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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug, die geeignet ist, eine von einem Fahrer beim Betätigen eines Pedals gefühlte Kraft zu reduzieren, und die gerade bei einem leistungsstarken Fahrzeug mit einer hohen Motorleistung verwendet wird.
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Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug mit Handschaltgetriebe mit einer Kupplung versehen, die zwischen einem Schwungrad und einer Antriebswelle eines Getriebes installiert ist und die an das Getriebe nach Bedarf übertragene Leistung eines Motors unterbricht, wobei die Kupplung eine Struktur hat, mit welcher sie von einem Kupplungspedal betätigt wird.
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Das Kupplungspedal wird häufig zusammen mit einem Gaspedal und einem Bremspedal von einem Fahrer beim Fahren des Fahrzeuges betätigt. Insbesondere wird bei einer Langstreckenfahrt eine Kraft in Abhängigkeit von einer Betätigung des Kupplungspedals kontinuierlich an den Fahrer derart übertragen, das die Ermüdung des Fahrer steigt.
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Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Kupplungspedalvorrichtung entwickelt, bei welcher eine Schenkelfeder verwendet wird. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist die Schenkelfeder 1 zwei Windungsabschnitte 1a, die in einer Spulenform gewickelt sind, und zwei Enden auf, die mit Federbuchsen 2 gekuppelt sind, die zwei Seitenabschnitte eines Pedalelements 3 durchdringen und mit diesen gekuppelt sind, wobei ein Mittelabschnitt zwischen den beiden Windungsabschnitten 1a in eine Eingriffsnut 4a eines Federbocks 4 eingesetzt ist, und die Schenkelfeder 1 in Bezug auf das Pedalelement 3 drehbar installiert ist.
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Hier ist der Federbock 4 einstückig mit einer Gelenkwellenbuchse 5 verbunden, die einstückig mit einem Pedal 6 verbunden ist, während sie ein oberes Ende des Pedals 6 durchdringt, und eine Gelenkwelle 7 tritt durch die Gelenkwellenbuchse 5 hindurch und ist dann an dem Pedalelement 3 befestigt.
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Daher wird, wenn das Pedal 6 durch eine Betätigung von dem Fuß eines Fahrers um die Gelenkwelle 7 schwenkt (von einer gestrichelten Linie zu einer durchgezogenen Linie in 3), die Schenkelfeder 1 zusammengedrückt, und die Druckkraft wird an das Pedal 6 derart übertragen, dass in dem Pedal 6 eine Reaktionskraft in einer Richtung entgegengesetzt zu der auf das Pedal 6 ausgeübten Belastung erzeugt wird. Infolgedessen wird eine Belastung, d.h. eine Kraft, die von dem Fahrer auf das Pedal 6 ausgeübt wird, allmählich erhöht. In diesem Falle erkennt der Fahrer die Reaktionskraft, die von dem Pedal 6 übertragen wird, wodurch ein Betätigungszustand des Pedals 6 ermittelt werden kann.
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Außerdem wird, sobald infolge der kontinuierlichen Drehung des Pedals 6 die Schenkelfeder 1 von der gestrichelten Linie zu der durchgezogenen Linie in 3 verdreht wird, die Reaktionskraft der Schenkelfeder 1 schnell reduziert, und die auf das Pedal 6 ausgeübte Kraft des Fahrers wird ebenso reduziert. Daher wird die Ermüdung des Fahrers beim Betätigen des Pedals 6 infolge der reduzierten Kraft vermindert.
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Jedoch hat eine wie oben beschriebene Struktur zum Reduzieren der Kraft des Kupplungspedals mittels der Schenkelfeder 1 den Nachteil, dass oft eine Beschädigung eines Bauteils verursacht wird, wenn die Struktur bei einem leistungsstarken Fahrzeug mit einer hohen Motorleistung verwendet wird.
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Das heißt, wenn eine Kupplungsscheibe und ein Schwungrad in einem Zustand sind, in dem sie derart miteinander verbunden sind, dass die Leistung eines Motors übertragen werden kann, sollte kein Rutschen zwischen der Kupplungsscheibe und dem Schwungrad erzeugt werden, um die Leistung des Motors sanft zu übertragen.
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Daher muss im Falle des leistungsstarken Fahrzeuges mit der hohen Motorleistung die Federkraft einer Membran im Vergleich zur vorhandenen Federkraft erhöht werden, um die Erzeugung des Rutschens zwischen der Kupplungsscheibe und dem Schwungrad zu verhindern. Zu diesem Zweck wurde bei der herkömmlichen Struktur, bei welcher die Schenkelfeder 1 verwendet wird, ein Verfahren zum Erhöhen der Federkraft der Membran durch Vergrößern eines Durchmessers der Schenkelfeder 1 verwendet.
