-
Die
Erfindung betrifft ein Fußhebelwerk an einem Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Fußhebelwerke
an Kraftfahrzeugen mit zumindest einem in einem Lagerbock schwenkgelagerten
Pedalhebel sind überwiegend an der vorderen Stirnwand bzw.
Spritzwand der Fahrgastzelle abgestützt. Aus der Praxis
ist es bekannt, dass im Falle eines etwaigen Frontalcrashes eine
Verschiebung des Pedalhebels samt Pedalplatte in den Innenraum der Fahrgastzelle
hinein zu verzeichnen ist. Dieser Umstand kann zu schweren Beinverletzungen
des Fahrers führen. Um der besagten für den Fahrer
nachteiligen Verlagerung des Pedals im Crashfall zu begegnen und
damit das Verletzungsrisiko für denselben zu minimieren,
sind die verschiedensten Lösungsvorschläge bekannt.
-
So
ist aus der
EP 0 965
506 B1 eine Vorrichtung zur Montage eines Pedals, insbesondere
eines Bremspedals eines Kraftfahrzeugs, welche einen Träger
umfasst, an welchem das Pedal über ein Hauptachse montiert
ist, bekannt. Die Vorrichtung umfasst hierbei Abschneidemittel,
welche mit einem festen Teil des Fahrzeugs verbunden sind und welche
es erlauben, radial die Hauptachse im Falle einer Verschiebung des
Trägers im Verhältnis zum festen Teil auf eine
Weise abzuschneiden, um das Pedal von Träger freizugeben.
Die
EP 0 659 615 B1 beschreibt
des Weiteren ein Pedalwerk für ein Fahrzeug, das eine Pedalstrebe
mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Strebenschenkeln aufweist, zwischen
denen ein Pedal schwenkbar gelagert ist, wobei eine Pedalachse mit
ihren beiden Enden in zur Pedalachse hin offene Achslager eingesetzt
und die Pedalstrebe im Bereich ihrer beiden Enden mit Aufnahmen
zum Befestigen des Pedalwerks zwischen stationären Bauteilen
des Fahrzeugs versehen ist. Jeder Strebenschenkel weist einen Umformbereich auf,
wobei die mit dem Strebenschenkeln verbundenen Achslager bei Überschreiten
einer Kraft, die über mindestens eines der stationären
Bauteile in die Pedalstrebe eingeleitet wird, außer Eingriff
mit der Pedalachse gelangen. Indem das Pedal außer Eingriff gelangt,
ist sichergestellt dass im Kollisionsfall eine Verletzungsgefahr
des Fahrers weitestgehend ausgeschlossen ist. Schließlich
ist aus der
EP 1 309
470 B1 eine Pedallagerung für Kraftfahrzeuge mit
einer in Achsrichtung beabstandete Teilachsen aufweisenden Pedalachse
und einem Lagerbock, in denen die Pedalachse umschlossen gelagert
ist, bekannt, wobei der Lagerbock an einem crashverformbaren Karosserieteil,
insbesondere einer vorderen Spritzwand, befestigt ist und ein mit
einem crashstabilen Karosserieteil, insbesondere einem Querträger,
verbundener Bügel mit Teilen der Pedallagerung in Eingriff
steht. Die Teilachsen sind mit parallelen, an Seitenwänden
des Lagerbocks außen anliegenden Schenkeln einer Klammer
verbunden, wodurch auf die Teilachsen in Achsrichtung Federkräfte
einwirken. Die Teilachsen der Pedalachse sind für den Fall, dass
das Karosserieteil, an denen der Lagerbock befestigt ist, in den
Fußraum hinein verformt wird, aus ihrer Lagerung im Lagerbock
lösbar, indem V-förmig abgebogene Abschnitte der
Klammer an Stirnflächen der parallel verlaufenden Endabschnitte
des an einem crashstabilen Karosserieteil befestigten Bügels anliegen
und die parallelen Schenkel der Klammer bei einer Vorwärtsbewegung
auseinander gespreizt werden, so dass sich die Teilachsen aus der
Lagerung im Lagerbock lösen und das Pedal losgelöst
auf den Boden des Fußraums fallen kann. Aufgrund der Tatsache,
dass der Angriffspunkt des Bügels an den V-förmigen
Abschnitten der Klammer einen relativ großen Abstand zur
Lagerachse aufweist, sind nachteilige Klemmeffekte, die ein ordnungsgemäßes
Lösen des Pedals während des axialen Verschiebens der
Teilachsen behindern können, nicht auszuschließen.
Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein weiter verbessertes Fußhebelwerk
an einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welches im Falle eines Crashereignisses, einhergehend
mit einer Intrusion des Lagerbockes samt Pedalhebel in die Fahrgastzelle
hinein, ein sicheres Lösen des Pedalhebels aus seiner Lagerung am
Lagerbock gestattet, wodurch eine Verletzungsgefahr des Fahrers
vermieden, zumindest jedoch maßgeblich gemindert ist.
-
Ausgehend
von einem Fußhebelwerk an Kraftfahrzeugen, mit einem Lagerbock,
welcher nach vorn an einem weitestgehend starren, jedoch im Crashfall
intrudierbaren Karosseriebauteil, wie einer Stirnwand der Fahrgastzelle
des Kraftfahrzeugs abgestützt und/oder befestigt ist, wobei
in gegenüberliegend angeordneten Seitenwangen des Lagerbocks
zumindest ein Pedalhebel schwenkgelagert ist, der seinerseits über
ein Betätigungsglied mit einem zu betätigenden
Aggregat wirkverbunden ist, wobei zur Lagerung des Pedalhebels zwei
koaxial zueinander angeordnete und sich einenends in einer Seitenwange
des Lagerbocks radial und axial abstützende und anderenends
den Pedalhebel tragende Lagerachsen vorgesehen sind, die ihrerseits
die zugeordnete Seitenwange des Lagerbocks durchdringen und sich
von außen mittels eines Stirnflansches an der Seitenwange
axial abstützen, und wobei besagten Lagerachsen je ein
Mittel zum axialen Verschieben derselben nach außen derart
zugeordnet ist, dass im Crashfall, einhergehend mit einer Intrusion
des Lagerbockes samt Pedalhebel in die Fahrgastzelle hinein der
Pedalhebel definiert aus seiner Lagerung auf den beiden Lagerachsen
lösbar ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst,
dass das Mittel zum axialen Verschieben der beiden Lagerachsen durch
ein rampenförmiges Verschiebeelement gebildet ist, welches
im besagten Crashfall derart radial nahe der zugeordneten Lagerachse
zwischen die Seitenwange und den Stirnflansch der Lagerachse, dieselbe
axial nach außen verschiebend und den Pedalhebel freigebend,
einrückbar ist. Auf diese Weise werden nachteilige Hebel-
und Klemmwirkungen auf die Lagerachsen während der Verschiebebewegung
derselben vermieden.
-
Durch
diese einfache und kostengünstige Maßnahme ist
ein sicheres Lösen des Pedalhebels aus seiner Lagerung
am Lagerbock gestattet, da nachteilige Hebel- und Klemmwirkungen,
wie sie nach dem Stand der Technik gemäß der
EP 1 309 470 B1 nicht
auszuschließen sind, vermieden sind.
-
Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Danach
können die zueinander korrespondierenden Lagerflächen
der Lagerachsen und der Seitenwangen des Lagerbocks vorteilhaft
derart konisch geformt sein, dass zum einen ein radiales Spiel vermieden,
zumindest jedoch stark gemindert, und zum anderen ein einfaches
axiales Verschieben der Lagerachsen im Crashfall und Lösen
des Pedalhebels aus seiner Lagerung auf den Lagerachsen gestattet
ist. Weiter vorteilhaft kann das rampenförmige Verschiebeelement
Bestandteil eines Halters sein, der seinerseits schwenk- oder linear
verschiebbar am Lagerbock befestigt und über eine Strebe
an einem weitestgehend starren und crashfesten Karosseriebauteil,
wie einem Modulträger o. ä., abgestützt ist.
