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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 Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision ist das Pedal über eine Achse an einem Träger schwenkbar gelagert und in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs ist ein Anschlagelement vom Pedal in Richtung eines Fahrzeugführers versetzt angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist der Träger über zumindest ein Verbindungselement formschlüssig mit dem Fahrzeug verbunden, wobei zwischen dem Träger und dem Fahrzeug ein unterer Bereich eines Hebelelementes angeordnet ist, dessen Hebelwirkung senkrecht zu einer Längsachse des zumindest einen Verbindungselementes ausgerichtet ist, wobei das Hebelelement bei einer durch die Kollision verursachten Verformung des Fahrzeugs gegen das Anschlagelement pressbar und dadurch derart bewegbar ist, dass aus der Hebelwirkung aufgrund der Bewegung des Hebelelementes ein Zerstören des zumindest einen Verbindungselementes und dadurch zumindest ein teilweises Lösen des Trägers vom Fahrzeug resultiert.
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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 Träger mit 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 erhalten durch die Hebelwirkung der Träger und über diesen die Achse, über die das Pedal am Träger gelagert ist, einen Bewegungsimpuls, so dass das Pedal von Beinen des Fahrzeugführers in Richtung einer 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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Eine Verbindungsfestigkeit der Verbindung zwischen dem Träger und dem Fahrzeug ist durch eine entsprechende Dimensionierung des Verbindungselementes oder einer Mehrzahl von Verbindungselementen optimal auslegbar, so dass die Verbindung in einem normalen Fahrbetrieb auftretenden Kräften und beispielsweise auch zusätzlichen Kräften bei kleineren Kollisionen unbeschadet standhält, bei einer größeren Kollision aber durch das Hebelelement sicher lösbar ist.
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Bauteile der Vorrichtung, insbesondere die Verbindungselemente, der Träger 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 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 perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision,
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2 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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3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision,
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4 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision,
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5 eine Längsschnittdarstellung einer ersten Schnittebene einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision,
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6 eine Querschnittdarstellung einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen Lösen einer Befestigung zumindest eines Pedals in einem Fahrzeug bei einer Kollision, und
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7 eine Längsschnittdarstellung einer zweiten Schnittebene 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 7 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 Träger 4 schwenkbar gelagert. Der Träger 4 wird auch als oberer Lagerbock bezeichnet.
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Der Träger 4 ist im hier dargestellten Beispiel über zwei Verbindungselemente 5 formschlüssig mit dem Fahrzeug verbunden, beispielsweise direkt mit einer Stirnwand einer Karosserie des Fahrzeugs oder, wie hier dargestellt, über einen Grundträger 6, welcher an der Stirnwand des Fahrzeugs beispielsweise durch Verschweißen oder Verschrauben befestigt ist. Der Grundträger 6 wird auch als unterer Lagerbock bezeichnet.
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Die Verbindungselemente 5, auch als Abscherstifte oder Crashpins bezeichnet, sind als stiftförmige oder bolzenförmige Elemente ausgebildet, beispielsweise aus Metall und/oder Kunststoff. Diese Verbindungselemente 5 sind horizontal und quer zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet und erstrecken sich ausgehend vom Träger 4 seitlich in den Grundträger 6.
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Zusätzlich ist der Träger 4 über eine weitere Verbindung mit dem Fahrzeug, im hier dargestellten Beispiel mit dem an der Stirnwand des Fahrzeugs befestigten Grundträger 6, formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Diese weitere Verbindung ist in diesem Beispiel, wie in 5 dargestellt, als eine Rastverbindung ausgebildet. Dazu weist der Träger 4 Rastelemente 7 auf, welche in entsprechende Hinterschneidungen 8 am Grundträger 6 eingerastet sind, so dass eine weitere formschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten für diese weitere Verbindung möglich, um den Träger 4 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Fahrzeug zu verbinden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen, Verlöten, Verklemmen, Verspannen und/oder Vernieten.
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Zwischen dem Träger 4 und dem Fahrzeug, d. h. im hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Träger 4 und dem an der Stirnwand befestigten Grundträger 6, ist ein unterer Bereich eines Hebelelementes 9 angeordnet. Das Hebelelement 9 ist über eine Hebelachse 10 schwenkbar am Grundträger 6 befestigt. Der untere Bereich des Hebelelementes 9 erstreckt sich bis zu einer Halterung für die Achse 3 des Pedals 2 im Träger 4. Ein oberer Bereich des Hebelelementes 9 erstreckt sich über eine obere Kante des Grundträgers 6 hinaus.
