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Die Erfindung betrifft ein System für ein Pedal eines Kraftfahrzeugs.
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Zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs durch dessen Fahrer umfasst dieses u. a. Pedale, d. h. ein Bremspedal, ein Gaspedal sowie ein Kupplungspedal, die durch den Fahrer betätigt werden können. Über ein derartiges Pedal kann ein Steller, der dem Pedal zugeordnet ist, betätigt werden. Hierzu ist wiederum eine Position des Pedals zu ermitteln, um den zugeordneten Steller gemäß einem Wunsch des Fahrers quantitativ korrekt zu beaufschlagen.
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Ein Bremspedal-Stopplichtschalter, der aus der Druckschrift
DE 10 2008 022 915 A1 bekannt ist, umfasst eine Pedalschalterplatte, die in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie festgelegt ist, einen Schalterbefestigungshalter, der an der Pedalschalterplatte montiert ist und wenigstens einen Befestigungsvorsprung aufweist, eine Schalteranordnung, die sich beim Zurückführen eines Bremspedals in dem Schalterbefestigungshalter in einer Druckrichtung linear bewegt und einen Öffnungssensor, der bei Annäherung eines Magneten ein Signal erzeugt und eine elektronische Schaltung aufweist, die den Öffnungssensor aktiviert. Außerdem umfasst der Bremspedal-Stopplichtschalter eine Mehrzahl von Zähnen, die in der Schalteranordnung ausgebildet sind und mit dem Befestigungsvorsprung des Schalterbefestigungshalters in Eingriff gelangen, um die Schalteranordnung zu befestigen, die sich relativ zu dem Schalterbefestigungshalter bewegt hat. Der in Bezug auf das Bremspedal festgelegte Magnet ist von dem Öffnungssensor der Schalteranordnung zu erfassen.
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Ein Bremskrafterzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage ist aus der Druckschrift
DE 10 2004 038 371 A1 bekannt. Dieser umfasst ein Krafteingangsglied, das mit einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt und in einem Basisgehäuse des Bremskrafterzeugers verlagerbar geführt ist, ein Übertragungselement, das zur Bewegungsübertragung mit einem bremspedalfernen Ende des Krafteingangsglieds gekoppelt ist, und einen Hauptbremszylinder, in dem ein Bremskolben zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks verlagerbar geführt ist.
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Eine Vorrichtung zur Überwachung einer Position und einer Bewegung eines Bremspedals innerhalb eines geregelten Bremssystems eines Kraftfahrzeugs ist aus der Druckschrift
DE 10 2004 014 808 A1 bekannt. Diese Vorrichtung umfasst einen Hauptzylinder mit einem integrierten Stellungsgeber zur Überwachung der Lage eines Kolbens innerhalb eines Gehäuses. Dabei umfasst der Stellungsgeber einen Magneten als Signalgeber, der ein Magnetfeld in Richtung eines Sensorelements aussendet, das ortsfest am Gehäuse angeordnet und mit einer elektronischen Steuereinheit verbindbar ist.
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Vor diesem Hintergrund wird ein System mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgestellt. Ausgestaltungen des Systems ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Das erfindungsgemäße System ist für ein Pedal eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und weist als Komponenten ein Schaltelement und einen Stößel auf, die eine gemeinsame Achse umfassen. Dabei umschließt eine als Innenwandung ausgebildete Wandung einer ersten der beiden Komponenten, d. h. entweder eine Innenwandung des Schaltelements oder des Stößels, eine als zylindrische Außenwandung ausgebildete Wandung einer zweiten der beiden Komponenten, d. h. entweder eine Außenwandung des Stößels oder des Schaltelements. Die zylindrische Innenwandung der ersten Komponente umfasst mindestens einen glatten Abschnitt und mindestens eine dazu benachbarte, in Richtung der Achse orientierte, von der Innenwandung hervortretende bzw. erhabene Zahnreihe. Weiterhin umfasst die zylindrische Außenwandung der zweiten Komponente mindestens einen glatten Abschnitt und mindestens eine dazu benachbarte, von der Achse weg orientierte, von der Außenwandung hervortretende bzw. erhabene Zahnreihe. Es ist vorgesehen, dass der mindestens eine glatte Bereich der Wandung, d. h. der Außenwandung und/oder der Innenwandung, einer der beiden Komponenten einen größeren Winkelbereich als die mindestens eine Zahnreihe der Wandung der anderen der beiden Komponenten abdeckt, bzw. umschließt. Außerdem ist für das System eine Fixierungsstellung, bei der Zahnreihen beider Komponenten ineinander greifen, und eine Justierungsstellung vorgesehen, in der die Zahnreihen beider Komponenten voneinander gelöst sind.
