DE102018212121A1

DE102018212121A1 - Lightweight foot pedal and process for its manufacture

Info

Publication number: DE102018212121A1
Application number: DE102018212121.4A
Authority: DE
Inventors: Florian Soukop; Michael Stroh
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fußhebel, insbesondere Bremsfußhebel, der ein Hebelprofil umfasst, das im Bereich seines ersten Endes einen Betätigungsabschnitt aufweist und im Bereich seines zweiten Endes um eine Achse drehbar anlenkbar ausgebildet ist sowie zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen hohlen Abschnitt umfasst. Der erfindungsgemäße Fußhebel zeichnet sich dadurch aus, dass der hohle Abschnitt mit einem seine Knicksteifigkeit erhöhenden Schaummaterial gefüllt ist.The invention relates to a foot lever, in particular a brake foot lever, which comprises a lever profile which has an actuating section in the region of its first end and is designed such that it can be pivoted about an axis in the region of its second end and comprises a hollow section between the first end and the second end. The foot pedal according to the invention is characterized in that the hollow section is filled with a foam material which increases its buckling stiffness.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fußhebel, insbesondere einen Bremsfußhebel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fußhebels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie ein Kraftfahrzeug, das mit einem derartigen Fußhebel ausgestattet ist.The present invention relates to a foot pedal, in particular a brake foot pedal, according to the preamble of claim 1, a method for producing such a foot pedal according to the preamble of claim 8 and a motor vehicle which is equipped with such a foot pedal.

Gemäß dem allgemeinen Trend zum Einsatz von Leichtbau wird zunehmend dazu übergegangen, auch Hebel wie beispielsweise Bremsfußhebel leichter auszugestalten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass insbesondere Bremsfußhebel starken Kräften und Momenten ausgesetzt sind.In accordance with the general trend towards the use of lightweight construction, there is an increasing trend to make levers such as brake foot levers lighter. It should be noted that brake foot levers in particular are exposed to strong forces and moments.

Die Druckschrift DE 10 2013 206648 A1 offenbart ein Bremspedal, dessen Pedalarm über seine Längserstreckung eine Organoblech-Komponente und eine versteifende Kunststoff-Komponente aufweist. Organobleche sind endlosfaserverstärkte, thermoplastische Kunststoffe, die sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit auszeichnen und voll recyclingfähig sind. Zudem ist die Organoblech-Komponente zumindest bereichsweise über ihre Längserstreckung mit einem (thermoplastischen) Elastomer festhaftend und stoffschlüssig verbunden. Dieses Elastomer weist eine höhere Bruchdehnung auf als das Organoblech und wirkt im Fall eines Bruchs des Organoblechs als stabilisierend. Ziel ist es, ein metallähnliches Verformungsverhalten des Pedals zu erreichen und im Überlastfall einen plötzlichen Bruch zu verhindern. Organoblech weist jedoch den Nachteil auf, dass es keine hohen Biegemomente aufnehmen kann, die insbesondere bei stark gekröpften Bremsfußhebeln bei starken Bremsvorgängen nahezu zwangsläufig auftreten.The publication DE 10 2013 206648 A1 discloses a brake pedal, the pedal arm of which has an organic sheet component and a stiffening plastic component over its longitudinal extent. Organic sheets are continuous fiber reinforced, thermoplastic plastics, which are characterized by high strength and rigidity and are fully recyclable. In addition, the organic sheet component is at least partially connected to a (thermoplastic) elastomer via its longitudinal extension in a firmly adhering and cohesive manner. This elastomer has a higher elongation at break than the organic sheet and has a stabilizing effect in the event of a break in the organic sheet. The goal is to achieve a metal-like deformation behavior of the pedal and to prevent a sudden break in the event of an overload. However, organic sheet has the disadvantage that it cannot absorb high bending moments, which inevitably occur in the case of heavily cranked brake foot levers during strong braking.

