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Die Erfindung betrifft eine Pedaleinheit und eine Pedalbaugruppe an einem Fahrzeug.
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Vielfältige Fahrzeugpedale sind bekannt, insbesondere als Gaspedale, Brems- oder Kupplungspedale. Diese werden im Fußraum eines Kraftfahrzeugs angebracht. Die Pedaleinheiten umfassen jeweils einen im Fahrzeug stationären Teil, hier als Grundkörper bezeichnet, und einen zur Betätigung schwenkbar daran befestigten Teil, bspw. eine Pedalplatte, hier allgemein als Betätigungselement bezeichnet.
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Bei der Montage der Pedaleinheit im Kraftfahrzeug, insbesondere an einer Fahrzeugwand, üblicherweise der sogenannten Spritzwand, kann der Grundkörper im einfachsten Fall angeschraubt werden. Aus der
DE 10 260 521 ist eine Anbringung bekannt, bei der ein Sockelelement mit der Fahrzeugwand verrastet ist. Hierbei sind zwei Rastbolzen an der Fahrzeugwand befestigt. Das Sockelelement wird darauf aufgesteckt. Die Rastbolzen sind stiftförmig und rotationssymmetrisch. Sie weisen an einem Ende einen konischen Abschnitt und eine umlaufende Nut mit kleinerem Außendurchmesser auf, wodurch eine Hinterschneidung gebildet ist. Bei der Montage wird das Sockelelement auf die Rastbolzen aufgesteckt und mit diesen verrastet. Hierfür sind an der Unterseite zwei Buchsen angeformt, die jeweils eine innen liegende Raste aufweisen, die im Zusammenbauzustand in die Nut der Rastbolzen greift.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pedaleinheit vorzuschlagen, die besonders einfach montierbar und demontierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pedaleinheit gemäß Anspruch 1 und eine Pedalbaugruppe gemäß Anspruch 11. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß umfasst die Pedaleinheit, die wie oben beschrieben einen Grundkörper und ein schwenkbar daran befestigtes Betätigungselement, insbesondere eine Pedalplatte, aufweist, am Grundkörper ein Rastelement zum lösbaren Anbringen an einer Befestigung.
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Erfindungsgemäß weist das Rastelement einen runden Topf auf. Unter einem Topf wird in diesem Zusammenhang ein Element mit einer mindestens im Wesentlichen (d. h. bis auf Ein-/Ausformungen, Fenster, etc.) kreiszylindrischen Wandung verstanden. Der Topf steht bevorzugt von dem Grundkörper vor, so dass er bei der Montage im Fahrzeug und somit bei der Bildung einer Pedalbaugruppe in eine Aussparung eingesetzt werden kann. Somit weist die Längsrichtung des Topfes vom Grundkörper weg, bevorzugt im Wesentlichen senkrecht. Bei der Verbindung zwischen der Pedaleinheit und einem stationärem Befestigungselement wird von dem Topf die Außen- oder Innenwandung verwendet, insbesondere bevorzugt als Anlage- und/oder Führungsfläche.
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Erfindungsgemäß steht aus der Topfwandung, also quer zur Längsrichtung des Topfes, mindestens ein federndes Riegelelement hervor. Das Riegelelement kann aus der Topfwandung entweder nach innen vorstehen, so dass der Topf bei der Montage auf ein rundes Befestigungselement aufgeschoben werden kann, oder – bevorzugt – nach außen, so dass der Topf rastend in eine Aussparung eines Befestigungselements eingeschoben werden kann. In beiden Fällen ist das Riegelelement federnd nachgiebig in einer Rastrichtung, die einen Winkel zur Topfwandung bildet, bevorzugt mindestens im Wesentlichen senkrecht hierzu steht.
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Wie im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen deutlich wird, ist eine rastende Aufnahme mit einem runden Topf gut dazu geeignet, die Pedaleinheit innerhalb des Fahrzeugs festzulegen, bspw. gegenüber einem dort stationären Befestigungselement. Die runde Ausbildung des Topfes erlaubt bei der Montage eine gewisse Drehung, so dass die Montage vereinfacht ist und Toleranzen ausgeglichen werden können.
