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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Fußpedals an der Karosserie eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Fußpedale an Fahrzeugen insbesondere Kraftfahrzeugen, sind fahrgastzellenseitig überwiegend an der vorderen Stirnwand bzw. Spritzwand oder auf der Bodenplatte der Karosserie des Fahrzeugs abgestützt. Aus der Praxis ist es bekannt, dass im Falle eines Frontalcrashes eine Verschiebung des Fußraumes und damit des Fußpedals in den Innenraum der Fahrgastzelle hinein zu verzeichnen ist. Dieser Umstand kann zu schweren Verletzungen insbesondere im Beinbereich des Fahrers führen. Eine biomechanische Größe bei dem einschlägig bekannten Euro NCAP-Crashtest ist der sogenannte TIBIA-Index. Dieser wird während eines simulierten Crashes über zwei Messstellen ermittelt und beinhaltet Momente um die X- und Y-Achse sowie eine Kraft „Fz“ in Längsrichtung des Beines bzw. dessen Schienbeinknochens des Fahrers. Der TIBIA-Index und insbesondere auch die Kraft „Fz“ werden im Falle eines Crashereignisses, insbesondere Frontalcrashes, in großem Maße durch das Eindringen des Fußraumes und demgemäß des Fußpedales in den Innenraum der Fahrgastzelle und/oder durch das Beharrungsvermögen des Beines des Fahrers durch abrupte negative Beschleunigung des Fahrzeugs, d. h., indem der Fuß des Fahrers, der seinerseits beispielsweise auf der Pedalplatte eines Gaspedals ruht, schlagartig nach vorne, d. h., in Richtung der Spritzwand der Kraftfahrzeugkarosserie beschleunigt wird und somit eine Vollgas-Bewegung ausführt, induziert. Um das Verletzungsrisiko für den Fahrer zu minimieren, sind die verschiedensten Lösungsvorschläge bekannt.
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So ist aus der
DE 199 11 831 B4 ein sogenanntes hängendes Fußpedal mit einem an einem Aufbau einer Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar angelenkten Pedalhebel bekannt, der seinerseits eine Pedalplatte als Trittplatte aufweist, wobei zwischen der Pedalplatte und einem Anschlag oder einer Stirnwand des Kraftfahrzeugs ein bei normale Betätigungskräfte deutlich übersteigender Belastung nachgiebiges Element eingeschaltet ist, welches im Crashfall, Verletzungen vermindern soll.
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Neben Fußpedalen mit hängendem Pedalhebel und daran endseitig angeordneter Pedalplatte sind auch Fußpedale bekannt, die eine Pedalplatte als Trittplatte aufweisen, welche ihrerseits direkt an einem an der Kraftfahrzeugkarosserie festgelegten Sockelelement schwenkbar angelenkt ist (
DE 102 60 521 A1 ;
DE 10 2004 023 816 A1 ;
DE 10 2005 054 762 A1 ;
DE 10 2008 046 652 A1 ). Hier handelt es sich um eine sogenannte stehende Pedalplattenanordnung mit direkter Karosserieanbindung und ortsfestem Drehpunkt der Pedalplatte. Ein Pedalhebel ist durch eine derartige Ausbildung des Fußpedals somit vermieden. Das Sockelelement kann dabei mittels an der Kraftfahrzeugkarosserie fest angeordneter Rastbolzen, die ihrerseits von mit dem Sockelelement fest verbundenen Rastaufnahmen form- und/oder kraftschlüssig aufgenommen sind, an der Kraftfahrzeugkarosserie gelagert bzw. festgelegt sein. Die
DE 102 60 521 A1 offenbart insoweit buchsenförmige Rastaufnahmen mit in denselben angeformter Raste, welche im Zusammenbauzustand unter eine Hinterschneidung am jeweiligen Rastbolzen greift. Zwischen einer Stirnseite der buchsenförmigen Rastaufnahme und einer den Rastbolzen tragenden Fahrzeugwand kann ein elastisches Glied eingegliedert werden, das die Raste gegen die Hinterschneidung drückt, um ein etwaiges axiales Rastspiel auszugleichen.
