-
Die Erfindung betrifft eine Pedaleinrichtung mit einem Lagerbock, einem schwenkbar an dem Lagerbock gelagerten Pedal und einer zwischen den Lagerbock und das Pedal geschalteten und mehrere Federn und ein Druckelement umfassenden Federanordnung, mittels welcher einer Schwenkbewegung des Pedals relativ zu dem Lagerbock eine Gegenkraft entgegensetzbar ist.
-
Pedaleinrichtungen der eingangs genannten Art werden z.B. zur Betätigung von Bremsen oder Kupplungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. In der Regel ist das Pedal hydraulisch und/oder mechanisch mit einer zu betätigenden Fahrzeugbaugruppe verbunden, die z.B. eine oder mehrere Fahrzeugbremsen oder eine Fahrzeugkupplung umfasst. Im Falle einer hydraulischen Verbindung ist in der Regel ein Geberzylinder vorgesehen, der von dem Pedal betätigt wird und auf die Fahrzeugbaugruppe wirkt. In zunehmendem Maße werden aber auch elektronische Pedaleinrichtungen eingesetzt, bei welchen der Schwenkwinkel des Pedals relativ zu dem Lagerbock mittels eines Sensor erfasst wird, der elektrisch an einen Aktor angeschlossen ist, mittels welchem die zu betätigende Fahrzeugbaugruppe betätigt wird. Auf eine hydraulische und/oder mechanische Verbindung kann in diesem Fall verzichtet werden. Nachteilig hieran ist, dass der Sensor der Pedalbetätigung keinen oder einen lediglich geringfügigen Widerstand entgegensetzt, sodass für eine Bedienperson das durch die hydraulische und/oder mechanische Verbindung hervorgerufene Pedalgefühl fehlt. Ein fehlendes Pedalgefühl kann jedoch zur Verunsicherung der Bedienperson führen, sodass bei elektronischen Pedaleinrichtungen in der Regel eine Simulation des Pedalgefühls erfolgt, welches durch eine hydraulische und/oder mechanische Verbindung hervorgerufen würde.
-
Die
DE 10 2012 217 541 A1 offenbart eine Kupplungspedaleinrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs mit einem drehbar gelagerten Kupplungspedal und Mitteln zur Erzeugung eines vorbestimmten Verlaufs der Pedalkraft über dem Pedalweg, die einen drehtest mit dem Kupplungspedal verbundenen Pedalarm umfassen, der entgegen einer Federkraft bewegbar ist, wobei der Pedalarm auf einen von einer Gegenkraft beaufschlagten, drehbar gelagerten Hebelarm wirkt und bei Betätigung des Kupplungspedals auf einer Kontur des Hebelarms bewegt wird. Die Gegenkraft wird dabei von einer auf den Hebelarm wirkenden Hebelfeder oder einem Aktuator erzeugt. Ferner ist zumindest eine Rückstellfeder vorgesehen, die rückstellend auf das Kupplungspedal wirkt.
-
Der drehbar gelagerte Hebelarm verteuert die Kupplungspedaleinrichtung und lässt diese komplex werden.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gewünschten Verlauf der Gegenkraft über den Schwenkwinkel des Pedals einfacher realisieren zu können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Pedaleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
-
Die erfindungsgemäße Pedaleinrichtung weist einen Lagerbock, ein schwenkbar an dem Lagerbock gelagertes Pedal und eine zwischen den Lagerbock und das Pedal geschaltete und mehrere, insbesondere zwei oder drei, Federn und ein Druckelement umfassende Federanordnung auf, mittels welcher einer Schwenkbewegung des Pedals relativ zu dem Lagerbock eine Gegenkraft entgegensetzbar ist, wobei eine erste der Federn als Flachformfeder mit einer an dem Druckelement, vorzugsweise unter Druck, anliegenden Oberfläche ausgebildet ist, entlang welcher das Druckelement unter elastischer Verformung der Flachformfeder durch Schwenken des Pedals bewegbar ist. Das Pedal ist insbesondere um eine Schwenkachse schwenkbar an dem Lagerbock gelagert.
-
Wird das Druckelement entlang der Oberfläche der Flachformfeder bewegt, tritt zwischen dem Druckelement und der Flachformfeder Reibung auf, die abhängig von der von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübten Federkraft ist. Diese Federkraft ist abhängig von der elastischen Verformung der Flachformfeder, sodass ein gewünschter und/oder vorbestimmter Verlauf der Gegenkraft über den Schwenkwinkel des Pedals durch die Formgebung der Flachformfeder entlang des Bewegungswegs des Druckelements erzielbar ist. Somit kann auf einen zusätzlich zu dem Pedal vorgesehenen, drehbar gelagerten Hebel zum Erzeugen dieses Verlaufs verzichtet werden.
