DE102008003296A1

DE102008003296A1 - Fahrpedal

Info

Publication number: DE102008003296A1
Application number: DE102008003296A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Berglar
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-01-05
Filing date: 2008-01-05
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2028-01-06
Also published as: DE102008003296B4; EP2238523A1; WO2009087013A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug. Damit ein solches Fahrpedal einfach und preiswert herzustellen ist, wird vorgeschlagen, daem Deckel gebildet ist, wobei der Deckel als Lagerbock für den Pedalhebel ausgebildet und mit der Schale verrastbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrpedal für die Steuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Fahrpedale werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um von einem Fahrer durch Bedienen des Fahrpedals erzeugte Steuerbefehle an eine entsprechende Fahrzeugsteuerung zu übermitteln. Hierfür wird die Stellung des Fahrpedals von einem Sensor ermittelt und an die Fahrzeugsteuerung übertragen.
Aus der DE 100 07 743 A1 ist ein Pedal bekannt, bei dem ein spezielles Reibelement angeordnet ist, das mit einer Reibfläche zusammenwirkt, die an einem zweiten Endbereich des Pedals befestigt ist. Hierdurch soll eine veränderliche Reibkraft aufbringbar sein, die eine auf ein Ende des Pedals aufgebrachte Kraft dämpfen soll. Das Pedal ist insgesamt aufwändig herzustellen.
Die DE 102 58 285 A1 offenbart ein Fahrpedalmodul, bei dem ein Pedalhebel in einem Lagerbock drehbar gehalten ist. Der Lagerbock weist einen Lagerbereich mit einer Lagerbohrung auf, in dem zumindest ein Teil einer Sensorwelle drehgelagert ist. Zumindest ein Teil einer radial äußeren Umfangsfläche des Lagerbereichs bildet eine Lagerfläche für den Pedalhebel. Hierdurch soll eine steife Drehlagerung des Pedalhebels erreicht werden, wodurch Winkelfehler der Sensorwelle vermieden werden sollen. Aufbau und Fertigung des Fahrpedalmoduls sind relativ aufwändig.
Die DE 10 2005 013 442 A1 beschreibt ein Fahrpedalmodul, bei dem ein Sensor zwei bipolare Magnete mit einem zwischen diesen angeordneten Sensorelement umfasst. Eine Änderung der Richtung des Magnetfelds infolge einer Schwenkbewegung eines Pedals wird von dem Sensor in ein elektrisches Signal gewandelt, das eine Stellung des Pedals repräsentiert. Auch dieses Fahrpedalmodul ist relativ aufwändig.
Ausgehend von der DE 102 58 285 A1 ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Fahrpedal so zu verbessern, dass es aus wenigen Teilen aufgebaut sowie einfach und preiswert herzustellen ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Gehäuse ist zweiteilig aus einer Schale und einem Deckel gebildet, wobei der Deckel als Lagerbock für den Pedalhebel ausgebildet und an der Schale befestigbar ist. Hierdurch ist das Fahrpedal aus nur wenigen Komponenten aufgebaut. Die Teile des Fahrpedals können weitgehend einfach geformt sein, was die Herstellkosten verringert. Der Zusammenbau erfolgt durch einfaches Zusammenstecken und teilweise durch zusätzliches Befestigen.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
Lagerschalen nach Anspruch 2 können aus einem speziellen Reibmaterial gefertigt sein und gewährleisten so eine erwünschte Krafthysterese des Fahrpedals. Sie können mit optimalem Materialeinsatz gefertigt und z. B. durch Aufpressen an entsprechend ausgebildeten Stellen im Lagerbereich des Fahrpedals montiert werden.
Schraubenfedern sind mit definierter Federkraft erhältlich. Werden zwei Schraubenfedern unterschiedlicher Durchmesser verwendet, kann die mit dem kleineren Durchmesser in der anderen angeordnet sei, was den Raumbedarf minimiert.
Der Deckel ist um eine Achse parallel zur Drehachse des Pedalhebels schwenkbar in der Schale befestigt, wobei die Schraubenfedern von der Drehachse über die Achse beabstandet positioniert sind. Hierdurch lassen sich einerseits die Kraftysterese-Eigenschaften des Fahrpedals einstellen; diese bleiben über die Lebensdauer weitestgehend erhalten, weil eventuell auftretender geringer Verschleiß durch das Verschwenken infolge der Federkraft ausgeglichen wird. Andererseits wird eine praktisch spielfreie Lagerung des Pedalhebels erreicht, was die Messgenauigkeit des Sensors erhöht.