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Um auch für derartige Fußpedale die oben beschriebenen nachteiligen Folgen im Crashfall zu vermeiden, zumindest jedoch zu mindern, wird beispielsweise mit der
DE 10 2005 054 762 A1 vorgeschlagen, zwischen der Pedalplatte und einem Gegenelement, vorliegend einem Wandbereich des Sockelelementes, hier als Lagergehäuse bezeichnet, ein energieabsorbierendes Element vorzusehen. Ferner wird mit der
DE 10 2008 046 652 A1 vorgeschlagen, auf der als Trittplatte ausgebildeten Pedalplatte selbst ein energieabsorbierendes Element respektive ein Dämpfungselement anzuordnen, auf welchem sich der Fuß des Fahrers abstützt. Sicherlich ist diesen Maßnahmen zur Vermeidung oder Minderung von Verletzungen des Fahrers im Bereich des das Fußpedal betätigenden Beines desselben im Crashfall schon ein bestimmter Erfolg beschieden. Ungeachtet dessen wird hier noch Verbesserungspotential gesehen.
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Aus der
US 27 85 453 A ist eine trennbare Befestigungstruktur für beispielsweise ein Regal oder einen Fensterflügel bekannt, welche eine Hülse aus einem elastomeren Kunststoffmaterial sowie ein Befestigungselement umfasst. Das Befestigungselement weist einen kugelförmigen Kopf auf, an dem sich ein Schraubenschaft anschließt. Mittels des Schraubenschaftes ist das Befestigungselement an einem dasselbe tragenden Teil befestigt. Mittels des kugelförmigen Kopfes ist das Befestigungselement in der Hülse aus elastomerem Kunststoffmaterial durch zumindest Reibschluss lösbar befestigbar.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, an Fußpedalen, die zumindest eine Pedalplatte als Trittplatte aufweisen, welche ihrerseits direkt an einem an der Kraftfahrzeugkarosserie festgelegten Sockelelement schwenkbar angelenkt sind, eine weitere Möglichkeit aufzuzeigen, um im Falle eines Crashereignisses, insbesondere eines Frontalcrashes, Verletzungen des Fahrers durch Verringerung der Kraft „Fz“ in Längsrichtung des Unterschenkels respektive Schienbeinknochens desselben bzw. durch Verbesserung des Tibia-Index zu vermeiden, zumindest jedoch maßgeblich zu mindern.
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In Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung einen Weg, der sich vom vorstehend gewürdigten Stand der Technik dahingehend unterscheidet, dass sie im Wesentlichen an der Lagerung des Sockelelementes an der Karosserie des Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs ansetzt.
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Ausgehend von einer Anordnung zur Befestigung eines Fußpedals an der Karosserie eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wobei besagtes Fußpedal durch zumindest eine Pedalplatte als Trittplatte und ein an der Karosserie befestigtes Sockelelement, an dem besagte Pedalplatte schwenkbar angelenkt ist, gebildet ist, wobei das Sockelelement mittels eines oder mehrerer, eine Relativbewegung zwischen Karosserie und Sockelelement gestattender elastischer Stützlager an der Karosserie abgestützt und befestigt ist, und wobei das elastische Stützlager einen an der Karosserie festgelegten Rastbolzen aufweist, der seinerseits von einer am Sockelelement festgelegten Rastaufnahme formschlüssig aufgenommen ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rastaufnahme als Elastomerblock mit einer Aufnahmebohrung ausgebildet und am Sockelelement form-, kraft- und/oder stoffschlüssig gehaltert ist, indem die Rastaufnahme entweder lediglich abschnittsweise in einem Halterungsmittel eingefügt ist und darüber hinaus zur Karosserie hin frei übersteht, oder ohne jegliche seitliche oder umfängliche Führung lediglich mit einer Stirnseite am Sockelelement festgelegt ist, und dass die Elastizität der aus einem Elastomer bestehenden Rastaufnahme derart gewählt oder eingestellt ist, dass bei einer eine bestimmte auf das Sockelelement samt Pedalplatte wirkende Kraft übersteigenden Kraft, insbesondere aufgrund eines Crashereignisses, wie eines Frontalcrashes, infolge Abstützung eines Beines eines Fahrers des Fahrzeugs auf der Pedalplatte, eine energieverzehrende Relativbewegung nach Art einer Abscherbewegung zwischen Karosserie und Sockelelement samt Pedalplatte gestattet ist.