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Wenn der Durchmesser der Schenkelfeder 1 vergrößert wird, wird jedoch eine Belastung auf die Federbuchse 2, welche die Schenkelfeder 1 und das Pedalelement 3 miteinander verbindet, derart konzentriert, dass die Federbuchse 2 oft beschädigt wird. Außerdem wird der Durchmesser der Schenkelfeder 1 derart vergrößert, dass eine Anfangskraft ebenso erhöht wird, wodurch die Ermüdung des Fahrers steigt.
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Die
US 2007/0 193 401 A1 und
DE 10 2004 002 114 A1 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug, aufweisend ein Gehäuse, das ein erstes Ende, das geöffnet ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit einem Pedalelement drehbar gekuppelt ist, einen Federkörper, der in das Gehäuse eingesetzt ist, ein Gleitstück, das den Federkörper kontaktiert und derart konfiguriert ist, dass es entlang einer Länge des Gehäuses gleitet, Abdeckplatten, die mit dem Gleitstück verbunden sind und eine Außenumfangsfläche des Gehäuses derart kontaktieren, dass sie die Bewegung des Gleitstücks führen, und einen Hebelvorsprung, der mit dem Pedalelement drehbar gekuppelt ist, einen Endabschnitt hat, der mit dem Gleitstück drehbar gekuppelt ist, und derart konfiguriert ist, dass er sich zusammen mit einem Pedal in Abhängigkeit von der Drehung des Pedals derart dreht, dass das Gleitstück gleitet.
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Eine weitere Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug ist aus der
DE 603 15 451 T2 bekannt.
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Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug geschaffen, die geeignet ist, eine von einem Fahrer beim Betätigen eines Kupplungspedals gefühlte Kraft zu reduzieren, und die insbesondere gerade bei einem leistungsstarken Fahrzeug mit einer hohen Motorleistung verwendet wird, ohne ein Bauteil zu beschädigen.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zum Reduzieren der Pedalkraft für ein Fahrzeug nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug ein Gehäuse, das ein erstes Ende, das geöffnet ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit einem Pedalelement drehbar gekuppelt ist, einen Federkörper, der in das Gehäuse eingesetzt ist, ein Gleitstück, das den Federkörper kontaktiert und derart konfiguriert ist, dass es entlang einer Länge des Gehäuses gleitet, Abdeckplatten, die mit dem Gleitstück verbunden sind und eine Außenumfangsfläche des Gehäuses derart kontaktieren, dass sie die Bewegung des Gleitstücks führen, und einen Hebelvorsprung auf, der mit dem Pedalelement drehbar gekuppelt ist, einen Endabschnitt hat, der mit dem Gleitstück drehbar gekuppelt ist, und derart konfiguriert ist, dass er sich zusammen mit einem Pedal in Abhängigkeit von der Drehung des Pedals derart dreht, dass das Gleitstück gleitet.
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Das Gehäuse ist mit einem Paar Ausschnitten versehen, die von dem ersten Ende davon, das geöffnet ist, in Richtung zu dem zweiten Ende davon ausgeschnitten sind und einander gegenüberliegen.
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Das Gleitstück kontaktiert den Federkörper an einer Innenseite des Gehäuses und weist zwei Endabschnitte auf, die durch die Ausschnitte hindurchtreten, wobei die Abdeckplatten mit den beiden Endabschnitten davon verbunden sind.
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Zwischenräume können zwischen Endabschnitten der miteinander korrespondierenden Abdeckplatten ausgebildet sein und können derart geformt sein, dass sie mit einer Kupplungsposition zwischen dem Gehäuse und dem Pedalelement korrespondieren.
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Eine Mehrzahl von Längsnuten können entlang der Länge des Gehäuses an der Außenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildet sein und in vorbestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung geformt sein, und Einsetzvorsprünge, die in die Längsnuten eingesetzt sind, um die Bewegung des Gleitstücks zu führen, können an den Abdeckplatten ausgebildet sein.
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Eine Mehrzahl von Einsetzvorsprüngen können vorgesehen sein und an Endabschnitten der Abdeckplatten ausgebildet sein, und die Mehrzahl von Längsnuten können derart ausgebildet sein, dass sie mit den Einsetzvorsprüngen korrespondieren.
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Die Abdeckplatten können derart ausgebildet sein, dass sie an eine Form eines Außenumfangs des Gehäuses angepasst sind, und können derart geformt sein, dass sie eine vorbestimmte Breite in einer Längsrichtung des Gehäuses haben, um mit der Außenumfangsfläche des Gehäuses im Flächenkontakt zu stehen.
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Das Gehäuse kann in einer zylindrischen Form ausgebildet sein, und die Abdeckplatten können derart gebogen sein, dass sie einen Kreisbogen entlang einer Form eines Außenumfangs des Gehäuses bilden.
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Die Vorrichtung zum Reduzieren der Pedalkraft für das Fahrzeug kann ferner eine Befestigungsschraube aufweisen, die das Pedalelement und das Gehäuse miteinander kuppelt, während sie durch das Pedalelement und das Gehäuse hindurchtritt, ein Schraubengewinde aufweist, das an einem ersten Endabschnitt davon ausgebildet ist, der an dem Pedalelement derart befestigt ist, dass er mit dem Pedalelement verschraubt ist, und eine ebene Struktur aufweist, die an einem zweiten Endabschnitt davon ausgebildet ist, der mit dem Gehäuse derart verbunden ist, dass er mit dem Gehäuse frei drehbar gekuppelt ist.
