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Die Erfindung betrifft ein Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der Praxis sind seit geraumer Zeit Fußhebelwerke für Kraftfahrzeuge mit einem auf einer rohrförmigen Lagerachse aus Kunststoff gelagerten Pedalhebel bekannt. So beschreibt die
DE 100 58 561 A1 eine Befestigungsvorrichtung für Pedale in Kraftfahrzeugen mit einem rohrförmigen Haltebolzen aus Kunststoff, der seinerseits über Gleitlagerbuchsen in Lagerwangen eines Lagerbocks gelagert ist. Auf dem Haltebolzen ist ein Pedalhebel abgestützt. Zur leichteren Montage ist besagter Haltebolzen aus zwei Bolzenhälften aufgebaut, die im zusammengesetzten Zustand durch eine elastische Schnapphalterung miteinander verriegelt sind. Aus der
DE 103 36 799 A1 ist des Weiteren ein Fußhebelwerk mit einem Lagerbock und mit einem Bolzen aus Kunststoff als Schwenkachse für einen Pedalhebel bekannt, wobei besagter Bolzen durch Verrastung am Lagerbock gegen Verdrehen gesichert ist. Mittels eines mit dem Pedalhebel fest verbundenen Lagerrohres ist der Pedalhebel über Lagerbuchsen, welche jeweils einen zylindrischen Abschnitt und einen Flanschabschnitt aufweisen, auf dem Bolzen drehgelagert und axial gegen Lagerwangen des Lagerbocks abgestützt. Schließlich ist aus der
DE 10 2006 058 994 A1 ein Fußhebelwerk mit einem Lagerbock, der seinerseits zwei einander gegenüberliegende Lagerwangen aus Kunststoff aufweist, mit einer Lagerachse, die sich zwischen den beiden Lagerwangen erstreckt, und mit einem Pedalhebel aus Kunststoff, der zwischen den beiden Lagerwangen des Lagerbocks angeordnet und über eine in den Pedalhebel eingepresste rohrförmige metallische Buchse an der Lagerachse abgestützt ist, bekannt. Die Lagerachse ist ihrerseits in hülsenförmigen Vorsprüngen der einander gegenüberliegenden Lagerwangen des Lagerbocks gelagert.
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Im Rahmen von umfangreichen Versuchen wurde gefunden, dass Lagerachsen aus Kunststoff im ungünstigsten Betätigungsfall des Pedals mit bis zu 11 kN und mehr belastet werden können. Im Besonderen wurde gefunden, dass die Lagerachse in Abhängigkeit von der Ausbildung und Abstützung des Pedalhebels auf der Lagerachse derart ungünstig belastet werden kann, dass dieselbe den Belastungen, insbesondere erhöhten Druckspannungen, nicht mehr Stand hält und reißt bzw. bricht. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Hinblick auf den Stand der Technik alternatives Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, zu schaffen, welches bei Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik, nämlich dem Einsatz von kostengünstigen und leicht zu verarbeitenden Kunststoff, auch erhöhten Belastungen Stand hält.
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Ausgehend von einem Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Lagerbock, mit einer an Lagerwangen des Lagerbocks abgestützten rohrförmigen Lagerachse aus Kunststoff, und mit einem auf der Lagerachse schwenkbar gelagerten Pedalhebel, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lagerachse in wenigstens einem lokal begrenzten hochbelasteten Achsabschnitt derselben radial versteift ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahme ist die Festigkeit der Lagerachse zumindest im besagten wenigstens einen hochbelasteten Achsabschnitt erhöht. Lokal auf die Lagerachse einwirkenden erhöhten Druckkräften respektive Kräften in radialer Richtung der Lagerachse hält dieselbe nunmehr besser Stand.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann der wenigstens eine lokal begrenzte hochbelastete Achsabschnitt der Lagerachse rechnerisch oder beispielsweise im Rahmen der oben bereits erwähnten Versuche empirisch ermittelt sein. Weiter kann die Lagerachse im besagten wenigstens einen Achsabschnitt vorteilhaft mittels zumindest eines innerhalb der Bohrung der rohrförmigen Lagerachse angeordneten und überwiegend radial ausgerichteten Versteifungselementes versteift ausgebildet sein. Bevorzugt kann dabei das zumindest eine Versteifungselement durch eine Schottwand gebildet sein, die sich besonders gut eignet, radialen Kräften zu wiederstehen. Vorteilhaft ist das Versteifungselement, beispielsweise in Form besagter Schottwand, einstückig mit der Lagerachse und demgemäß aus Kunststoff ausgebildet sowie in einem Arbeitsgang mit der Lagerachse an sich herstellbar. Weiter kann das Versteifungselement ein- oder beidseitig desselben eine Mehrzahl, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Versteifungselementes verteilt angeordnete und in Achsrichtung abgestellte Rippenelemente aufweisen, die ihrerseits zweckmäßigerweise ebenfalls einstückig mit dem Versteifungselement und der Lagerachse ausgebildet sind. Gerade bei einem Versteifungselement in Form einer Schottwand werden durch dieselbe hervorgerufene Kerbwirkungen mittels besagter Rippenelemente vermieden zumindest jedoch abgeschwächt. Etwaige Scherkräfte werden vorteilhaft in die Lagerwangen des Lagerbocks eingeleitet und abgebaut. Wie die Erfindung weiter vorsieht, können die Rippenelemente in ihrer radialen Erstreckung sich stetig axial vergrößernd von radial innen des Versteifungselementes nach radial außen bis zur Innenmantelfläche der Lagerachse reichen und an dieselbe angeschlossen sein. Durch diese Maßnahme ist der Kraftfluss vom Versteifungselement, beispielsweise in Form besagter Schottwand, in die Lagerachse und weiter in die Lagerwangen des Lagerbocks verbessert.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Fußhebelwerk der vorstehend beschriebenen Art.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Teilansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fußhebelwerks.
