DE102013206648A1

DE102013206648A1 - Pedal for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102013206648A1
Application number: DE102013206648.1A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Kamphaus; Waldemar Rogowski; Keit Wagener
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: DE102013206648B4

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Pedal (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Bremspedal, wobei das Pedal (1) einen Pedalarm (2) aufweist, welcher über seine Längserstreckung eine Organoblech-Komponente (9) und eine versteifende Kunststoff-Komponente (11) aufweist. Die Organoblech-Komponente (9) ist zumindest bereichsweise über deren Längserstreckung mit einer dritten Komponente (10) festhaftend verbunden, wobei die dritte Komponente (10) eine höhere Bruchdehnung aufweist als die Organoblech-Komponente (9), um im Falle eines Bruchs der Organoblech-Komponente (9) für eine fail-safe-Funktion eine Stabilisierung der Organoblech-Komponente (9) zu bewirken. Dadurch wird ein metallähnliches Verformungsverhalten des Pedals im Überlastfall erreicht und ein plötzlicher Bruch verhindert.A pedal (1) for a motor vehicle, in particular a brake pedal, is proposed, the pedal (1) having a pedal arm (2) which, over its longitudinal extent, has an organic sheet component (9) and a stiffening plastic component (11). The organic sheet component (9) is firmly connected at least in regions along its longitudinal extension to a third component (10), the third component (10) having a higher elongation at break than the organic sheet component (9) in order to prevent the organic sheet from breaking Component (9) for a fail-safe function to stabilize the organic sheet component (9). This results in a metal-like deformation behavior of the pedal in the event of an overload and prevents a sudden break.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pedal für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a pedal for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Für den Betrieb von Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen existiert der Wunsch nach einer ausfallsicheren Auslegung (engl.: fail safe). Bezogen auf ein Bremspedal bedeutet dies, dass ab einer bestimmten Betätigungskraft, die die Betätigungskraft für den Normalbetrieb erheblich überschreitet und daher auch als Missbrauchskraft bezeichnet wird, ein definiertes Versagen des Bremspedals stattfindet. In diesem Versagensfall muss weiterhin zumindest eine eingeschränkte Bremsbetätigung und damit die Einleitung eines Not-Bremsvorgangs möglich sein. Darüber hinaus soll dem Fahrer des Kraftfahrzeugs der Missbrauchsfall angezeigt werden, beispielsweise durch eine merkliche Beschädigung des Bremspedals. For the operation of brake systems in motor vehicles, the desire for a fail-safe design (English: fail safe) exists. With reference to a brake pedal, this means that a defined failure of the brake pedal takes place above a certain actuation force, which considerably exceeds the actuation force for normal operation and is therefore also referred to as an abuse force. In this case of failure must continue to be at least a limited brake actuation and thus the initiation of an emergency braking operation possible. In addition, the driver of the motor vehicle, the abuse case should be displayed, for example, by a significant damage to the brake pedal.

Aus dem Stand der Technik sind Pedale für Kraftfahrzeuge bekannt, welche in Leichtbauweise aus sogenanntem Organoblech und Spritzguss-Kunststoff hergestellt werden. Organobleche sind Kunststoffe mit einer thermoplastischen Matrix in die als Gewebe, Gewirke oder Gelege angeordnete und als Endlosfasern ausgebildete Verstärkungsfasern eingebettet sind. Organobleche zeichnen sich durch ein geringes Gewicht und durch eine hohe Festigkeit und – in Verbindung mit Spritzguss-Kunststoff – durch eine hohe Steifigkeit aus. Durch die Verwendung von Organoblech lassen sich im Vergleich zu aus Metall hergestellten Pedalen durch eine Hybrid-Bauweise in Verbindung mit Spritzguss-Kunststoff bei gleicher Belastbarkeit erhebliche Gewichtseinsparungen erzielen. Die DE 10 2011 003 222 A1 zeigt ein derartiges Betätigungspedal für Kraftfahrzeuge, insbesondere für eine Bremsanlage derselben. Pedals for motor vehicles are known from the prior art, which are made in lightweight construction of so-called organo sheet and injection-molded plastic. Organic sheets are plastics with a thermoplastic matrix in which are arranged as woven, knitted or laid fabrics and formed as continuous fibers reinforcing fibers. Organic sheets are characterized by a low weight and high strength and - in conjunction with injection-molded plastic - by a high rigidity. Through the use of organic sheet can be compared to metal-made pedals by a hybrid construction in conjunction with injection-molded plastic with the same load capacity achieve significant weight savings. The DE 10 2011 003 222 A1 shows such an actuating pedal for motor vehicles, in particular for a brake system of the same.