-
Die Flachformfeder und das Druckelement bilden zusammen insbesondere eine Flachformfederbaugruppe. Vorzugsweise ist die Flachformfeder und/oder die Flachformfederbaugruppe zwischen den Lagerbock und das Pedal geschaltet.
-
Dem Pedal ist bevorzugt eine Pedalruhestellung zugeordnet. Insbesondere ist das Pedal ausgehend von der Pedalruhestellung in einer Betätigungsrichtung relativ zu dem Lagerbock schwenkbar. Ferner ist dem Pedal bevorzugt eine Pedalendstellung zugeordnet. Insbesondere ist das Pedal ausgehend von der Pedalendstellung in einer der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Rückstellrichtung relativ zu dem Lagerbock schwenkbar. Vorteilhaft ist das Pedal von der Pedalruhestellung in die Pedalendstellung durch Schwenken des Pedals in der Betätigungsrichtung überführbar. Vorzugsweise ist das Pedal von der Pedalendstellung in die Pedalruhestellung durch Schwenken des Pedals in der Rückstellrichtung überführbar. Bevorzugt sind von dem Pedal zwischen der Pedalruhestellung und der Pedalendstellung Pedalzwischenstellungen annehmbar.
-
Bevorzugt trägt jede der Federn zur Gegenkraft bei. Insbesondere wird oder ist mittels der Flachformfeder und/oder der Flachformfederbaugruppe ein erster Gegenkraftanteil der Gegenkraft erzeugt oder erzeugbar.
-
Bevorzugt ist die Flachformfeder, insbesondere auf ihrer dem Druckelement zugewandten Seite und/oder an ihrer an dem Druckelement anliegenden Oberfläche, entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder uneben und/oder mit einer Kurvenkontur versehen, die insbesondere entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder variiert. Vorzugsweise weist die Kurvenkontur und/oder die Flachformfeder, insbesondere auf ihrer dem Druckelement zugewandten Seite und/oder an ihrer an dem Druckelement anliegenden Oberfläche, entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder eine oder wenigstens eine Erhebung und/oder eine oder wenigstens eine Vertiefung auf. Die Erhebung ist z.B. durch eine Wölbung oder Aufwölbung der Flachformfeder gebildet. Insbesondere ist die Flachformfeder unter Ausbildung der Erhebung gewölbt, aufgewölbt oder gebogen. Die Vertiefung ist z.B. durch eine Wölbung der Flachformfeder gebildet. Insbesondere ist die Flachformfeder unter Ausbildung der Vertiefung gewölbt oder gebogen. Bevorzugt weist die Erhebung, insbesondere entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder, eine steigende Flanke, eine fallende Flanke und ein Maximum oder einen Scheitelpunkt im Übergangsbereich zwischen der steigenden Flanke und der fallende Flanke auf. Abgesehen von der Erhebung erstreckt sich Flachformfeder, insbesondere entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder, beispielsweise gerade oder im Wesentlichen gerade oder gleichmäßig gekrümmt oder im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt.
-
Durch Schwenken des Pedals, insbesondere ausgehend von der Pedalruhestellung, in der oder einer Betätigungsrichtung ist das Druckelement bevorzugt entlang der steigenden Flanke bis zum Scheitelpunkt und darüber hinaus entlang der fallenden Flanke bewegbar. Vorteilhaft ist durch Schwenken des Pedals in der Betätigungsrichtung das Druckelement entlang der steigenden Flanke unter Zunahme der von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübten Federkraft bewegbar. Am Scheitelpunkt nimmt die von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübte Federkraft insbesondere ein Maximum an. Vorzugsweise ist durch Schwenken oder weiteres Schwenken des Pedals in der Betätigungsrichtung das Druckelement entlang der fallenden Flanke unter Abnahme der von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübten Federkraft bewegbar.
-
Durch Schwenken des Pedals, insbesondere ausgehend von der Pedalendstellung, in der oder einer der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Rückstellrichtung ist das Druckelement bevorzugt entlang der fallenden Flanke bis zum Scheitelpunkt und darüber hinaus entlang der steigenden Flanke bewegbar. Vorteilhaft ist durch Schwenken des Pedals in der Rückstellrichtung das Druckelement entlang der fallenden Flanke unter Zunahme der von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübten Federkraft bewegbar. Am Scheitelpunkt nimmt die von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübte Federkraft insbesondere ein Maximum an. Vorzugsweise ist durch Schwenken oder weiteres Schwenken des Pedals in der Rückstellrichtung das Druckelement entlang der steigenden Flanke unter Abnahme der von der Flachformfeder auf das Druckelement ausgeübten Federkraft bewegbar.
