhin ermöglicht die Einstellbarkeit, fertigungsbedingte oder betriebsbedingte Abweichungen von einer Sollübersetzung zu korrigieren.
Zudem kann das Pedalhebelwerk ohne großen Aufwand an die Fahrerkräfte angepasst werden. So lässt sich beispielsweise ein Fahrzeug sehr einfach für Personen modifizieren, die über eine eingeschränkte Fußkraft verfügen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Anlenkpunkte des Koppelelements kann gewährleistet werden, dass der Pedalantrittspunkt unabhängig vom gewählten Übersetzungsverhältnis gleich bleibt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Anpassung des Übersetzungsverhältnisses auf Seiten des Umlenkhebels, der hierzu eine Führung für das Koppelelement aufweist, entlang derer der Anlenkpunkt des Koppelelements am Umlenkhebel verstellbar ist. Dadurch bleibt das Erscheinungsbild des Pedalhebels durch den Verstellmechanismus weitestgehend unbeeinträchtigt.
Der Verstellmechanismus umfasst vorzugsweise eine an dem Umlenkhebel schwenkbar gelagerte Gewindespindel, die an dem Koppelelement angreift. Dies erlaubt zum einen eine besonders einfache Einstellung der Übersetzung. Zum anderen wird eine ungewünschte Verstellung der Übersetzung vermieden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Fußhebelwerk nach der Erfindung,
2 eine schematische Ansicht für ein zweites Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Ansicht für ein drittes Ausführungsbeispiel, und in
4 eine schematische Ansicht für ein viertes Ausführungsbeispiel.
Das erste Ausführungsbeispiel in 1 zeigt ein Fußhebelwerk 1 mit verstellbarer Übersetzung für ein Kraftfahrzeug. Das Fußhebelwerk wird nachfolgend beispielhaft anhand eines Bremspedals erläutert. Jedoch lässt sich das diesem zugrundeliegende Konzept auch bei Kupplungspedalen und Fahr- bzw. Gaspedalen einsetzen.
Wie 1 zeigt, umfasst das Fußhebelwerk einen am Fahrzeugaufbau befestigten Lagerbock 2. An diesem ist im Anlenkpunkt P₁ ein Pedalhebel 3 schwenkbar gelagert. Der Pedalhebel 3 weist eine Fußplatte 4 mit einer Betätigungsfläche auf.
An dem Lagerbock 2 ist weiterhin ein Umlenkhebel 5 im Anlenkpunkt P₂ schwenkbar gelagert. Zwischen dem Pedalhebel 3 und dem Umlenkhebel 5, die einander teilweise überlappen können, ist ein Koppelelement 6 eingegliedert, mit dem eine an der Fußplatte 4 aufgebrachte Druckkraft F_D von dem Pedalhebel 3 auf den Umlenkhebel 5 übertragen wird.
Das Koppelelement 6 ist hierzu über ein an dem Pedalhebel 3 ortfestes Gelenk 7 an dem Pedalhebel 3 angebunden. Weiterhin ist das Koppelelement 6 über ein lageverstellbares Gelenk 8 an dem Umlenkhebel 5 angebunden.
Das Gelenk 8 kann entlang einer an dem Umlenkhebel 5 vorgesehenen Führung 9 verschoben werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Führung 9 beispielhaft als Kulisse bzw. Langloch ausgebildet, in die ein an dem Koppelelement 6 vorgesehener Zapfen 10 eingreift.
An dem Koppelelement 6 greift weiterhin ein Betätigungsorgan 11 an, das in 1 als Druckstange ausgebildet ist. In Abhängigkeit der Anlenkpunkte P₃ und P₄ des Koppelelements 6 an dem Pedalhebel 3 und dem Umlenkhebel 5 wird die vom Fahrer an dem Pedalhebel 3 aufgebrachte Druckkraft F_D in eine Druckkraft F_D* übersetzt. Das zugehörige Übersetzungsverhältnis lässt sich durch eine Lageverschiebung des Anlenkpunkts P₄ verändern.