Das zuvor beschriebene definierte Versagen lässt sich bei Bremspedalen in konventioneller Stahl-Bauweise aufgrund des duktilen Verhaltens metallischer Werkstoffe relativ einfach umsetzen. Bei der Ausführung eines Bremspedals für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung von Organoblechen ist jedoch zu berücksichtigen, dass das Organoblech ohne zumindest bereichsweise Kunststoffhinterspritzung und/oder -umspritzung ein sprödes Verhalten zeigt. Vollständig aus Organoblech hergestellte Bremspedale würden daher in einem durch Überbeanspruchung hervorgerufenen Missbrauchsfall, in welchem die üblicherweise auf das Bremspedal ausgeübte Kraft um ein Vielfaches überschritten wird (Notbremsung, Paniksituation), ein plötzliches Bruchverhalten zeigen und somit eine Betätigung der Bremsanlage problematisch machen. Der Bremsvorgang kann unter Umständen mit einem zerbrochenen Pedal nicht mehr in der gewünschten Mindestintensität fortgeführt werden. The defined failure described above can be relatively easily implemented in brake pedals in conventional steel construction due to the ductile behavior of metallic materials. In the execution of a brake pedal for a motor vehicle using organic sheets is to be considered, however, that the organic sheet without at least partially plastic injection molding and / or extrusion shows a brittle behavior. Entirely made of organo sheet brake pedals would therefore show in a caused by overuse abuse case in which the force usually applied to the brake pedal is exceeded by a multiple (emergency braking, panic situation), a sudden breakage behavior and thus make an operation of the brake system problematic. Under certain circumstances, the braking process can no longer be continued in the desired minimum intensity with a broken pedal.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pedal für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches in Leichtbauweise herstellbar ist und dennoch ein sicheres Bremsen bei Beschädigung des Pedals aufgrund überhöhter Krafteinwirkung ermöglicht. Therefore, it is an object of the present invention to provide a pedal for a motor vehicle, which is produced in lightweight construction and yet allows safe braking in case of damage to the pedal due to excessive force.