Ferner offenbart die Druckschrift DE 10 2000 9042402 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Pedalhebels, welcher aus einer Blechplatine herausgearbeitet und mittels verschiedener Umformschritte zu einem abschnittsweise hohlprofilartigen Grundkörper geformt wird. Die entscheidenden Vorteile sind die Leichtbauweise kombiniert mit einer hohen Stabilität, einer einfachen und kostengünstigen Herstellung und einer einfachen Montage. Die aufgrund der auftretenden Biegemomente bei stark gekröpften Bremsfußhebeln zu fordernden Knicksteifigkeiten können jedoch nicht erzielt werden.The publication also discloses DE 10 2000 9042402 A1 a method for producing a pedal lever, which is machined out of a sheet metal plate and shaped by means of various forming steps to form a section of a hollow profile-like base body The decisive advantages are the lightweight construction combined with high stability, simple and inexpensive manufacture and simple assembly. However, the buckling stiffness that is required due to the bending moments that occur with heavily cranked brake foot levers cannot be achieved.

Bei den vorgenannten Druckschriften ist somit nicht ausreichend berücksichtigt, dass sich insbesondere beim Einsatz von gekröpften oder stark gekröpften Bremsfußhebeln, wie sie bei entsprechenden Achsgeometrien und aufgrund des Platzbedarfs beispielsweise eines Bremskraftverstärkers und des Motorraums mit der resultierenden Ergonomie verwendet werden, aufgrund des Versatzes zwischen der Drehachsenlagerung und der Mitte der Pedalplatte bei Betätigung der Bremse ein besonders starkes Moment um die Bremsfußhebelmitte einstellt. Daher reicht die Stabilität der in den vorgenannten Druckschriften offenbarten Bremsfußhebel nicht immer aus.The above-mentioned documents therefore do not take sufficient account of the fact that, in particular when cranked or heavily cranked brake foot levers are used, such as those used with corresponding axle geometries and because of the space required, for example, a brake booster and the engine compartment with the resulting ergonomics, due to the offset between the rotary axis bearing and the center of the pedal plate sets a particularly strong moment around the center of the brake foot lever when the brake is actuated. Therefore, the stability of the brake foot levers disclosed in the aforementioned publications is not always sufficient.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Fußhebel, insbesondere Bremsfußhebel, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, wodurch ein Fußhebel mit verbesserter Stabilität bzw. Knicksteifigkeit bereitgestellt werden kann.The present invention is therefore based on the object of specifying an improved foot lever, in particular a brake foot lever, and a method for its production, as a result of which a foot lever with improved stability or buckling stiffness can be provided.