Zu diesem Zweck ist an dem Umlenkhebel 5 ein Verstellmechanismus vorgesehen, der an dem Koppelelement 6 angreift. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Verstellmechanismus eine Gewindestange 12, die sich in einem Schwenkgelenk 13 an dem Umlenkhebel 5 abstützt. Die Gewindestange 12 legt den Anlenkpunkt P₄ des Koppelelements 6 an der Führung 9 und damit das Übersetzungsverhältnis fest.
Weiterhin kann die Führung 9 derart konfiguriert werden, dass bei Verstellung des Anlenkpunkts P₄ des Koppelelements 6 an dem Umlenkhebel 5 der Pedalantrittspunkt gleich bleibt. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, die Führung 9 kreisbogenförmig, d. h. mit konstantem Radius r um den Anlenkpunkt P₃ des Koppelelements 6 an dem Pedalhebel 3 gekrümmt auszubilden.
Von der dargestellten Konfiguration sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So befindet sich in 1 der Anlenkpunkt P₃ des Koppelelements 6 an dem Pedalhebel 3 auf der gleichen Seite des Anlenkpunkts P₁ des Pedalhebels 3 an dem Lagerbock 2 wie die Betätigungsfläche des Pedalhebels 3. Zudem liegt der Anlenkpunkt P₄ des Koppelelements 6 an dem Umlenkhebel 5 in Bezug auf den Anlenkpunkt P₂ des Koppelelements 6 an dem Lagerbock 2 auf der gleichen Seite wie der Angriffspunkt P₅ des Betätigungsorgans 11.
Es ist jedoch auch möglich, wie im zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 gezeigt, bei einer Druckbetätigung des Pedalhebels 3 an dem Betätigungsorgan 11 eine Zugkraft F_Z zu erzeugen. Dazu wird im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Anlenkpunkt P₄ des Koppelelements 6 an dem Umlenkhebel 5 auf die andere Seite des Anlenkpunkts P₂ verschoben.
Weiterhin besteht, wie in 3 gezeigt, die Möglichkeit, den Anlenkpunkt P₃ des Koppelelements 6 an dem Pedalhebel 3 auf die in Bezug auf die Betätigungsfläche des Pedalhebels 3 gegenüberliegende Seite des Anlenkpunkts P₁ des Pedalhebels 3 an dem Lagerbock 1 zu verschieben. Durch Wahl der Lage der Anbindung des Umlenkhebels 5 an dem Lagerbock 1 lassen sich bei Betätigung des Pedalhebels 3 wiederum entweder Zug- oder Druckkräfte an dem Betätigungsorgan 11 erzeugen. Bei der in 3 dargestellten Anordnung des Anlenkpunkts P₂ zwischen dem Anlenkpunkt P₄ des Koppelelements 6 und dem Anlenkpunkt P5 des Betätigungsorgans 11 ergibt sich eine übersetzte Druckkraft F_D*. Wird der Anbindungspunkt P₂ des Umlenkhebels 5 an dem Lagerbock 1 jenseits des Anlenkpunkts P₄ verschoben, so ergibt sich an dem Betätigungsorgan 11 hingegen eine Zugkraft.
Schließlich ist es möglich, die Führung 9 beispielsweise in Form einer Kulisse am Koppelelement 6 vorzusehen, in die ein Eingriffselement, beispielsweise ein Zapfen 10 oder sonstige Führungselement an dem Umlenkhebel 5 eingreift. Dieses in 4 gezeigte Prinzip lässt sich bei allen vorstehend erläuterten Ausgestaltungsformen realisieren.
