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Die Erfindung betrifft eine mit einer Sicherheitseinrichtung ausgestattete Pedalanordnung für Fahrzeuge. Sie bezieht sich auf eine Pedalanordnung, mit mindestens einem Pedal dessen Pedalhebel über einen Lagerbock schwenkbar an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Sicherheitseinrichtung verhindert, dass eine das Pedal bedienende Person bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis infolge Intrusion des Pedalhebels in die Fahrgastzelle und/oder bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs durch den Pedalhebel an ihren Beinen verletzt wird.
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In den letzten Jahrzehnten sind durch die Hersteller von Kraftfahrzeugen große Anstrengungen zur Erhöhung der Sicherheit der Fahrzeuge unternommen worden. Maßnahmen zur Erhöhung der passiven Sicherheit der Fahrzeuginsassen sind dabei insbesondere darauf ausgerichtet, das Risiko von Verletzungen aufgrund im Falle eines Aufpralls auftretender Intrusion von Fahrzeugteilen in die Fahrgastzelle und von Verformungen der Fahrgastzelle sowie aufgrund starker auf die Insassen wirkender Beschleunigungs- beziehungsweise Verzögerungskräfte zu verringern.
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Zum Schutz des Beinbereichs von Fahrzeuginsassen ist es erforderlich, Maßnahmen zu ergreifen, welche verhindern, dass sich diese zum Beispiel bei einem Aufprall an starren und/oder scharfkantigen Teilen der Pedalerie des Fahrzeugs verletzen. Besonderes Augenmerk gilt dabei den starren Pedalhebeln und den mit ihnen gekoppelten Betätigungsgliedern, wie beispielsweise der bei Betätigung des Bremspedals auf den Bremsdruckzylinder beziehungsweise den Bremskraftverstärker wirkenden Druckstange.
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Es sind Lösungen bekannt geworden und bereits auch im Einsatz, bei denen infolge einer Relativbewegung zwischen dem Fußhebelwerk und einem anderen Fahrzeugbauteil, wie beispielsweise einem Fahrzeugquerträger, die Teile der Pedalerie, von denen eine Verletzungsgefahr ausgeht, verlagert oder teilweise zerstört werden. Aufgrund der insgesamt verbesserten Fahrzeugsicherheit konnten aber Verformungen der Fahrgastzelle und auftretende Intrusionen von Fahrzeugteilen in die Fahrgastzelle deutlich reduziert werden. Dies hat auch zur Folge, dass im Falle eines Aufpralls die zur Auslösung von Sicherheitseinrichtungen der vorbeschriebenen Art erforderlichen Relativbewegungen teilweise nicht mehr oder nicht in ausreichendem Maße auftreten. Dadurch sind die zuvor erläuterten Lösungen für Sicherheitseinrichtungen der Pedalerie mit dem Risiko behaftet, dass sie gar nicht oder nicht ordnungsgemäß auslösen.
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Dem gegenüber vorteilhafter sind Sicherheitseinrichtungen für Pedalwerke, die vergleichbar einem Airbag mit einem Gasgenerator ausgestattet sind, wobei ihre Funktionsweise nicht an Relativbewegungen von Fahrzeugeilen gebunden ist, welche direkt und unmittelbar durch einen Aufprall oder eine starke Verzögerung infolge einer Verformung der Karosserie verursacht werden. Eine entsprechende Lösung wird beispielsweise durch die
DE 19617372 C1 beschrieben. Die Druckschrift beschreibt eine Pedalanordnung für ein Kraftfahrzeug, gemäß welcher ein Pedal der Anordnung mit einer Entkopplungseinrichtung ausgestattet ist, durch welche das betreffende Pedal bei einem Aufprall entweder von einem Betätigungsglied, wie einer beim Treten des Bremspedals auf den Hauptbremszylinder wirkenden Strebe, oder von dem Pedallager, über welches das Pedal schwenkbar an dem Fahrzeug gelagert ist, entkoppelt wird.
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Bei einer sich auf die Entkopplung des Pedalhebels von dem Betätigungsglied, also von der auf einen Bremskraftverstärker wirkenden Druckstange, beziehenden Ausbildungsform der in der genannten Druckschrift beschriebenen Lösung wird im Falle des Auslösens eines Gasgenerators durch das austretende Gas ein als Steuerhülse bezeichneter Hohlzylinder gegen eine Federkraft axial entlang der Druckstange verschoben. Dadurch wird ein in eine Nut der Druckstange eingreifendes Sicherungselement, über welches die Druckstange in einer weiteren, sie mit einem Anlenkpunkt am Pedalhebel verbindenden Hülse gehalten ist, freigegeben. Hierdurch wiederum kann dann die Druckstange unter Entkopplung aus ihrer Anbindung an den Pedalhebel aus der letztgenannten Hülse herausrutschen. Durch die komplizierte Mechanik, besteht dabei das Risiko, dass sich Teile der Anordnung verklemmen und die Druckstange nicht zuverlässig von dem Pedalhebel entkoppeln. Zudem ist durch die vergleichsweise vielen Teile der Einrichtung ein verhältnismäßig aufwendiger Aufbau gegeben, welcher in nachteiliger Weise zu einem erhöhten Materialaufwand, aber auch zu einem erhöhten Montageaufwand bei der Montage zur Verbindung des Pedalhebels mit der Druckstange respektive dem Betätigungsglied führt. Darüber hinaus muss ein gewisser Aufwand betrieben werden, um sicherzustellen, dass ein die Steuerhülse und das aus dem Gasgenerator ausströmende Gas aufnehmendes Volumen im Einströmbereich des Gases gasdicht ist, so dass sich ein zur Verschiebung der Steuerhülse gegen die Federkraft ausreichender Gasdruck aufbaut und dass eine, an anderer Stelle zur Verhinderung eines die Steuerhülse wieder zurückdrückenden Überdruckes vorgesehene Entlüftungsöffnung freibleibt.