-
Bevorzugt ist eine zweite der Federn zu der Flachformfeder und/oder zu der Flachformfederbaugruppe parallel geschaltet. Vorzugsweise ist die zweite Feder oder eine zweite der Federn zwischen den Lagerbock und das Pedal geschaltet. Vorteilhaft ist mit der zweiten Feder oder einer zweiten der Federn eine Hysterese im Kraftverlauf über den Schwenkwinkel des Pedals erzielbar. Eine solche Hysterese trägt insbesondere zusätzlich zum Pedalgefühl bei. Die Federkraft der zweiten Feder bildet vorzugsweise einen zweiten Gegenkraftanteil der Gegenkraft.
-
Die zweite Feder ist z.B. als Schraubenfeder ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Federstahl. Bevorzugt besteht die zweite Feder aber aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Kunststoffschaum. Auf diese Weise ist mit der zweiten Feder auf einfache Weise die oder eine gewünschte Hysterese erzielbar. Bei dem Kunststoff und/oder Kunststoffschaum handelt es sich bevorzugt um einen formfesten, aber elastisch verformbaren Kunststoff und/oder Kunststoffschaum. Insbesondere ist der Kunststoff und/oder Kunststoffschaum ein Polymer und/oder Polymerschaum, vorzugsweise um Polyurethan und/oder Polyurethanschaum. Die zweite Feder kann somit z.B. auch als Polymerfeder oder als Polyurethanfeder bezeichnet werden. Vorzugsweise besteht die zweite Feder aus einem Polymerschaum, insbesondere aus einem Polyurethanschaum.
-
Die zweite Feder bildet bevorzugt einen elastisch verformbaren Körper. Vorzugsweise ist der zweiten Feder eine Federachse zugeordnet. Insbesondere ist die zweite Feder rotationssymmetrisch und/oder zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Bevorzugt ist die Rotationsachse und/oder Zylinderachse der zweiten Feder durch die Federachse gebildet. Insbesondere sind in der Außenumfangsfläche oder Mantelfläche der zweiten Feder wenigstens eine oder mehrere Ringnuten eingebracht. Die Ringnuten verlaufen insbesondere um die Federachse der zweiten Feder herum. Bevorzugt sind die Ringnuten entlang der Federachse der zweiten Feder im Abstand zueinander vorgesehen. Durch die eine oder mehreren Ringnuten lässt sich insbesondere die Federcharakteristik der zweiten Feder einstellen.
-
Gemäß einer Weiterbildung sitzt die zweite Feder zwischen zwei Federträgern. Bevorzugt ist einer der Federträger mit dem Pedal verbunden und ein anderer der Federträger ist mit dem Lagerbock verbunden. Insbesondere ist der eine oder einer der Federträger an dem Pedal vorgesehen oder gelagert und der andere oder ein anderer der Federträger ist insbesondere an dem Lagerbock vorgesehen oder gelagert. Die Federträger bilden vorzugsweise Lagerstellen für die zweite Feder. Insbesondere ist die zweite Feder zwischen den Federträgern eingespannt. Bevorzugt sind die Federträger als Federteller ausgebildet.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist eine dritte der Federn zu der zweiten Feder und/oder zu der ersten Feder und/oder zu der Flachformfederbaugruppe parallel geschaltet. Die Federkraft der dritten Feder bildet insbesondere einen dritten Gegenkraftanteil der Gegenkraft. Bevorzugt sitzt die dritte Feder zwischen den Federträgern. Insbesondere ist die dritte Feder zwischen den Federträgern eingespannt. Vorzugsweise ist die dritte Feder als Schraubenfeder ausgebildet und besteht z.B. aus Metall, insbesondere aus Federstahl. Bevorzugt sind die zweite Feder und die dritte Feder konzentrisch und/oder koaxial angeordnet. Vorteilhaft ist die zweite Feder innerhalb der dritten Feder angeordnet. Dadurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau.
-
Der zweite Gegenkraftanteil und/oder der dritte Gegenkraftanteil bilden bevorzugt einen Grundkraftanteil der Gegenkraft. Vorzugsweise ist mit der zweiten Feder und/oder der dritten Feder ein Grundkraftanteil der Gegenkraft einstellbar. Die zweite Feder und/oder die dritte Feder bilden insbesondere zusätzlich eine Rückstellfeder oder Rückstellfedern. Bevorzugt ist das Pedal mittels der zweiten Feder und/oder der dritten Feder in Richtung auf die Pedalruhestellung gespannt.
