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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer
Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung, wie einem Pedal, mit
einem Kraftfahrzeugaktor, wie einer Bremse, einem Getriebe oder
einem Motor des Kraftfahrzeuges, wobei die Verbindungsvorrichtung
eine länglich ausgebildete Verbindungseinrichtung umfasst,
die an der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung und dem
Kraftfahrzeugaktor angreift.
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In
Kraftfahrzeugen, wie etwa Pkws oder Lkws, die vorzugsweise Verbrennungsmotoren
aufweisen, wird auf eine Verringerung der Unfallgefahr für
die Fahrer und Beifahrer geachtet. Gerade die Betätigungsvorrichtungen
im Innenraum des Kraftfahrzeuges, wie etwa Pedale oder ähnliche
Vorrichtungen, gefährden in einem Crash-Fall, also einem
starken Unfall, die Gesundheit und sogar das Leben der Fahrer.
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Bisher
bewegt sich bspw. bei einem Front-Crash die Pedalerie, bestehend
aus Bremspedal, Gaspedal und Kupplungspedal vom Stoßeinleitungspunkt
weg in das Innere des Kraftfahrzeuges, in Richtung des Fahrers und
dort in Richtung seiner Beine. Es kommt dann häufig vor,
dass sich die Pedale mit den Füßen und Beinen
des Fahrers verkeilen, so dass eine Rettung des verunfallten Fahrers nur
mühevoll möglich ist. Es müssen dann
häufig hierfür extra vorgesehene Werkzeuge, wie
große Zangen und Stemmeisen eingesetzt werden, um überhaupt
eine Rettung des Fahrers zu erreichen. Dabei entstehen jedoch zum
Teil lebensgefährliche Verletzungen für den Fahrer
und die Dauer des Rettungseinsatzes erhöht sich, was nicht
tolerierbar ist.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits Lösungen bekannt, um
die Unfallgefahr beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges, selbst im Crash-Fall,
zu minimieren. Insbesondere sind Ansätze bekannt, um ein auf
den Fahrer zu verlagernde Pedalerie zu vermeiden.
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So
ist etwa aus der
DE
10 2005 042 281 A1 eine Fußhebelwerkanordnung
für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese Fußhebelwerkanordnung,
die auch als Pedalerie bezeichnet wird, umfasst einen Lagerbock
mit mindestens einer Lagerwange, mindestens einem Fußhebel,
der an der Lagerwange um eine Achse senkrecht zu derselben schwenkbar
gelagert ist, und ein Prallelement, das in Stoßrichtung
hinter der Lagerwange derart angeordnet ist, dass die Lagerwange
in Folge einer crash-bedingten Verformung des Fahrzeugs gegen das
Prallelement anläuft. Die Lagerwange bildet eine sich durch
die Aufnahme der Lagerachse und/oder eine zwischen der Lagerwange
und dem Lagerbock verlaufende Sollbruchlinie aus. In einem Crash-Fall
bricht somit der Lagerbock entlang zumindest einer der beiden Sollbruchlinien,
wodurch der Fußhebel aus der Lagerachse bricht und wirkungslos
auf den Boden des Fahrerraumes fällt und keine weiteren
Verletzungen mehr hervorrufen soll.
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Allerdings
weist diese Erfindung den Nachteil auf, dass der nun nicht mehr
mit dem Fahrzeug verbundene Fußhebel durch den Innenraum
fliegen kann und dabei weitere Verletzungen anrichtet. Auch ist
die Wiederherstellung einer solchen Fußhebelwerkanordnung,
also einer solchen Pedalerie, gar nicht oder nur mit sehr großem
Aufwand möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Es
wird hier eine verbesserte gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung
vorgestellt, wobei die Verbesserung darin besteht, dass an der Verbindungseinrichtung
eine fernauslösbare Ablösevorrichtung zum Entkoppeln
der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung vom Kraftfahrzeugaktor
angebracht ist.
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Mit
einer solchen Vorrichtung werden die Betätigungsvorrichtungen,
wie etwa ein Fahrpedal, entkoppelt, sobald ein schwerer Unfall detektiert
wird. Diese Detektierung findet anhand von Airbag-Logiken statt,
damit auch nur bei schweren Aufprallen die Pedale entkoppelt werden.
Die Betätigungsvorrichtungen, wie die Pedale, verbiegen
sich dann nicht mehr und der Fahrer wird nicht mehr eingeklemmt. Es
wird somit deutlich leichter, den Fahrer aus dem Fahrzeug zu retten
und die benötigte Zeit bei der Rettung wird minimiert.
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Ferner
wird es unnötig, aufwändige Werkzeuge bei der
Rettung mit zu führen, wie etwa die bisher üblichen
großen Zangen der Rettungsdienste.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht
und nachfolgend näher erläutert.