Bezugszeichenliste

1: Fußhebelwerk
2: Lagerbock
3: Pedalhebel
4: Fußplatte
5: Umlenkhebel
6: Koppelelement
7: Gelenk
8: Gelenk
9: Führung
10: Zapfen
11: Betätigungsorgan
12: Gewindestange
13: Gelenk
P₁: Anlenkpunkt des Pedalhebels 3 am Lagerbock 1
P₂: Anlenkpunkt des Umlenkhebels 5 am Lagerbock 2
P₃: Anlenkpunkt des Koppelelements 6 am Pedalhebel 3
P₄: Anlenkpunkt des Koppelelements 6 am Umlenkhebel 5
P₅: Angriffspunkt des Betätigungsorgans 11 am Umlenkhebel 5

Claims

Fußhebelwerk, umfassend: – einen Lagerbock (1), – einen Pedalhebel (3), der an dem Lagerbock (1) schwenkbar gelagert ist, – einen Umlenkhebel (5), der an dem Lagerbock (1) schwenkbar gelagert und mit einem Betätigungsorgan (11) verbunden ist, und – ein Koppelelement (6) zur Kraftübertragung von dem Pedalhebel (3) auf den Umlenkhebel (5), das an dem Pedalhebel (3) schwenkbar gelagert ist und dessen Anlenkpunkt (P₄) an dem Umlenkhebel (5) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewerkstelligung der Verstellung der Übersetzung des Fußhebelwerks über eine Lageverschiebung des Anlenkpunkts (P₄) des Koppelelements an dem Umlenkhebel (5) der Anlenkpunkt (P₁) des Pedalhebels (3) an dem Lagerbock (1) und der Anlenkpunkt (P₂) des Umlenkhebels (5) an dem Lagerbock (1) voneinander beabstandet sind.
Fußhebelwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (5) eine Führung (9) für das Koppelelement (6) aufweist, entlang derer der Anlenkpunkt (P₄) des Koppelelements (6) am Umlenkhebel (5) verstellbar ist.
Fußhebelwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) derart konfiguriert ist, dass bei Verstellung des Anlenkpunkts (P₄) des Koppelelements (6) an dem Umlenkhebel (5) der Pedalantrittspunkt gleich bleibt.
Fußhebelwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) eine Kulisse ist, in die ein Zapfen (11) des Koppelelements (6) eingreift.
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) kreisbogenförmig um den Anlenkpunkt (P₃) des Koppelelements (6) an dem Pedalhebel (3) gekrümmt ist.
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellorgan an dem Umlenkhebel (5) vorgesehen ist, über das der Anlenkpunkt (P₄) des Koppelelements (6) an dem Umlenkhebel (5) verstellbar ist.
Fußhebelwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan eine an dem Umlenkhebel (5) schwenkbar gelagerte Gewindespindel (12) aufweist, die an dem Koppelelement (6) angreift.
Fußhebelwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (6) eine Führung (9) für den Umlenkhebel (5) aufweist, entlang derer der Anlenkpunkt (P₄) des Koppelelements (6) am Umlenkhebel (5) verstellbar ist.
Fußhebelwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) derart konfiguriert ist, dass bei Verstellung des Anlenkpunkts (P₄) der Pedalantrittspunkt gleich bleibt.
Fußhebelwerk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) eine Kulisse an dem Koppelelement (6) ist, in die ein Zapfen (10) des Umlenkhebel (5) eingreift.
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) kreisbogenförmig um den Anlenkpunkt (P₃) des Koppelelements (6) an dem Pedalhebel (3) gekrümmt ist.
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (P₃) des Koppelelements (6) an dem Pedalhebel (3) auf der gleichen Seite des Anlenkpunkts (P₁) des Pedalhebels (3) an dem Lagerbock (2) liegt, wie die Betätigungsfläche des Pedalhebels (3).
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (P₃) des Koppelelements (6) an dem Pedalhebel (3) auf der gegenüberliegenden Seite des Anlenkpunkts (P₁) des Pedalhebels (3) an dem Lagerbock (2) liegt, wie die Betätigungsfläche des Pedalhebels (3).
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (P₄) des Koppelelements (6) an dem Umlenkhebel (5) in Bezug auf den Anlenkpunkt (P₂) des Koppelelements (6) an dem Lagerbock (2) auf der gleichen Seite liegt, wie der Angriffspunkt (P₅) des Betätigungsorgans (11).
Fußhebelwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (P₄) des Koppelelements (6) an dem Umlenkhebel (5) auf der gegenüberliegenden Seite des Anlenkpunkts (P₂) des Koppelelements (6) an dem Lagerbock (2) liegt, wie der Angriffspunkt (P₅) des Betätigungsorgans (11).