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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
EP 1 260 419 A1 beschrieben, ein System zum Lösen eines Pedals in einem Fahrzeug bei einem Frontalaufprall bekannt. Das System umfasst ein Pedal, welches ein erstes, inneres Element aufweist, das um eine in Querrichtung verlaufende Achse an einem Träger verschwenkbar gelagert ist, der am vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers befestigt ist und das in der Lage ist, eine Stange zum Steuern der dem Pedal zugehörigen Vorrichtung zu betätigen. Des Weiteren weist das Pedal ein zweites, äußeres Element auf, das einen unteren Hebelabschnitt zur Betätigung durch den Fahrer und einen oberen Abschnitt aufweist, der um eine quer verlaufende Achse schwenkbar an dem inneren Element gelagert ist. Zudem weist das Pedal lösbare Kopplungseinrichtungen zum Verbinden des ersten Elements mit dem zweiten Element auf. Das System umfasst des Weiteren ein Anschlagelement, das an einem Abschnitt des Fahrgastraums hinter dem Pedal angebracht ist. Das System ist in der Lage, einen ersten, normalen Betriebszustand einzunehmen, in dem das innere Element und das äußere Element des Pedals durch die vorgenannten lösbaren Kopplungseinrichtungen aneinander befestigt sind, und einen zweiten Betriebszustand im Falle eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs einzunehmen, in dem eine Rückwärtsbewegung des Pedals in Richtung auf das Anschlagelement ein Lösen der Kopplungseinrichtung bewirkt, wodurch es dem äußeren Element ermöglicht wird, sich relativ zum inneren Element zu drehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision ist das Pedal über eine Achse an einem mit einem Grundträger verbundenen Träger oder am Grundträger schwenkbar gelagert. In einem Fahrgastraum des Fahrzeugs ist ein Anschlagelement vom Pedal in Richtung eines Fahrzeugführers versetzt angeordnet. Zwischen dem Träger und dem Grundträger bzw. zwischen der Achse des Pedals und dem Grundträger ist ein unterer Bereich eines Hebelelementes angeordnet. Zumindest ein Sicherungselement ist im Grundträger verankert und erstreckt sich derart über eine einem Fahrgastraum zugewandte Seite des unteren Bereichs des Hebelelementes, dass der untere Bereich des Hebelelementes gegen Bewegungen in Richtung des Fahrzeugführers durch das zumindest eine Sicherungselement gesichert ist. Das Hebelelement ist bei einer durch die Kollision verursachten Verformung des Fahrzeugs gegen das Anschlagelement pressbar und dadurch derart bewegbar, dass aus der Hebelwirkung aufgrund der Bewegung des Hebelelementes ein Zerstören des zumindest einen Sicherungselementes und danach zumindest ein teilweises Lösen des Pedals vom Fahrzeug resultiert.
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D. h. ist das Pedal über dessen Achse direkt am mit dem Fahrzeug verbundenen Grundträger befestigt, so wirkt das Hebelelement nach dem Zerstören des zumindest einen Sicherungselementes auf die Pedalachse ein und zerstört diese oder löst sie zumindest teilweise vom Grundträger, wodurch das Pedal zumindest teilweise vom Fahrzeug gelöst ist. Bei der alternativen Ausführungsform, in welcher das Pedal über die Achse schwenkbar am Träger angeordnet ist und über diesen an dem am Fahrzeug befestigten Grundträger befestigt ist, wirkt das Hebelelement nach dem Zerstören des zumindest einen Sicherungselementes auf den Träger ein und löst diesen und das daran angeordnete Pedal zumindest teilweise vom Grundträger. Der Grundträger ist beispielsweise formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einer Stirnwand des Fahrzeugs befestigt, beispielsweise mit dieser verschweißt oder verschraubt.
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Eine starre Pedalanlage kann im Kollisionsfall durch in den Fahrgastraum geschobene Pedale zu Beinverletzungen bei Fahrzeuginsassen führen. Durch das zumindest teilweise Lösen der Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Pedal, verursacht durch einen auf das Hebelelement einwirkenden Impuls aufgrund der Kollision, ist dies verhindert. Durch das zumindest teilweise Lösen der Verbindung ist das Pedal nahezu kraftfrei.