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2 einen auf der erfindungswesentlichen Lagerachse des Fußhebelwerks schwenkgelagerten Pedalhebel in einer Einzeldarstellung, und
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3 eine perspektivische Schnittdarstellung der Lagerachse im Zusammenbau mit dem Lagerbock des Fußhebelwerks.
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Die 1 und 2 zeigen demnach zunächst ein Fußhebelwerk 1 für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einen Lagerbock 2, der seinerseits zwei einander gegenüberliegend angeordnete Lagerwangen 3, 4 aufweist. Zwischen den Lagerwangen 3, 4 ist ein Pedalhebel 5 angeordnet, der seinerseits gemäß 2 einenends auf einer sich an den Lagerwangen 3, 4 abstützenden rohrförmigen Lagerachse 6 schwenkbar gelagert ist und anderenends ein an sich bekanntes Fußpedal 7 trägt. Die Lagerachse 6 besteht aus Kunststoff, vorzugsweise einem faserverstärkten, beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoff und ist nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren herstellbar. Auch der Lagerbock 2 kann aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.
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Der Pedalhebel
5 verfügt entgegen dem Stand der Technik (
DE 103 36 799 A1 ), welcher ein sogenanntes Lagerrohr favorisiert, über zwei koaxial und beabstandet zueinander angeordnete und durch Umformung, vorliegend Kröpfung hergestellte Durchzüge
8,
9. Die Durchzüge
8,
9 sind jeweils von einer an sich bekannten Lagerbuchse
10,
11 durchsetzt. Die Lagerbuchsen
10,
11 bestehen vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoff und sind jeweils durch einen axialen Abschnitt
12 und einen radialen Flanschabschnitt
13 gebildet. Im Zusammenbau stützt sich der Pedalhebel
5 mittels seiner mit je einer Lagerbuchse
10,
11 bestückten Durchzüge
8,
9 radial über die axialen Abschnitte
12 der Lagerbuchsen
10,
11 auf der Lagerachse
6 und axial über die Flanschabschnitte
13 der Lagerbuchsen
10,
11 an den Lagerwangen
3,
4 des Lagerbocks
2 ab.
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Wie bereits oben ausgeführt, kann infolge einer besonderen Ausbildung und Abstützung des Pedalhebels 5 auf der Lagerachse 6, vorliegend durch die beiden durch Kröpfung hergestellten Durchzüge 8, 9 die Lagerachse 6 während der Betätigung des Pedalhebels 5 derart ungünstig infolge Torsion belastet werden, dass diese den besagten Belastungen, insbesondere erhöhten Druckspannungen, nicht mehr Stand hält und reißt bzw. bricht.
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Um diesem Umstand zu begegnen, ist die Lagerachse 6 in wenigstens einem lokal begrenzten hochbelasteten Achsabschnitt 6a derselben radial versteift ausgebildet. Ein derartiger lokal begrenzter hochbelasteter Achsabschnitt 6a ist rechnerisch oder empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelbar. Gemäß 3 ist die Lagerachse 6 in einem Achsabschnitt 6a höchster Belastung mittels eines innerhalb der Bohrung 14 der rohrförmigen Lagerachse 6 angeordneten und überwiegend radial ausgerichteten Versteifungselementes 15 versteift ausgebildet.
