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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Fahrpedaleinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einer solchen Fahrpedaleinrichtungen dient die Pedalkrafthysterese, die bei der Betätigung des Fahrpedals erzeugt wird, der Komfortsteigerung für den Fahrer im Sinne einer ergonomisch günstigen, ermüdungsreduzierten Fahrpedalbetätigung.
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Bei einer bekannten Fahrpedaleinrichtung (
DE 10 2005 013 442 A1 ) wird die Krafthysterese bei Betätigung des Fahrpedals über den gesamten Pedalweg mittels eines Reibbelags erzeugt, der auf dem Umfang zweier vom Pedalkopf des Fahrpedals abstehender Wellenzapfen angeordnet ist und sich beispielsweise jeweils über 170° Umfangswinkel erstreckt. Die Wellenzapfen sind im Lagerbock drehbar gehalten, so dass die Reibbeläge mit den Lagerflächen im Lagerbock zusammenwirken.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Fahrpedaleinrichtung mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Schwenkhalterung des die mindestens eine Rückstellfeder abstützenden Federhalters im Lagerbock und durch das Verlagern der einen Reibfläche an den Federhalter, mit der Federkraft der Rückstellfeder eine ausreichend hohe Reibkraft zwischen den Reibflächen erzeugt wird, ohne dass zusätzlich ein Reibbelag mit einer hohen Reibungszahl, z. B. ein Kunststoffbelag, vorgesehen werden muss. Mit Wegfall des Reibbelags entfallen auch dessen nachteilige Eigenschaften, wie Verschleißanfälligkeit und temperaturabhängige Reibungszahl.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Fahrpedaleinrichtung möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Reibfläche am Fahrpedal angeordnet und durch eine Kulisse an einem Pedalkopf gebildet, über den das Fahrpedal im Lagerbock schwenkbar gehalten ist. Vorteilhaft ist die am Federhalter angeordnete erste Reibfläche an einem am Federhalter festgelegten, mit der Kulisse zusammenwirkenden Reibklotz ausgebildet. Durch geeignete Wahl der Kontur der Kulisse oder der Form der Reibfläche am Reibklotz ist die Hysterese beeinflussbar und kann problemlos nach Kundenwunsch an verschiedene Varianten der Fahrpedaleinrichtung angepasst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Federhalter ein einteiliges Bauelement und weist zwei voneinander axial beabstandete, parallele Seitenteile auf, zwischen denen sich eine Stützplatte für die mindestens eine Rückstellfeder, der Reibklotz und ein Lagerstift erstreckt, der in einer am Lagerbock ausgebildeten Lagermulde einliegt. Der einteilige Federhalter ist kostengünstig herzustellen und ermöglicht auch die Verwendung eines einteiligen hohlen Lagerbocks durch dessen vordere Öffnung zum Einführen des Fahrpedals der Federhalter und die am Federhalter und Lagerbock sich abstützende mindestens eine Rückstellfeder problemlos montiert werden können. Insgesamt ergibt der Aufbau des einteiligen Federhalters und des einteiligen Lagerbocks eine leicht zu montierende, baukleine, leichte und modulare Fahrpedaleinrichtung mit Vorteilen in Gewicht, Herstellungs- und Montagekosten und auch bezüglich Werkzeugkosten. Der modulare Aufbau ermöglicht die Ergänzung der Fahrpedaleinrichtung mit Zusatzfunktionen, wie Force-Feedback, Kickdown und Anschlagdämpfung. Für die Lagerückmeldung sind alle Winkelmesssensoren einsetzbar.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Reibfläche am Lagerbock, vorzugsweise an einem der die Schwenkachse aufnehmenden Seitenteile des Lagerbocks, angeordnet und der Federhalter auf der Schwenkachse axial verschiebbar gelagert. Zwischen Fahrpedal und Federhalter sind Transformationsmittel angeordnet, die aus einer gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder erfolgende Schwenkbewegung des Fahrpedals eine Verschiebebewegung des Federhalters auf der Schwenkachse ableiten. Durch diese Transformationsmittel wird der Federhalter bei Betätigung des Fahrpedals axial auf der Schwenkachse verschoben und mit seiner ersten Reibfläche gegen die zweite Reibfläche am Lagerbock gepresst. Die Reibung zwischen den beiden Reibflächen erzeugt eine von der Federkraft der mindestens einen Rückstellfeder abhängige Krafthysterese im Fahrpedal.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Transformationsmittel mindestens eine jeweils am Fahrpedal und am Federhalter ausgebildete, unter einem spitzen Winkel zur Schwenkachse sich erstreckende Schrägfläche auf, wobei die Schrägflächen an Fahrpedal und Federhalter aneinanderliegen. Durch die Einstellung des Winkels der Schrägflächen kann die Hysterese beeinflusst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Fahrpedal einen auf der Schwenkachse sitzenden, zylinderförmigen Pedalkopf und der Federhalter einen auf der Schwenkachse sitzenden, zylinderförmigen Halterkopf auf. Am Pedal- und Halterkopf ist jeweils eine umlaufende Zahnreihe von sägezahnartigen Axialzähnen mit Zahnflanken und Zahnrücken so ausgebildet, dass die Zähne der beiden Zahnreihen axial ineinandergreifen und die die Schrägflächen zwischen Federhalter und Fahrpedal bildenden Zahnflanken aneinanderliegen. Durch diese konstruktive Maßnahmen lässt sich eine größere Anzahl von Schrägflächen an Fahrpedal und Federhalter fertigungstechnisch einfach herstellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Fahrpedaleinrichtung in Explosionsdarstellung,
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2 einen Schnitt der Fahrpedaleinrichtung längs der Schnittebene II-II in 1,
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3 eine Fahrpedaleinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung,
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4 einen Schnitt längs der Schnittebene IV-IV in 3,
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5 ausschnittweise eine Ansicht von Fahrpedal und Federhalter der Fahrpedaleinrichtung in Richtung Pfeil V in 4, perspektivisch und schematisiert dargestellt.