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Zusätzlich erhält durch die Hebelwirkung die Achse des Pedals bzw. der Träger mit der an diesem befestigten Achse des Pedals einen Bewegungsimpuls, so dass das Pedal von Beinen des Fahrzeugführers in Richtung der Stirnwand und/oder eines Bodens des Fahrgastraums wegschwenkt. Auf diese Weise ist nicht nur das Vordringen des Pedals in den Fahrgastraum in Richtung der Beine des Fahrzeugführers verhindert, sondern auch ein Abrutschen vom Pedal und nachfolgendes Einklemmen der Beine des Fahrzeugführers zwischen dem Pedal und der Stirnwand und/oder dem Boden des Fahrgastraums, welches ebenfalls zu Beinverletzungen führen kann und insbesondere ein schnelles Befreien des Fahrzeugführers aus dem Fahrzeug erheblich erschwert.
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Das zumindest eine Sicherungselement ist derart dimensioniert, dass es durch das Hebelelement ausgeübten Kräften bis zu einem vorgegebenen Grenzwert standhält, so dass keine Krafteinwirkung durch das Hebelelement auf den Träger mit dem Pedal bzw. auf die Achse des Pedals erfolgt. Beispielsweise hält das zumindest eine Sicherungselement Kräften stand, welche bei kleineren Kollisionen auftreten. Bei Überschreiten dieses vorgegebenen Grenzwertes schert das zumindest eine Sicherungselement ab und die Hebelwirkung wirkt auf den Träger bzw. direkt auf die Achse des Pedals ein, so dass daraus das zumindest teilweise Lösen des Pedals vom Fahrzeug resultiert, d. h. bei einer vorgegebenen Hebelkraft des Hebelelementes, welche aus einem entsprechenden Schweregrad der Kollision resultiert, ist das zumindest teilweise Lösen des Pedals vom Fahrzeug sichergestellt.
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Bauteile der Vorrichtung, insbesondere das zumindest eine Sicherungselement, der Träger, falls dieser verwendet wird, der Grundträger und das Pedal selbst, sind einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar, insbesondere aufgrund eines wesentlich unkomplizierteren Aufbaus der Vorrichtung im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Dadurch ist die Vorrichtung beispielsweise auch für in Kleinserie gefertigte Fahrzeuge geeignet. Die Achse, über welche das Pedal am Träger oder direkt am Grundträger gelagert ist, ist bei der Vorrichtung einteilig ausführbar, wodurch erforderliche Toleranzenwerte und eine erforderliche Spielfreiheit einhaltbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision in Draufsicht von vorn,
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2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision, und
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3 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer Vorrichtung 1 zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals 2 in einem Fahrzeug bei einer Kollision. Das Pedal 2, beispielsweise ein Bremspedal, ist über eine Achse 3 an einem Grundträger 4 schwenkbar gelagert. Der Grundträger 4 wird auch als Lagerbock bezeichnet.
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Der Grundträger 4 ist formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Fahrzeug verbunden, beispielsweise direkt mit einer Stirnwand einer Karosserie des Fahrzeugs verschraubt oder verschweißt. Zwischen der Achse 3 des Pedals 2 und dem Grundträger 4 ist ein unterer Bereich eines Hebelelementes 5 angeordnet. Das Hebelelement 5 ist über eine Hebelachse 6 schwenkbar am Grundträger 4 befestigt. Ein oberer Bereich des Hebelelementes 5 erstreckt sich über eine obere Kante des Grundträgers 4 hinaus.