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Das System ist durch relatives Drehen der beiden Komponenten um die gemeinsame Achse einerseits von der Fixierungsstellung in die Justierungsstellung und andererseits auch wieder von der Justierungsstellung in die Fixierungsstellung zu überführen.
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Bei mindestens einer der beiden Komponenten deckt der mindestens eine glatte Abschnitt der Wandung einen größeren Winkelbereich als die mindestens eine Zahnreihe derselben Wandung ab.
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Üblicherweise umfasst eine Wandung mindestens einer der beiden Komponenten und demnach ggf. beide Wandungen, d. h. die Innenwandung der ersten und die Außenwandung der zweiten der beiden Komponenten, jeweils zwei glatte Abschnitte und zwei Zahnreihen. Bei mindestens einer Wandung einer Komponente, die mehrere Zahnreihen aufweist, sind die Zähne dieser mehreren Zahnreihen zu einem Punkt der gemeinsamen Achse punktsymmetrisch ausgebildet und/oder an der jeweiligen Wandung zu dem Punkt punktsymmetrisch angeordnet.
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In Ausgestaltung umschließt das Schaltelement als erste Komponente den Stößel als zweite Komponente.
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Ein erstes Ende des Stößels ist mit dem Pedal und ein zweites Ende des Stößels mit einem Steller des Kraftfahrzeugs verbunden. Außerdem weist das Schaltelement einen Magneten auf. Bei einem Betrieb des Pedals ist das System relativ zu einer ortsfesten Einrichtung zu bewegen. Die ortsfeste Einrichtung umfasst einen Hall-Sensor, mit dem eine Position des Magneten des Schaltelements relativ zu der ortsfesten Einrichtung zu bestimmen ist.
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Mehrere Zahnreihen und glatte Abschnitte beider Komponenten, d. h. des Stößels und des Schaltelements, sind zu einem Punkt auf einer gemeinsamen Achse beider Komponenten punktsymmetrisch angeordnet. In der Regel umfasst die gemeinsame Achse eine Vielzahl von Punkten, wobei die gemeinsame Achse in jedem dieser Punkte eine Ebene senkrecht schneidet. Innerhalb einer derartigen Ebene können die Zahnreihen zu dem Punkt der Ebene, der die Achse schneidet, punktsymmetrisch angeordnet sein. Üblicherweise ist zumindest der Stößel aus metallischem Material oder evtl. aus einem Kunststoff. Das Schaltelement kann aus einem Kunststoff oder aus metallischem Material sein.
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Mit dem vorgestellten System wird durch Vorsehen von mindestens zwei ineinander greifenden Zahnreihen mit einer rotatorischen Fixierung ein Verbindungskonzept für die zwei beweglichen Komponenten bzw. Bauteile bereitgestellt.
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Das System ist in einem Kraftfahrzeug für einen Pedalschalter einsetzbar, mit dem eine Position eines Pedals im Kraftfahrzeug detektiert werden kann. Hierbei steht der Stößel mit dem Pedal in Kontakt, wobei sich der Stößel bei Betätigung des Pedals bewegt. Eine derartige Bewegung wird in dem Schaltelement detektiert.
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Auch für den Fall, dass eine Position in einer Nulllage des Pedals, wenn dieses unbetätigt ist, variabel, aber das Schaltelement relativ zu dem Stößel fest positioniert bzw. fixiert ist, kann die Position des Pedals mit dem damit verbundenen System in Bezug auf eine Auswerteelektronik flexibel eingestellt werden.
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Die zwischen dem Stößel und dem Schaltelement bereitgestellte Verbindung ist über einen Temperaturbereich von –40°C bis 80°C stabil und spielfrei. Weiterhin ist die Verbindung jederzeit wieder lösbar, ohne dass die Verbindung geschwächt oder beschädigt wird. Das Schaltelement umschließt in Ausgestaltung den Stößel und ist je nach Winkelstellung bezüglich der das Schaltelement relativ zu dem Stößel um eine gemeinsame Achse gedreht ist, entweder auf dem Stößel verschiebbar oder auf dem Stößel fixiert.