Zweckmäßigerweise umfasst der Halter beide den
Lagerachsen zugeordnete Verschiebeelemente. Des Weiteren wird es
als vorteilhaft erachtet, wenn der Halter und die Verschiebeelemente
einstückig ausgebildet sind. Die Anbindung der Strebe am
Halter und/oder am weitestgehend starren und crashfesten Karosseriebauteil
kann zum Ausgleich von etwaigen Toleranzen über in Grenzen
elastische Elemente bewerkstelligt sein. Ferner kann die Strebe
lösbar am Halter befestigt sein und zwar derart lösbar,
dass sich die Strebe im Crashfall nach Erreichen einer bestimmten
Schwenk- oder Linearbewegung selbsttätig vom Halter löst.
Wie die Erfinder weiter vorsieht, kann den Lagerachsen je ein Fixierelement
zugeordnet sein, welches die Lagerachsen bestimmungsgemäß an
der Seitenwange des Lagerbocks durch axialen Druck auf deren Stirnflansch
axial fixiert, jedoch im Crashfall ein axiales Verschieben der Lagerachsen
in entgegengesetzter Richtung gestattet. Insofern bietet es sich
an, dass das Fixierelement durch ein federelastisches Element gebildet
ist. Das besagte Fixierelement kann dabei fest mit dem Verschiebeelement verbunden,
beispielsweise auch einstückig mit demselben ausgebildet,
und im Crashfall durch die Schwenk- oder Linearbewegung desselben
aus seiner Fixierstellung ausrückbar sein. Ebenso kann
es sich auch angezeigt sein, das Fixierelement als separates Bauteil
in Form eines federelastischen Elementes am Lagerbock zu befestigen.
In Fortbildung der Erfindung kann den Lagerachsen auch zumindest ein,
im Crashfall die axiale Verschiebebewegung derselben unterstützendes
Federelement zugeordnet sein. Neben Bremspedalen, können
auch Kupplungs- und/oder Gaspedale erfindungsgemäß vom Lagerbock
lösbar ausgebildet sein.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Fußhebelwerks unmittelbar vor einem Crashereignis (Frontalcrash)
zu einem Zeitpunkt „t0”,
-
2 die
Seitenansicht des Fußhebelwerks nach 1,
-
3 das
Fußhebelwerk nach 1 bzw. 2 unter
Beaufschlagung einer crashbedingten Kraft „F” infolge
eines Crashereignisses (Frontalcrash) zu einem Zeitpunkt „t1”,
-
4 das
Fußhebelwerk unter Beeinflussung besagter Kraft „F” zu
einem fortgeschrittenen Zeitpunkt „t2”,
-
5 das
Fußhebelwerk unter Beeinflussung besagter Kraft „F” zu
einem weiter fortgeschrittenen Zeitpunkt „t3”,
und
-
6 das
Fußhebelwerk zum Zeitpunkt „t3” teilweise
geschnitten entlang der Schnittlinie I-I nach 5.
-
Das
allgemein mit 1 bezeichnete Fußhebelwerk weist
gemäß den 1 und 2 einen
Lagerbock 2 auf, welcher in Fahrtrichtung gemäß dem Fahrtrichtungspfeil 3 gesehen
nach vorn an einem weitestgehend starren, jedoch im Crashfall intrudierbaren
Karosseriebauteil, wie einer hier nicht näher gezeigten
Stirnwand der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs abgestützt
und/oder befestigt ist. Vorliegend ist besagter Lagerbock 2 als
Gussbauteil ausgebildet und verfügt insoweit über
mehrere Durchgangsbohrungen 4, die von nicht näher
gezeigten Befestigungsschrauben zur Befestigung des Lagerbockes 2 am
Karosseriebauteil durchdrungen sind.