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Der Topf hat bevorzugt relativ große Abmessungen, so dass er entsprechend einfach einzusetzen ist und die Pedaleinheit in ihrer Lage sicher fixiert. Bspw. beträgt der Durchmesser des Topfes mindestens 30 %, bevorzugt 50 % oder mehr der Breite der Pedalplatte. Bevorzugt ist der Durchmesser des Topfes 2 cm oder größer, weiter bevorzugt 3 cm oder größer.
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Die Rastverbindung erlaubt einen besonders einfachen Einbau und ermöglicht auch eine anschließende Demontage.
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Bei der erfindungsgemäßen Pedalbaugruppe, bestehend aus einer Pedaleinheit und einem innerhalb des Fahrzeugs ortsfesten Befestigungselement, wird die Verbindung hergestellt, indem der Topf an einem der Elemente in einer Aussparung eines Befestigungselements am anderen Element aufgenommen wird. Bevorzugt ist dabei der Topf pedalseitig und die Aussparung fahrzeugseitig angeordnet, ebenso kann die Verbindung aber auch umgekehrt gebildet sein. Die Aussparung weist mindestens eine seitliche Hinterschneidung, z.B. eine Stufe, bevorzugt aber ein Fenster zur Aufnahme des Riegelelements auf, so dass eine zugfeste Rastverbindung gebildet wird. Die Aussparung ist bevorzugt von rundem Querschnitt und kann bspw. als Rohrstutzen, vorgesehen sein. Es ist eine geeignete Passung zwischen dem Topf und der Aussparung bevorzugt, so dass der Topf dort seitlich gehalten und geführt ist. Als Hinterschneidung zur Aufnahme des Riegelelements bei Bildung der Rastverbindung sind ein oder mehrere Fenster bevorzugt.
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Dabei ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die seitliche Hinterschneidung, insbesondere das Fenster, breiter als das Riegelelement, so dass die Pedaleinheit in der Raststellung gegenüber dem Befestigungselement noch mindestens in einem beschränkten Bereich drehbar ist, um wie beschrieben die Montage zu erleichtern.
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Die Festlegung der Position der Pedaleinheit kann dann durch einen weiteren Befestigungspunkt im Abstand von dem Topf erfolgen, bevorzugt durch Verschraubung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Pedaleinheit ist innerhalb des Topfes mindestens ein Federelement vorgesehen, mit dem das Riegelelement beaufschlagt wird, so dass es gegen die Wirkung des Federelements eindrückbar ist. Auf diese Weise kann die reversible Rastverbindung zwischen dem Rastelement und einem fahrzeugseitigen Befestigungselement hergestellt werden.
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Während bereits ein einzelnes Riegelelement für viele Anwendungsfälle ausreichen wird, sind mehrere Riegelelemente, bevorzugt zwei im Wesentlichen einander gegenüber angeordnete Riegelelemente bevorzugt. Weiter bevorzugt ist, dass mindestens zwei Rastelemente durch ein gemeinsames Federelement beaufschlagt sind, so dass die Anzahl an Teilen insgesamt gering gehalten wird. Insbesondere kann ein innerhalb des Topfes angeordnetes Federelement zwischen zwei oder mehr Riegelelementen vorgesehen sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Federelement als geschlossener Ring gebildet sein, an dem ein oder mehr Riegelelemente angeordnet sind, die bspw. nach außen vorstehen. Der Ring kann bei Beaufschlagung der Riegelelemente nach innen federn.