Diese Aufgabe wird durch ein Pedal für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. This object is achieved by a pedal for a motor vehicle having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Es wird ein Pedal für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Bremspedal, bereitgestellt, wobei das Pedal einen Pedalarm aufweist, welcher über seine Längserstreckung eine Organoblech-Komponente und eine versteifende Kunststoff-Komponente aufweist, wobei die Organoblech-Komponente zumindest bereichsweise über deren Längserstreckung mit einer dritten Komponente festhaftend verbunden ist. Die dritte Komponente weist dabei eine höhere Bruchdehnung auf als die Organoblech-Komponente, um im Falle eines Bruchs der Organoblech-Komponente für eine fail-safe-Funktion eine Stabilisierung der Organoblech-Komponente zu bewirken. Unter Bruchdehnung ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Materialkennwert zu verstehen, der das prozentuale Verhältnis der beim Reißen einer Materialprobe erreichten Verlängerung zur Anfangslänge angibt. Die Bruchdehnung charakterisiert somit die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffes. Durch die Organoblech-Komponente in Verbindung mit der versteifenden Kunststoff-Komponente wird die für das Bremspedal erforderliche Festigkeit und Steifigkeit realisiert. Die Organoblech-Komponente kann eine Matrix beispielsweise aus Polyamid 6 (PA 6) oder einem anderen thermoplastischen Kunststoff aufweisen. In diese Matrix sind bevorzugt in Form eines Gewebes angeordnete Endlosfasern aus Glasfaser oder Kohlefaser eingebettet. Die versteifende Kunststoff-Komponente kann aus jeglichem geeigneten Kunststoff hergestellt sein, wobei es vorteilhaft ist, wenn das Matrixmaterial des Organoblechs aus dem gleichen Kunststoff besteht, so dass eine besonders innige und feste Verbindung zwischen den Teilen entsteht. Insbesondere Polyamid (PA) ist in diesem Zusammenhang gut geeignet. Jedoch können auch andere geeignete technische Kunststoffe Verwendung finden. Die versteifende Kunststoff-Komponente ist bevorzugt als spritzgießfähiges Kunststoffmaterial ausgebildet, insbesondere mit Glas- oder Kohlefaserverstärkung. Beispielsweise eignet sich als Material für die versteifende Kunststoff-Komponente PA6-GF50, ein Polyamid-Kunststoff mit 50 Gewichtsprozent Glasfasern, die als Langfasern ausgebildet sind. Durch die dritte Komponente, die eine höhere Bruchdehnung aufweist als die Organoblech-Komponente und sich somit elastischer verhält, wird bei einem Bruch der Organoblech-Komponente ein komplettes Bauteilversagen vermieden, denn die elastischere dritte Komponente hält die gebrochene Organoblech-Komponente zusammen und sieht somit eine Reststeifigkeit vor, wodurch eine Vollendung des Bremsvorgangs ermöglicht wird. Insgesamt ergibt sich so ein „metallähnliches“ Verformungsverhalten im Überlastfall, d. h. eine Art Verbiegen, kein plötzlicher Bruch. Dabei sollte die elastischere dritte Komponente gerade noch eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um eine noch erforderliche Bremskraft von beispielsweise 200 N zu übertragen. Funktional formuliert wird durch die Organoblech-Komponente somit ein "erstes Bremspedal" bzw. ein erster Pedalarm realisiert, und durch die dritte Komponente ein "zweites Bremspedal" bzw. ein zweiter, weicherer Pedalarm, welcher zum Einsatz kommt, wenn der erste Pedalarm versagt hat. Selbstverständlich handelt es sich gegenständlich aber um ein einziges zusammenhängendes Pedal. Der Pedalarm kann an einem ersten Ende mit einer Pedalplatte versehen sein und/oder an einem zweiten Ende drehbar oder schwenkbar lagerbar sein und hierzu an diesem zweiten Ende ein Lager bzw. Pedallager aufweisen. A pedal for a motor vehicle, in particular a brake pedal, is provided, wherein the pedal has a pedal arm, which has an organic sheet component and a stiffening plastic component over its longitudinal extension, wherein the organic sheet component at least partially over its longitudinal extent with a third Component is adhesively bonded. The third component has a higher elongation at break than the organo-sheet component in order to effect stabilization of the organo-sheet component in the event of breakage of the organo-sheet component for a fail-safe function. Elongation at break, in the context of the present invention, is to be understood as meaning a material characteristic value which indicates the percentage ratio of the elongation achieved when tearing a material sample to the initial length. The elongation at break thus characterizes the deformability of a material. The organo-sheet component in conjunction with the stiffening plastic component realizes the strength and rigidity required for the brake pedal. The organo-sheet component may comprise a matrix of, for example, polyamide 6 (PA 6) or another thermoplastic. In this matrix are preferably arranged in the form of a fabric arranged continuous fibers made of glass fiber or carbon fiber. The stiffening plastic component may be made of any suitable plastic, wherein it is advantageous if the matrix material of the organic sheet is made of the same plastic, so that a particularly intimate and firm connection between the parts is formed. In particular polyamide (PA) is well suited in this context. However, other suitable engineering plastics may be used. The stiffening plastic component is preferably designed as an injection-moldable plastic material, in particular with glass or carbon fiber reinforcement. For example, suitable as a material for the stiffening plastic component PA6-GF50, a polyamide resin with 50 weight percent glass fibers, which are formed as long fibers. By the third component, which has a higher elongation at break than the organo-sheet component and thus behaves more elastic, a complete component failure is avoided in a fraction of the organo-sheet component, because the a more elastic third component holds the broken organo sheet component together and thus provides residual rigidity, thereby enabling completion of the braking operation. Overall, this results in a "metal-like" deformation behavior in case of overload, ie a kind of bending, no sudden break. In this case, the elastic third component should just have sufficient rigidity to transmit a still required braking force of 200 N, for example. Functionally formulated by the organo-sheet component thus a "first brake pedal" or a first pedal arm is realized, and by the third component, a "second brake pedal" or a second, softer pedal arm, which is used when the first pedal arm has failed , Of course, it is objectively but a single contiguous pedal. The pedal arm may be provided at a first end with a pedal plate and / or be rotatably or pivotably storable at a second end and for this purpose have at this second end a bearing or pedal bearing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die dritte Komponente aus einem Elastomer gebildet, insbesondere einem Thermoplastischem Elastomer (TPE), das eine höhere Bruchdehnung aufweist als die Organoblech-Komponente, so dass die dritte Komponente bei Versagen der Organoblech-Komponente ein komplettes Zerbrechen oder Abbrechen des Pedalarms verhindert und für das angesprochene metallartige Verhalten sorgt. Durch seine höhere Bruchdehnung verhält sich das Elastomer im Vergleich zu dem endlosfaserverstärktem Material der Organoblech-Komponente elastischer. Thermoplastische Elastomere (TPE) sind Kunststoffe, die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren auf Basis von Natur- und/oder Synthesekautschuk verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen. Nachfolgend wird der Begriff „Elastomer-Komponente“ ohne Beschränkung synonym für die dritte Komponente verwendet. According to a preferred embodiment, the third component is formed from an elastomer, in particular a thermoplastic elastomer (TPE), which has a higher elongation at break than the organo-sheet component, so that the third component in case of failure of the organo-sheet component, a complete breaking or breaking the Pedalarms prevents and ensures the mentioned metal-like behavior. Due to its higher elongation at break, the elastomer behaves more elastic compared to the continuous fiber reinforced material of the organic sheet component. Thermoplastic elastomers (TPE) are plastics that behave at room temperature comparable to the classic elastomers based on natural and / or synthetic rubber, but can be plastically deformed under heat supply and thus show a thermoplastic behavior. Hereinafter, the term "elastomer component" is used interchangeably without limitation to the third component.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Organoblech-Komponente und die dritte Komponente stoffschlüssig und im Wesentlichen unlösbar miteinander verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch einen Spritzgieß-Prozess, insbesondere einen Zweikomponenten-Spritzgießprozess, erfolgen, bei dem eine als Thermoplastisches Elastomer vorliegende Elastomer-Komponente als sogenannte Weichkomponente an die Organoblech-Komponente, die eine Hartkomponente darstellt, angespritzt wird. Durch die stoffschlüssige und im Wesentlichen unlösbare Verbindung wird bei Belastung des Pedals eine gleichmäßige, flächige Kraftübertragung gewährleistet, so dass es bei Bruch der Organoblech-Komponente nicht zu einer Abtrennung und somit nicht zum Verlust der durch die dritte Komponente vermittelten Rest-Bremsfunktion kommt. Darüber hinaus bewirkt die durch den Stoffschluss herbeigeführte festhaftende Verbindung zwischen der Organoblech-Komponente und der dritten Komponente das metallartige Verhalten des Pedals im Versagensfall. According to a further preferred embodiment, the organo-sheet component and the third component are bonded to one another in a material-locking and substantially non-detachable manner. The cohesive connection can be effected, for example, by an injection molding process, in particular a two-component injection molding process, in which an elastomer component present as a thermoplastic elastomer is sprayed onto the organic sheet component, which is a hard component, as a so-called soft component. The cohesive and essentially insoluble connection ensures a uniform, areal force transmission when the pedal is loaded so that separation of the organic sheet component does not result in separation and thus loss of the residual braking function mediated by the third component. In addition, the adhesive bond between the organo-sheet component and the third component causes the metal-like behavior of the pedal in case of failure.

