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Die Erfindung betrifft eine Pedalanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem gelenkig an einem Schlitten fixierten Pedal, das über eine Zugstange mit einem Kipphebel verbunden ist, dessen anderes Ende gelenkig mit einer Betätigungsstange verbunden ist, wobei der Schlitten eine erste Gewindemutter umfasst, die mit einer ersten Gewindestange im Eingriff steht, wobei durch einen Drehantrieb der ersten Gewindestange das Pedal in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verstellbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein damit ausgestattetes Fahrzeug.
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Eine derartige Pedalanordnung ist aus der
DE 103 25 495 A1 bekannt. Dabei ist ein Bremspedal an einem Schlitten gelenkig angebracht, der in einer Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar angeordnet ist.
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Um die Sitzposition des Fahrers eines Kraftfahrzeugs an unterschiedlich große Personen anzupassen ist es seit langem bekannt, den Fahrersitz in Längsrichtung des Fahrzeugs bei festen Pedalen und Lenkrad zu verschieben. Diese herkömmliche Anordnung hat den Nachteil, dass damit die Position des Fahrers in Fahrzeug-x-Richtung abhängig von dessen Größe ausfällt, was in mehrerer Hinsicht nachteilig ist. So ist die Ablesbarkeit von Anzeigen je nach Position des Fahrers unterschiedlich gut. Ferner ist bei der Sicherheitsauslegung des Fahrgastraumes diese Varianz der möglichen Sitzpositionen zu berücksichtigen und es führt, beispielsweise beim Anlegen des Sicherheitsgurtes zu Komfortbeeinträchtigungen, wenn eine Person besonders groß oder klein ist.
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Daher ist es bekannt, den Fahrersitz weitgehend fest zu lassen und anstelle dessen die Pedale und das Lenkrad in der x-Richtung des Fahrzeugs zu verändern. Damit kann die sicherheitsrelevante Auslegung des Fahrgastraumes optimiert werden. Insbesondere lassen sich Airbags besser dimensionieren, wenn der Oberkörper und Kopf des Fahrers stets etwa an der gleichen Stelle angeordnet sind. Auch lassen sich Instrumente und Anzeigen besser für eine optimale Betätigbarkeit und Ablesbarkeit gestalten.
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Die o.g.
DE 103 25 495 A1 und
DE 103 24 992 A1 offenbaren verstellbare Pedalanordnungen für Kraftfahrzeuge, welche die o.g. Vorteile einer festen Sitzposition des Fahrers erreichen. Bei beiden vorbekannten Pedalanordnungen ist jedoch der Verstellweg beschränkt. Die
DE 103 25 495 A1 erfordert die Ausbildung einer Spindel mit unterschiedlichen Steigungsbereichen, was baulich aufwendig ist und damit den Verstellweg des Schlittens konstruktionsbedingt beschränkt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Pedalanordnung bereitzustellen, die baulich einfach gestaltet ist und einen großen Verstellbereich der Pedalanordnung erlaubt.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Zugstange eine zweite Gewindestange umfasst, die parallel zur ersten Gewindestange ausgerichtet ist und vom Drehantrieb antreibbar ist, und das zugstangenseitige Ende des Kipphebels an einer auf der zweiten Gewindestange sitzenden zweiten Gewindemutter angebracht ist, so dass die zweite Gewindemutter bei Betätigung des Drehantriebs ortsfest bleibt.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung wird der Schlitten mit dem gelenkig angebrachten Pedal mittels Rotation der ersten Gewindestange in Axialrichtung der Gewindestange, also x-Richtung im Hinblick auf das Fahrzeug-Koordinatensystem, verschoben, wobei gleichzeitig die erfindungsgemäße teilweise Ausbildung der Zugstange als zweite Gewindestange eine funktionell gleichartige Verlängerung bzw. Verkürzung der Zugstange bewirkt, so dass der Kipphebel und die Betätigungsstange sowie ein damit in Wirkverbindung stehender Bremszylinder oder Bremskraftverstärker ortsfest bleiben kann. Ferner kann der Verstellbereich der erfindungsgemäßen Pedalanordnung fast beliebig groß gestaltet werden, ohne dass die Funktionalität beeinträchtigt wird, also der Bremszylinder ortsfest angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich daher zum Einbau in verschiedensten Fahrzeugmodellen, da außer einer Längenanpassung der beiden Gewindestangen alle Komponenten baulich unverändert bleiben können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Pedal ein Bremspedal. Vorteilhafterweise ist dann an dem Schlitten neben dem Bremspedal mindestens ein Gaspedal angeordnet, das im Unterschied zum Bremspedal nur elektrische Signale liefert. Auch kann ein Kupplungspedal noch zusätzlich angebracht sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der zweiten Gewindemutter und dem Kipphebel ein Ausgleichshebel angelenkt, um eine bauliche einfache Krafteinleitung in den Kipphebel zu erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Schlitten