-
Ferner
verfügt der Lagerbock 2 über zwei gegenüberliegend
angeordnete Seitenwangen 5, 6, zwischen denen
ein Pedalhebel 7, vorliegend ein Pedalhebel 7 eines
Bremspedals, schwenkgelagert ist, der seinerseits über
ein nicht näher dargestelltes Betätigungsglied
in Form einer Druckstange mit einem zu betätigenden Aggregat,
nämlich einem Bremskraftverstärker, wirkverbunden
ist.
-
Zur
Lagerung besagten Pedalhebels 7 sind zwei koaxial zueinander
angeordnete und sich einenends in einer Seitenwange 5, 6 des
Lagerbocks 2 radial und axial abstützende und
anderenends den Pedalhebel 7 tragende Lagerachsen 8, 9 vorgesehen,
die ihrerseits vorliegend von einer rohrförmigen Lagerbuchse 7a des
Pedalhebels 7 aufgenommen sind.
-
Die
Lagerachsen 8, 9 durchdringen dabei die jeweils
zugehörige Seitenwange 5, 6 und stützen
sich von außen mittels eines Stirnflansches 10, 11 an
der Seitenwange 5, 6 axial ab.
-
Den
Lagerachsen 8, 9 ist ferner je ein Mittel zum
axialen Verschieben derselben nach außen derart zugeordnet,
dass im Crashfall, einhergehend mit einer Intrusion des Lagerbockes 2 samt
Pedalhebel 7 in die Fahrgastzelle hinein, der Pedalhebel 7 definiert aus
seiner Lagerung auf den beiden Lagerachsen 8, 9 lösbar
ist.
-
Vorliegend
ist das Mittel zum axialen Verschieben der beider Lagerachsen 8, 9 durch
je ein rampenförmiges Verschiebeelement 12, 13 gebildet, welches
im besagten Crashfall zur Vermeidung von nachteiligen Hebel- und
Klemmwirkungen radial nahe der zugeordneten Lagerachse 8, 9 zwischen die
Seitenwange 5, 6 und den benachbarten Stirnflansch 10, 11 der
jeweiligen Lagerachse 8, 9 einrückbar
ist, wodurch die Lagerachsen 8, 9 sicher nach
außen verschoben werden und den Pedalhebel 7 freigeben
(vgl. 6).
-
Um
diesen Effekt der sicheren und auch leichten axialen Verschiebbarkeit
der Lagerachsen 8, 9 noch vorteilhaft zu unterstützen,
sind die zueinander korrespondierenden Lagerflächen 8a, 9a; 5a, 6a der
Lagerachsen 8, 9 und der Seitenwangen 5, 6 des Lagerbocks 2 konisch
geformt, wodurch ferner auch ein radiales Spiel zwischen den Bauteilen
vermieden, zumindest jedoch gemindert ist.
-
Beide
Verschiebeelemente 12, 13 sind Bestandteil eines
Halters 14 in Form eines die Seitenwangen 5, 6 übergreifenden
Bügels und einstückig mit demselben ausgebildet.
Der Halter 14 ist seinerseits mittels Lagerungen 15, 16 schwenkbar
am Lagerbock 2 befestigt und über eine Strebe 17 an
einem weitestgehend starren und crashfesten Karosseriebauteil, wie
einem nicht näher gezeigten Modulträger o. ä.,
abgestützt.
-
Demgegenüber
kann es jedoch auch angezeigt sein, und ist demgemäß durch
die Erfindung mit erfasst, dass die Verschiebeelemente 12, 13 als
separate Bauteile ausgebildet und mit dem Halter 14 festverbunden
sind und/oder jedem Verschiebeelement 12, 13 je
ein am weitestgehend starren und crashfesten Karosseriebauteil abgestützter
Halter 14 zugeordnet ist (nicht näher dargestellt).