Eine weiterentwickelte Ausführungsform sieht vor, dass die dritte Komponente auf einer Unterseite des Pedalarms und/oder auf einer Oberseite des Pedalarms aufgebracht ist, wobei die dritte Komponente vorzugsweise einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweist. Das Aufbringen der dritten Komponente auf der Unterseite des Pedalarms hat den Vorteil, dass die bei einer Betätigung des Pedals in dem Pedalarm auftretende Biegebeanspruchung zu einer überwiegenden Zugbeanspruchung in der hierfür besonders geeigneten Organoblech-Komponente führt. Das Aufbringen der dritten Komponente auf der Oberseite des Pedalarms bietet den Vorteil, dass im Falle eines Bruchs der Organoblech-Komponente möglicherweise aus dieser heraustretende Endlosfasern sowie möglicherweise an der Bruchstelle auftretende spitze oder scharfe Bruchkonturen abgedeckt sind und somit an dieser Stelle kein Verletzungsrisiko besteht. Durch das Aufbringen der dritten Komponente auf der Unterseite und auf der Oberseite des Pedalarms, gegebenenfalls in unterschiedlichen Höhen, können die beiden vorgenannten Vorteile miteinander kombiniert werden. A further developed embodiment provides that the third component is applied to a lower side of the pedal arm and / or on an upper side of the pedal arm, wherein the third component preferably has an approximately trapezoidal cross section. The application of the third component on the underside of the pedal arm has the advantage that the bending stress occurring when the pedal is actuated in the pedal arm leads to a predominant tensile stress in the organo-sheet component which is particularly suitable for this purpose. The application of the third component on the top of the pedal arm has the advantage that in case of breakage of the organic sheet component may be covered by this emerging continuous fibers and possibly occurring at the break point sharp or sharp fracture contours and thus there is no risk of injury at this point. By applying the third component on the underside and on the top of the pedal arm, possibly at different heights, the two aforementioned advantages can be combined.