Die Anordnung des Sensors zentrisch in einer Aussparung des Pedalhebels minimiert ebenfalls den Raumbedarf und erlaubt so ein sehr kompaktes Design des Fahrpedals.
Eine Anordnung eines Stators des Sensors zusammen mit einer Elektronik in einem Sensorgehäuse schützt auf relativ einfache Weise die empfindlichen Teile vor Schmutz und Feuchtigkeit und ist einfach zu montieren. Die an dem Sensorgehäuse integrierte Steckerbuchse ist mit relativ geringem Zusatzaufwand realisierbar und vereinfacht die Montage des Fahrpedals in das Kraftfahrzeug.
Ein verrastender Zusammenbau von Deckel und Schale ist sicher und relativ einfach.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Fahrpedals
2 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Pedalhebels als Detail, teilweise geschnitten,
3 perspektivische Ansichten einer Schale als Detail und
4 perspektivische Ansichten eines Deckels als Detail.
Wie aus der 1 ersichtlich umfasst ein Fahrpedal ein Gehäuse 1, in dem ein Pedalhebel 2 drehbar gelagert ist, und einen Sensor 3 zur Erfassung einer Drehbewegung des Pedalhebels 2 relativ zu dem Gehäuse 1.
Der Pedalhebel 2 hat in der Seitenansicht in etwa die Form eines stumpfen, ungleichschenkligen V und weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Hierbei kann der Pedalhebel 2 zur Material- und Gewichtsersparnis zumindest teilweise als zur Seite offenes U ausgebildet sein, wobei innerhalb des U Verstärkungsrippen angeordnet sind. Ein längerer der Schenkel weist ein erstes Ende des Pedalhebels 2 auf, an dessen Innenseite ein Bereich als Bedienfläche 4 ausgebildet ist. Die Innenseite ist hierbei als die einander zugewandten Seiten der Schenkel definiert.
Ein zweites Ende des Pedalhebels 2, das dem ersten Ende gegenüber liegt und in der 2 deutlicher dargestellt ist, ist zur drehbaren Lagerung in dem Gehäuse 1 ausgebildet. Hierfür ist zum einen an jeder der beiden Seiten, die senkrecht zu der Bedienfläche 4 sind, ein Stützprofil 5 ausgebildet. Das Stützprofil 5 ragt aus der zugeordneten Seite heraus, weist einen rechteckigen Querschnitt auf und hat in der Ansicht die Form eines Kreisring-Abschnitts. Dieser erstreckt sich über einen Bogen von 120° bis 180°, wobei die konvexe Seite zu Innenseite des Pedalhebels 2 weist. Zum anderen ragen aus der Außenseite, die der Innenseite gegenüber liegt, zwei beabstandete halbkreisförmige erste Scheiben 6, wovon nur eine dargestellt ist. Die Kreismittelpunkte der ersten Scheibe 6 und des Stützprofils 5 befinden sich auf einer Achse, die senkrecht zu den ersten Scheiben 6 ist und die in montiertem Zustand gleichzeitig die Drehachse des Pedalhebels 2 bildet. Zwischen den ersten Scheiben 6 ist eine Aussparung 17 gebildet, die sich weiter in einem Bereich bis zumindest in die Nähe der Innenfläche des Pedalhebels 2 und bis zu dem zweiten Ende erstreckt. Die Aussparung dient der Aufnahme des Sensors 3 und ist an dessen Form entsprechend angepasst.
An jedem der Stützprofile 5 ist eine Lagerschale 7 angeordnet. Die Lagerschale 7 ist aus einem speziellen Material mit definierten Reibwiderstand gefertigt. Jede Lagerschale 7 ist einstückig als dünne, in etwa halbkreisförmige Platte gefertigt, aus deren einer Hauptfläche ein Profil herausragt. Die Lagerschale 7 weist innerhalb dieses Profils eine durchgehende Aussparung auf, deren Form und Größe dem Stützprofil 5 abzüglich eines minimalen Spiels entspricht. Das Profil umgibt somit in montiertem Zustand die Seiten des Stützprofils mit einer definierten gleich bleibenden Wandstärke.
Der Radius der ersten Scheibe 6 entspricht dem inneren Radius des Stützprofils 5 abzüglich der Wandstärke des Profils.