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Die in 1 in Explosionsdarstellung und in 2 im Schnitt skizzierte Fahrpedaleinrichtung für ein Kraftfahrzeug weist ein Fahrpedal 11 und einen am Kraftfahrzeug festgelegten Lagerbock 12 auf, in dem das Fahrpedal 11 schwenkbar gehalten ist. Das Fahrpedal 11 weist einen Fahrpedalhebel 13 auf, an dessen einem Ende eine Fußplatte 14 befestigt ist und an dessen anderem Ende ein etwa zylinderförmiger Pedalkopf 131 angeformt ist. Der Fahrpedalhebel 13 ist mit seinem Pedalkopf 131 auf einer im Lagerbock 19 festgelegten Schwenkachse 15 aufgenommen und gegen die Federkraft einer als Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 16 schwenkbar. Der Lagerbock 12 ist als einstückiger, einseitig offener Hohlkörper ausgebildet, der eine Einstecköffnung 121 für das Fahrpedal 11 aufweist und mit seinen beiden einander gegenüberliegenden Seitenwänden 122, 123 die Schwenkachse 15 aufnimmt. Die Rückstellfeder 16 stützt sich zwischen dem Fahrpedalhebel 13 und einem im Lagerbock 19 schwenkbar gehaltenen Federhalter 17 ab. Der als einstückiger Formkörper ausgebildete Federhalter 17 weist zwei parallele, voneinander beabstandete, bogenförmige Seitenteile 171 auf, zwischen denen sich am unteren Ende eine Stützplatte 172 für die Rückstellfeder 16 und am oberen Ende ein Lagerstift 173 erstreckt. Bei der Montage wird der Federhalter 17 durch die Einstecköffnung 121 in den Lagerbock 12 eingeführt und mit dem Lagerstift 173 in eine an der oberen Wand 124 des Lagerbocks 12 angeformte Lagermulde 18 (2) eingehängt.
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Zur Verbesserung des Betätigungskomforts für das Fahrpedal 11 ist die Fahrpedaleinrichtung mit einer Pedalkrafthysterese versehen, die bei der Betätigung des Fahrpedals 11 mit aneinanderliegender Reibflächen 19, 20 (2) erzeugt wird.
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Dabei ist eine erste Reibfläche 19 am schwenkbar gelagerten Federhalter 17 so angeordnet, dass sie mindestens bei Schwenkung des Fahrpedals 11 durch die Federkraft der Rückstellfeder 16 an eine zweite Reibfläche 20 angepresst ist. Hierzu ist die erste Reibfläche 19 an einem mit dem Federhalter 17 einstückigen Reibklotz 174 ausgebildet, der sich zwischen den beiden Seitenteilen 171 des Federhalters 17 erstreckt und mit diesen einstückig ausgebildet ist, während die zweite Reibfläche 20 von einer am Umfang des zylinderförmigen Pedalkopfs 131 ausgeformten Kulisse 201 gebildet ist. Vorzugsweise durch die Kontur der Kulisse 201, aber auch durch die Formgebung der zweite Reibfläche 20 am Pedalkopf 131 kann die gewünschte, federkraftabhängige Hysterese der Fahrpedaleinrichtung eingestellt werden.