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Das Gehäuse kann Stützvorsprünge aufweisen, die an dem einen Endabschnitt davon ausgebildet sind, wobei die Stützvorsprünge von dem Gehäuse mit einer vorbestimmten Länge nach außen vorstehen und einen hohlen Abschnitt aufweisen, der darin derart ausgebildet ist, dass der zweite Endabschnitt der Befestigungsschraube darin eingesetzt werden kann.
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Die Vorrichtung zum Reduzieren der Pedalkraft für das Fahrzeug kann ferner einen Befestigungshalter aufweisen, der das Pedalelement und eine Fahrzeugkarosserie miteinander kuppelt, wobei der Befestigungshalter mit einer Trennungsnut versehen sein kann, die in Richtung zu einer Rückseite des Fahrzeuges geöffnet ist, und das Pedalelement mit der Trennungsnut gekuppelt sein kann.
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In einem Ausgangspositionszustand des Pedals kann ein oberstes Ende des Gehäuses in einer Position positioniert sein, die höher als die eines untersten Endes des Befestigungshalters ist, und wenn ein Aufprall an dem Fahrzeug derart erzeugt wird, dass sich das Pedalelement in Richtung zu der Rückseite des Fahrzeuges bewegt, kann das Pedalelement von dem Befestigungshalter entlang der Trennungsnut getrennt werden, und der Befestigungshalter kann mit dem Gehäuse derart kollidieren, dass er das Gehäuse dreht.
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Das Pedal kann mit dem Pedalelement derart gelenkig gekuppelt sein, dass es sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges dreht, und das Gehäuse kann derart konfiguriert sein, dass es in dem Ausgangspositionszustand des Pedals bei der Drehung in Abhängigkeit von der Kollision mit dem Befestigungshalter eine Federkraft auf den Hebelvorsprung derart ausübt, dass sich das Pedal in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeuges dreht.
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In einem Falle, in dem in einem Ausgangspositionszustand des Pedals das Pedal derart gedreht wird, dass ein Kupplungsmittelpunkt zwischen dem Gleitstück und dem Hebelvorsprung eine virtuelle Umstellungslinie überschreitet, die einen Drehmittelpunkt des Gehäuses und einen Drehmittelpunkt des Hebelvorsprungs miteinander verbindet, kann der Federkörper zusammengedrückt werden und dann zu einem Zeitpunkt zurückgestellt werden, in dem der Kupplungsmittelpunkt die virtuelle Umstellungslinie überschreitet, um dadurch eine Hilfskraft zu der Drehung des Hebelvorsprungs auszuüben.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 bis 3 Ansichten einer herkömmlichen Kupplungspedalvorrichtung mit einer Schenkelfeder;
- 4 und 5 eine perspektivische Ansicht bzw. eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 6 und 7 eine Explosionsansicht bzw. eine Montageansicht der Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 8 eine Draufsicht eines Gleitstücks gemäß der Erfindung;
- 9 eine perspektivische Ansicht des Gleitstücks gemäß der Erfindung;
- 10 eine Ansicht einer Winkeleinstellung in einem Ausgangspositionszustand eines Pedals gemäß der Erfindung;
- 11 bis 13 Ansichten eines Arbeitsablaufs der Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug in Abhängigkeit von der Drehung des Pedals; und
- 14 und 15 Ansichten einer Betriebsweise der Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung bei einer Kollision des Fahrzeuges.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Pedalelement 100, das an einem Fahrzeugkarosseriepaneel (Trennwand) vor einem unteren Abschnitt eines Fahrersitzes installiert ist, ein Pedal 110 mit einem oberen Endabschnitt, der über eine Gelenkwelle 112 mit dem Pedalelement 100 drehbar gekuppelt ist, und einen Hauptzylinder 130 auf, der in Abhängigkeit von einer Betätigung einer Druckstange 120, die mit dem Pedal 110 verbunden ist, Öldruck erzeugt.
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Währenddessen weist die Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Gehäuse 210 mit einem Ende, das geöffnet ist, und einem Endabschnitt, der mit dem Pedalelement 100 drehbar gekuppelt ist, einen Federkörper 230, der in das Gehäuse 210 eingesetzt ist, ein Gleitstück 220, das den Federkörper 230 kontaktiert und entlang einer Länge des Gehäuses 210 gleitet, Abdeckplatten 221, die mit dem Gleitstück 220 verbunden sind und eine Außenumfangsfläche des Gehäuses 210 derart kontaktieren, dass sie die Bewegung des Gleitstücks 220 führen, und einen Hebelvorsprung 111 auf, der mit dem Pedalelement 100 drehbar gekuppelt ist, einen Endabschnitt hat, der mit dem Gleitstück 220 drehbar gekuppelt ist, und sich in Abhängigkeit von der Drehung des Pedals 110 zusammen mit dem Pedal 110 derart dreht, dass das Gleitstück 220 gleitet.