Wenn das Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe bestimmt ist, ist an der Außenseite des Pedalhebels 2 an geeigneter Stelle ein Kick-Down-Schalter 8 angeordnet.
Zwischen den ersten Scheiben 6 und der Stelle für den Kick-Down-Schalter 8 ist an der Außenseite des Pedalhebels 2 eine Aufnahme 18 für zwei Schraubenfedern 12 ausgebildet.
Das Gehäuse 1 umfasst eine Schale 9 und einen Deckel 10.
Das Innere der Schale 9, die in der 3 dargestellt ist, ist weitgehend an die Form des zweiten Endbereichs des Pedalhebels 2 derart angepasst, dass die drehbare Lagerung gewährleistet ist. Wie aus der 3 ersichtlich weist die Schale 9 einen im Wesentlichen ebenen Boden auf, der zu der Außenseite des Pedalhebels 2 benachbart ist und in den eine erste Öffnung in der Größe des Deckels 10 eingelassen ist. Der Boden weist eine Anschlagfläche zur mechanischen Begrenzung der Drehbewegung des Pedalhebels 2 auf und ist für die Befestigung in dem Kraftfahrzeug vorgesehen. Die lichte innere Breite der Schale 9 ist an beiden Längsseiten gestuft und entspricht ausgehend von der ersten Öffnung zunächst der Breite des Pedalhebels 2 einschließlich der Stützprofile 5. Die Stufe befindet sich in der von dem Boden beabstandeten Hälfte der Schale 9 und entspricht in ihrer Höhe – die lichte Weite der Schale 9 verkleinernd – der Höhe des Stützprofils 5. Die Form der Stufe ist im Wesentlichen an die zugeordnete Form der Lagerschale 7 angepasst, das heißt überwiegend kreisbogenförmig mit entsprechendem Radius. Jede Breitseite der Schale 9 weist eine weitere Öffnung auf, wovon eine zweite Öffnung als Durchlass für den Pedalhebel 2 und eine dritte Öffnung der Aufnahme des Sensors 3 dient.
Der in der 4 dargestellte Deckel 10 dient einerseits dem Verschließen des Bodens der Schale 9 und andererseits der Lagerung des Pedalhebels 2. Als Lagerbock sind an den Längsseiten des Deckels 10 halbkreisförmige zweite Scheiben 11 so ausgebildet, dass diese im montierten Zustand in die Schale 9 ragen und den Pedalhebel 2 über die Stützprofile 5 und die Lagerschalen 7 tragen. Der Radius der zweiten Scheiben 11 entspricht dem zugeordneten Radius der Lagerschalen 7. Zwischen den zweiten Scheiben 11 ist der Deckel 10 koaxial halbreisförmig ausgehöhlt und dient so als Lager für die ersten Scheiben 6. Innerhalb der Aushöhlung und des Deckels ist zentrisch eine radiale Vertiefung eingelassen. Der Deckel 10 ist an einer vorbestimm ten Stelle zur Halterung der zwei Schraubenfedern 12 ausgebildet. Diese befinden sich im montierten Zustand zwischen dem Deckel 10 und der Aufnahme 18 des Pedalhebels 2. Die Schraubenfedern 12 bewirken einerseits einen definierten Gegendruck des Pedalhebels 2 gegen einen bedienenden Fuß und andererseits eine Rückstellung in eine Ausgangsstellung.
An der Schale 9 und an dem Deckel 10 sind Mittel zum gegenseitigen Verrasten angeordnet. Diese Mittel, die Schale 9 und der Deckel 10 sind so ausgebildet, dass der Deckel 10 innerhalb der Schale 9 um eine Achse parallel zu der Drehachse des Pedalhebels 2 in einem kleinen Winkelbereich verschwenkbar ist. Diese Schwenkachse befindet sich zwischen der Drehachse und der Lagerstelle der Schraubenfedern 12 in dem Deckel 10, so dass die Lagerstelle und die zweiten Scheiben 11 an entgegengesetzten Dreharmen von der Schwenkachse positioniert sind.
Die Schraubenfedern 12 weisen unterschiedliche Durchmesser auf und sind daher ineinander steckbar. Zwischen den ineinander gesteckten Schraubenfedern 12 kann ein U-förmiger Abstandhalter 13 angeordnet sein, um deren Verhaken zu verhindern. Der Abstandhalter 13 ist z. B. aus Schaumstoff gefertigt.