über die erste sowie eine dritte Gewindemutter auf der ersten Gewindestange angebracht. Damit lässt sich eine steife Führung des Schlittens entlang der ersten Gewindestange erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Drehantrieb einen Elektromotor mit einem Antriebsritzel, das mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad kämmt, die mit der ersten bzw. der zweiten Gewindestange drehfest gekoppelt sind. Hierdurch ist eine baulich einfache synchrone Bewegbarkeit der beiden Gewindestangen erzielbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das freie Ende der zweiten Gewindestange in einem Gelenk gelagert, das axial verschiebbar im Schlitten geführt ist und gelenkig mit einem Zugstangenelement verbunden ist. Dessen anderes Ende ist am Pedal gelenkig befestigt. Hierdurch wird erreicht, dass die zweite Gewindestange am Schlitten geführt ist und die Krafteinleitung vom Bremspedal besonders wirksam ist, wenn das Zugstangenelement etwa in Achsrichtung der zweiten Gewindestange ausgerichtet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beaufschlagt die Betätigungsstange einen Bremszylinder. Alternativ kann ein Bremskraftverstärker beaufschlagt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1a: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pedalanordnung in einer hinteren Position im Ruhezustand;
- 1b: eine Seitenansicht der Pedalanordnung von 1a in einer hinteren Stellung im betätigten Zustand;
- 2a: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pedalanordnung in einer vorderen Stellung im Ruhezustand;
- 2b: eine Seitenansicht der Pedalanordnung von 1a in einer vorderen Stellung im betätigten Zustand;
- 3: eine schematische Darstellung der Bauelemente der Pedalanordnung;
- 4: eine Schnittdarstellung in der Ebene A-A von 1a;
- 5: eine perspektivische Darstellung des linken oberen Bereichs der Pedalanordnung;
- 6: eine Schnittdarstellung durch eine Führungsbuchse.
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In den 1 bis 3 ist jeweils die gleiche erfinderische Pedalanordnung 10 dargestellt, die den 1a und 1b in einer hinteren Stellung im Hinblick auf eine Fahrzeuglängsachse dargestellt ist. In dieser hinteren Stellung ist der Abstand zum Fahrersitz geringer als bei der in den 2a und 2b gezeigten vorderen Stellung, so dass die hintere Position von körperlich kleineren Fahrern und die vordere Stellung von größeren Fahrern bevorzugt werden wird. Die erfinderische Pedalanordnung 10 kann jedoch zwischen diesen beiden Stellungen beliebige Zwischenstellungen zwischen der hinteren und der vorderen Stellung einnehmen.
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Die Pedalanordnung 10 umfasst einen Schlitten 12, der über zwei Gewindemuttern 14a, 14b an einer drehbaren ersten Gewindestange 16 derart angebracht ist, dass dieser durch Drehung der ersten Gewindestange 16 zwischen der in 1a gezeigten hinteren Stellung und der in 2a gezeigten vorderen Stellung verfahrbar ist. Die erste Gewindestange 16 ist beidendig über Lager in einem Rahmen 18 gelagert. Am Rahmen 18 ist ferner weiter unten eine Führungsstange 20 angebracht, die in einer nicht näher dargestellten Führung des Schlittens 12 geführt ist und den Schlitten 12 damit fixiert, so dass nur noch die Bewegung in der Fahrzeug-x-Richtung möglich ist.
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Das linke Ende der Gewindestange 16 ist über ein erstes Zahnrad 22 mit einem länglichen Antriebsritzel 24 in Drehverbindung, das von einem Antriebsmotor 26 angetrieben wird.
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Das Antriebsritzel 24 kämmt ferner mit einem zweiten Zahnrad 28, das drehfest auf einer zweiten Gewindestange 30 sitzt. Die zweite Gewindestange 30 ist linksseitig über eine nicht dargestellte Führung im Rahmen 18 drehbar und längsverschiebbar gelagert und am rechten Ende in einer in 6 im Detail gezeigten Führungsbuchse 32 gelagert, die wiederum in einer Längsführung 33 verschiebbar im Rahmen 12 gelagert ist. Die Führungsbuchse 32 umfasst ferner ein Kugelgelenk 34 für eine Zugstange 36, deren anderes Ende über ein Gelenk 38 mit einem Pedal 40 gelenkig verbunden ist. Das Pedal 40 ist wiederum mittels eines Drehgelenks 42 im Schlitten 12 gelenkig fixiert.
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Das zweite Zahnrad 28 der zweiten Gewindestange 30 ist axial fixiert an einer dritten Gewindemutter 44, die über ein als Ausgleichsglied fungierendes U-Profil 46 gelenkig mit einem Kipphebel 48 gekoppelt ist. Das U-Profil 46 ist beidendig gelenkig verbunden, am einen Ende an der Gewindemutter 44, am anderen Ende über ein Gelenk 47 am Kipphebel 48, wie am besten in 3 zu sehen ist. Der Kipphebel 48 ist über ein Kipphebelgelenk 50 im Rahmen 18 gelagert und dessen anderes Ende ist gelenkig mit einer Betätigungsstange 52 verbunden, der einen Bremszylinder 54 beaufschlagt.