Vorteilhaft sind die Organoblech-Komponente und die dritte Komponente aus einem Halbzeug gebildet. Hierzu wird ein zur Herstellung der Organoblech-Komponente, in der Regel plattenförmig ausgebildetes, Organoblech-Halbzeug einseitig oder beidseitig flächig mit einer stoffschlüssig festhaftenden Elastomerschicht, insbesondere einer TPE-Schicht, versehen. Dieses zwei- oder dreischichtige Halbzeug bildet das Ausgangsmaterial für einen Einleger zur Verstärkung des Pedals bzw. des Pedalarms. Der Einleger kann schalen- oder rohrförmig ausgebildet sein, vorzugsweise weist der Einleger eine etwa U-förmige Querschnittsgeometrie auf. Die Enden der freien Schenkel können dabei nach außen abgewinkelt sein. Ein solcher Einleger mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt wird nach einem Formgebungsprozess, vorzugsweise im erwärmten Zustand, und einem anschließenden Beschneiden, beispielsweise mittels Wasserstrahlschneiden, in ein Spritzgieß-Werkzeug eingelegt und abschließend bereichsweise mit der versteifenden Kunststoff-Komponente durch Anspritzen oder Umspritzen verbunden. Der Formgebungsprozess, das anschließende Beschneiden und das abschließende An- oder Umspritzen können alternativ auch in einem dafür geeigneten Werkzeug in einem einzigen Arbeitsgang (sog. One-Shot-Verfahren) erfolgen. Dabei kann die versteifende Kunststoff-Komponente einen durch den Einleger definierten freien Bereich zumindest teilweise ausfüllen, vorzugsweise in Form von Versteifungsrippen. Auch die Pedalplatte und das Pedallager können auf diese Weise an den mehrschichtigen Einleger angespritzt sein. In diesem Spritzgießprozess können darüber hinaus noch weitere Funktionsgeometrien wie beispielsweise eine Aufnahme für einen Bremskraftverstärker oder eine Bremslichtsensorbetätigung durch An- oder Umspritzen integriert werden. The organo-sheet component and the third component are advantageously formed from a semifinished product. For this purpose, an organo-sheet semifinished product, which is generally plate-shaped, is provided on one side or on both sides with a cohesively firmly adhering elastomer layer, in particular a TPE layer, for producing the organic sheet component. This two- or three-layer semi-finished product forms the starting material for an insert for reinforcing the pedal or the pedal arm. The insert may be dish-shaped or tubular, preferably the insert has an approximately U-shaped cross-sectional geometry. The ends of the free legs can be angled outwards. Such insert with a substantially U-shaped cross-section is placed after a molding process, preferably in the heated state, and subsequent trimming, for example by means of water jet cutting, in an injection mold and finally partially connected to the stiffening plastic component by injection molding or encapsulation , The shaping process, the subsequent trimming and the final on or overmolding can alternatively also be carried out in a suitable tool in a single operation (so-called one-shot method). In this case, the stiffening plastic component defined by the depositor free Fill at least partially, preferably in the form of stiffening ribs. The pedal plate and the pedal bearing can be molded in this way to the multi-layer insert. In addition, further functional geometries such as, for example, a receptacle for a brake booster or a brake light sensor actuation by injection molding or encapsulation can be integrated in this injection molding process.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die dritte Komponente, also die Elastomer-Komponente, zwischen zwei Schichten der Organoblech-Komponente angeordnet ist. Die dritte Komponente kann also auch zwischen zwei Schichten der Organoblech-Komponente angeordnet sein. In diesem Fall kann als Ausgangsmaterial für den Einleger ein Halbzeug verwendet werden, das einen aus der Elastomer-Komponente gebildeten Kern mit beidseitig stoffschlüssig und im Wesentlichen unlösbar daran, beispielsweise durch einen temperierten Pressvorgang, angebundener Organoblech-Komponente aufweist. Da die Elastomer-Komponente bei dieser Anordnung zu einem großen Teil in der sog. neutralen Faser liegt, wird sie bei einer während des regulären Betriebs auftretenden Biegebelastung nur relativ gering beansprucht. Die Materialeigenschaften der außen liegenden, überwiegend auf Zug oder Druck beanspruchten Schichten der Organoblech-Komponente können bei diesem Schichtaufbau relativ gut ausgenutzt werden. Moreover, it is advantageous if the third component, ie the elastomer component, is arranged between two layers of the organic sheet component. The third component can therefore also be arranged between two layers of the organic sheet component. In this case, a semifinished product can be used as the starting material for the insert, which has a core formed from the elastomer component with a material fit on both sides and essentially insoluble thereon, for example by a tempered pressing process, connected organo-sheet component. Since the elastomer component is in this arrangement to a large extent in the so-called. Neutral fiber, it is only relatively low claimed at a bending load occurring during normal operation. The material properties of the outer, predominantly tensile or pressure-stressed layers of the organic sheet component can be used relatively well in this layer structure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Pedal gemäß einer Ausführungsform; 1 shows a plan view of a pedal according to an embodiment;

2A, 2B zeigen Ansichten des in 1 dargestellten Pedals; 2A . 2 B show views of in 1 illustrated pedals;

3A, 3B zeigen Ansichten einer alternativen Ausgestaltung der in 2A und 2B dargestellten Ausführungsform und 3A . 3B show views of an alternative embodiment of in 2A and 2 B illustrated embodiment and