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Der besseren Übersichtlichkeit halber ist vorliegend beispielgebend lediglich ein einziges Versteifungselement 15 gezeigt, das seinerseits dort angeordnet ist, wo gemäß den 1 und 2 der rechte Durchzug 8 des Pedalhebels 5 gelagert ist und die Lagerachse 6 in einem lokal begrenzten hochbelasteten Achsabschnitt 6a auf Torsion belastet wird.
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Wie der 3 weiter zu entnehmen ist, ist besagtes Versteifungselement 15 durch eine einstückig mit der Lagerachse 6 ausgebildete Schottwand gebildet, die ihrerseits einseitig eine Mehrzahl, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang derselben verteilt angeordnete und in Achsrichtung abgestellte Rippenelemente 16 aufweist. Die Rippenelemente 16 sind einstückig mit dem Versteifungselement 15 respektive der Schottwand und mit der Lagerachse 6 ausgebildet und reichen vorliegend ausgehend von einer zentrischen Bohrung 17 des Versteifungselementes 15 bzw. der Schottwand in ihrer radialen Erstreckung sich stetig vergrößernd nach radial außen bis zur Innenmantelfläche der Lagerachse 6 und sind an dieselbe angeschlossen.
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Hierdurch ist der Kraftfluss vom Versteifungselement 15 in Form besagter Schottwand in die Lagerachse 6 und weiter in die Lagerwangen 3, 4 des Lagerbocks 2 verbessert. Etwaige durch die Schottwand hervorgerufene Kerbwirkungen werden mittels besagter Rippenelemente 16 vermieden zumindest jedoch maßgeblich abgeschwächt. Ferner werden etwaige Scherkräfte vorteilhaft in die Lagerwangen 3, 4 des Lagerbocks 2 eingeleitet und abgebaut.
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Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Versteifungselemente 15 in Form von Schottwänden, die ihrerseits einseitig besagte Versteifungsrippen 16 aufweisen, sondern erfasst auch Schottwände, die beidseitig in Achsrichtung abgestellte Versteifungsrippen 16 aufweisen, wodurch die Festigkeit der Lagerachse 6 zumindest im besagten hochbelasteten Achsabschnitt 6a noch weiter erhöht ist (nicht näher dargestellt).
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Die Ausbildung der Lagerachse 6 mit einem einzigen Versteifungselement 15 in Form einer Schottwand gestattet eine einfache Herstellung der Lagerachse 6 nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren, indem die Verwendung eines quergeteilten Kerns ermöglicht ist, der seinerseits ferner eine verbesserte Kühlung der Lagerachse 6 während der Herstellung derselben ermöglicht. Die vorstehend erwähnte zentrische Bohrung 17 dient im Wesentlichen der Zentrierung der Kernteile des Spritzgießwerkzeugs zueinander.
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Für den Fachmann sicherlich leicht nachvollziehbar, kann es sich in Abhängigkeit von der Belastung der Lagerachse 6 im Betrieb gegebenenfalls auch als erforderlich erweisen, weitere Versteifungselemente 15 vorzusehen. Beispielsweise kann zusätzlich im Bereich des zweiten, vorliegend links angeordneten Durchzuges 9 ein derartiges Versteifungselement 15 vorgesehen sein. Demgegenüber kann auch lediglich im Bereich des links angeordneten Durchzuges 9 ein Versteifungselement 15 vorgesehen sein (nicht näher dargestellt). Sind mehr als ein Versteifungselement 15 der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen, sind andere an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer radial versteiften Lagerachse 6 zu favorisieren. So können beispielsweise vorab hergestellte Versteifungselemente 15 axial in die Bohrung 17 der Lagerachse 6 eingeführt und mit derselbe z. B. stoffschlüssig durch Klebung verbunden werden.
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Prüfstandsversuche haben gezeigt, dass mittels vorstehender Maßnahmen die Lagerachse 6 deutlich höher als herkömmlich belastbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußhebelwerk
- 2
- Lagerbock
- 3
- Lagerwange
- 4
- Lagerwange
- 5
- Pedalhebel
- 6
- Lagerachse
- 6a
- Achsabschnitt
- 7
- Fußpedal
- 8
- Durchzug
- 9
- Durchzug
- 10
- Lagerbuchse
- 11
- Lagerbuchse
- 12
- axialer Abschnitt (Lagerbuchse 10, 11)
- 13
- radialer Flanschabschnitt (Lagerbuchse 10, 11)
- 14
- Bohrung (Lagerachse 6)
- 15
- Versteifungselement/Schottwand
- 16
- Rippenelement
- 17
- Bohrung (Schottwand)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10058561 A1 [0002]
- DE 10336799 A1 [0002, 0015]
- DE 102006058994 A1 [0002]