-
Vorteilhaft ist das Pedal mittels der zweiten Feder und/oder der dritten Feder in die Pedalruhestellung rückstellbar, insbesondere ausgehend von der Pedalendstellung oder von einer oder jeder der Pedalzwischenstellungen.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein erster der Federträger zwischen der zweiten Feder und der Flachformfeder angeordnet, die an dem ersten Federträger einseitig eingespannt ist und sich von der zweite Feder wegerstreckt, wobei mit einem zweiten der Federträger ein die zweite Feder und den ersten Federträger übergreifender und das Druckelement tragender Ausleger oder Arm, insbesondere fest, vorzugsweise starr, verbunden ist. Bevorzugt sind der zweite Federträger, die zweite Feder, der erste Federträger und die Flachformfeder, vorzugsweise in dieser Reichenfolge, hintereinander und/oder entlang einer Geraden angeordnet, die insbesondere eine Längsrichtung der Federanordnung definiert. Vorzugsweise erstreckt sich der Ausleger oder Arm in Längsrichtung der Federanordnung. Vorteilhaft erstreckt sich die Flachformfeder in oder im Wesentlichen in Längsrichtung der Federanordnung. Bevorzugt ist eine Aufnahme vorgesehen, in welcher die Federanordnung angeordnet ist. Die Aufnahme ist z.B. die üblicherweise zur Aufnahme eines Geberzylinders vorgesehene Aufnahme, sodass es möglich ist, die Federanordnung in die Aufnahme eines Geberzylinders anzuordnen. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass eine herkömmliche Pedaleinrichtung, die für einen Geberzylinder ausgebildet ist, zur Verwirklichung der Erfindung bezüglich des Pedals und des Lagerbocks nicht oder lediglich geringfügig verändert werden muss. Die Erfindung ist somit auch als Nachrüstlösung geeignet. Die Aufnahme ist z.B. in oder an dem Pedal und/oder in oder an dem Lagerbock und/oder in oder an einem Aufnahmeträger vorgesehen, der insbesondere mit dem Lagerbock, vorzugsweise fest und/oder starr, verbunden ist. Vorteilhaft ist die Aufnahme zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das Druckelement mit dem Pedal verbunden und/oder an diesem vorgesehen. Vorzugsweise ist die Flachformfeder mit dem Lagerbock verbunden und/oder an diesem vorgesehen. Bevorzugt ist das Druckelement an dem Pedal oder an einem mit diesem, insbesondere fest oder starr, verbundenen Druckelementhalter vorgesehen und/oder gelagert. Beispielsweise ist das Druckelement an einem Ausleger des Pedals vorgesehen und/oder gelagert, der insbesondere in Richtung auf die Flachformfeder von dem Pedal vorsteht. Bei dem Druckelementhalter handelt es sich z.B. um den Ausleger oder den Arm. Bevorzugt ist das Druckelement im Abstand zur Schwenkachse angeordnet. Vorteilhaft ist die Flachformfeder an dem Lagerbock oder an einem mit diesem, insbesondere fest oder starr, verbundenen Flachformfederhalter vorgesehen und/oder gelagert. Der Flachformfederhalter ist z.B. durch den ersten Federträger gebildet und/oder unmittelbar an dem Lagerbock vorgesehen.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das Druckelement zusammen mit dem Pedal relativ zu dem Lagerbock schwenkbar. Bevorzugt ist die Flachformfeder, insbesondere entlang dem Bewegungsweg des Druckelements und/oder entlang der Längserstreckung der Flachformfeder, um die Schwenkachse des Pedals gekrümmt.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Flachformfeder, insbesondere mit einem ersten Endbereich, einseitig, vorzugsweise an dem Lagerbock und/oder an dem Flachformfederhalter, eingespannt. Bevorzugt bildet ein zweiter Endbereich der Flachformfeder einen freien Endbereich der Flachformfeder. Vorzugsweise liegt die Flachformfeder, insbesondere mit dem oder einem zweiten Endbereich, gleitfähig an einer Anlage an, die z.B. an dem Lagerbock und/oder an einem mit diesem, insbesondere fest oder starr, verbundenen Bauelement vorgesehen ist. Durch die oder eine, vorzugsweise durch das Druckelement hervorgerufene, elastische Verformung der Flachformfeder wird oder ist insbesondere eine Längenänderung der Flachformfeder herbeigeführt oder herbeiführbar. Aufgrund dieser Längenänderung wird oder ist insbesondere der zweite Endbereich entlang der Anlage bewegt oder bewegbar.