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Der Hebelvorsprung 111 kann einstückig mit dem Pedal 110 oder der Gelenkwelle 112 des Pedals 110 verbunden sein, um zusammen mit der Gelenkwelle 112 bei der Drehung des Pedals 110 zu drehen, und der Endabschnitt des Hebelvorsprungs 111 kann auch mit dem Gleitstück 220 derart gelenkig gekuppelt sein, dass er sich frei dreht.
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Im Detail kann mit Bezug auf die 6 und 7 das Gehäuse 210 mit einem Paar Ausschnitten 211 versehen sein, die von dem Ende davon, das geöffnet ist, in Richtung zu dem anderen Endabschnitt davon ausgeschnitten sind und einander gegenüberliegen, und das Gleitstück 220 kontaktiert den Federkörper 230 an einer Innenseite des Gehäuses 210 und weist zwei Endabschnitte auf, die durch die Ausschnitte 211 hindurchtreten und mit denen das Paar Abdeckplatten 221 verbunden sind.
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Das Gleitstück 220 kann in einem Ausgangspositionszustand des Pedals 110 an dem einen Endabschnitt des Gehäuses 210 positioniert sein und den Federkörper 230 zusammendrücken, während es in Abhängigkeit von der Drehung des Hebelvorsprungs 111 in Richtung zu dem anderen Endabschnitt des Gehäuses 210 gleitet. Hier ist der Federkörper 230 vorzugsweise eine Schraubenfeder, aber ist nicht darauf beschränkt, und der Ausgangspositionszustand des Pedals 110 ist vorzugsweise ein Ausgangszustand, in dem ein Fahrer das Pedal 110 nicht betätigt, d.h. ein Zustand, in dem keinerlei äußere Kraft auf das Pedal 110 derart ausgeübt wird, dass kein Durchtreten des Pedals 110 erzeugt wird, wodurch das Pedal 110 durch die Federkraft des Federkörpers 230 oder einer Membranfeder einer Kupplung in einem Nichtbelastungszustand gedrückt und positioniert wird.
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Das Gleitstück 220 kann entlang der Länge des Gehäuses 210 in einem Innenraum des Gehäuses 210 gleiten, und die beiden Endabschnitte des Gleitstücks 220 können entlang den Ausschnitten 211 gleiten. Außerdem können die Abdeckplatten 221 Mittelabschnitte aufweisen, die mit den beiden Endabschnitten des Gleitstücks 220 derart gekuppelt sind, dass sie sich entlang der Länge des Gehäuses 210 zusammen mit dem Gleitstück 220 bewegen können. Vorzugsweise können die Abdeckplatten 221 derart ausgebildet sein, dass sie an die Form eines Außenumfangs des Gehäuses 210 angepasst sind und eine vorbestimmte Breite in einer Längsrichtung des Gehäuses 210 haben, um mit der Außenumfangsfläche des Gehäuses 210 im Flächenkontakt zu stehen, wie in den 8 und 9 gezeigt ist.
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Da die Abdeckplatten 221 derart ausgebildet sind, dass sie die vorbestimmte Breite in der Längsrichtung des Gehäuses 210 haben und mit der Außenumfangsfläche des Gehäuses 210 im Flächenkontakt stehen, ist es möglich, die Bewegung des Gleitstücks 220 in der Längsrichtung des Gehäuses 210 stabil abzustützen. Die Breite der Abdeckplatten 221 kann in Abhängigkeit von der Absicht eines Konstrukteurs derart verschiedenartig gesetzt werden, dass die Bewegung des Gleitstücks 220 abgestützt wird.
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Währenddessen kann das Gehäuse 210 in einer zylindrischen Form ausgebildet sein, und die Abdeckplatten 221 können derart gebogen sein, dass sie einen Kreisbogen entlang der Form des Außenumfangs des Gehäuses 210 bilden. Da die Abdeckplatten 221 in einer Kreisbogenform ausgebildet sind, sind eine Vibration, ein Rütteln und dergleichen in verschiedenen Richtungen des Gleitstücks 220 bei der Bewegung des Gleitstücks 220 möglich, und eine Belastung wird nicht auf irgendeine Seite der Abdeckplatten 221 konzentriert, sondern gleichmäßig über die Abdeckplatten 221 verteilt, wenn die Abdeckplatten 221 das Gleitstück 220 abstützen, wodurch das Gleitstück 220 normal gleiten kann.