-
Die
Anbindung der Strebe 17 am Halter 14 und/oder
am weitestgehend starren und crashfesten Karosseriebauteil ist vorteilhaft über
in Grenzen elastische Elemente 18, 19 bewerkstelligt,
wodurch ein Ausgleich von etwaigen Toleranzen während der Montage
des Fußhebelwerkes 1 gestattet ist.
-
Wie
insbesondere aus 5 sehr gut zu entnehmen ist,
ist die Strebe 17 derart lösbar zumindest am Halter 14 befestigt,
dass sich dieselbe im Crashfall nach Erreichen einer bestimmten
Schwenkbewegung selbsttätig vom Halter 14 löst.
Im Hinblick darauf ist eine Strebenlagerung 20 am Halter 14 mit
einer radialen Öffnung 21 vorgesehen, die ihrerseits
in einer bestimmten Schwenkstellung den Lagerbolzen 22 der
Strebe 17 samt dem oben erwähnten elastischen
Element 18 freigibt.
-
Zweckmäßigerweise
ist den Lagerachsen 8, 9 ferner je ein Fixierelement 23, 24 zugeordnet,
welche die Lagerachsen 8, 9 bestimmungsgemäß an
der Seitenwange 5, 6 des Lagerbocks 2 durch
axialen Druck auf deren Stirnflansch 10, 11 axial
fixieren, jedoch im Crashfall ein axiales Verschieben der Lagerachsen 8, 9 in
entgegengesetzter Richtung gestatten, indem die Fixierelemente 23, 24 fest
mit dem Halter 14 und dem jeweiligen Verschiebeelement 12, 13 verbunden,
vorliegend einstückig mit denselben ausgebildet sind und
im Crashfall durch die Schwenkbewegung des Halters 14 aus
ihrer Fixierstellung ausgerückt werden.
-
Vorteilhaft
sind die Fixierelemente 23, 24 durch je ein federelastisches
Element gebildet, wodurch eine weitestgehend konstante Anpresskraft
auf die Lagerachsen 8, 9 respektive auf deren
Stirnflansch 10, 11 gewährleistet ist.
-
Denkbar
ist es jedoch auch, die Fixierelemente 23, 24 in
Form federelastischer Elemente als separate Anbauteile am Lagerbock 2 zu
befestigen (nicht näher dargestellt).
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand Ihrer Funktion weiter beschrieben: Gesetzt
den Fall, es ist ausgehend von einem Normalzustand des Fußhebelwerks 1 zu
einem Zeitpunkt „t0”,
wie er in den 1 und 2 gezeigt
ist, ein Crashereignis, insbesondere ein Frontalcrash, zu verzeichnen,
so wird der Lagerbock 2 des Fußhebelwerkes 1 aufgrund
der auf die Stirnwand der Fahrgastzelle einwirkenden Kraft „F” entgegen
dem Fahrtrichtungspfeil 3 in die Fahrgastzelle hinein verlagert.
-
Infolge
der Abstützung des drehbar am Lagerbock 2 gelagerten
Halters 14 an dem nicht näher gezeigten weitestgehende
starren und crashfesten Karosseriebauteil erfährt der Halter 14 zu
einem Zeitpunkt „t1” eine
Schwenkbewegung, die ihrerseits eine Bewegung der Verschiebeelemente 12, 13 zwischen den
Stirnflansch 10, 11 der jeweiligen Lagerachse 8, 9 und
der benachbarten Seitenwange 5, 6 bewirkt (3).
-
Unmittelbar
vorher oder gleichzeitig werden die Fixierelemente 23, 24 aus
ihrer Fixierstellung heraus bewegt, wodurch die Lagerachsen 8, 9 gemäß 4 zu
einem Zeitpunkt „t2” axial
nach außen verschoben werden können.