Diese Aufgabe wird mit einem Fußhebel gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a foot pedal according to claim 1 and a method for its production according to claim 8. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst ein Fußhebel, insbesondere Bremsfußhebel, ein Hebelprofil, das im Bereich seines ersten Endes einen Betätigungsabschnitt aufweist und im Bereich seines zweiten Endes um eine Achse drehbar anlenkbar ausgebildet ist sowie zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen hohlen Abschnitt umfasst. Der erfindungsgemäße Fußhebel zeichnet sich dadurch aus, dass der hohle Abschnitt mit einem seine Knicksteifigkeit erhöhenden Schaummaterial gefüllt ist. Durch diese Bauweise kann der Fußhebel einerseits sehr leicht - also in Leichtbauweise - hergestellt werden und weist andererseits eine hohe Stabilität bzw. Knicksteifigkeit auf, um den im Betrieb auftretenden Belastungen - insbesondere bei einem abrupten Bremsvorgang - Stand zu halten.According to the invention, a foot lever, in particular a brake foot lever, comprises a lever profile which has an actuating section in the region of its first end and is designed such that it can be pivoted about an axis in the region of its second end and comprises a hollow section between the first end and the second end. The foot pedal according to the invention is characterized in that the hollow section is filled with a foam material that increases its buckling stiffness. Due to this design, the foot pedal can be manufactured very easily - i.e. in a lightweight design - and on the other hand has a high degree of stability or buckling stiffness in order to withstand the loads that occur during operation - especially during an abrupt braking operation.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Hebelprofil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Durch den Einsatz dieses bekannten und bewährten Materials kann der „massive“ Teil in leichter und bewährter Form gebildet werden. Alternativ ist es möglich, das Hebelprofil aus einem anderen leichten und stabilen Metall herzustellen. Gegebenenfalls kann auch eine Kombination der vorgenannten Materialien eingesetzt werden.According to an advantageous development of the invention, the lever profile is formed from aluminum or an aluminum alloy. Through the use of this well-known and proven material, the "massive" part can be formed in a light and proven form. Alternatively, it is possible to manufacture the lever profile from a different light and stable metal. If necessary, a combination of the aforementioned materials can also be used.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Schaummaterial aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Durch den Einsatz derartiger, bekannter und herstellungstechnisch gut beherrschbarer Metallschäume kann der erfindungsgemäße Fußhebel gewichtsmäßig optimiert bei gleichzeitig hoher Stabilität hergestellt werden. Alternativ oder in Kombination können auch andere Metallschäume eingesetzt werden.According to a further advantageous development of the invention, the foam material is formed from aluminum or an aluminum alloy. By using such known, well-known and technically manageable metal foams, the foot lever according to the invention can be optimized in terms of weight and at the same time be manufactured with high stability. Alternatively or in combination, other metal foams can also be used.

Es ist von Vorteil, wenn der Fußhebel senkrecht zur Achse eine Steifigkeit von mindestens 320 N/mm, vorzugsweise mindestens 340 N/mm, mindestens 370 N/mm oder sogar 390 N/mm, aufweist. Bei derartigen Materialeigenschaften der Kombination aus Hohlprofil und Schaummaterial können Pedalhebel hergestellt werden, welche die Knicksteifigkeit bzw. Stabilität von reinen Stahlpedalhebeln erreichen oder sogar übertreffen.It is advantageous if the foot lever has a stiffness perpendicular to the axis of at least 320 N / mm, preferably at least 340 N / mm, at least 370 N / mm or even 390 N / mm. With such material properties of the combination of hollow profile and foam material, pedal levers can be produced which achieve or even exceed the buckling stiffness or stability of pure steel pedal levers.

Eine weitere Optimierung der Knicksteifigkeit einerseits und des Gewichts andererseits kann erzielt werden, wenn der hohle Abschnitt eine sich parallel zur Achse erstreckende Breite und eine sich senkrecht zur Achse erstreckende Höhe aufweist, die so beschaffen sind, dass die Breite mit zunehmendem Abstand von der Achse zunimmt und die Höhe mit zunehmendem Abstand von der Achse bis zu etwa der Mitte zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende zunimmt und von etwa der Mitte bis zum zweiten Ende abnimmt.A further optimization of the buckling stiffness on the one hand and the weight on the other hand can be achieved if the hollow section has a width extending parallel to the axis and a height extending perpendicular to the axis, which are such that the width increases with increasing distance from the axis and the height increases with increasing distance from the axis to about the middle between the first end and the second end and decreases from about the middle to the second end.