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Durch diese einfach und kostengünstig zu bewerkstelligende Maßnahme ist im Falle einer auf die das Sockelelement tragende Karosserie des Fahrzeugs einwirkenden Kraft insbesondere infolge eines Frontalcrashes, die ihrerseits herkömmlich eine für den Fahrer nachteilige Intrusion des Sockelelementes samt Pedalplatte in die Fahrgastzelle hinein und/oder eine nachteilige Beschleunigung des Fußes bzw. Beines im Sinne einer Vollgasbewegung oder Vollbremsung nach vorn gegen die Pedalplatte bewirken würde, zumindest in Grenzen eine Entkoppelung besagten Sockelelementes samt Pedalplatte von der Karosserie derart bewirkt, dass die von außen einwirkenden Anstoßkräfte nicht voll umfänglich in den Unterschenkel bzw. das Schienbein des Fahrers eingeleitet werden. Die eingangs erwähnte Kraft „Fz“ in Längsrichtung des Beines bzw. des Schienbeinknochens des Fahrers kann hierdurch maßgeblich gemindert werden.
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Des Weiteren ist im Normalbetrieb des Fahrzeugs vorteilhaft eine Schwingungsabkoppelung des Fußpedals von der Karosserie bewirkt.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann zusätzlich die Elastizität der aus einem Elastomer bestehenden Rastaufnahme derart gewählt oder eingestellt sein, dass bei einer bestimmten weiter erhöhten Kraft sich der Rastverbund zwischen dem Rastbolzen und der Rastaufnahme löst, wodurch vermieden ist, dass über das Fußpedal noch weiter erhöhte Kräfte in das betreffende Bein des Fahrers übertragen werden.
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Wie die Erfindung noch vorsieht, ist der Rastbolzen vorzugsweise starr ausgebildet und kann an seinem freien Ende einen konisch ausgebildeten Bolzenkopf aufweisen, an dem sich eine Nut anschließt, in welche während der Montage des Sockelelementes an der Karosserie zumindest ein innerhalb der Aufnahmebohrung der Rastaufnahme ausgebildeter Rastvorsprung derselben formschlüssig eindringt. Hierdurch sind eine einfache Montage und ein sicherer Halt des Sockelelementes an der Karosserie gewährleistet.
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Vorteilhaft kann der Rastbolzen als einfacher und kostengünstig herzustellender, einenends mit der Karosserie verbindbarer oder verbundener Schweiß- oder Schraubbolzen ausgebildet sein, der anderenends mit der Rastaufnahme formschlüssig verbunden oder verbindbar ist.
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Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Rastaufnahme im montierten Zustand des Sockelelementes auf der Karosserie und/oder auf einem Bund des Rastbolzens aufliegt oder sich an diesen abstützt, wodurch eine sichere Fixierung des Sockelelementes an der Karosserie bewirkt ist.
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Ein besonders fester Halt des Sockelelementes an der Karosserie ist bewirkt, wenn die Rastaufnahme im montierten Zustand des Sockelelementes auf der Karosserie und/oder auf dem Bund des Rastbolzens unter Vorspannung aufliegt oder sich an diesen abstützt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Fußpedals der gattungsgemäßen Art von schräg unten mit Bestandteilen der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, und
- 2 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung des Fußpedals nach 1.
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1 zeigt zunächst ein Fußpedal 1 in einer Einzeldarstellung, vorliegend ein Gaspedal eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, welches jedoch auch ein Brems- oder Kupplungspedal sein kann.