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Schließlich kann am Schlitten 12 mindestens ein weiteres Pedal, zum Beispiel ein Gaspedal 56 angebracht sein.
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Im Folgenden sei zunächst der eigentliche Betätigungsvorgang der Pedalanordnung 10 erläutert, die in gleicher Weise in der hinteren Endstellung (1a und 1b) sowie der vorderen Endstellung (2a und 2b) funktioniert. Mit anderen Worten geht die Pedalanordnung 10 jeweils aus der Grundstellung (1a und 2a) bei Aufbringung einer Druckkraft D mittels des Fahrerfußes in den in den 1b und 2b gezeigten betätigten Zustand.
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Durch die Druckkraft D wird das Pedal 40 im Uhrzeigersinn um das Drehgelenk 42 im feststehenden Schlitten 12 gedreht, wobei die Zugstange 36 über das Gelenk 38 nach rechts gezogen und um den Drehpunkt des Drehgelenks 42 gedreht wird. Die Zugstange 36 zieht über das Kugelgelenk 34 die Führungsbuchse 32 nach rechts, wobei die Führungsbuchse 32 in der Längsführung 33 im Schlitten 12 geführt wird. Die Zug- und Kippbewegung der Zugstange 36 wird also in eine reine translatorische Bewegung der Führungsbuchse 32 umgewandelt. Die Führungsbuchse 32 zieht die daran befestigte zweite Gewindestange 30 mit nach rechts, wobei das daran befestigte zweite Zahnrad 28 am länglichen Antriebsritzel 24 im Eingriff bleibend axial entlang gleitet. Die auf der zweiten Gewindestange 30 sitzende dritte Gewindemutter 44 wird damit ebenfalls nach rechts mitgenommen. Über das Hebelgestänge bestehend aus U-Profil 46, Kipphebel 48 und Betätigungsstange 52, wird die Verschiebung der Gewindemutter 44 nach links in eine auf den Bremszylinder 54 wirkende Bremskraft umgewandelt.
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Über nicht gezeigte Rückstellfederelemente gelangt die Pedalanordnung 10 von der betätigten Stellung (1b und 2b) zurück in die Grundstellung (1a und 1b), sobald die Druckkraft D wegfällt, also der Fahrer vom Bremspedal geht.
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Im Folgenden sei nunmehr die translatorische Verschiebung des Pedals 40 erläutert. Falls ein Fahrer das Pedal 40 in Fahrzeuglängsrichtung verstellen wird - angenommen aus der hinteren Endstellung gemäß 1a in die vordere Endstellung gemäß 2a, was ein Fahrer mit großer Körpergröße machen würde - so wird dieser einen nicht gezeigten Schalter betätigen, welcher den Antriebsmotor 26 aktiviert, wodurch das Antriebsritzel 24 in Rotation versetzt wird. Wie 4 zu entnehmen ist, werden über die zwei Zahnräder 22 und 28 die beiden Gewindestangen 16, 30 in Rotation versetzt, wobei wichtig ist, dass die Zahnräder und die Steigungen der beiden Gewindestangen 16, 30 so aufeinander abgestimmt sind, dass die drei Gewindemuttern 14a, 14b, 44 um die gleichen Strecken translatorisch versetzt werden.
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Die Rotation der ersten Gewindestange 16 bewirkt über die beiden Gewindemuttern 14a, 14b einen translatorischen Versatz des Schlittens 12 nach links, der das Pedal 40 (sowie das zweite Pedal 56) mitnimmt. Die gleichgerichtete Rotation der zweiten Gewindestange 30, welche die dritte Gewindemutter 44 mitnimmt, zieht die zweite Gewindestange 30 um das gleiche Maß nach links mit, wie der Schlitten 12 nach links bewegt wird. Das rechte Ende der zweiten Gewindestange 30 in der Führungsbuchse 32 ändert also die relative Position in Bezug auf den Schlitten 12 nicht, so dass bei diesem Verschiebevorgang weder das Pedal 40 noch der Kipphebel 48 ihre jeweiligen Drehlagen verändern.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Pedalanordnung
- 12
- Schlitten
- 14a,b
- Gewindemuttern
- 16
- erste Gewindestange
- 18
- Rahmen
- 20
- Führungsstange
- 22
- erstes Zahnrad
- 24
- Antriebsritzel
- 26
- Antriebsmotor
- 28
- zweites Zahnrad
- 30
- zweite Gewindestange
- 32
- Führungsbuchse
- 33
- Längsführung
- 34
- Kugelgelenk
- 36
- Zugstange
- 38
- Gelenk
- 40
- Pedal
- 42
- Drehgelenk
- 44
- dritte Gewindemutter
- 46
- U-Profil
- 47
- Gelenk
- 48
- Kipphebel
- 50
- Kipphebelgelenk
- 52
- Betätigungsstange
- 54
- Bremszylinder
- 56
- zweites Pedal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10325495 A1 [0002, 0005]
- DE 10324992 A1 [0005]