Falls der Fußhebel so ausgestaltet ist, dass der hohle Abschnitt zwei Verlängerungen aufweist, die sich in Richtung der Höhe vom hohlen Abschnitt weg erstrecken, kann dessen Knicksteifigkeit bezüglich der Richtung der Höhe weiter erhöht werden. Eine weitere Verbesserung der Knicksteifigkeit kann erreicht werden, wenn die Enden der Verlängerungen aufeinander zu abgewinkelt sind.If the foot lever is designed such that the hollow section has two extensions which extend in the direction of height from the hollow section, its stiffness with respect to the direction of height can be increased further. A further improvement in the stiffness can be achieved if the ends of the extensions are angled towards each other.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung des Fußhebels, insbesondere Bremsfußhebels, das unter anderem folgenden Schritt umfasst: Bereitstellen eines Hebelprofils, das im Bereich seines ersten Endes einen Betätigungsabschnitt aufweist und im Bereich seines zweiten Endes um eine Achse drehbar angelenkt werden kann sowie zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen hohlen Abschnitt umfasst. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der hohle Abschnitt mit einem seine Knicksteifigkeit erhöhenden Schaummaterial ausgeschäumt wird. Durch Anwendung dieses Verfahrens können die gleichen Vorteile erzielt werden wie bei dem vorstehend beschriebenen Fußhebel, weshalb von deren erneuter Beschreibung abgesehen wird.The object mentioned at the outset is also achieved by a method for producing the foot lever, in particular the brake foot lever, which includes the following step: providing a lever profile which has an actuating section in the region of its first end and which is pivoted about an axis in the region of its second end may include a hollow portion and between the first end and the second end. The process is characterized in that the hollow section is foamed with a foam material that increases its buckling stiffness. By using this method, the same advantages can be achieved as with the foot lever described above, for which reason it will not be described again.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Hebelprofil in einem Strangpressverfahren aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt und der hohle Abschnitt mit einem Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschaum ausgespritzt wird. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist fertigungstechnisch sehr gut steuerbar und kann kostengünstig ausgeführt werden.An advantageous development of the method according to the invention is characterized in that the lever profile is produced from aluminum or an aluminum alloy in an extrusion process and the hollow section is sprayed with an aluminum or aluminum alloy foam. Such a manufacturing process is very easy to control in terms of manufacturing technology and can be carried out inexpensively.

Außerdem wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug, das mit einem vorstehend definierten Fußhebel ausgestattet ist und die gleichen Vorteile besitzt wie der Fußhebel, weshalb die Vorteile nicht erneut beschrieben werden.In addition, the above-mentioned object is achieved by a motor vehicle which is equipped with a foot lever defined above and has the same advantages as the foot lever, which is why the advantages are not described again.

Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.Some advantageous embodiments of the invention are explained below using the figures as examples.

Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremspedalhebels in perspektivischer Darstellung;
2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremspedalhebels in Querschnittsansicht;
3A bis 3D eine zweite Ausführungsform in perspektivischer Darstellung bzw. in Querschnittsansicht an drei verschiedenen Stellen der Längserstreckung des Bremspedalhebels; und
4 eine tabellarische Übersicht eines Vergleichs zwischen einem herkömmlichen Bremspedalhebel aus Stahl und einem erfindungsgemäßen Bremspedalhebel.

Show it:

1 a first embodiment of a brake pedal lever according to the invention in a perspective view;
2 a second embodiment of the brake pedal lever according to the invention in cross-sectional view;
3A to 3D a second embodiment in a perspective view or in cross-sectional view at three different locations of the longitudinal extent of the brake pedal lever; and
4 a tabular overview of a comparison between a conventional brake pedal lever made of steel and a brake pedal lever according to the invention.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremspedalhebels 20 als Beispiel für einen Fußhebel gezeigt. Der Bremspedalhebel 20 ist bezüglich seiner Längserstreckung stark gekröpft, um den Anforderungen zu genügen, die durch den knapp bemessenen Bauraum definiert sind. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch für einen schwächer gekröpften oder auch vollständig geradlinig ausgestalteten Pedalhebel bzw. Fußhebel eingesetzt werden kann.In 1 is a first embodiment of a brake pedal lever according to the invention 20 shown as an example of a foot pedal. The brake pedal lever 20 is very cranked in terms of its longitudinal extent in order to meet the requirements defined by the tightly dimensioned installation space. It goes without saying that the present invention can also be used for a pedal crank or foot pedal which is cranked to a lesser degree or is designed to be completely straight.