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Im Grundträger 4 sind zwei Sicherungselemente 7 verankert. Diese Sicherungselemente 7 sind horizontal und quer zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet und erstrecken sich über eine einem Fahrgastraum zugewandte Seite des unteren Bereichs des Hebelelementes 5, so dass der untere Bereich des Hebelelementes 5 an den Sicherungselementen 7 anliegt. Auf diese Weise ist der untere Bereich des Hebelelementes 5 durch die Sicherungselemente 7 gegen Bewegungen entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, d. h. in Richtung des Fahrzeugführers, gesichert, so dass das Hebelelement 5 nicht auf die Achse 3 des Pedals 2 einwirken kann, solange die Sicherungselemente 7 intakt sind. Die Sicherungselemente 7, auch als Abscherstifte oder Crashpins bezeichnet, sind als stiftförmige oder bolzenförmige Elemente ausgebildet, beispielsweise aus Metall und/oder Kunststoff.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist im hier nicht näher dargestellten Fahrgastraum des Fahrzeugs entgegen der Fahrtrichtung, d. h. in Richtung des Fahrzeugführers versetzt, ein Anschlagelement 8 angeordnet, beispielsweise an der Karosserie, an einer Lenksäule oder an einer Instrumententafel des Fahrzeugs. Aus einer starken Kollision, insbesondere Frontalkollision des Fahrzeugs resultiert eine Verformung des Fahrzeugs bis in den Bereich der Stirnwand mit dem Grundträger 4 hinein. Dies hat eine Verschiebung des Grundträgers 4 und des daran befestigten Pedals 2 in Richtung des Fahrzeugführers zur Folge. Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten starren Pedalanlage kann dies zu Beinverletzungen bei Fahrzeuginsassen führen.
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Bei der hier dargestellten Vorrichtung 1 ist jedoch durch die kollisionsbedingte Verschiebung des Grundträgers 4 mit dem Pedal 2 und des zwischen dem Grundträger 4 und der Achse 3 des Pedals 2 angeordneten Hebelelementes 5 das Hebelelement 5 mit dessen oberem Bereich gegen das Anschlagelement 8 pressbar. Das Anschlagelement 8 ist an einem Bereich des Fahrzeugs befestigt, der bei derartigen Kollisionen nicht oder erst wesentlich später verformbar ist, so dass das Anschlagelement 8 während des Entgegenpressens des Hebelelementes 5 in seiner Position verharrt und auf diese Weise die kollisionsbedingte Bewegung des oberen Bereichs des Hebelelementes 5 entgegen der Fahrtrichtung stoppt, während sich der Grundträger 4 mit dem Pedal 2 und dem zwischen dem Grundträger 4 und der Achse 3 des Pedals 2 angeordneten unteren Bereich des Hebelelementes 5 durch die kollisionsbedingte Verformung des Fahrzeugs weiter entgegen der Fahrtrichtung bewegt.
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Daraus resultiert aufgrund der Kollision ein Impuls, welcher auf den gegen das Anschlagelement 8 gepressten oberen Bereich des Hebelelementes 5 einwirkt, so dass das Hebelelement 5 bestrebt ist, um seine Hebelachse 6 zu schwenken. Eine daraus resultierende Hebelwirkung des unteren Bereiches des Hebelelementes 5 ist senkrecht zu einer Längsachse der Sicherungselemente 7 ausgerichtet. Eine aus dieser Hebelwirkung resultierende Krafteinwirkung durch den unteren Bereich des Hebelelementes 5 auf die Sicherungselemente 7 zerstört bei einer entsprechenden Stärke der Krafteinwirkung, d. h. bei einer entsprechenden Stärke der Kollision des Fahrzeugs, die Sicherungselemente 7. Danach wirkt der untere Bereich des Hebelelementes 5 auf die Achse 3 des Pedals 2 ein. Dadurch erfolgt ein Zerstören der Achse 3 des Pedals 2 oder deren Lösen vom Grundträger 4. Daraus resultiert ein zumindest teilweises Lösen des Pedals 2 vom Grundträger 4 und dadurch vom Fahrzeug.
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In anderen, hier nicht dargestellten Beispielen ist das Pedal 2 mittels eines Trägers am Grundträger 4 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt. In diesem Fall ist der untere Bereich des Hebelelementes 5 zwischen dem Träger und dem Grundträger 4 angeordnet, so dass der untere Bereich des Hebelelementes 5 nach dem Zerstören der Sicherungselemente 7 nicht auf die Achse 3 des Pedals 2, sondern auf den Träger einwirkt und dadurch den Träger mit dem an diesem angeordneten Pedal 2 vom Grundträger 4 zumindest teilweise löst.