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Neben der Federwirkung auf das Riegelelement, mit der die Rastverbindung hergestellt bzw. aufrechterhalten wird, kann eine weitere Federwirkung in bzw. gegen die Längsrichtung des Topfes, d. h. in bzw. entgegen der Einsteckrichtung des Topfes gegenüber einem Befestigungselement vorteilhaft sein. Hierfür kann ein separates Spannfederelement vorgesehen sein. Wie nachfolgend dargestellt ist es aber auch möglich, dass ein auf das Riegelelement wirkendes Federelement zusätzlich auch eine Federwirkung entgegen der Einsteckrichtung, d. h. parallel zur Richtung der Topfwandung zur Verfügung stellt. Die Federwirkung in Einsteckrichtung dient dazu, die Rastverbindung in Einsteckrichtung zu beaufschlagen und so zu sichern. Die Rastverbindung wird dabei wie oben beschrieben durch das seitlich aus der Topfwand hervorstehende Riegelelement gesichert. Durch die Federwirkung entgegen der Einsteckrichtung wird die Riegelverbindung unter Spannung gesetzt, so dass das Riegelelement fest an der zur Verriegelung dienenden Hinterschneidung anliegt. Durch diese Spannung wird die Rastverbindung stabilisiert; insbesondere kommt es nicht zu unerwünschten Relativbewegungen zwischen dem Grundkörper und dem Befestigungselement.
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Bevorzugt sind das Rastelement und insbesondere der Topf sowie der Grundkörper der Pedaleinheit aus Kunststoff gefertigt. Bevorzugt können das Rastelement und der Grundkörper miteinander einstückig gebildet sein, bspw. im Kunststoff-Spritzguss. Das Riegelelement kann Teil des Topfes sein, bspw. als gegenüber der restlichen Topfwandung federnde Rastnase. Bevorzugt ist das Riegelelement aber ein separates Element. Ein oder mehrere Riegelelemente können insbesondere mit einem Federelement einstückig gebildet sein.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 in Seitenansicht eine Pedalbaugruppe mit einer Pedaleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 in vergrößerter Darstellung ein Rastelement und ein Befestigungselement der Pedalbaugruppe aus 1 im Abstand voneinander;
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3 einen Querschnitt durch das Rastelement und Befestigungselement aus 1 entlang der Linie A;
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4 eine Längsschnittdarstellung entlang der Linie B durch das Rastelement und das Befestigungselement aus 3;
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5 in Seitenansicht ein Rastelement und Befestigungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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6, 7 eine Querschnitts- und Längsschnittsansicht des Rastelements aus 5;
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8 in Längsschnittdarstellung ein Rast- und Befestigungselement gemäß einer dritten Ausführungsform, einmal im Abstand voneinander und einmal in Raststellung und
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9 ein Rastelement gemäß einer vierten Ausführungsform in Längsschnittdarstellung.
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1 zeigt in Seitenansicht eine Pedalbaugruppe 20 mit einer Pedaleinheit 10, die an einer Fahrzeugwand 12 im Fußraum eines Kraftfahrzeuges befestigt ist.
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Die Pedaleinheit 10 umfasst einen im Fahrzeug stationären Grundkörper 14 und ein gegenüber diesem zur Betätigung schwenkbar angeordnetes Betätigungselement 16 in Form einer Pedalplatte. Bei der dargestellten Ausführung einer Pedaleinheit 10 handelt es sich um ein Fahrpedal (Gaspedal); für die Erfindung kommt es aber nicht auf die Details der Pedaleinheit 10 an, sondern auf deren Anbringung im Fahrzeug. Daher ist die dargestellte Ausführung der Pedaleinheit 10 lediglich als Beispiel zu verstehen.
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Die Pedaleinheit 10 ist zur Bildung der Pedalbaugruppe 20 im Fußraum des Kraftfahrzeugs angebracht mittels einerseits einer ersten Verbindung als Rastverbindung zwischen einem Rastelement 22 und einem stationären Befestigungselement 24, und andererseits mittels einer zweiten Verbindung 18 im Abstand hiervon. Während das Rastelement 22 am hinteren Ende des Grundkörpers 14 nahe der Anlenkung der Pedalplatte 16 vorgesehen ist, wird der zweite Montagepunkt 18 im Bereich des anderen Endes des Grundkörpers 14 gebildet durch eine Schraubverbindung (nicht dargestellt) und einen Zentrierdorn.
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Das an der Rastverbindung beteiligte Befestigungselement 24 umfasst im gezeigten Beispiel eine Wandplatte 26, die unmittelbar mit der Fahrzeugwand (Spritzwand) fest verbunden ist, bspw. durch eine Schweißverbindung. Fest mit der Platte 26 verbunden ist ein Rohrstutzen 28 mit rundem Querschnitt, der nach oben offen ist und somit eine Aussparung bildet. An dem Rohrstutzen 28 ist seitlich ein Fenster 30 als Ausschnitt gebildet.