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Besagtes Fußpedal 1 ist im Wesentlichen durch zumindest eine Pedalplatte 2 als Trittplatte und durch ein an der Karosserie 3 des Fahrzeugs, vorliegend an der Bodenplatte 3a derselben, die ihrerseits in einen Mitteltunnelabschnitt 3b übergeht, befestigtes Sockelelement 4 gebildet (vgl. 2). Die Pedalplatte 3 ist nach Art eines einarmigen Hebels ausgebildet und über zumindest ein Scharnier 5 am Sockelelement 4 schwenkbar angelenkt.
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Über ein an sich bekanntes und demgemäß hier nicht näher dargestelltes Betätigungselement ist die Pedalplatte 3 in Abhängigkeit von der Art des Fußpedals 1 mit einer nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten, den Betriebszustand des Fahrzeugs beeinflussenden Vorrichtung, demgemäß mit einer Vergaser- oder Einspritzvorrichtung, einer Kupplungsvorrichtung oder einer Bremsvorrichtung wirkverbunden.
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Pedalplatte 2 und Sockelelement 4 sind vorliegend als einfach und kostengünstig herzustellende Gussbauteile aus Metall oder Kunststoff gefertigt.
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Zur Befestigung des Fußpedals 1 respektive dessen Sockelelementes 4 an der Karosserie 3 des Fahrzeugs, vorliegend an deren Bodenplatte 3a derselben, sind elastische Stützlager 6, vorliegend drei elastische Stützlager 6 vorgesehen.
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Die elastischen Stützlager 6 sind jeweils durch einen an der Karosserie 3 bzw. der Bodenplatte 3a festgelegten und weitestgehend starren, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff ausgebildeten Rastbolzen 7 gebildet, der seinerseits von einer am Sockelelement 4 festgelegten und aus einem Elastomer bestehenden Rastaufnahme 8 mit Aufnahmebohrung 8a formschlüssig aufgenommen ist.
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Als Rastbolzen 7 bietet sich, wie vorliegend gezeigt, ein an sich bekannter Schweißbolzen oder auch ein hier nicht näher dargestellter, jedoch an sich bekannter Schraubbolzen an, wobei der Schweiß- oder Schraubbolzen demgemäß einenends an der Karosserie 3 bzw. der Bodenplatte 3a derselben stoff- oder kraftschlüssig befestigt und anderenends formschlüssig von besagter Rastaufnahme 8 aufgenommen ist (vgl. insbesondere 2).
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Bevorzugt ist die Rastaufnahme 8 als ein Elastomerblock mit besagter Aufnahmebohrung 8a ausgebildet, welcher am Sockelelement 4 gehaltert ist.
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Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, verfügt das Sockelelement 4 über einstückig mit demselben ausgebildete, zylindrisch ausgeformte und nach unten, d. h. zur Karosserie 3 bzw. dessen Bodenblech 3a hin offene Halterungsmittel 9, in welche jeweils eine als Elastomerblock ausgeführte Rastaufnahme 8 fest eingefügt ist.
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Hier bietet sich jedwede an sich bekannte form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Befestigungsmaßnahme, z. B. Klebung an.
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Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, weist jeder Rastbolzen 7, vorliegend Schweißbolzen, an seinem freien Ende einen konisch ausgebildeten Bolzenkopf 7a auf, an dem sich zum Bolzenfuß 7b hin vorliegend eine umlaufende Ring-Nut 7c anschließt, in welche während der Montage des Sockelelementes 4 an der Karosserie 3 bzw. deren Bodenplatte 3a ein innerhalb der Aufnahmebohrung 8a der Rastaufnahme 8 ausgebildeter, vorliegend ringförmiger Rastvorsprung 8b derselben formschlüssig eindringt.
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Die Abmaße der Rastaufnahme 8 sind hierbei derart gewählt, dass diese im montierten Zustand des Sockelelementes 4 auf der Karosserie 3 und/oder auf einem Bund 7d des Rastbolzens 7, ggf. unter Vorspannung aufliegt respektive sich an diesen abstützt.