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Die zuvor beschriebenen Nachteile werden durch die alternative Lösung der erfindungsgemäßen Pedalanordnung vermieden, welche durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 charakterisiert ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben. Dabei stellt die Pedalanordnung trotz ihres einfachen Aufbaus mit hoher Zuverlässigkeit sicher, dass der Pedalhebel im Falle eines Fahrzeugaufpralls oder einer starken Verzögerung des Fahrzeugs nicht als starres, gegebenenfalls Verletzungen im Fuß- beziehungsweise Beinbereich eines Fahrzeuginsassen verursachendes Hindernis in die Fahrgastzelle hineinragt.
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Die vorgeschlagene Pedalanordnung besteht im Wesentlichen aus einem Lagerbock sowie mindestens einem mittels des Lagerbocks schwenkbar an der Karosserie eines Fahrzeugs lagerbaren Pedalhebel und umfasst eine pyrotechnische Sicherheitseinrichtung. An der Unterseite des Pedalhebels ist zwischen dessen Anlenkung an dem Lagerbock und seinem vorzugsweise mit einer Trittfläche ausgestatteten freien Ende ein Betätigungsglied angeordnet, durch welches eine Wirkverbindung zur Übertragung von Kräften zwischen dem Pedalhebel und einem mit diesem betätigten Aktor, wie beispielsweise dem Bremskraftverstärker einer Bremseinrichtung, hergestellt ist. Diese Wirkverbindung wird durch die bereits angesprochene Sicherheitseinrichtung im Falle eines Aufpralls oder einer starken Verzögerung des Fahrzeugs durch die Auslösung mindestens eines vorzugsweise als Mikrogasgenerator ausgebildeten Gasgenerators unterbrochen. Hierdurch wird gleichzeitig der andernfalls, nämlich bei bestehender Wirkverbindung ermöglichte Kraftfluss zwischen dem Pedalhebel und dem Aktor unterbrochen.
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Dazu ist die Sicherheitseinrichtung so gestaltet, dass bei einer Auslösung des mindestens einen Gasgenerators das an der Unterseite des Pedalhebels angeordnete Betätigungsglied durch ein von dem ausströmenden Gas des Gasgenerators bewegtes und dabei auf das Betätigungsglied wirkendes, vorzugsweise stab- oder strebenförmiges Wirkvermittlungselement deformiert oder zerstört wird. Durch die Deformation oder Zerstörung des Betätigungsgliedes bewegt sich der zuvor durch das Betätigungsglied gegenüber dem Boden der Fahrgastzelle auf Abstand gehaltene Pedalhebel nach unten. Er ragt dann folglich nicht mehr als ein starres Element in den Fußraum hinein. Auch wenn hierdurch die im Normalzustand bestehende Wirkverbindung zwischen dem Pedalhebel und dem mit ihm zu betätigenden Aktor beziehungsweise der Kraftfluss unterbrochen ist und gegebenenfalls keine auf den Pedalhebel wirkenden Kräfte mehr auf den Aktor übertragen werden, so wird aber jedenfalls durch die erfindungsgemäße, zuvor beschriebene einfache konstruktive Maßnahme das Verletzungsrisiko für die Fahrzeuginsassen in vorteilhafter Weise sehr deutlich reduziert. Der einfache Aufbau der Anordnung begünstigt deren sehr störungsfreies und zuverlässiges Arbeiten.
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Im Falle einer, wie häufig gegeben, stab- oder strebenförmigen Ausbildung des Betätigungsgliedes wird dieses bei Auslösung des Gasgenerators durch das vom ausströmenden Gas beschleunigte Wirkvermittlungselement abgeknickt oder zerbrochen.
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Entsprechend einer ersten vorteilhaften möglichen Variante wird das Betätigungsglied bei der Auslösung des Gasgenerators durch eine von dem bereits angesprochenen Wirkvermittlungselement gegen das Betätigungsglied ausgeübte Druckkraft deformiert oder zerstört. Dabei resultiert diese Druckkraft entweder aus einer starren Verbindung des von dem ausströmenden Gas des Gasgenerators bewegten Wirkvermittlungselements mit dem Betätigungselement oder aus eine starken Beschleunigung eines freien Endes des Wirkvermittlungselements gegen das Betätigungsglied.