Der Bremspedalhebel bzw. Bremsfußhebel 20 weist im Bereich seines in 1 rechts befindlichen ersten Endes 22 einen Betätigungsabschnitt 23 in Form einer Pedalkappe auf, auf die ein Benutzer bzw. Autofahrer auftreten kann, um einen Bremsvorgang einzuleiten. Im Bereich seines in 2 links befindlichen zweiten Endes 28 ist eine Achse A dargestellt, mittels der der Bremspedalhebel 20 an dem hier nur schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 10 in herkömmlicher Weise angelenkt werden kann. In der Nähe der Achse A ist ein Halter 24 für eine Rückstellfeder angebracht, und etwas weiter von der Achse A entfernt befindet sich ein Signalgeber 25 für einen Bremslichtschalter.The brake pedal lever or brake foot lever 20 points in the area of his in 1 right first end 22 an operating section 23 in the form of a pedal cap on which a user or driver can occur to initiate braking. In the area of his in 2 second end on the left 28 is an axis A shown by means of the brake pedal lever 20 on the motor vehicle shown only schematically here 10 can be articulated in a conventional manner. Near the axis A is a holder 24 attached for a return spring, and a little further from the axis A there is a signal transmitter 25 for a brake light switch.

Aus der Querschnittsansicht von 2 ist ersichtlich, dass der Bremspedalhebel 20 aus einem Hebelprofil 21 gebildet ist, das zwischen dem ersten Ende 22 und dem zweiten Ende 28 des Bremspedalhebels 20 einen hohlen Abschnitt 26 umfasst. Erfindungsgemäß ist der hohle Abschnitt 26 mit einem Schaummaterial 30 ausgefüllt, das die Knicksteifigkeit des Bremspedalhebels 20 so weit erhöht, dass der Bremspedalhebel 20 in gewohnter Weise benutzt werden kann und den dabei auftretenden Belastungen standhält. Der Bremspedalhebel 20 kann beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Die erforderliche Wandstärke beispielsweise des hohlen Abschnitts 26 wird durch die Knicksteifigkeit des Bremspedalhebels 20 bestimmt, die gewünscht bzw. erforderlich ist. Es ist von Vorteil, wenn das Schaummaterial aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.From the cross-sectional view of 2 it can be seen that the brake pedal lever 20 from a lever profile 21 is formed between the first end 22 and the second end 28 the brake pedal lever 20 a hollow section 26 includes. According to the invention, the hollow section 26 with a foam material 30 filled out that the buckling stiffness of the brake pedal lever 20 raised so far that the brake pedal lever 20 can be used in the usual way and withstands the loads that occur. The brake pedal lever 20 can for example made of steel, aluminum or an aluminum alloy. The required wall thickness, for example of the hollow section 26 is due to the stiffness of the brake pedal lever 20 determines which is desired or required. It is advantageous if the foam material is made of aluminum or an aluminum alloy.

Wie aus 2 ersichtlich ist, ragen gemäß einer zweiten Ausführungsform von dem hohlen Abschnitt 26 aus an beiden Seiten jeweils eine Verlängerung 42 bzw. 44 mit einem jeweiligen Ende 43 bzw. 47 nach unten hervor. Dadurch kann die Knicksteifigkeit des Bremspedalhebels 20 erhöht werden. Eine weitere Erhöhung der Knicksteifigkeit wird dadurch erzielt, dass die beiden Enden 43 und 47 der beiden Verlängerungen 42 bzw. 46 abgewinkelt und aufeinander zu ausgerichtet sind.How from 2 can be seen protrude from the hollow portion according to a second embodiment 26 an extension on each side 42 respectively. 44 with a respective end 43 respectively. 47 downwards. This can cause the stiffness of the brake pedal lever 20 increase. A further increase in buckling stiffness is achieved by the two ends 43 and 47 of the two extensions 42 respectively. 46 are angled and aligned with each other.