4 zeigt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des in 1 dargestellten Pedals. 4 shows a view of another embodiment of the in 1 illustrated pedals.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Pedal 1 gemäß einer Ausführungsform. Das Pedal 1 ist als Bremspedal für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet und weist einen Pedalarm 2 mit einem ersten Ende 3 und einem zweiten Ende 4 auf. An dem ersten Ende 3 ist eine Pedalplatte 5 angeordnet, welche zum Bremsen eines Fahrzeugs durch den Fuß eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betätigt wird. An dem zweiten Ende 4 ist ein Lager 6 für eine angedeutete Pedalschwenkachse 7 vorgesehen, um welche das Pedal 1 bei Betätigung durch den Fahrer herum schwenkbar ist. Der Pedalarm 2 weist einen Einleger auf, vgl. 2A ff, wodurch eine besonders leichte aber dennoch stabile Bauweise ermöglicht wird, die den sicherheitsrelevanten Anforderungen und den hohen Belastungen auf das kraftübertragende Pedal 1, die bereits zuvor erwähnt wurden, im Normalfall ohne Weiteres standhält. In der hier dargestellten Ausführungsform des Pedals 1 sind sowohl die Pedalplatte 5 als auch das Lager 6 in einem zu der Matrix eines zur Herstellung des Einlegers verwendeten Organoblechs kompatiblen Kunststoff ausgebildet (z. B. Polyamid) und an den Pedalarm 2 angespritzt. Weitere Funktionselementanbindungen, welche hier mit den Bezugszeichen 1a und 1b bezeichnet sind, wie beispielsweise eine Aufnahme für einen Bremskraftverstärker 1a oder eine Bremslichtsensorbetätigung 1b, können ebenfalls an den Pedalarm 2 angespritzt sein. Auch der Einleger selbst, aus welchem der Pedalarm 2 maßgeblich gebildet ist, kann zusätzlich teilflächig oder vollflächig mit Kunststoff umspritzt sein, insbesondere zu Versteifungszwecken. 1 shows a top view of a pedal 1 according to one embodiment. The pedal 1 is designed as a brake pedal for a motor vehicle and has a pedal arm 2 with a first end 3 and a second end 4 on. At the first end 3 is a pedal plate 5 arranged, which is actuated for braking a vehicle by the foot of a driver of the motor vehicle. At the second end 4 is a warehouse 6 for an indicated pedal pivot axis 7 provided to which the pedal 1 is pivotable when actuated by the driver. The pedal arm 2 has an insert, cf. 2A ff, which enables a particularly light but nevertheless sturdy design, which meets the safety-relevant requirements and the high loads on the force-transmitting pedal 1 , which have already been mentioned before, normally withstand without further ado. In the embodiment of the pedal shown here 1 are both the pedal plate 5 as well as the camp 6 formed in a compatible to the matrix of an organo sheet used for the manufacture of the insert (eg polyamide) and to the pedal arm 2 molded. Other functional element connections, which here with the reference numerals 1a and 1b are designated, such as a receptacle for a brake booster 1a or a brake light sensor operation 1b , can also be attached to the pedal arm 2 be sprayed. Also the insert itself, from which the pedal arm 2 is decisively formed, may also be part of the surface or over the entire surface with plastic encapsulated, in particular for stiffening purposes.