-
Bevorzugt weist die Flachformfeder zwischen ihren Enden oder Endbereichen einen mittleren Bereich auf, wobei auf der dem Druckelement abgewandten Seite der Flachformfeder insbesondere ein Freiraum vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Flachformfeder, insbesondere mit ihrem mittleren Bereich oder mit einem Teil ihres mittleren Bereichs, in diesen Freiraum, bevorzugt mittels des Druckelements, elastisch hineinbiegbar. Vorteilhaft ist die oder die wenigstens eine Erhebung auf Höhe des Freiraums vorgesehen.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Druckelement ein entlang der Oberfläche der Flachformfeder gleitfähiges Gleitelement oder eine entlang der Oberfläche der Flachformfeder rollfähige Rolle. Das Druckelement besteht bevorzugt aus Kunststoff.
-
Der Lagerbock besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Ferner besteht das Pedal z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Das Pedal umfasst vorzugsweise eine Betätigungsfläche, die insbesondere im Abstand zur Schwenkachse und/oder bevorzugt an einem freien Ende des Pedals vorgesehen ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist ein Sensor vorgesehen, mittels welchem ein Schwenkwinkel des Pedals relativ zu dem Lagerbock erfassbar ist. In der Pedalruhestellung ist der Schwenkwinkel vorzugsweise minimal, insbesondere Null. In der Pedalendstellung ist der Schwenkwinkel vorzugsweise maximal. Der Sensor ist z.B. ein Drehgeber oder Drehwinkelgeber. Bevorzugt ist der Sensor an dem Lagerbock und/oder an dem Pedal angeordnet.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Sensor mit einem oder wenigstens einem Aktor, vorzugsweise elektrisch, verbunden, mittels welchem insbesondere eine oder wenigstens eine Fahrzeugbaugruppe betätigbar ist. Die Fahrzeugbaugruppe bildet oder umfasst beispielsweise eine Fahrzeugkupplung oder eine oder mehrere Fahrzeugbremsen. Das Pedal ist z.B. ein Bremspedal oder Kupplungspedal. Vorzugsweise ist die Pedaleinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorgesehen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht durch eine Pedaleinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
-
2 eine schematische Schnittansicht durch eine Pedaleinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und
-
3 eine teilweise Schnittansicht einer Federanordnung einer Pedaleinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
-
Aus 1 ist eine schematische Schnittansicht durch eine Pedaleinrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ersichtlich, wobei ein Pedal 2 um eine Schwenkachse 3 schwenkbar an einem Lagerbock 4 gelagert ist. An dem Lagerbock 4 ist eine um die Schwenkachse 3 gekrümmte Flachformfeder 5 (erste Feder) mit einem ihrer Endbereiche 6 einseitig eingespannt und liegt mit einem anderen ihrer Endbereiche 7 an einer Anlage 8 in Form einer in Richtung auf das Pedal 2 vorstehenden Nase des Lagerbocks 4 an. Zwischen Ihren Endbereichen 6 und 7 ist die Flachformfeder 5 im Abstand zum Lagerbock 4 angeordnet, sodass zwischen der Flachformfeder 5 und dem Lagerbock 4 ein Freiraum 9 vorgesehen ist.
-
Das Pedal 2 weist an einem in Richtung auf die Flachformfeder 5 vorstehenden Ausleger 10 ein im Abstand zur Schwenkachse 3 vorgesehenes Druckelement 11 auf, welches an einer dem Pedal 2 und/oder dem Druckelement 11 zugewandten Oberfläche 12 der Flachformfeder 5 unter Druck anliegt. Das Druckelement 11 ist hier als Gleitelement aus Kunststoff ausgebildet, sodass durch ein Schwenken des Pedals 2 um die Schwenkachse 3 in Richtung des Pfeils 13 das Druckelement 11 entlang der Oberfläche 12 der Flachformfeder 5 gleitet. Der Pfeil 13 definiert hier eine Betätigungsrichtung des Pedals 2. Ferner weist die Flachformfeder 5 zwischen Ihren Endbereichen 6 und 7 eine dem Pedal 2 und/oder dem Druckelement 11 zugwandte Erhebung 14 in Form einer Aufwölbung auf. Ein Gleiten des Druckelements 11 entlang der Oberfläche 12 erfolgt somit unter elastischer Verformung der Flachformfeder 5. Die während des Gleitens zwischen der Flachformfeder 5 und dem Druckelement 11 auftretende Gleitreibung setzt der Schwenkbewegung des Pedals 2 eine Kraft (erster Gegenkraftanteil) entgegen, die abhängig von der Stärke der Verformung der Flachformfeder 5 ist. Dabei wird die Verformung der Flachformfeder 5 am Scheitelpunkt der Erhebung 14 maximal, sodass auch die Gleitreibung zwischen dem Druckelement 11 und der Flachformfeder 5 am Scheitelpunkt der Erhebung 14 maximal wird. Durch die Formgebung der Erhebung kann somit ein Pedalgefühl erzeugt werden. Insbesondere bilden die Flachformfeder 5 und das Druckelement 11 zusammen eine Flachformfederbaugruppe. Während der elastischen Verformung der Flachformfeder 5 gleitet diese mit ihrem Endbereich 7 an der Nase 8 entlang.