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Wie in den 1 bis 3 und 7 dargestellt, ist im hier nicht näher dargestellten Fahrgastraum des Fahrzeugs entgegen der Fahrtrichtung, d. h. in Richtung des Fahrzeugführers versetzt, ein Anschlagelement 11 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 6 hinein. Dies hat eine Verschiebung des Grundträgers 6 und des daran befestigten Trägers 4 mit dem Pedal 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 Trägers 4, des Grundträgers 6 und des dazwischen angeordneten Hebelelementes 9 das Hebelelement 9 mit dessen oberem Bereich gegen das Anschlagelement 11 pressbar. Das Anschlagelement 11 ist an einem Bereich des Fahrzeugs befestigt, der bei derartigen Kollisionen nicht oder erst wesentlich später verformbar ist, so dass das Anschlagelement 11 während des Entgegenpressens des Hebelelementes 9 in seiner Position verharrt und auf diese Weise die kollisionsbedingte Bewegung des oberen Bereichs des Hebelelementes 9 entgegen der Fahrtrichtung stoppt, während sich der Träger 4 mit dem Grundträger 6 und dem dazwischen angeordneten unteren Bereich des Hebelelementes 9 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 11 gepressten oberen Bereich des Hebelelementes 9 einwirkt, so dass das Hebelelement 9 bestrebt ist, um seine Hebelachse 10 zu schwenken. Eine daraus resultierende Hebelwirkung des unteren Bereiches des Hebelelementes 9 ist senkrecht zu einer Längsachse der Verbindungselementes 5 ausgerichtet. Eine aus der Hebelwirkung resultierende Krafteinwirkung durch den unteren Bereich des Hebelelementes 9 auf den Grundträger 6 zerstört bei einer entsprechenden Stärke der Krafteinwirkung, d. h. bei einer entsprechenden Stärke der Kollision des Fahrzeugs, die Verbindungselemente 5 und löst zumindest teilweise die Verbindung zwischen dem Träger 4 und dem Grundträger 6 und daraus resultierend die Verbindung zwischen dem Träger 4 und dem daran gelagerten Pedal 2 zum Fahrzeug mit dem an diesem befestigten Grundträger 6. D. h. die Verbindungselemente 5 wirken als Sicherungsstifte, welche bei einer entsprechend großen Krafteinwirkung abscheren. Dadurch löst sich die als Rastverbindung ausgebildete weitere Verbindung zwischen dem Träger 4 mit dem Pedal 2 und dem Grundträger 6, so dass der Träger 4 mit dem Pedal 2 vom an der Stirnwand des Fahrzeugs befestigten Grundträger 6 gelöst ist.
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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 der Träger 4 nach dem Lösen mittels eines Fangelementes 12 weiterhin mit dem Grundträger 6 verbunden, so dass der Träger 4 in einer vorgegebenen relativen Position zum Fahrzeug haltbar ist. Auf diese Weise sind der Träger 4 und das an diesem gelagerte Pedal 2, welche nun nahezu kraftfrei mit dem Grundträger 6 verbunden sind, in Richtung der Stirnwand schwenkbar.
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Durch diese Schwenkbewegung schwenkt das Pedal 2 von Beinen des Fahrzeugführers in Richtung einer vorderen Wand und/oder des Bodens des Fahrgastraums weg. Das weggeschwenkte Pedal 2 ist in den 2 und 3 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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Eine Verbindungsfestigkeit der Verbindung zwischen dem Träger 4 und dem Fahrzeug ist durch eine entsprechende Dimensionierung der Verbindungselemente 5 optimal auslegbar, d. h. durch eine entsprechende Werkstoffauswahl und Verbindungselementauswahl sowie durch eine Anzahl, Art und Geometrie der verwendeten Verbindungselemente 5. Durch die optimierte Verbindungsfestigkeit, welche beispielsweise in Crashtests von Fahrzeugen mit der eingebauten Vorrichtung 1 überprüfbar ist, ist sichergestellt, dass die Verbindung in einem normalen Fahrbetrieb auftretenden Kräften und beispielsweise auch zusätzlichen Kräften bei kleineren Kollisionen unbeschadet standhält, bei einer größeren Kollision aber durch das Hebelelement 9 sicher lösbar ist.
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Bauteile der Vorrichtung 1, insbesondere die Verbindungselemente 5, der Träger 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.
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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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