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Alternativ kann auch statt der separaten Platte 26 direkt die Spritzwand dienen, so dass bspw. der Rohrstutzen 28 direkt an einem festen Teil des Fahrzeugs befestigt, bspw. angeschweißt ist. Ebenso kann der Rohrstutzen 28 direkt aus der Spritzwand geformt sein.
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Im Fußraum des Fahrzeugs ist der Boden mit einem Dämmmaterial 32 und einem darauf aufgebrachten Teppich 34 belegt. Diese sind ausgeschnitten, um den Stutzen 28 freizulassen. Allerdings sind in den Zeichnungen die Dämmung 32 und der Teppich 34 nur der Übersichtlichkeit halber im Abstand von dem Befestigungselement 24 dargestellt, tatsächlich reichen diese bis unmittelbar heran.
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An der Unterseite des Grundkörpers 14 der Pedaleinheit 10 ist als Rastelement 22 ein Topf 36 ausgebildet, aus dessen Topfwandung, die sich senkrecht von der Unterseite des Grundkörpers 14 weg erstreckt, seitlich ein Riegelelement 40 vorsteht.
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In dem gezeigten Beispiel bestehen die Teile der Pedaleinheit 10, d. h. die Pedalplatte 16 und der Grundkörper 14 aus Kunststoff. Der Topf 36 ist dabei einstückig mit dem Grundkörper 14 ausgebildet.
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Wie in den Schnittdarstellungen von 3, 4 gezeigt, ist im Inneren des Topfes 36 eine Feder 42 angeordnet, die das Riegelelement 40 nach außen drückt. In der gezeigten Raststellung ist der Topf 36 in die Aussparung im Inneren des Rohrstutzens 28 eingesteckt und dort passend aufgenommen. Das Riegelelement 40 ist im Fenster 30 eingerastet.
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Diese Verbindung wird gebildet, indem wie in 2 gezeigt die Pedaleinheit 10 mit ihrem Rastelement 22 oberhalb des Befestigungselements 24 positioniert und dann mit dem Topf 36 in den Rohrstutzen 28 eingesteckt wird. Aufgrund der nach unten schräg ausgebildeten Form des Riegelelements 40 wird dieses entgegen der Wirkung der Feder 42 dabei nach innen verschoben. Beim Erreichen der Rastposition drückt die Feder 42 weiter auf das Riegelelement 40, das nun im Fenster 30 einrastet und die Rastverbindung somit sichert.
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Dabei steht die Rastverbindung durch die Kompression des Dämmmaterials 32 und Teppichs 34 unter einer Zugspannung. So ist eine gut sitzende und stabilisierende Verbindung gegeben.
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Bei der Montage der Fahrpedaleinheit 10 wird zuerst die Rastverbindung wie beschrieben hergestellt. Dabei ist, wie aus 3 ersichtlich, das Fenster 30 deutlich breiter ausgebildet als das Riegelelement 40, so dass bei eingerastetem Riegelelement 40 mindestens an einer Seite ein freier Fensterbereich verbleibt. Bedingt durch die runde Form des Topfes 36 und des aufnehmenden Rohrstutzens 28 und durch die Breite des Fensters 30 ist die Fahrpedaleinheit 10 nach Herstellung der Rastverbindung noch in einem gewissen Winkelbereich von ca. +/–15° drehbar. Dies wird ausgenutzt, um nun die Pedaleinheit 10 im Fußraum auszurichten und mit dem Zentrierdorn und einer Schraubverbindung am zweiten Befestigungspunkt 18 festzulegen.
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Dabei ist für eine anschließende Demontage der Fahrpedaleinheit 10 die Rastverbindung wieder lösbar. Dies kann erfolgen, indem mit einem Schraubendreher oder anderem geeigneten Werkzeug durch die Dämmung 32 hindurch oder an dieser vorbei auf das Riegelelement 40 gedrückt wird, so dass sich dieses gegen die Feder 42 nach innen verschiebt und das Fenster 30 freigibt, so dass die Rastverbindung gelöst ist.