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Außerdem kann das Gleitstück 220 einen Stützvorsprung 223 aufweisen, der an einem Mittelabschnitt davon zum Abstützen des Federkörpers 230 ausgebildet ist, und wenn das Gleitstück 220 in das Gehäuse 210 eingesetzt ist, ist der Stützvorsprung 223 in den Federkörper 230 eingesetzt, wodurch es möglich ist, dass der Federkörper 230 immer in einer vorbestimmten Position auf dem Gleitstück 220 sitzt und gerade bei der Bewegung des Gleitstücks 220 ein stabiler Kontakt zwischen dem Gleitstück 220 und dem Federkörper 230 gehalten wird. Es ist bevorzugt, dass der Federkörper 230 eine entsprechende Stelle des Gleitstücks 220 zwischen dem Stützvorsprung 223 und den Abdeckplatten 221 kontaktiert.
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Währenddessen können die mit den beiden Endabschnitten des Gleitstücks 220 gekuppelten Abdeckplatten 221 einander gegenüberliegend ausgebildet sein, und Zwischenräume 222 können zwischen Endabschnitten der miteinander korrespondierenden Abdeckplatten 221 ausgebildet sein. Die Zwischenräume 222 können derart ausgebildet sein, dass sie mit einer Kupplungsposition zwischen dem Gehäuse 210 und dem Pedalelement 100 korrespondieren. Vorzugsweise ist das Gehäuse 210 in einer Position senkrecht zu einer Umfangsrichtung der Ausschnitte 211 und des Gehäuses 210 mit dem Pedalelement 100 derart gekuppelt, dass das Paar Abdeckplatten 221 und das Paar Zwischenräume 222 symmetrisch zueinander ausgebildet sein können.
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Mit Bezug auf die 6 und 7 wird das Kuppeln zwischen dem Gehäuse 210 und dem Pedalelement 100 ausführlicher beschrieben. Die Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann ferner eine Befestigungsschraube 300 aufweisen, die das Pedalelement 100 und das Gehäuse 210 miteinander kuppelt, während sie durch das Pedalelement 100 und das Gehäuse 210 hindurchtritt. Die Befestigungsschraube 300 kann ein Schraubengewinde 310, das an dem einen Endabschnitt davon ausgebildet ist, der an dem Pedalelement 100 derart befestigt ist, dass er mit dem Pedalelement 100 verschraubt ist, und eine ebene Struktur aufweisen, die an dem anderen Endabschnitt davon ausgebildet ist, das mit dem Gehäuse 210 derart verbunden ist, dass er mit dem Gehäuse 210 frei drehbar gekuppelt ist.
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Außerdem kann das Gehäuse 210 ein Paar Stützvorsprünge 213 aufweisen, die an dem einen Endabschnitt davon ausgebildet sind und von dem Gehäuse 210 mit einer vorbestimmten Länge nach außen vorstehen können, wobei die Stützvorsprünge 213 geöffnete Endabschnitte und darin ausgebildete hohle Abschnitte derart aufweisen, dass der andere Endabschnitt der Befestigungsschraube 300 darin eingesetzt werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Stützvorsprünge 213 eine Länge haben, die ausreichend ist, damit deren Endabschnitte benachbart zu einer Innenseitenfläche des Pedalelements 100 kontaktiert oder positioniert werden können. Daher ist ein Bereich der Stützvorsprünge 213, der die Befestigungsschraube 300 kontaktiert, ausreichend befestigt, wodurch es möglich ist, einen Bereich des Gehäuses 210, der von der Befestigungsschraube 300 abgestützt wird, zu vergrößern. Außerdem wird die Stützeigenschaft des Gehäuses 210 verbessert, und ein Rütteln des Gehäuses 210 bei einer Drehung des Gehäuses 210 wird unterdrückt, so dass sich das Gehäuse 210 stabil drehen kann. Zudem ist das Schraubengewinde 310 nur an einem Teil der Befestigungsschraube 300 ausgebildet, wodurch es möglich ist, die Leichtigkeit der Montage beim drehbaren Fixieren des Gehäuses 210 an dem Pedalelement 100 zu verbessern.
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Währenddessen sind die Zwischenräume 222 in Positionen ausgebildet, die mit den Stützvorsprüngen 213 derart korrespondieren, dass das Gleitstück 220 gleiten kann, ohne dass es sich beim Gleiten an den Stützvorsprüngen 213 verfängt, und da das Gleitstück 220 in der Umgebung von Stellen positioniert sein kann, an denen die Stützvorsprünge 213 ausgebildet sind, kann ein Abstand von dem Drehmittelpunkt des Gehäuses 210 zu dem Kupplungsmittelpunkt zwischen dem Gleitstück 220 und dem Hebelvorsprung 111 noch enger sein.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, können eine Mehrzahl von Längsnuten 212 entlang der Länge des Gehäuses 210 an der Außenumfangsfläche des Gehäuses 210 und in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sein, und wie in den 8 und 9 gezeigt, können Einsetzvorsprünge 224, die in die Längsnuten 212 eingesetzt sind, um die Bewegung des Gleitstücks 220 zu führen, an den Abdeckplatten 221 ausgebildet sein. Vorzugsweise können eine Mehrzahl von Einsetzvorsprüngen 224 an Endabschnitten der Abdeckplatten 221 ausgebildet sein, und die Mehrzahl von Längsnuten 212 kann mit der Mehrzahl von Einsetzvorsprüngen 224 korrespondieren.