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Nachfolgend wird die Erfindung in ihrer Funktion näher beschrieben.
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Gesetzt den Fall, es ist ein Crashereignis, insbesondere Frontalcrash zu verzeichnen, wird das betreffende Bein des Fahrers, das seinerseits beispielsweise über den Fuß auf der Pedalplatte 2 eines Fußpedals 1 in Form eines Gaspedals ruht, schlagartig in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) gesehen nach vorne beschleunigt und führt somit sozusagen eine Vollgas-Bewegung aus.
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Um die Auswirkungen auf das Bein des Fahrers durch den ersten Aufprall der Pedalplatte 2 und demgemäß des auf derselben abgestellten Fußes des Fahrers auf das Sockelelement 4 vorteilhaft zu minimieren, ist die Elastizität der aus einem Elastomer bestehenden Rastaufnahme 8 nunmehr derart gewählt und eingestellt, dass eine Relativbewegung zwischen der Karosserie 3 und dem Sockelelement 4 während des in Rede stehenden Ereignisses gestattet ist.
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In diesem Fall ist somit bei einer definierten, eine bestimmte auf das Sockelelement 4 samt Pedalplatte 2 wirkende Kraft übersteigenden Kraft infolge Abstützung des Fußes respektive Beines des Fahrers auf der Pedalplatte 2 sozusagen eine Abscherbewegung zwischen dem Sockelelement 4 und dem im Elastomer der Rastaufnahme 8 gelagerten Rastbolzen 7 darstellbar. Durch die elastischen Stützlager 6 respektive durch die bewirkte Verformung des Elastomerblocks der Rastaufnahme 8 ist vorteilhaft eine energieverzehrende Relativbewegung zwischen der Karosserie 3 und dem Sockelelement 4 zu verzeichnen.
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Die Elastizität der Rastaufnahme 8 kann ferner derart gewählt oder eingestellt sein, dass bei einer bestimmten weiter erhöhten Kraft sich der Rastverbund zwischen dem Rastbolzen 7 und der Rastaufnahme 8 ebenfalls energieverzehrend löst und in der Folge gegebenenfalls der Rastbolzen 7 teilweise oder gänzlich aus der Aufnahmebohrung 8a der Rastaufnahme 8 herausrutscht.
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Die Elastizität der Rastaufnahme 8 kann einfach und komfortabel durch die Wahl des elastischen Materials und/oder durch die Formgestaltung der Rastaufnahme 8 und/oder durch die Ausbildung derselben mit einem oder mehreren Hohlräumen, einer oder mehreren Ausnehmungen und/oder dgl. mehr eingestellt werden (nicht näher dargestellt).
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Des Weiteren ist über die Art der Befestigung respektive der Einspannung der Rastaufnahme 8 am Sockelelement 4 auf die Elastizitätseigenschaften der Rastaufnahme 8 Einfluss genommen, indem diese wie in 2 gezeigt, lediglich abschnittsweise in einem Halterungsmittel 9 eingefügt ist und darüber hinaus zur Karosserie 3 hin frei übersteht.
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Ebenso kann es auch angezeigt sein, auf ein Halterungsmittel 9 der beschriebenen Art zu verzichten und die Rastaufnahme 8 ohne jegliche seitliche bzw. umfängliche Führung lediglich mit einer Stirnseite am Sockelelement 4 festzulegen (nicht näher dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußpedal
- 2
- Pedalplatte
- 3
- Karosserie
- 3a
- Bodenplatte
- 3b
- Mitteltunnelabschnitt
- 4
- Sockelelement
- 5
- Scharnier
- 6
- Stützlager
- 7
- Rastbolzen
- 7a
- Bolzenkopf
- 7b
- Bolzenfuß
- 7c
- Nut / Ring-Nut
- 7d
- Bund
- 8
- Rastaufnahme
- 8a
- Aufnahmebohrung
- 8b
- Rastvorsprung
- 9
- Halterungsmittel