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Der Topf 36 hat relativ große Abmessungen, im bevorzugten Beispiel einen Außendurchmesser von 4 cm und eine Einstecklänge von ca. 1,5 cm, die in den Rohrstutzen 28 aufgenommen wird. Hierdurch entsteht eine stabile Verbindung.
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In 5–7 ist eine zweite Ausführungsform beschrieben. Dabei wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen; gleiche Elemente erhalten gleiche Bezugszeichen.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist ebenfalls der Topf 36 vorgesehen, allerdings in diesem Beispiel mit zwei seitlich aus der Topfwandung hervorstehenden Riegelelementen 40a, 40b. Passend hierzu weist der Rohrstutzen 28 des Befestigungselements 24 zwei gegenüberliegende Fenster 30 auf.
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Wie in den Schnittansichten von 6 und 7 erkennbar ist, sind die Riegelelemente 40a, 40b als gegenüber angeordnete, separate Elemente gebildet, die auf eine Ringfeder 44 aufgesetzt sind. Die Ringfeder 44 ist als ringförmiger Kunststoffstreifen ausgebildet. Werden die Riegelelemente 40a, 40b beim Herstellen der Rastverbindung nach innen verschoben, dann verformt sich die Ringfeder 44 und bewirkt eine Gegenkraft zum Einrasten in die Fenster 30.
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8a, 8b zeigt eine weitere Ausführungsform in Querschnittsansicht. Wiederum sind gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Auch bei der dritten Ausführungsform sind die Riegelelemente 40a, 40b auf einer Ringfeder 44 aufgesetzt. Im Gegensatz zur vorbeschriebenen Ausführungsform weisen die Riegelelemente 40a, 40b aber einstückig hiermit gebildete Füße 46 als Spannfederelemente auf. Die Spannfederelemente 46 stehen in Einsteckrichtung, d. h. in 8a nach unten vor. Wie in 8a, 8b gezeigt, werden sie beim Herstellen der Rastverbindung verbogen und bewirken eine Federkraft entgegen der Einsteckrichtung. Hierdurch wird die Rastverbindung zusätzlich zu der von der Kompression des Dämmmaterials 32 ausgehenden Kraft auch durch die Spannfedern 46 unter Zug gehalten und so stabilisiert.
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9 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Riegelelemente 40a, 40b als Kunststoffteile einstückig gebildet sind mit einer dazwischen angeordneten Kunststofffeder 48. Die Kunststofffeder 48 steht nach unten aus dem Topf 36 hervor und erfüllt somit gleichzeitig die Funktionen eines Federelements zur Beaufschlagung der Riegelelemente 40a, 40b und eines Spannfederelements zur Beaufschlagung der Rastverbindung entgegen der Einsteckrichtung. Beim Einstecken des Rastelements aus 9 in ein entsprechend geformtes Befestigungselement (bspw. wie in 8a) wird die Feder 48 verformt und bewirkt eine Kraft entgegen der Einsteckrichtung.
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Für eine Demontage der Pedaleinheit können die Riegelelemente von außen zurückgedrückt werden. Ebenso kann aber auch der Eingriff zwischen den Riegelelementen und den Hinterschneidungen (Fenstern) auf andere Weise gelöst werden. Bspw. kann in der in 9 gezeigten Darstellung ein drittes Fenster vorgesehen sein, mit dem die Feder 48 durch seitliches Eindrücken mit einem geeigneten Instrument in die Zeichnungsebene von 9 hinein verformt wird, so dass sich die Riegelelemente 40a, 40b zurückziehen und die Verbindung gelöst wird.
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Die vorstehend gezeigten Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Dabei sind verschiedene Abweichungen möglich. Bspw. können statt der in einigen Ausführungen gezeigten zwei gegenüberliegenden Riegelelementen 40a, 40b auch mehrere am Umfang des Topfes verteilte Riegelelemente, bspw. drei oder vier Riegelelemente vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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