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Eine weitere mögliche Ausbildungsform, welche vorzugsweise insbesondere im Falle einer streben- oder stabförmigen Ausbildung des auf den Aktor wirkenden Betätigungsgliedes zum Einsatz gelangt, ist dadurch gegeben, dass bei der Auslösung des Gasgenerators über ein mit dem Betätigungsglied verbundenes Ende des von dem ausströmenden Gas bewegten Wirkvermittlungselements eine das Betätigungsglied abknickende oder zerbrechende Zugkraft auf das Betätigungsglied ausgeübt wird. Unabhängig davon, welche der beiden zuvor beschriebenen Varianten zur Deformation oder Zerstörung beziehungsweise zum Erreichen des Abknickens oder Zerbrechens des Betätigungsgliedes realisiert wird, sind der Gasgenerator beziehungsweise der Mikrogasgenerator und das bei dessen Auslösung durch das ausströmende Gas bewegte, in diesem Fall streben- oder stabförmige Wirkvermittlungselement bei einer praxisgerechten Ausbildung der Erfindung integrale Bestandteile eines pyrotechnischen Aktivators. Je nach Variante wird dabei das von einem Zylinder eines solchen Aktivators teilweise aufgenommene, jedoch an einem Ende aus dem genannten Zylinder herausragende Wirkvermittlungselement bei einer Auslösung des Gasgenerators weiter aus dem Zylinder des Aktivators herausgeschoben oder weiter in diesen hineingezogen. Der pyrotechnische Aktivator ist vorzugsweise unterhalb des Pedalhebels an dem Lagerbock festgelegt, so dass Letzterer ein Widerlager für dessen das Wirkvermittlungselement teilweise aufnehmenden Zylinder ausbildet.
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Ein mögliches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pedalanordnung soll anhand von Zeichnungen nachfolgend erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: eine Ausbildungsform der Pedalanordnung im Normalzustand, also bei nicht ausgelöstem Gasgenerator der Sicherheitseinrichtung,
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2: die Pedalanordnung nach 1 nach dem Auslösen des Gasgenerators.
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Die 1 zeigt eine mögliche Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Pedalanordnung in einer räumlichen Ansicht. Wie zu erkennen und grundsätzlich bekannt, besteht die Pedalanordnung im Wesentlichen aus einem Lagerbock 2, mittels welchem ein Pedalhebel 1 an der Karosserie eines Fahrzeugs schwenkbar gelagert ist. An der Unterseite des Pedalhebels 1, zwischen dessen Anlenkung an dem Lagerbock 2 und der an dem freien Ende 7 des Pedalhebels 1 ausgebildeten Trittfläche 8 ist ein auf einen nicht dargestellten Aktor wirkendes stabförmiges Betätigungsglied 3 beziehungsweise ein Druckstab mit dem Pedalhebel 1 verbunden. Im Falle einer Betätigung des Pedalhebels 1 ist über die, durch das genannte Betätigungsglied 3 zu dem Aktor, beispielsweise dem Bremskraftverstärker einer Bremsanlage, hergestellte Wirkverbindung ein Kraftfluss vom Pedalhebel 1 zu dem betreffenden Aktor gegeben. Unterhalb des Pedalhebels 1 ist ein pyrotechnischer Aktivator 5 angeordnet. Dieser besteht aus einem Zylinder 6, einem hier nicht im Detail erkennbaren Mikrogasgenerator, der selbstverständlich mit einem nicht dargestellten Aufprallsensor gekoppelt ist, und aus einem Wirkvermittlungselement 4 in Form eines teilweise aus dem Zylinder 6 herausragenden und hier starr mit dem Betätigungsglied 3 verbundenen Stabes. Der pyrotechnische Aktivator 5 ist an dem Lagerbock 2 festgelegt, welcher für den Aktivator 5 und somit für dessen Zylinder 6 ein Widerlager ausbildet.
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Im Falle eines Fahrzeugaufpralls oder einer starken Verzögerung eines mit der Pedalanordnung ausgestatteten Fahrzeugs wird der Mikrogasgenerator ausgelöst und, wie aus der 2 ersichtlich, das stabförmige Wirkvermittlungselement 4 durch das ausströmende Gas mit hoher Geschwindigkeit aus dem Zylinder 6 des Aktivators 5 in Richtung des Betätigungsgliedes 3, respektive der Druckstange, herausbewegt. Infolge dessen wird durch das Wirkvermittlungselement 4, also den starr mit dem Betätigungsglied 3 verbundenen Stab, das Betätigungsglied 3 zerbrochen. Der Pedalhebel 1 bewegt sich nun, ohne einen Widerstand überwinden zu müssen, nach unten, so dass er nicht mehr als starres, verletzendes Hindernis in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs hineinragt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pedalhebel
- 2
- Lagerbock
- 3
- Betätigungsglied
- 4
- Wirkvermittlungselement
- 5
- pyrotechnischer Aktivator
- 6
- Zylinder
- 7
- freies Ende
- 8
- Trittfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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