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Die Einsetzvorsprünge 224 und die Längsnuten 212 sind derart ausgebildet, dass eine Drehung des Gleitstücks 220 in der Umfangsrichtung des Gehäuses 210 bei der Bewegung des Gleitstücks 220 verhindert werden kann, so dass sich das Gleitstück 220 immer in der Längsrichtung des Gehäuses 210 entlang einem vorbestimmten Pfad bewegen kann und eine enge Adhäsion zwischen den Abdeckplatten 221 und dem Gehäuse 210 erhöht werden kann, um eine stabile Bewegung des Gleitstücks 220 zu ermöglichen.
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Mit Bezug auf 10 kann, angenommen, der Drehmittelpunkt des Hebelvorsprungs 111 ist C1, der Kupplungsmittelpunkt zwischen dem Hebelvorsprung 111 und dem Gleitstück 220 ist C2, der Drehmittelpunkt des Gehäuses 210 ist C3, ein Abstand von C1 zu C2 ist L1, und ein Abstand von C2 zu C3 ist L2, das Gehäuse 210 mit dem Pedalelement 100 derart drehbar gekuppelt sein, dass ein Überlappungsabschnitt y zwischen einem ersten Kreisbogen R1, dessen Mitte C1 ist und ein Radius L1 ist, und einem zweiten Kreisbogen R2, dessen Mitte C3 ist und ein Radius L2 ist, gebildet wird.
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Hier kann C1 ein Mittelpunkt der Gelenkwelle 112 sein, an welcher der Hebelvorsprung 111 und das Pedal 110 miteinander gekuppelt sind, C2 kann ein Mittelpunkt einer Gelenkkupplungswelle zwischen dem Hebelvorsprung 111 und dem Gleitstück 220 sein, und C3 kann ein Mittelpunkt einer Schraubenkupplungswelle zwischen dem Gehäuse 210 und dem Pedalelement 100 sein.
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Wie in 10 gezeigt, ist in dem Ausgangspositionszustand des Pedals 110 das Gehäuse 210 an seinem einen Endabschnitt mit dem Pedalelement 100 drehbar gekuppelt, und das Gleitstück 220 ist an dem einen Endabschnitt des Gehäuses 210 montiert, wodurch es möglich ist, den Überlappungsabschnitt y zwischen dem ersten Kreisbogen R1 und dem zweiten Kreisbogen R2 zu vergrößern. Das heißt, da L2 in Abhängigkeit von einer Kupplungsposition des Gehäuses 210 kleiner als L1 ist, kann C3 benachbart zu dem ersten Kreisbogen R1 positioniert sein. Daher kann im Vergleich zu dem Falle, in dem C3 an dem anderen Endabschnitt des Gehäuses 210 ausgebildet ist, der Überlappungsabschnitt y zwischen dem ersten Kreisbogen R1 und dem zweiten Kreisbogen R2 vergrößert werden.
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Angenommen, eine virtuelle Linie, die C1 und C3 miteinander verbindet, ist L3, kann hier der Überlappungsabschnitt y ein Teil von L3 in einem Raum sein, der durch Überlappen des ersten Kreisbogens R1 mit dem zweiten Kreisbogen R2 gebildet wird, und wie der Überlappungsabschnitt y vergrößert wird, wird in Abhängigkeit von der Drehung des Pedals 110 ein maximales Zusammendrückmaß des Federkörpers 230, d.h. eine maximale Verschiebung des Federkörpers 230 erhöht, wodurch es möglich ist, eine Größe der Hilfskraft zu erhöhen, die bei der Rückstellung des Federkörpers 230 auf das Pedal 110 ausgeübt wird.
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Außerdem kann, da die Verschiebung des Federkörpers 230 erhöht werden kann, selbst wenn eine Feder mit einer geringen Federkonstante als Federkörper 230 verwendet wird, die Hilfskraft ausreichend erhöht werden. Ferner kann, wenn die Feder mit der geringen Federkonstante verwendet wird, eine Anfangskraft reduziert werden, wodurch es möglich ist, die Ermüdung des Fahrers zu reduzieren. Zudem kann, da die Federkonstante reduziert werden kann, der Federkörper 230 bei seiner Montage an dem Gleitstück 220 leicht zusammengedrückt werden, so dass es möglich ist, die gesamte Montageeigenschaft zu verbessern.
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Währenddessen kann das Gehäuse 210 mit dem Pedalelement 100 derart gekuppelt sein, dass L3 in einem Drehwinkelbereich α des Hebelvorsprungs 111 positioniert ist, und die Länge L1 ist zwei- oder mehrmal die Länge L2. Bevorzugter kann in dem Ausgangspositionszustand des Pedals die Länge L1 irgendeinen Mehrfachwert unter Werten von 2,1mal oder mehr bis 3,5mal oder weniger die Länge L2 haben. In dem Falle, in dem die Länge L1 einen Mehrfachwert von kleiner als 2,1mal, z.B. 1 ,5mal oder 1 ,8mal die Länge L2 hat, kann die Belastungsumstellung nicht innerhalb des Drehwinkelbereichs α des Hebelvorsprungs 111 durchgeführt werden.