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Die in 3 in Explosionsdarstellung und in 4 im Schnitt skizzierte Fahrpedaleinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel stimmt mit der Fahrpedaleinrichtung gemäß 1 und 2 insoweit überein, als auch hier die Pedalkrafthysterese durch die Reibung zwischen aneinanderliegenden Reibflächen erzeugt wird und die Reibkraft von mindestens einer Rückstellfeder abgeleitet ist, die sich an einem im Lagerbock schwenkbaren Federhalter abstützt. Wie im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 weist die Fahrpedaleinrichtung ein Fahrpedal 21 und einen fahrzeugfesten Lagerbock 22 auf, in dem das Fahrpedal 21 schwenkbar gehalten ist. Das Fahrpedal 21 besitzt einen Fahrpedalhebel 23, an dessen einem Ende eine Fußplatte 24 angeordnet ist. Das davon abgekehrte andere Ende des Fahrpedalhebels 23 ist auf einer Schwenkachse 25 aufgenommen, die im Lagerbock 22 gehalten ist. Der Lagerbock 22 ist wiederum als einstückiger, einseitig offener Hohlkörper mit einer Einstecköffnung 221 für das Fahrpedal 21 ausgebildet. Die Schwenkachse 25 ist in den beiden Seitenwänden 222 und 223 des Lagerbocks 22 aufgenommen. Das Fahrpedal 21 ist um die Schwenkachse 25 gegen die Federkraft zweier Rückstellfedern 26 schwenkbar, die in dem Lagerbock 22 angeordnet sind und sich einerseits an der oberen Wand 224 des Lagerbocks 22 und andererseits an einem Federhalter 27 abstützen. Der als einteiliges Formstück ausgebildete Federhalter 27 ist auf der Schwenkachse 25 axial verschieblich gelagert und ist mit einer Stützplatte 272 versehen, auf der die als Druckfedern ausgebildeten Rückstellfedern 26 aufsitzen.
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Zur Ableitung der Reibkraft aus der Federkraft der Rückstellfedern 16 sind zwischen Fahrpedal 21 und Federhalter 27 Transformationsmittel vorhanden, die eine gegen die Rückstellkraft der Rückstellfedern 26 erfolgende Schwenkbewegung des Fahrpedals 21 in eine axiale Verschiebebewegung des Federhalters 27 auf der Schwenkachse 25 umsetzen. Von den Reibflächen ist eine erste Reibfläche 29 am Federhalter 27 und eine zweite Reibfläche 30 am Lagerbock 22 ausgebildet, wobei letztere von der Seitenwand 222 des Lagerbocks 22 gebildet wird. (4). Die Transformationsmittel weisen mindestens eine am Fahrpedal 21 ausgebildete Schrägfläche 32 und mindestens eine am Federhalter 27 ausgebildete Schrägfläche 31 auf (5). Die Schrägflächen 31, 32, von denen in 4 nur die Schrägflächen 31 am Federhalter 27 zu sehen sind, erstrecken sich unter einem spitzen Winkel zur Schwenkachse 25 und liegen aneinander. Bei einer Schwenkbewegung des Fahrpedals 21 wird der Federhalter 27 über die Schrägflächen 31, 32 in axialer Richtung gegen die Seitenwand 222 gedrückt, und die Reibung zwischen den beiden Reibflächen 29 und 30 an Federhalter 27 und Lagerbock 22 erzeugt eine von der Kraft der Rückstellfedern 26 abhängige Krafthysterese am Fahrpedal 21. Diese kann über den Winkel der Schrägflächen 31, 32 beeinflusst werden.
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Für eine konstruktiv günstige Realisierung mehrerer Schrägflächen 31, 32 an Federhalter 27 und Fahrpedal 21 weist der Federhalter 27 – wie dies in 5 an den zum besseren Verständnis schematisiert dargestellten Bauteilen Fahrpedal 21 und Federhalter 27 skizziert ist – einen auf der Schwenkachse 25 sitzenden, zylinderförmigen Halterkopf 271 und das Fahrpedal 21 einen auf dechwenkachse 25 sitzenden, zylinderförmigen Pedalkopf 211 auf und ist am Halterkopf 271 und am Pedalkopf 211 jeweils eine umlaufende Zahnreihe von sägezahnartigen Axialzähnen 33, 34 (5) ausgebildet. Jeder Axialzahn 33 bzw. 34 weist eine Zahnflanke 331 bzw. 341 und einen Zahnrücken 332 bzw. 342 auf, und die Axialzähne 33, 34 der beiden Zahnreihen greifen axial ineinander, so dass die die Schrägflächen 31, 32 bildenden Zahnflanken 331, 341 aneinanderliegen. An dem Halterkopf 271 ist die Stützplatte 272 des Federhalters 27 für die Rückstellfedern 26 einstückig angeformt, die von dem Halterkopf 271 etwa tangential abstrebt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005013442 A1 [0003]