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So
ist es von Vorteil, wenn die Verbindungseinrichtung als längliches
Zug- und/oder Druckmittel, vorzugsweise als Bowden-Zug ausgebildet
ist. Über solche Zug- und/oder Druckmittel lässt
sich die über die Betätigungsvorrichtung eingebrachte
Bewegung auf den Kraftfahrzeugaktor, wie etwa einen Bremskraftverstärker
einer Bremse, besonders einfach übertragen, wobei die Verluste
und Verzögerungen gering gehalten werden.
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Um
möglichst schnell eine Auslösung zu erzielen,
ist es von Vorteil, wenn die Ablösevorrichtung als fernzündbare
Explosionseinrichtung, wie eine mit einer Zündkapsel versehene
Befestigungs- oder Verschlusseinrichtung nach Art einer Schraube
ausgebildet ist, vorzugsweise als Explosionsschraube. Solche Explosionsschrauben
haben sich auch in kritischen Situationen, etwa im Kesselbau, bewährt.
Diese Explosionsschrauben weisen eine Zündkapsel auf, die
entweder über ein dort angreifendes Kabel elektrisch gezündet
wird oder über eine Funkverbindung gezündet wird.
Die Zündung der Zündkapsel wird an einem von der
Zündkapsel entfernten Ort initiiert. Dieser zündkapselferne
Ort ist bspw. eine Crash-Box im Frontbereich des Kraftfahrzeuges.
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Um
ein Ablassen von Flüssigkeit möglichst schnell
zu initiieren und somit die Betätigungsvorrichtung wirkungslos
zu gestalten, so dass kein Gegendruck bei Inkontaktbringen der Pedalerie
mit dem Fahrer im Crash-Fall resultiert, ist es von Vorteil, wenn
die Ablösevorrichtung in einem Aktivierungsflüssigkeit,
wie Hydrauliköl oder Bremsflüssigkeit, beherbergenden
Gehäuse des Aktors und dort eine Ablassöffnung
zum Ablassen der Flüssigkeit aus dem Gehäuse verschließend
angeordnet ist.
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Wenn
die Ablösevorrichtung als kraftschlüssiges Befestigungselement
zum Lösen der Verbindungseinrichtung von der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
oder von dem Kraftfahrzeugaktor ausgebildet ist, so wird die Verbindung
der Verbindungseinrichtung von entweder der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
oder von dem Kraftfahrzeugaktor gekappt, so dass auch keine Gefahr
mehr auf den Fahrer, selbst in einem Crash-Fall ausgeht.
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Um
die Wiederherstellung des Kraftfahrzeuges nach einem Crash wieder
zu erleichtern, obwohl wie gewollt, im Crash der Fahrer geschützt
wird, ist es von Vorteil, wenn die Ver bindungseinrichtung lose in
einer Hülse angeordnet ist, an beiden Seiten im unausgelösten
Zustand festgelegt ist, wobei die Festlegung an zumindest einer
Seite der Hülse über die Ablösevorrichtung
erfolgt. Dies bewirkt ein Verlängern der Verbindungseinrichtung
im Ablösefall, wodurch aufgrund der Verlängerung
der Verbindungseinrichtung, abhängig von der Verlängerung,
die Pedalerie wirkungslos wird und keine Kraft mehr überträgt.
Die Sicherheit des Fahrers würde dadurch erhöht.
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Um
in einem Kraftfahrzeug, das ohne mechanische Verbindungsvorrichtungen
zwischen der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung und dem
Kraftfahrzeugaktor auskommt, eine besonders einfache und effiziente
Schutzvorrichtung zu gewährleisten, ist es von Vorteil,
wenn die Verbindungsvorrichtung ein Kabel umfasst und die Ablösevorrichtung
als Elektromotor ausgebildet ist, der zwischen der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
und dem Kabel angeordnet ist.
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Besonders
sicher für den Fahrer ist ein Ausführungsbeispiel,
in dem der Elektromotor in einem Crash-Fall des Kraftfahrzeuges
in einen stromlosen Zustand versetzbar ist, da dann die Ablösevorrichtung
widerstandslos schaltbar ist und der Elektromotor lediglich als
ein keinen Widerstand bietendes Lager wirkt, um das das Pedal für
den Fahrer gefahrlos schwingt.