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Um ein vollständig gelöstes Pedal 2 zu vermeiden, welches sich aufgrund bei der Kollision auftretender Kräfte und Beschleunigungen unkontrolliert im Fahrgastraum bewegen könnte und dadurch Verletzungen von Fahrzeuginsassen verursachen könnte, ist das Pedal 2 nach dem Lösen vorzugsweise mittels einer hier nicht näher dargestellten Fangeinrichtung weiterhin mit dem Fahrzeug verbunden, beispielsweise mit dem Grundträger 4, so dass das Pedal 2 in einer vorgegebenen relativen Position zum Fahrzeug haltbar ist. Auf diese Weise ist das Pedal 2, welches durch die Fangeinrichtung nun nahezu kraftfrei mit dem Fahrzeug verbunden ist, in Richtung der Stirnwand schwenkbar.
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Durch diese Schwenkbewegung schwenkt das Pedal 2 von Beinen des Fahrzeugführers in Richtung der Stirnwand und/oder des Bodens des Fahrgastraums weg. Das weggeschwenkte Pedal 2 ist in den 1 und 2 durch gestrichelte Linien L angedeutet. Auf diese Weise ist nicht nur das Vordringen des Pedals 2 in den Fahrgastraum in Richtung der Beine des Fahrzeugführers verhindert, sondern auch ein Abrutschen vom Pedal 2 und nachfolgendes Einklemmen der Beine des Fahrzeugführers zwischen dem Pedal 2 und der Stirnwand und/oder dem Boden des Fahrgastraums, welches ebenfalls zu Beinverletzungen führen kann und insbesondere ein schnelles Befreien des Fahrzeugführers aus dem Fahrzeug erheblich erschwert.
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Die Sicherungselemente 7 sind beispielsweise durch eine entsprechende Werkstoffauswahl und Sicherungselementauswahl sowie durch eine Anzahl, Art und Geometrie der verwendeten Sicherungselemente 7 derart dimensioniert, dass sie durch das Hebelelement 5 ausgeübten Kräften bis zu einem vorgegebenen Grenzwert standhalten, so dass keine Krafteinwirkung durch das Hebelelement 5 auf den am Grundträger 4 befestigten Träger mit dem Pedal 2 bzw. in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Achse 3 des Pedals 2 erfolgt. Beispielsweise halten die Sicherungselemente 7 Kräften stand, welche bei kleineren Kollisionen auftreten. Bei Überschreiten dieses vorgegebenen Grenzwertes scheren die Sicherungselemente 7 ab und die Hebelwirkung wirkt auf den Träger bzw. in dem dargestellten Ausführungsbeispiel direkt auf die Achse 3 des Pedals 2 ein, so dass daraus das zumindest teilweise Lösen des Pedals 2 vom Fahrzeug resultiert, d. h. bei einer vorgegebenen Hebelkraft des Hebelelementes 5, welche aus einem entsprechenden Schweregrad der Kollision resultiert, ist das zumindest teilweise Lösen des Pedals 2 vom Fahrzeug sichergestellt.
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Bauteile der Vorrichtung 1, insbesondere die Sicherungselemente 7, der Träger, falls dieser verwendet wird, der Grundträger 4 und das Pedal 2 selbst, sind einfach und kostengünstig und mittels einfacher Werkzeuge herstellbar und montierbar, insbesondere aufgrund eines wesentlich unkomplizierteren Aufbaus der Vorrichtung 1 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Dadurch ist die Vorrichtung 1 auch in geringen Stückzahlen herstellbar und beispielsweise auch für in Kleinserie gefertigte Fahrzeuge geeignet. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine kompakte Bauweise auf. Dies ist bei einem nur begrenzt vorhandenen Bauraum in einem Fußbereich des Fahrgastraums von großer Bedeutung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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