-
Wie
in den 5 und 6 gezeigt, sind die Lagerachsen 8, 9 zu
einem Zeitpunkt „t3” nunmehr derart
weit axial nach außen verschoben, dass sich der Pedalhebel 7 aus
seiner Lagerung respektive von den Lagerachsen 8, 9 lösen
und nach unten fallen kann.
-
Ist
eine bestimmte Schwenkstellung des Halters 14 erreicht,
löst sich die am Halter 14 befestigte Strebe 17 aus
der Strebenlagerung 20 des Halters 14, indem die
radiale Öffnung 21 den Lagerbolzen 22 der
Strebe 17 samt dem elastischen Element 18 freigibt,
wodurch vorteilhaft verhindert wird, dass zu hohe Kräfte
das abstützende Karosseriebauteil eingeleitete werden,
wenn beispielsweise das System „auf Block” fährt.
-
Um
die axiale Verschiebebewegung der Lagerachsen 8, 9 noch
weiter zu unterstützen, kann denselben zumindest ein Federelement
zugeordnet sein, welches beispielsweise zwischen den Seitenwangen 4, 5 des
Lagerbocks 2 angeordnet ist und sich beidenends an den
innenliegenden Stirnkanten der Lagerachsen 8, 9 abstützt,
ohne ein Lösen des Pedalhebels 7 aus seiner Lagerung
zu behindern. So kann besagtes Federelement, beispielsweise in Form
einer Schrauben-Druckfeder, innerhalb der Lagerbuchse 7a des
Pedalhebels 7 geführt sein (nicht näher
dargestellt).
-
Vorstehendes
Ausführungsbeispiel stellt auf einen Halter 14 ab,
der seinerseits eine Schwenkbewegung vollführt, um die
Verschiebeelemente 12, 13 in ihre bestimmungsgemäße
Wirkstellung zu überführen.
-
Demgegenüber
kann es jedoch auch angezeigt sein und ist durch die Erfindung mit
erfasst, die Verschiebeelemente 12, 13 durch eine
weitestgehend lineare Verschiebebewegung in ihre oben beschriebene
Wirkposition zwischen den Stirnflansch 10, 11 der
Lagerachse 8, 9 und der benachbarten Seitenwange 5, 6 zu überführen
(nicht näher dargestellt).
-
Ferner
beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf Fußhebelwerke 1 mit
einem Pedalhebel 7 eines Bremspedals, sondern erfasst auch
Pedalhebel 7 von Kupplungs- oder Gaspedalen, welche im
Crashfall vom Lagerbock 2 lösbar gestaltet sein
sollen.
-
- 1
- Fußhebelwerk
- 2
- Lagerbock
- 3
- Fahrtrichtungspfeil
- 4
- Durchgangsbohrung
- 5
- Seitenwange
- 5a
- Lagerfläche
(Seitenwange 5)
- 6
- Seitenwange
- 6a
- Lagerfläche
(Seitenwange 6)
- 7
- Pedalhebel
- 7a
- Lagerbuchse
(Pedalhebel 7)
- 8
- Lagerachse
- 8a
- Lagerfläche
(Lagerachse 8)
- 9
- Lagerachse
- 9a
- Lagerfläche
(Lagerachse 9)
- 10
- Stirnflansch
- 11
- Stirnflansch
- 12
- Verschiebeelement
- 13
- Verschiebeelement
- 14
- Halter
- 15
- Lagerung
(Halter 14)
- 16
- Lagerung
(Halter 14)
- 17
- Strebe
- 18
- elastisches
Element
- 19
- elastisches
Element
- 20
- Strebenlagerung
- 21
- Öffnung
(Strebenlagerung 20)
- 22
- Lagerbolzen
(Strebe 17)
- 23
- Fixierelement
- 24
- Fixierelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0965506
B1 [0003]
- - EP 0659615 B1 [0003]
- - EP 1309470 B1 [0003, 0006]