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Wenn
die Ablösevorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel
abhängig von einer Airbag-Auslösung entkoppelnd
auf die Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung einwirkt, so
wird es möglich im Crash-Fall, abhängig von der
Auslösung der Airbags, auch eine Gefahrlosschaltung der
Pedalerie vorzunehmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird auch mit Hilfe einer nachfolgend beschriebenen Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Frontbereiches eines Kraftfahrzeuges
mit einer x-by-wire-Verbindung zwischen einer Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
und einem Kraftfahrzeugaktor,
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2 eine
schematische Darstellung einer Verbindungseinrichtung in einem konventionellen,
d. h. das mit mechanischen Mitteln eine Verbindung zwischen der
Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung und dem Kraftfahrzeugaktor
hergestellt wird, in einer noch nicht ausgelösten Stellung,
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3 die
Vorrichtung aus 2 in einer ausgelösten
Stellung, ebenfalls in schematischer Ansicht und
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4 eine
Verfahrensschrittabfolge zum Entkoppeln der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
eine Verbindungsvorrichtung 1 zwischen einer Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung 2 und
einem Kraftfahrzeugaktor 3 in einem Kraftfahrzeug 4 schematisch
dargestellt.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung 2 zumindest
ein Pedal. Dabei ist dieses Pedal als Kupplungspedal, Bremspedal
oder Gaspedal ausgebildet.
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Der
Kraftfahrzeugaktor 3 ist dabei entweder als Bremse, Getriebe
oder Motor ausgebildet. Im Speziellen ist der Aktor ein Bremskraftverstärker
der Bremse, ein Stellelement des Motors oder ein Stellelement des
Getriebes.
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In 1 ist
eine Ablösevorrichtung 5 nicht dargestellt. Bezüglich
einer solchen schematischen Darstellung ist auf die 2 und 3 verwiesen. Dort
ist schematisch die Position der Ablösevorrichtung 5 angedeutet.
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Die
Ablösevorrichtung 5 ist im x-by-wire-Fall ein
als Elektromotor ausgebildeter Motor, welcher an einem Pedal angreift.
Der Motor ist in 1 mit dem Bezugszeichen 6 versehen.
Der in 1 dargestellte Ausführungsfall weist
als Verbindungsvorrichtung 1 eine Verbindungseinrichtung
auf, die als elektrisch leitendes Kabel ausgebildet ist. Das Kabel
verbindet dabei einen Bremskraftverstärker des Kraftfahrzeugaktors 3 mit
dem Bremspedal der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung 2.
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Wird
ein Crash detektiert, wird gleichzeitig der Motor 6 nicht
mehr mit Strom versorgt, was dazu führt, dass der Motor 6 dem
Pedal, welches mit ihm verbunden ist, keinen Widerstand mehr entgegen bringt.
In diesem Crash-Fall klappt dann das Pedal nach vorne vom Fahrer
weg, so es in Kontakt mit dem Fahrer gelangt. Die Fernauslösung
der Ablösevorrichtung, in dem in 1 dargestellten
Ausführungsfall, wird über eine Electronic Control
Unit (ECU), also einen Microcontroller oder ein Steuergerät
hervorgerufen, das über Airbag-Sensoren angesteuert wird.
Die Airbag-Sensoren sind dabei in einer sog. Crash-Box 7 im
vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet.
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Während 1 sich
mit einem x-by-wire-Fahrzeug beschäftigt, ist in den 2 und 3 der
Fall einer mechanischen Verbindungsvorrichtung 1 dargestellt,
wobei die Verbindungsvorrichtung 1 mit einem als Bowden-Zug
ausgebildeten Element die Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung 2 mit
dem Kraftfahrzeugaktor 3 verbindet.
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Die
als Zugmittel ausgebildete Verbindungseinrichtung der Verbindungsvorrichtung 1 läuft
dabei durch eine Hülse 8.
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Im
Inneren der Hülse 8 ist die Verbindungseinrichtung
lose, im dargestellten Ausführungsbeispiel in Schlaufen
liegend, angeordnet. Auf beiden Seiten der Hülse ist die
Verbindungseinrichtung über eine Befestigungsvorrichtung
mit der Hülse 8 festgelegt. Auf zumindest einer
Seite der Hülse 8 ist zum Festlegen der Verbindungseinrichtung
an der Hülse eine der Ablösevorrichtungen 5 angebracht,
die dabei als eine Explosionsschraube ausgeformt ist.
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Dabei
greift ein eine Zündung hervorrufendes Element an einer
Zündkapsel der Explosionsschraube an und zündet
die Zündkapsel, wenn ein entsprechendes Signal von der
ECU erfolgt, wodurch die Verbindungseinrichtung zumindest auf einer
Seite durch die Hülse 8 hindurchrutscht, wie in 3 dargestellt.
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Wie
aus 4 ersichtlich, findet in einem ersten Schritt 9 bei
einem Unfall ein Registrieren eines Crashs statt, was in einem zweiten
Schritt 10 zu einem Zünden der Airbags aufgrund
eines Signals der ECU führt.
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Die
ECU ruft dann noch einen dritten Schritt 11, nämlich
das Entkoppeln der Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtungen,
etwa der Fahrpedale, hervor.
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Die
Zeitabstände zwischen den Schritten 9 bis 11 sind
sehr gering und im Mikrosekundenbereich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0005]