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Die Verbindung zwischen dem Stößel und dem Schaltelement wird über mindestens ein Paar ineinandergreifender Zahnreihen bereitgestellt, wobei eine erste Zahnreihe des mindestens einen Paars an dem Stößel und eine zweite Zahnreihe des mindestens einen Paars an dem Schaltelement angeordnet ist.
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Üblicherweise kann sowohl der Stößel als auch das Schaltelement jeweils eine Anzahl von mehreren, bspw. zwei, derartigen Zahnreihen aufweisen. Wobei sowohl die Zahnreihen des Stößels als auch die Zahnreihen des Schaltelements auf den jeweiligen Wandungen voneinander getrennt und zueinander versetzt angeordnet sind. In Ausgestaltung können Zahnreihen des Schaltelements und des Stößels zueinander komplementär angeordnet sein. Somit können sowohl die Zahnreihen des Stößels als auch die Zahnreihen des Schaltelements, wenn der Stößel und das Schaltelement zueinander gedreht werden, zueinander versetzt angeordnet werden.
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In der ersten Position, die auch als Fixierungsposition bzw. Fixierungsstellung bezeichnet werden kann, ist das Schaltelement aufgrund der ineinander greifenden Zahnreihen auf dem Stößel fixiert.
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Dabei erstreckt sich jede der Zahnreihen jeweils nur in einem begrenzten Winkelbereich, wodurch zu gewährleisten ist, dass das Schaltelement in der zweiten Position, die auch als Verschiebungsposition bzw. Justierungsposition oder Justierungsstellung bezeichnet werden kann, auf dem Stößel in Richtung der gemeinsamen Achse verschoben werden kann. Um das System von der ersten in die zweite Position zu überführen, sind das Schaltelement und der Stößel so weit gegenläufig um die gemeinsame Achse zu drehen, bis die mindestens eine schaltelementseitige Zahnreihe und die mindestens eine stößelseitige Zahnreihe voneinander getrennt bzw. gelöst sind. Bei einer Justierung des Schaltelements relativ zu dem Stößel werden jeweils zwei Zahnreihen, wobei eine dieser Zahnreihen am Stößel und die andere Zahnreihe am Schaltelement angeordnet ist, voneinander getrennt, wodurch deren Beschädigung bei der vorzunehmenden Justierung vermieden wird.
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Der üblicherweise als Stößelschalter ausgebildete Pedalschalter umfasst neben dem Stößel das Schaltelement, das z. B. einen Magneten oder Magnetclip umfasst. Eine Position des Magneten relativ zu einer weiteren Einrichtung kann bspw. mit einem Hall-Sensor, der an der weiteren, ortsfesten Einrichtung angeordnet ist, detektiert werden. Sofern sich das System, das zumindest den Stößel und das Schaltelement umfasst und in der Fixierungsstellung befindet, relativ zu der ortsfesten Einrichtung bewegt, kann durch Ermittlung einer aktuellen Position des Magneten auch eine aktuelle Position des Schaltelements sowie des beweglichen Stößels relativ zu der ortsfesten Einrichtung ermittelt werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
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2 zeigt einen Stößel und ein Schaltelement der Ausführungsform des Systems aus 1 in schematischer Darstellung.
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3 zeigt in schematischer Darstellung die Ausführungsform des Systems aus 1.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 2 umfasst ein Schaltelement 4 und einen Stößel 6. Dabei ist in 1 das komplette System 2 schematisch dargestellt, wohingegen in 2a lediglich der Stößel 6 und in 2b lediglich das Schaltelement 4 voneinander getrennt schematisch dargestellt sind. Weiterhin zeigt 3a das System 2 in einer Justierungsstellung und 3b in einer Fixierungsstellung.
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Das vorgestellte System 2 ist für ein Pedal eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei ein erstes Ende des Stößels 6 an dem hier nicht weiter dargestellten Pedal und ein zweites Ende des Stößels 6 an einem nicht dargestellten Steller des Kraftfahrzeugs zu befestigen ist. Der Stößel 6 umfasst als eine Wandung eine zylindrische Außenwandung, an der hier eine erste Zahnreihe 8 sowie eine zweite Zahnreihe 10 angeordnet sind. Dabei werden die beiden Zahlenreihen 8, 10 durch zwei jeweils dazwischenliegende glatte Abschnitte 12, 14, die eine glatte Oberfläche der Außenwandung des Stößels 6 bilden, in tangentialer Richtung voneinander getrennt. Die beiden Zahnreihen 8, 10 treten von der ansonsten glatten Oberfläche der Außenwandung des Stößels 6 hervor, wobei die Zähne von einer gemeinsamen Achse des Schaltelements 4 und des Stößels 6 wegweisen. Die Zähne der Zahnreihen 8, 10 sind jeweilig an der Außenwandung zu einem jeweiligen Schnittpunkt zwischen einer zwei jeweilige Zähne der Zahnreihen 8, 10 umfassenden Ebene und einer diese Ebene senkrecht schneidenden zentralen Achse, die hier einer Rotationsachse des Stößels 6 entspricht, punktsymmetrisch angeordnet.