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In diesem Falle kann die Umstellung bei einer auf das Pedal ausgeübten Belastung in Abhängigkeit von der Drehung des Hebelvorsprungs 111 basierend auf einem Punkt, in dem ein von L1 und L2 gebildeter Winkel θ 180 Grad ist, d.h. einem Punkt, in dem der Winkel θ parallel zu L3 ist, erzeugt werden. Das heißt, wie in 11 gezeigt, wenn in dem Ausgangspositionszustand des Pedals 110 ein Durchtreten des Pedals 110 von dem Fahrer derart beginnt, dass sich der Hebelvorsprung 111 dreht, wird der Federkörper 230 derart zusammengedrückt, dass auf die Drehung des Hebelvorsprungs 111 eine Reaktionskraft ausgeübt wird, bevor in Abhängigkeit von der Drehung des Hebelvorsprungs 111 der von L1 und L2 gebildete Winkel θ 180 Grad überschreitet, wie in 12 gezeigt ist. Dann wird in dem Falle, in dem der von L1 und L2 gebildete Winkel θ 180 Grad überschreitet, wie in 13 gezeigt, d.h. in dem Falle, in dem der Winkel θ L3 überschreitet, welche eine virtuelle Linie der Umstellung ist, der Federkörper 230 zurückgestellt, so dass eine Belastungsumstellung derart durchgeführt werden kann, dass die Hilfskraft zu der Drehung des Hebelvorsprungs 111 hinzugefügt wird. Dann kehrt, wenn der Fahrer mit seinem Fuß das Pedal 110 freigibt, das Pedal 110 durch die Rückstellkraft einer an einer Kupplungsscheibe installierten Membranfeder wieder in die Ausgangsposition zurück.
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Währenddessen ist in dem Falle, in dem die Länge L1 einen Mehrfachwert von kleiner als 1,2mal die Länge L2 hat, in dem Ausgangszustand des Pedals 110 die Länge L1 außerhalb oder im Wesentlichen benachbart zu dem Drehwinkelbereich α des Hebelvorsprungs 111 positioniert, so dass eine Situation auftreten kann, in welcher es nicht erkannt wird, dass in dem Falle, in dem der Fahrer im Wesentlichen das Pedal 110 durchtritt, die Umstellung auftritt. Andererseits wird in dem Falle, in dem die Länge L1 auf einen Mehrfachwert von über 3,5mal die Länge L2 gesetzt ist, die Länge L2 weiter verkürzt, so dass der Überlappungsabschnitt y zwischen dem ersten Kreisbogen R1 und dem zweiten Kreisbogen R2 vergrößert wird, wodurch es möglich ist, das Zusammendrückmaß des Federkörpers 230 weiter zu erhöhen. Jedoch wird in Abhängigkeit von der Drehung des Hebelvorsprungs 111 ein Maß der Drehung des Gehäuses erhöht, und in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Verschiebung des Federkörpers 230 werden die Längen des Federkörpers 230 und des Gehäuses 210 ebenso erhöht, so dass das Gehäuse 210 mit dem Pedalelement 100, der Druckstange 120 oder dergleichen kollidieren kann.
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Daher wird die Belastungsumstellung während des Durchtretens des Pedals 110 erzeugt, und es ist bevorzugt, dass ein Längenverhältnis zwischen L1 und L2 unter Berücksichtigung einer Anordnung der umliegenden Strukturen gesetzt wird. Bevorzugter kann die Länge L1 derart gesetzt werden, dass sie einen mehrfachen Wert von 2,1mal oder mehr bis 3,5mal oder weniger die Länge L2 hat.
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Es ist bevorzugt, dass das Längenverhältnis zwischen L1 und L2 durch Einstellen einer Kupplungsposition zwischen dem Gehäuse 210 und dem Pedalelement 100 gesetzt wird, so dass anders als L1 einzustellen, L2 eingestellt wird. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, das Längenverhältnis kann auch durch Einstellen der Länge des Hebelvorsprungs 111 gesetzt werden.
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Währenddessen ist es bevorzugt, dass der von L1 und L2 gebildete Winkel θ 90 Grad oder mehr ist. Bevorzugter kann das Gehäuse 210 mit dem Pedalelement 100 derart gekuppelt sein, dass der von L1 und L2 gebildete Winkel θ irgendeiner unter Winkeln in einem Bereich von 100 Grad bis 180 Grad ist.