Der Sensor 3 ist von einem Sensorgehäuse 13 umgeben, das an einem Ende eine Steckbuchse 14 aufweist. Ein zu dem Sensor 3 gehöriger Rotor 15 ist zur Montage durch Verrasten in dem zweiten Endbereich des Pedalhebels 2 ausgerüstet.
Zur Fertigung des Fahrpedals werden zunächst der Pedalhebel 2, die Lagerschalen 7, die Schale 9 und der Deckel 10 aus jeweils geeignetem Kunststoff z. B. im Spritzgieß-Verfahren hergestellt.
Auf jedes Stützprofil 5 wird eine Lagerschale 7 gepresst, wobei jeweils die Platte unmittelbar an die Seitenfläche des Pedalhebels 2 grenzt; es werden der Rotor 15 in der Aussparung 17 und gegebenenfalls der Kick-Down-Schalter 8 befestigt, vorzugsweise verrastet. Das zweite Ende des Pedalhebels 2 einschließlich der Lagerschalen 7 und des Rotors 15 wird in die zweite Öffnung der Schale 9 eingeführt. Hierbei weist die Innenfläche des Pedalhebels 2 von der ersten Öffnung der Schale 9 weg. Die Schraubenfedern 12 mit dem Abstandhalter 16 werden an der Aufnahme 18 des Pedalhebels 2 aufgesteckt. Anschließend wird der Deckel 10 in die erste Öffnung der Schale 9 geführt, wobei freie Enden der Schraubenfedern 12 an die vorbestimmte Stelle des Deckels 10 gebracht werden, und dann eingepresst. Hierbei verrastet der Deckel 10 mit der Schale 9, die Schraubenfedern 12 werden vorgespannt und der Pedalhebel 2 wird innerhalb des Gehäuses 1 in die vorbestimmte Position gebracht und so drehbar gelagert. Hierbei wird durch die Schraubenfedern 12 infolge der verschwenkbaren Lagerung des Deckels 10 in der Schale 9 immer ein vorbestimmter Druck auf die Lagerung des Pedalhebels 2 ausgeübt. Schließlich wird der Sensor 3 in die dritte Öffnung der Schale 9 gedrückt und verrastet, wobei die Steckbuchse 14 aus dem Gehäuse 1 herausragt.
Die spätere Montage des Fahrpedals in dem Kraftfahrzeug erfolgt auf bekannte Weise.

1: Gehäuse
2: Pedalhebel
3: Sensor
4: Bedienfläche
5: Stützprofil
6: erste Scheibe
7: Lagerschale
8: Kick-Down-Schalter
9: Schale
10: Deckel
11: zweite Scheibe
12: Schraubenfeder
13: Sensorgehäuse
14: Steckbuchse
15: Rotor
16: Abstandhalter
17: Aussparung
18: Aufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10007743 A1 [0003]
- DE 10258285 A1 [0004, 0006]
- DE 102005013442 A1 [0005]

Claims

Fahrpedal für die Steuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (1), mit einem in dem Gehäuse (1) drehbar gelagerten Pedalhebel (2) und mit einem Sensor (3) zur Ermittlung einer Pedalhebel-Stellung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zweiteilig aus einer Schale (9) und einem Deckel (10) gebildet ist, wobei der Deckel (10) als Lagerbock für den Pedalhebel (2) ausgebildet und an der Schale (9) befestigbar ist.
Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Seiten der Schale (9) und des Pedalhebels (2) Lagerschalen (7) angeordnet sind.
Fahrpedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Rückstellkraft zwischen der Schale (9) und dem Pedalhebel (2) zwei Schraubenfedern (12) angeordnet sind.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) um eine Achse parallel zur Drehachse des Pedalhebels (2) schwenkbar in der Schale (9) befestigt ist, wobei die Schraubenfedern (12) von der Drehachse über die Achse beabstandet positioniert sind.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) im Wesentlichen zentrisch in einer Aussparung (17) des Pedalhebels (2) angeordnet ist, die im Bereich von dessen Drehachse ausgebildet ist, wobei ein Rotor (15) des Sensors (3) an dem Pedalhebel (2) befestigt ist.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator des Sensors (3) zusammen mit einer Elektronik in einem Sensorgehäuse (13) angeordnet ist, an dem eine Steckbuchse (14) ausgebildet ist.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) mit der Schale (9) verrastet ist.