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Eine als Innenwandung ausgebildete Wandung des Schaltelements 4 umfasst ebenfalls zwei Zahnreihen 16, 18, die hier in tangentialer Richtung ebenfalls durch jeweils dazwischenliegende glatte Abschnitte 20, 22 voneinander getrennt sind. Dabei treten die Zähne der Zahnreihen 16, 18 von der Innenwandung in Richtung der gemeinsamen Achse des Stößels 6 und des Schaltelements 4 hervor.
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Dabei ist vorgesehen, dass Zähne der Zahnreihen 8, 10 des Stößels 6 sowie Zähne der Zahnreihen 16, 18 des Schaltelements 4 zueinander passförmig ausgebildet sind. Ferner sind die Zähne der beiden Zahnreihen 16, 18 des Schaltelements 4 jeweilig zu einem jeweiligen Punkt einer zentralen Achse des Schaltelements 4, die hier der zentralen Achse des Stößels 6 entspricht, punktsymmetrisch angeordnet.
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In 3a, in der das System 2 in der Justierungsposition dargestellt ist, sind die Zahnreihen 8, 10 des Stößels 6 sowie die Zahnreihen 16, 18 des Schaltelements 4 voneinander getrennt und somit voneinander gelöst dargestellt, weshalb hier in sämtlichen Zahnreihen 8, 10, 16, 18 des Systems 2 jeweils ein Zahn von oben bzw. in Draufsicht erkennbar ist. Da in der Justierungsstellung die Zahnreihen 8, 10 des Stößels 6 einerseits in die Zahnreihen 16, 18 des Schaltelements 4 andererseits nicht ineinander greifen, können das Schaltelement 4 sowie der Stößel 6 in Richtung der gemeinsamen Achse des Schaltelements 4 sowie des Stößels 6 als Komponenten des Systems 2 relativ zueinander axial verschoben werden.
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Sobald das Schaltelement 4 entlang des Stößels 6 eine für einen weiteren Betrieb des Systems 2 vorgesehene Position aufweist, ist vorgesehen, dass das Schaltelement 4 und der Stößel 6, wie durch einen Pfeil 24 in 3b angedeutet, um die gemeinsame Ache zueinander gedreht werden, wodurch sich ergibt, dass eine erste Zahnreihe 8 an der Außenwandung des Stößels 5 in eine erste Zahnreihe 16 an der Innenwandung des Schaltelements 4 greift. Gleichzeitig greift eine zweite Zahnreihe 10 an der Außenwandung des Stößels 6 in eine zweite Zahnreihe 18 an der Innenwandung des Schaltelements 4. Falls die stößelseitigen Zahnreihen 8, 10 mit den schaltelementseitigen Zahnreihen 16, 18 verrastet sind, befindet sich das System 2 in der Fixierungsstellung, in der eine Position des Schaltelements 4 relativ zu dem Stößel 6 in axialer Richtung fixiert ist.
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Weiterhin ist bei der vorgestellten Ausführungsform des Systems 2 an einer Außenwandung des Schaltelements 4 ein Magnet 26 angeordnet. Bei einem Betrieb des Systems 2 werden der Stößel 6 und das daran in axialer Richtung fixierte Schaltelement 4 bei Betätigung des Pedals relativ zu einer hier nicht gezeigten ortsfesten Einrichtung des Kraftfahrzeugs hin und her bewegt. Eine aktuelle Position und/oder Bewegung des Systems 2 ist anhand einer Position des Magneten 26 zu erfassen. Hierzu ist an der ortsfesten Einrichtung des Kraftfahrzeugs ein Hall-Sensor angeordnet, der durch Erfassen einer Position des Magneten 26 zugleich die Position des Schaltelements 4 sowie des Stößels 6 erfassen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008022915 A1 [0003]
- DE 102004038371 A1 [0004]
- DE 102004014808 A1 [0005]