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In dem Falle, in dem der von L1 und L2 gebildete Winkel θ kleiner als 100 Grad ist, kollidiert in dem Ausgangspositionszustand des Pedals 110 das Gehäuse 210 mit dem Pedalelement 100 oder Strukturen und Vorrichtungen, die an dem Pedalelement 100 installiert sind, so dass eine gegenseitige Beeinflussung erzeugt werden kann, und in dem Falle, in dem der von L1 und L2 gebildete Winkel θ 180 Grad oder mehr ist, kann keine Belastungsumstellung erzeugt werden. Daher ist es bevorzugt, dass der von L1 und L2 gebildete Winkel θ unter Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung mit dem Pedalelement 100 und der Belastungsumstellung auf einen Ausgangswinkel zwischen 100 bis 180 Grad gesetzt wird.
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Das Längenverhältnis und der Winkel zwischen L1 und L2, die oben beschrieben sind, haben bevorzugt Werte in den Bereichen, wie oben beschrieben ist, jedoch sind diese nicht darauf beschränkt. Das heißt, jeder Bereich kann in Abhängigkeit von einer Anordnungs- und Installationsbeziehung zwischen dem Pedalelement 100, dem Gehäuse 210, dem Gleitstück 220, dem Federkörper 230, dem Hebelvorsprung 111 und dergleichen erweitert oder eingeengt werden, um ein gesetztes Ziel zu erreichen.
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Mit Bezug auf die 14 und 15, welche eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung vor einer Kollision bzw. nach einer Kollision des Fahrzeuges zeigen, weist die Vorrichtung ferner einen Befestigungshalter 122 auf, der das Pedalelement 100 und eine Fahrzeugkarosserie 400 miteinander kuppelt. Der Befestigungshalter 122 kann mit einer Trennungsnut 121 versehen sein, die in Richtung zu der Rückseite des Fahrzeuges geöffnet ist, wie in 4 gezeigt ist, und das Pedalelement 100 kann über verschiedene Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten und dergleichen, mit der Trennungsnut 121 gekuppelt sein.
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Im Detail ist es bevorzugt, dass das Pedal 110 mit dem Pedalelement 100 derart gelenkig gekuppelt ist, dass es sich beim Durchtreten in Fahrzeugrichtung nach vorn und nach hinten dreht, und es ist bevorzugt, dass der Befestigungshalter 122 mit einem oberen Ende des Pedalelements 100 derart gekuppelt ist, dass das obere Ende des Pedalelements 100 an einem Windlauf 420 fixiert sein kann, der mit einer Trennwand 410 an der Fahrzeugkarosserie 400 verbunden ist.
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Üblicherweise wird in dem Falle, in dem ein Aufprall erzeugt wird, der einen Insassen ernsthaft verletzt, die Trennwand 410, die einen Motorraum und einen Innenraum des Fahrzeuges voneinander trennt, in Richtung zu dem Innenraum derart eingedrückt, dass das Pedalelement 100 in Richtung zu dem Innenraum des Fahrzeuges bewegt wird. Daher tritt das Problem auf, dass sich das Pedal 110 zusammen mit der Bewegung des Pedalelements 100 aufgrund des unmittelbaren Aufpralls in Richtung zu dem Insassen bewegt, so dass ein Fußgelenk des Insassen verdreht wird.
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Um dieses Problem zu lösen, ist die in Richtung zu der Rückseite des Fahrzeuges geöffnete Trennungsnut 121 in dem Befestigungshalter 122 ausgebildet, wie in 4 gezeigt ist, so dass bei einer Eindrückung der Trennwand 410 in Abhängigkeit von der Kollision nur das Pedalelement 100 von dem Befestigungshalter 122 derart getrennt werden kann, dass es sich in Richtung zu dem Innenraum des Fahrzeuges, d.h. zu der Rückseite des Fahrzeuges bewegt, während der Befestigungshalter 122 an Ort und Stelle gehalten wird, und in dem Ausgangspositionszustand des Pedals 110 ist das oberste Ende A des Gehäuses 210 in einer Position positioniert, die höher als die des untersten Endes B des Befestigungshalters 122 ist, so dass das Gehäuse 210 mit dem Befestigungshalter 122 kollidieren kann, um sich dadurch zu drehen, wenn sich das Pedalelement 100 in Richtung zu dem Innenraum des Fahrzeuges bewegt, wie in 15 gezeigt ist.
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Hier kann sich der andere Endabschnitt des Gehäuses 210 in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeuges drehen, und das Pedal 110 dreht sich durch die Drehung des Gehäuses 210 und die Federkraft des Federkörpers 230 wie beim Durchtreten in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeuges, so dass sich das Pedal 110 in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeuges bewegt, selbst wenn das Pedalelement 100 in Richtung zu der Innenseite des Fahrzeuges vorsteht und sich dorthin bewegt, wodurch es möglich ist, eine Verletzung des Fußgelenks des Insassen zu verhindern.
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Gemäß der Vorrichtung zum Reduzieren einer Pedalkraft für ein Fahrzeug mit der oben beschriebenen Struktur kann der Kraftaufwand eines Kupplungspedals reduziert werden, die Montagefähigkeit kann verbessert werden, und eine Anfangskraft kann reduziert werden.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