In 3A sind drei Stellen bei einem Bremspedalhebel 20 gemäß der ersten Ausführungsform bezeichnet, an denen in den 3B, 3C und 3D jeweilige Querschnittsprofile dargestellt sind. Wenn die sich parallel zur Achse A erstreckende Richtung als Breite bezeichnet und die sich senkrecht zur Achse A erstreckende Richtung als Höhe bezeichnet werden, kann der Verlauf der Form des Profils des hohlen Abschnitts 26 so beschrieben werden, dass die Breite mit zunehmendem Abstand von der Achse A immer weiter zunimmt, während die Höhe des hohlen Abschnitts 26 mit zunehmendem Abstand von der Achse A zunächst zunimmt - bis etwa die Mitte zwischen dem ersten Ende 22 und dem zweiten Ende 28 erreicht ist - und von da an wieder abnimmt. Gleichzeitig ist festzustellen, dass die Gesamthöhe des Bremspedalhebels 20 - also inklusive der Verlängerungen 42, 46 und gegebenenfalls der jeweiligen abgewinkelten Enden 43 und 47 - mit zunehmendem Abstand von der Achse A abnimmt. Es ist ersichtlich, dass bei der ersten Ausführungsform die Enden 43, 47 gemäß Darstellung in 3B und 3C nicht abgewinkelt sind; außerdem sind gemäß Darstellung in 3D in dem dem ersten Ende 22 benachbarten Bereich keine Verlängerungen 42 bzw. 46 vorhanden, um den Pedalweg des Bremspedalhebels 20 nicht unnötig einzuschränken.In 3A are three digits on a brake pedal lever 20 designated according to the first embodiment, in which in the 3B . 3C and 3D respective cross-sectional profiles are shown. If the are parallel to the axis A extending direction is called the width and is perpendicular to the axis A extending direction can be referred to as height, the course of the shape of the profile of the hollow section 26 be described so that the width increases with increasing distance from the axis A keeps increasing while the height of the hollow section 26 with increasing distance from the axis A initially increases - until about the middle between the first end 22 and the second end 28 is reached - and then decreases again. At the same time, it should be noted that the total height of the brake pedal lever 20 - So including the extensions 42 . 46 and optionally the respective angled ends 43 and 47 - with increasing distance from the axis A decreases. It can be seen that in the first embodiment the ends 43 . 47 as shown in 3B and 3C are not angled; in addition, as shown in 3D in the the first end 22 neighboring area no extensions 42 respectively. 46 present to the pedal travel of the brake pedal lever 20 not restrict unnecessarily.