-
Zwischen dem Pedal 2 und dem Lagerbock 4 ist ferner eine Polymerfeder 15 (zweite Feder) aus einem Polyurethanschaum geschaltet, die zwischen zwei im Abstand zueinander angeordneten Federtellern 16 und 17 angeordnet ist, wobei der Federteller 16 am Pedal 2 und der Federteller 17 am Lagerbock gelagert ist. Die Polymerfeder 15 ist als im Wesentlichen zylindrischer Körper ausgebildet, in dessen Mantelfläche mehrere Ringnuten 30 eingebracht sind, die entlang einer Federachse 31 der Polymerfeder 15 einen Abstand zueinander aufweisen. Ferner weist der Federteller 16 eine sich in die Polymerfeder 15 hinein erstreckende Hülse 18 auf, in die eine sich in die Polymerfeder 15 hinein erstreckende Stange 19 des Federtellers 17 verschiebbar eingreift. Wird das Pedal 2 um die Schwenkachse 3 in Richtung des Pfeils 13 geschwenkt, verringert sich der Abstand zwischen den Federtellern 16 und 17, sodass die Polymerfeder 15 komprimiert wird. Die Polymerfeder 15 setzt somit der Schwenkbewegung des Pedals 2 eine Kraft (zweiter Gegenkraftanteil) entgegen, die abhängig von der Stärke der Kompression der Polymerfeder 15 ist. Die Polymerfeder 15 erfüllt dabei mehrere Aufgaben. Einerseits dient die Polymerfeder 15 dazu, der Schwenkbewegung des Pedals 2 den zweiten Gegenkraftanteil entgegen zu setzen, der auch als Grundkraftanteil bezeichnet wird. Die gesamte Gegenkraft, die der Schwenkbewegung des Pedals 2 um die Schwenkachse 3 in Richtung des Pfeils 13 entgegen gesetzt wird, ergibt sich somit aus einer Überlagerung des ersten Gegenkraftanteils und des zweiten Gegenkraftanteils. Andererseits dient die Polymerfeder 15 als Rückstellfeder, mittels welcher das Pedal 2 im nicht betätigten Zustand in einer der dem Pfeil 13 entgegengesetzten Richtung in seine aus 1 ersichtliche Pedalruhestellung zurückschwenkbar und/oder zurückstellbar ist. Die dem Pfeil 13 entgegengesetzte Richtung wird auch als Rückstellrichtung bezeichnet. Zusätzlich ist mit der Polymerfeder 15 eine Hysterese im Kraftverlauf erzielbar, sodass eine Rückstellung des nicht betätigten Pedals 2 insbesondere verzögert erfolgt.
-
Die Betätigung des Pedals 2 erfolgt über eine im Abstand zur Schwenkachse 3 an einem freien Ende des Pedals 2 vorgesehene Betätigungsfläche 20, indem auf diese, insbesondere mittels des Fußes einer Bedienperson, eine Betätigungskraft F aufgebracht wird.
-
Die Polymerfeder 15 und die Flachformfeder 5 oder die Flachformfederbaugruppe sind hier parallel geschaltet und bilden, insbesondere zusammen mit dem Druckelement 11, eine zwischen das Pedal 2 und den Lagerbock 4 geschaltete Federanordnung. Der Federanordnung können ferner der Ausleger 10 und/oder die Federteller 16 und 17 zugerechnet werden.
-
Aus 2 ist eine schematische Schnittansicht durch eine Pedaleinrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist gemäß der zweiten Ausführungsform das Druckelement 11 durch eine drehbar am Ausleger 10 gelagerte Rolle aus Kunststoff ausgebildet, sodass durch ein Schwenken des Pedals 2 um die Schwenkachse 3 in Richtung des Pfeils 13 das Druckelement 11 entlang der Oberfläche 12 der Flachformfeder 5 rollt. Die gemäß der ersten Ausführungsform auftretende Gleitreibung wird somit gemäß der zweiten Ausführungsform durch eine Rollreibung ersetzt. Abgesehen von diesem Unterschied stimmt die zweite Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform überein, sodass zur weiteren Beschreibung der zweiten Ausführungsform auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen wird.