2A und 2B sind Ansichten des in 1 gezeigten Pedals 2, wobei 2A einen Schnitt entlang der durch A-A in 1 gekennzeichneten Linie und 2B eine Detailansicht des durch den mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichneten eingekreisten Bereichs in 2A zeigt. Wie in 2A erkennbar, ist der Pedalarm 2 aus einer Organoblech-Komponente 9 und einer dritten Komponente 10 aufgebaut, wobei die dritte Komponente 10 auf einer Oberseite 12 des Pedalarms 2 angeordnet ist. Die dritte Komponente, die im Folgenden auch als Elastomer-Komponente bezeichnet wird, ist dabei stoffschlüssig und im Wesentlichen unlösbar an eine Oberseite 16 der Organoblech-Komponente 9, welche den Pedalarm 2 maßgeblich aufbaut, festhaftend angebunden. Die Organoblech-Komponente 9 ist aus einem ersten Kunststoffmaterial mit einer thermoplastischen Matrix gebildet, in die als Gewebe angeordnete Endlosfasern eingebettet sind. Die dritte Komponente ist aus einem Elastomermaterial hergestellt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Organoblech-Komponente 9 aus einem Organoblech aufgebaut, welches eine Matrix aus PA 6 GF 50 (glasfaserverstärktes Polyamid) aufweist. Die dritte Komponente 10 ist aus einem Elastomer aufgebaut, welches als Thermoplastisches Elastomer ausgebildet ist. Wichtig ist hierbei, dass die Organoblech-Komponente 9 eine Bruchdehnung aufweist, welche niedriger ist als eine Bruchdehnung der dritten Komponente bzw. der Elastomer-Komponente 10, so dass der gewünschte Effekt im Falle einer übermäßigen Bremsbetätigung eintritt, bei der die Organoblech-Komponente 9 bricht, und der Pedalarm 2 durch die Elastomer-Komponente 10 zusammengehalten wird. Wichtig zum Erzielen dieses Effekts ist darüber hinaus, dass die Organoblech-Komponente 9 und die Elastomer-Komponente 10 durch eine stoffschlüssige und im Wesentlichen unlösbare Anbindung innig miteinander verbunden sind, so dass eine vollständige Abtrennung bei Bruch der ersten Komponente verhindert werden kann. An die Organoblech- und Elastomer-Komponente 9, 10 ist darüber hinaus eine versteifende Kunststoff-Komponente 11 angespritzt, beispielsweise zum Vorsehen von Verstärkungselementen (Rippen) an einer Unterseite 13 des Pedalarms 2, oder auch zum Bilden der Pedalplatte 5 und des Lagers 6 sowie der Funktionselemente 1a, 1b. Die Organoblech-Komponente 9 ist im Querschnitt gemäß 2A etwa U-förmig ausgebildet und weist an seinen freien Schenkeln 9a, 9b nach außen abgewinkelte Enden 9a‘, 9b‘ auf. Die Elastomer-Komponente 10 ist Form-korrespondierend ausgebildet. Im Bereich der Enden 9a‘, 9b‘ umschließt die versteifende Kunststoff-Komponente bei Bezugszeichen 11a‘, 11b‘ die Organoblech-Komponente 9 und die Elastomer-Komponente 10. Innerhalb des U’s ist ein freier Bereich F definiert, der teilweise von den genannten Rippen, die aus der versteifenden Kunststoff-Komponente gebildet sind, durchzogen ist. 2A and 2 B are views of the in 1 shown pedals 2 , in which 2A a section along the through AA in 1 marked line and 2 B a detailed view of the by the reference numeral 8th marked circled area in 2A shows. As in 2A recognizable, is the pedal arm 2 from an organic sheet component 9 and a third component 10 constructed, the third component 10 on a top 12 of the pedal arm 2 is arranged. The third component, which is also referred to below as the elastomer component, is cohesively and essentially insoluble on an upper side 16 the organo-sheet component 9 which the pedal arm 2 builds up decisively, firmly attached. The organic sheet component 9 is formed from a first plastic material with a thermoplastic matrix, are embedded in the fabric arranged as continuous fibers. The third component is made of an elastomeric material. In the embodiment shown, the organo-sheet component is 9 made of an organic sheet, which has a matrix of PA 6 GF 50 (glass fiber reinforced polyamide). The third component 10 is constructed of an elastomer which is formed as a thermoplastic elastomer. It is important that the organo-sheet component 9 has an elongation at break which is lower than a breaking elongation of the third component or the elastomer component 10 so that the desired effect occurs in the event of excessive brake operation, during which the organo-sheet component 9 breaks, and the pedal arm 2 through the elastomer component 10 is held together. In addition, it is important to achieve this effect that the organo-sheet component 9 and the elastomer component 10 are intimately connected to each other by a cohesive and substantially insoluble connection, so that a complete separation at break of the first component can be prevented. To the organo-sheet and elastomer component 9 . 10 is also a stiffening plastic component 11 molded, for example, to provide reinforcing elements (ribs) on a bottom 13 of the pedal arm 2 , or to form the pedal plate 5 and the camp 6 as well as the functional elements 1a . 1b , The organic sheet component 9 is in cross section according to 2A approximately U-shaped and has at its free thighs 9a . 9b outwardly angled ends 9a ' . 9b ' on. The elastomer component 10 is formed form-corresponding. In the area of the ends 9a ' . 9b ' encloses the stiffening plastic component at reference numerals 11a ' . 11b ' the organic sheet component 9 and the elastomer component 10 , Within the U, a free area F is defined which is partially crossed by said ribs formed of the plastic stiffening component.

3A und 3B sind Ansichten einer alternativen Ausgestaltung der in 2A und 2B dargestellten Ausführungsform, wobei 3A wiederum einen Schnitt entlang der durch A-A in 1 gekennzeichneten Linie und 3B eine Detailansicht des durch den mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichneten eingekreisten Bereichs in 3A zeigt. Im Gegensatz zu der in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsform ist hier die Elastomer-Komponente 10, welche wiederum aus einem elastischeren Material als die Organoblech-Komponente 9 besteht, im Inneren 14 der Organoblech-Komponente 9 bzw. zwischen zwei Schichten 15, 15‘ der Organoblech-Komponente 9 angeordnet. Wiederum umgreift die versteifende Kunststoff-Komponente 11 bei Bezugszeichen 11a‘, 11b‘ die nach außen abgewinkelten Enden der Organoblech-Komponente 9 und der Elastomer-Komponente 10. 3A and 3B are views of an alternative embodiment of the in 2A and 2 B illustrated embodiment, wherein 3A turn a section along the through AA in 1 marked line and 3B a detailed view of the by the reference numeral 8th marked circled area in 3A shows. Unlike in the 2A and 2 B illustrated embodiment is here the elastomer component 10 which in turn consists of a more elastic material than the organo-sheet component 9 exists inside 14 the organo-sheet component 9 or between two layers 15 . 15 ' the organo-sheet component 9 arranged. Again, the stiffening plastic component surrounds 11 at reference numerals 11a ' . 11b ' the outwardly angled ends of the organo-sheet component 9 and the elastomer component 10 ,