In der in 4 dargestellten tabellarischen Übersicht wurde ein in herkömmlicher Weise hergestelltes Bremspedal aus Stahl mit einem erfindungsgemäßen Bremspedal aus einer Stahlhülle mit Aluminiumschaum verglichen. Die Wandstärke des herkömmlichen Stahlpedals betrug 2,0 mm, während die Wandstärke der Stahlhülle des erfindungsgemäßen Bremspedals 20 1,0 mm betrug. Bei gleicher Länge wiegt das herkömmliche Bremspedal 1120 g, während das erfindungsgemäße Bremspedal lediglich 910 g wiegt. Die resultierende Gewichtsersparnis von 210 g entspricht einer prozentualen Reduktion von knapp 19 %. Für die beiden berechneten Beispiele der Einleitung einer Bremskraft von 1000 N und 3000 N ergab sich beim herkömmlichen Bremspedal eine Verformung von 2,7 bzw. 8,8 mm in Richtung der Höhe (in der Tabelle als „X“ bezeichnet), während beim erfindungsgemäßen Bremspedal lediglich eine Verformung von 2,5 bzw. 8,2 mm zu verzeichnen war. Diese Verformungen korrespondieren zu einer Steifigkeit von 370 bzw. 341 N/mm einerseits sowie zu einer Steifigkeit von 400 bzw. 366 N/mm andererseits. Somit ist ersichtlich, dass sich für das erfindungsgemäße Bremspedal gegenüber dem herkömmlichen Bremspedal die Steifigkeit für eine Last von 1000 N um 8,1 % verbessert hat, während sie sich für eine Last von 3000 N um 7,3 % verbessert hat. Die für die höhere Bremskraft reduzierte Verbesserung der Steifigkeit ist einer Plastifizierung aufgrund der geringeren Wandstärke des erfindungsgemäßen Bremspedals zuzuschreiben.In the in 4 The tabular overview shown was compared to a brake pedal made of steel manufactured in a conventional manner with a brake pedal according to the invention made of a steel shell with aluminum foam. The wall thickness of the conventional steel pedal was 2.0 mm, while the wall thickness of the steel shell of the brake pedal according to the invention 20 Was 1.0 mm. With the same length, the conventional brake pedal weighs 1120 g, while the brake pedal according to the invention weighs only 910 g. The resulting weight saving of 210 g corresponds to a percentage reduction of almost 19%. For the two calculated examples of the introduction of a braking force of 1000 N and 3000 N, the conventional brake pedal gave a deformation of 2.7 or 8.8 mm in the direction of the height (referred to in the table as “X”), while the one according to the invention Brake pedal was only a deformation of 2.5 or 8.2 mm. These deformations correspond to a stiffness of 370 or 341 N / mm on the one hand and to a stiffness of 400 or 366 N / mm on the other hand. It can thus be seen that for the brake pedal according to the invention, the rigidity has improved by 8.1% for a load of 1000 N, while it has improved by 7.3% for a load of 3000 N. The improvement in stiffness, which is reduced for the higher braking force, is attributable to plasticization due to the smaller wall thickness of the brake pedal according to the invention.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bremspedals erfolgt beispielsweise durch Bildung eines Hohlprofils aus Aluminium mithilfe des Strangpressverfahrens. Hierbei wird ein Aluminiumblock auf eine vorgegebene Umformtemperatur erwärmt und anschließend mit einem Stempel durch eine Matrize gedrückt. Die Hohlräume des Hohlprofils werden durch verschieden geformte Dorne erzeugt. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass ein derartiger Aluminiumleichtbau auch bei komplizierten Formen realisiert werden kann, wobei die Werkzeugkosten gering bleiben und kein oder nur wenig Materialausschuss entsteht. Das entstandene Aluminiumstrangpressprofil wird anschließend mit Aluminiumschaum ausgespritzt. Dieser Aluminiumschaum bläht sich nach dem Einspritzen in das Hohlprofil stark auf und füllt es vollständig und gleichmäßig aus. Der dadurch hergestellte Bremsfußhebel ist zwar minimal schwerer als ein Bremsfußhebel aus nur einem Aluminiumstrangpressprofil, jedoch erhöht sich die Knicksteifigkeit durch das Ausspritzen mit dem Aluminiumschaum erheblich. Darüber hinaus wird dadurch ein duktiles Verformungsverhalten erzielt, weshalb selbst bei extremer Belastung eine Notbremsung mit den dabei auftretenden Kräften und Momenten zu Ende gebracht werden kann, ohne dass es zu einem Bruch des Bremspedals und damit zu einem Abbruch der Notbremsung kommen würde.The brake pedal according to the invention is produced, for example, by forming a hollow profile made of aluminum using the extrusion process. Here, an aluminum block is heated to a predetermined forming temperature and then pressed through a die with a stamp. The cavities of the hollow profile are created by differently shaped mandrels. An advantage of this method is that such a lightweight aluminum construction can also be realized with complicated shapes, the tool costs remaining low and little or no material waste. The resulting extruded aluminum profile is then sprayed with aluminum foam. After being injected into the hollow profile, this aluminum foam swells and fills it completely and evenly. The brake foot lever produced in this way is minimally heavier than a brake foot lever made from only one extruded aluminum profile, but the buckling stiffness increases considerably when it is sprayed out with the aluminum foam. In addition, ductile deformation behavior is achieved, which is why even under extreme loads, emergency braking with the forces and moments that occur can be brought to an end without breaking the brake pedal and thus breaking the emergency braking.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Bremspedal auch mit einem Hohlprofil aus Stahl anstelle von Aluminium hergestellt werden kann.It goes without saying that the brake pedal according to the invention can also be produced with a hollow profile made of steel instead of aluminum.

Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.It is understood that in the present invention there is a connection between features that have been described in connection with method steps and features that have been described in connection with corresponding devices. Thus, described method features are also device features belonging to the invention - and vice versa - to look at, even if this was not explicitly mentioned.

Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Pedalhebels einerseits sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zu dessen Herstellung andererseits oder die jeweilige Durchführung und Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.It should be noted that the features of the invention described with reference to individual embodiments or variants, such as, for example, the type and configuration of the individual components of the pedal lever according to the invention on the one hand and the method according to the invention for its production on the other hand or the respective implementation and sequence of the individual method steps, too may be present in other embodiments, unless otherwise stated or for technical reasons prohibits itself. In addition, all such features of such features, described in combination, of individual embodiments do not necessarily have to be realized in a particular embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Kraftfahrzeugmotor vehicle
2020: Fußhebel/BremspedalhebelPedal / brake lever
2121: Hebelprofillift profile
2222: Erstes EndeFirst end
2323: Betätigungsabschnitt/PedalkappeOperating portion / Pedal cap
2424: Halterholder
2525: Signalgebersignaler
2626: Hohler AbschnittHollow section
2828: Zweites EndeSecond end
3030: Schaummaterialfoam material
4242: Verlängerungrenewal
4343: EndeThe End
4646: Verlängerungrenewal
4747: EndeThe End
AA: Achseaxis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013206648 A1 [0003]
DE 1020009042402 A1 [0004]

Claims

Foot lever (20), in particular brake foot lever, comprising: a lever profile (21) which has an actuating section (23) in the region of its first end (22) and is designed to be pivotable about an axis (A) in the region of its second end (28) and between the first end (22) and the second end (28) comprises a hollow section (26), characterized in that the hollow section (26) is filled with a foam material (30) which increases its buckling stiffness.

Foot pedal (20) Claim 1 , characterized in that the lever profile (21) is formed from aluminum or an aluminum alloy.

Foot pedal (20) Claim 1 or 2 , characterized in that the foam material (30) is formed from aluminum or an aluminum alloy.

Foot pedal (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the foot lever (20) perpendicular to the axis (A) has a rigidity of at least 320 N / mm, preferably at least 340 N / mm, at least 370 N / mm.

Foot pedal (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow section (26) has a width extending parallel to the axis (A) and a height extending perpendicular to the axis (A), the width increasing with increasing distance from the axis (A) increases and the height increases with increasing distance from the axis (A) to approximately the middle between the first end (22) and the second end (28) and from approximately the center to the second end (28 ) decreases.

Foot pedal (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow section (26) has two extensions (42, 46) which extend in the direction of the height away from the hollow section (26).

Foot pedal (20) Claim 6 , characterized in that the ends (43, 47) of the extensions (42, 46) are angled towards one another.

Method for producing a foot lever (20), in particular a brake foot lever, comprising the following step: providing a lever profile (21) which has an actuating section (23) in the region of its first end (22) and around an axis in the region of its second end (28) (A) is designed such that it can be pivoted and comprises a hollow section (26) between the first end (22) and the second end (28), characterized in that the hollow section (26) is foamed with a foam material (30) which increases its buckling stiffness becomes.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the lever profile (21) is extruded from aluminum or an aluminum alloy and the hollow section (26) is sprayed with an aluminum or aluminum alloy foam.

Motor vehicle (10) comprising a foot pedal (20) according to one of the Claims 1 to 7 ,