-
Aus 3 ist eine teilweise Schnittansicht einer Federanordnung 21 einer Pedaleinrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Die Pedaleinrichtung 1 umfasst einen lediglich schematisch dargestellten Lagerbock 4, ein lediglich schematisch dargestelltes und um eine Schwenkachse 3 schwenkbar an dem Lagerbock 4 gelagertes Pedal 2 und die Federanordnung 21, welche ein fest oder starr mit dem Lagerbock 4 verbundenes Gehäuse 22 aufweist, das insbesondere zylindrisch ausgebildet ist. Ferner ist mit dem Gehäuse 22 und/oder dem Lagerbock 4 ein erster Federteller 23 fest oder starr verbunden, an dem eine Flachformfeder 5 (erste Feder) mit einem ihrer Endbereiche 6 einseitig eingespannt ist, die sich ausgehend von dem ersten Federteller 23 in einer Längsrichtung x bis zu einem anderen ihrer Endbereiche 7 erstreckt, der an einer gehäusefesten Anlage 8 anliegt. In einem zwischen ihren Endbereichen 6 und 7 liegenden mittleren Bereich ist die Flachformfeder 5 dabei im Abstand zu der Anlage 8 angeordnet, sodass im mittleren Bereich zwischen der Flachformfeder 5 und der Anlage 8 ein Freiraum 9 vorgesehen ist.
-
Ferner ist auf der der Flachformfeder 5 abgewandten Seite des ersten Federtellers 23 ein mit dem Pedal 2 verbundener zweiter Federteller 24 vorgesehen, der im Abstand zu dem ersten Federteller 23 angeordnet ist. Zwischen den Federtellern 23 und 24 ist eine Polymerfeder 15 (zweite Feder) aus einem Polyurethanschaum angeordnet, die somit zwischen das Pedal 2 und den Lagerbock 4 geschaltet ist. Zusätzlich ist zwischen den Federtellern 23 und 24 eine Schraubenfeder 25 (dritte Feder) aus Federstahl angeordnet, die somit ebenfalls zwischen das Pedal 2 und den Lagerbock 4 geschaltet ist. Die Polymerfeder 15 ist dabei innerhalb der Schraubenfeder 25 angeordnet.
-
Mit dem zweiten Federteller 24 ist ferner ein die Federn 15 und 25 sowie den ersten Federteller 23 in Längsrichtung x übergreifender Ausleger oder Arm 26 fest verbunden, der ein Druckelement 11 trägt, welches unter Druck an einer Oberfläche 12 der Flachformfeder 5 anliegt und hier als Gleitelement aus Kunststoff ausgebildet ist. Durch ein Schwenken des Pedals 2 relativ zu dem Lagerbock 4 um die Schwenkachse 3 in einer Betätigungsrichtung 13 wird der zweite Federteller 24 relativ zu dem ersten Federteller 23 in Längsrichtung x bewegt, sodass das Druckelement 11 entlang der Oberfläche 12 der Flachformfeder 5 in Längsrichtung x gleitet. Ferner weist die Flachformfeder 5 zwischen Ihren Endbereichen 6 und 7 auf ihrer dem Druckelement 11 zugewandten Seite eine Erhebung 14 in Form einer Aufwölbung auf. Ein Gleiten des Druckelements 11 entlang der Oberfläche 12 erfolgt somit unter elastischer Verformung der Flachformfeder 5. Die während des Gleitens zwischen der Flachformfeder 5 und dem Druckelement 11 auftretende Gleitreibung setzt der Schwenkbewegung des Pedals 2 eine Kraft (erster Gegenkraftanteil) entgegen, die abhängig von der Stärke der Verformung der Flachformfeder 5 ist. Dabei wird die Verformung der Flachformfeder 5 am Scheitelpunkt 29 der Erhebung 14 maximal, sodass auch die Gleitreibung zwischen dem Druckelement 11 und der Flachformfeder 5 am Scheitelpunkt 29 der Erhebung 14 maximal wird. Durch die Formgebung der Erhebung 14 kann somit ein Pedalgefühl erzeugt werden. Während der elastischen Verformung der Flachformfeder 5 gleitet diese mit ihrem Endbereich 7 an der Anlage 8 entlang, der hier gekrümmt ausgebildet ist, damit die Flachformfeder 5 sich mit ihrem Endbereich 7 nicht an der Anlage 8 verhakt.
-
Aus 3 ist ersichtlich, dass die Flachformfeder 5 im Bereich der Erhebung 14 eine steigende Flanke 27, eine fallende Flanke 28 und den Scheitelpunkt 29 aufweist, der im Übergangsbereich zwischen den beiden Flanken 27 und 28 liegt. Die Ausdrücke „steigend“ und „fallend“ beziehen sich dabei insbesondere auf die Längserstreckung der Flachformfeder 5 ausgehend von ihrem eingespannten Endbereich 6 und/oder auf die Längsrichtung x und/oder auf die Bewegungsrichtung des Druckelements 11 beim Schwenken des Pedals 2 in Betätigungsrichtung 13. Bei der ersten Ausführungsform und/oder bei der zweiten Ausführungsform ist die Erhebung 14 vorzugsweise entsprechend ausgebildet.