4 zeigt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des in 1 gezeigten Pedals 1, wobei es sich wiederum um einen Schnitt entlang der Linie A-A von 1 handelt. Wie hier erkennbar, ist die Elastomer-Komponente 10 lediglich an einem Abschnitt an der Unterseite 13 des Pedalarms 2 bzw. der ersten Komponente 9, welche den Pedalarm 2 aufbaut, vorgesehen, so dass die Organoblech-Komponente 9 nicht vollständig von der Elastomer-Komponente 10 überlagert wird bzw. mit dieser beschichtet ist. Die Elastomer-Komponente 10 ist etwa zentral innerhalb des in diesem Ausführungsbeispiel lediglich aus der Organoblech-Komponente 9 gebildeten Einlegers angeordnet und weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, der sich in Richtung auf den freien Bereich F zu verjüngt. 4 shows a view of another embodiment of the in 1 shown pedals 1 , which in turn is a section along the line AA of 1 is. As can be seen here, the elastomer component 10 only on one section at the bottom 13 of the pedal arm 2 or the first component 9 which the pedal arm 2 builds, provided so that the organo-sheet component 9 not completely from the elastomer component 10 is superimposed or coated with this. The elastomer component 10 is approximately centrally within this embodiment only from the organo-sheet component 9 formed Einleger and has a trapezoidal cross section, which tapers in the direction of the free area F.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Pedal pedal
1a, 1b 1a, 1b: Funktionselement functional element
2 2: Pedalarm pedal arm
3 3: erstes Ende des Pedalarms first end of the pedal arm
4 4: zweites Ende des Pedalarms second end of the pedal arm
5 5: Pedalplatte pedal plate
6 6: Lager camp
7 7: Pedalschwenkachse Pedal pivot axis
8 8th: eingekreister Bereich circled area
9 9: Organoblech-Komponente Nylon composite component
9a, 9b 9a, 9b: freier Schenkel free thigh
9a‘, 9b‘ 9a ', 9b': abgewinkeltes Ende des freien Schenkels angled end of the free thigh
10 10: dritte Komponente, Elastomer-Komponente third component, elastomer component
11 11: versteifende Kunststoff-Komponente stiffening plastic component
11a‘, 11b‘11a ', 11b': versteifende Kunststoff-Komponente stiffening plastic component
12 12: Oberseite des Pedalarms Top of the pedal arm
13 13: Unterseite des Pedalarms Bottom of the pedal arm
14 14: Inneres der Organoblech-Komponente Inside of the organo sheet component
15, 15‘ 15, 15 ': Schicht der Organoblech-Komponente Layer of the organo-sheet component
16 16: Oberseite der Organoblech-Komponente Top of the organic sheet component
F F: freier Bereich free area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011003222 A1 [0003]

Claims

Pedal ( 1 ) for a motor vehicle, in particular brake pedal, wherein the pedal ( 1 ) a pedal arm ( 2 ), which over its longitudinal extent an organo-sheet component ( 9 ) and a stiffening plastic component ( 11 ), characterized in that the organo-sheet component ( 9 ) at least in regions over its longitudinal extent with a third component ( 10 ), wherein the third component ( 10 ) has a higher elongation at break than the organo-sheet component ( 9 ) in case of breakage of the organo-sheet component ( 9 ) for a fail-safe function stabilization of the organo-sheet component ( 9 ) to effect.

Pedal ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the third component ( 10 ) is formed from an elastomer, in particular from a thermoplastic elastomer (TPE), which has a higher elongation at break than the organo-sheet component (US Pat. 9 ).

Pedal ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the organo-sheet component ( 9 ) and the third component ( 10 ) are cohesively and substantially permanently connected to each other.

Pedal ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the third component ( 10 ) on a lower side ( 13 ) of the pedal arm ( 2 ) and / or on a top side ( 12 ) of the pedal arm ( 13 ), the third component ( 10 ) preferably has an approximately trapezoidal cross-section.

Pedal ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the organo-sheet component ( 9 ) and the third component ( 10 ) are formed from a semi-finished product.

Pedal ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the third component ( 10 ) between two layers ( 15 . 15 ' ) of the organic sheet component ( 9 ) is arranged.