-
Wird das Pedal 2 in Betätigungsrichtung 13 relativ zu dem Lagerbock 4 geschwenkt, verringert sich ferner der Abstand zwischen den Federtellern 23 und 24, sodass auch die Federn 15 und 25 komprimiert werden. Die Federn 15 und 25 setzen somit der Schwenkbewegung des Pedals jeweils eine Kraft entgegen, die abhängig von der Stärke der Kompression der Federn 15 und 25 ist. Dabei setzt die Polymerfeder 15 der Schwenkbewegung des Pedals 2 in Betätigungsrichtung einen zweiten Gegenkraftanteil und die Schraubenfeder 25 einen dritten Gegenkraftanteil entgegen. Die gesamte Gegenkraft, die einer Schwenkbewegung des Pedals 2 in Betätigungsrichtung 13 entgegen gesetzt wird, ergibt sich somit aus einer Überlagerung des ersten Gegenkraftanteils, des zweiten Gegenkraftanteils und des dritten Gegenkraftanteils. Ferner dienen die Federn 15 und 25 als Rückstellfedern, mittels welchen das Pedal 2 im nicht betätigten Zustand in eine Pedalruhestellung zurückschwenkbar und/oder zurückstellbar ist. Zusätzlich ist mit der Polymerfeder 15 eine Hysterese im Kraftverlauf erzielbar, sodass eine Rückstellung des nicht betätigten Pedals 2 insbesondere verzögert erfolgt.
-
Der zweite Gegenkraftanteil und der dritte Gegenkraftanteil bilden einen Grundkraftanteil, der einer Schwenkbewegung des Pedals in Betätigungsrichtung entgegengesetzt wird. Durch die Feder 25 ist der Grundkraftanteil dabei auf ein gewünschtes Maß einstellbar. Reicht der zweite Gegenkraftanteil allerdings schon als Grundkraftanteil aus, so kann auf die Feder 25 verzichtet werden.
-
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass gemäß einer Weiterbildung auch bei der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform eine Schraubenfeder zwischen die Federteller 16 und 17 geschaltet werden kann, wobei die Polymerfeder 15 insbesondere innerhalb dieser Schraubenfeder angeordnet ist.
-
An dem Lagerbock 4 ist ein lediglich schematisch dargestellter Sensor 32 vorgesehen, mittels welchem der Schwenkwinkel des Pedals 2 relativ zu dem Lagerbock 4 erfasst wird. Der Sensor 32 ist mit einem lediglich schematisch dargestellten Aktor 33 elektrisch verbunden, der mit einer lediglich schematisch dargestellten Fahrzeugkupplung 34 eines Kraftfahrzeugs in Verbindung steht, wobei die Fahrzeugkupplung 34 mittels des Aktors 33 in Abhängigkeit vom erfassten Schwenkwinkel betätigbar ist. Die Pedaleinrichtung 1 bildet somit insbesondere eine Kupplungspedaleinrichtung.
-
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass ein solcher Sensor, ein solcher Aktor und eine solche Fahrzeugkupplung bevorzugt auch bei der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform vorgesehen sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pedaleinrichtung
- 2
- Pedal
- 3
- Schwenkachse
- 4
- Lagerbock
- 5
- Flachformfeder (erste Feder)
- 6
- Endbereich der Flachformfeder
- 7
- Endbereich der Flachformfeder
- 8
- Anlage
- 9
- Freiraum
- 10
- Ausleger des Pedals
- 11
- Druckelement
- 12
- Oberfläche der Flachformfeder
- 13
- Pfeil / Betätigungsrichtung des Pedals
- 14
- Erhebung
- 15
- Polymerfeder (zweite Feder)
- 16
- Federteller
- 17
- Federteller
- 18
- Hülse
- 19
- Stange
- 20
- Betätigungsfläche des Pedals
- 21
- Federanordnung
- 22
- Gehäuse
- 23
- Federteller
- 24
- Federteller
- 25
- Schraubenfeder (dritte Feder)
- 26
- Arm / Ausleger
- 27
- steigende Flanke der Erhebung
- 28
- fallende Flanke der Erhebung
- 29
- Scheitelpunkt der Erhebung
- 30
- Ringnut in Mantelfläche der Polymerfeder
- 31
- Federachse der Polymerfeder
- 32
- Sensor
- 33
- Aktor
- 34
- Fahrzeugkupplung
- F
- Betätigungskraft
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012217541 A1 [0003]
