DE102022128592A1

DE102022128592A1 - Pedalvorrichtung

Info

Publication number: DE102022128592A1
Application number: DE102022128592.8A
Authority: DE
Inventors: Slawomir Bakaus; Alexander Heßling
Original assignee: Boge Elastmetall GmbH
Current assignee: Boge Elastmetall GmbH
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-05-02
Also published as: WO2024088732A1

Abstract

Pedalvorrichtung mit einem Gehäuse (2), einem Lagerelement (3), einem an dem Lagerelement (3) in einer axialen Richtung (x) verschiebbar geführten Pedal (4), einem mit dem Lagerelement (3) und mit dem Pedal (4) verbundenen ersten Federmittel (5), gegen dessen Federkraft das Pedal in axialer Richtung (x) relativ zu dem Lagerelement (3) bewegbar ist, einer ersten Positionserfassungsvorrichtung (6), mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Pedals (4) erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes erstes Positionssignal (S1) bereitstellbar ist, einem mit dem Gehäuse (2) und mit dem Lagerelement (3) verbundenen zweiten Federmittel (13), gegen dessen Federkraft das Lagerelement (3) in axialer Richtung (x) relativ zu dem Gehäuse (2) bewegbar ist, und einer zweiten Positionserfassungsvorrichtung (14), mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Lagerelements (3) erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes zweites Positionssignal (S2) bereitstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Lagerelement, einem an dem Lagerelement in einer axialen Richtung verschiebbar geführten Pedal, einem mit dem Lagerelement und mit dem Pedal verbundenen ersten Federmittel, gegen dessen Federkraft das Pedal in axialer Richtung relativ zu dem Lagerelement bewegbar ist, und einer ersten Positionserfassungsvorrichtung, mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Pedals, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes erstes Positionssignal bereitstellbar ist.
Die DE 198 36 691 A1 offenbart eine Pedalvorrichtung für elektrisch betätigbare Kraftfahrzeugbremsen, mit einem translatorisch in Betätigungsrichtung bewegbaren Pedalkörper, der unter der Kraftwirkung einer, der Betätigungsrichtung entgegenwirkenden Feder als Rückstellmittel steht, die vorzugsweise eine lineare Kennlinie aufweist. Der Pedalkörper weist ein Anlagemittel auf, welches mindestens ein linear wachsendes Betätigungsweginkrement in progressiv wachsende Federweginkremente umsetzt und der anliegenden Feder aufprägt, wobei als Anlagemittel ein Nocken mit definierter, nichtlinearer Nockenkontur vorgesehen ist. An dem fußseitigen Ende umfasst der Pedalkörper eine verdickte Kappe, an welche sich ein Schaft anschließt, der an seinem Ende von einer Rückstellfeder beaufschlagt wird.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass ein Klemmen des Pedals oder ein Defekt in der Federung des Pedals, wie z.B. ein Federbruch, nicht automatisch erkennbar ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Pedalvorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine automatische Erkennung eines Defekts in der Federung und/oder eines Klemmens des Pedals möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Pedalvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Eine Pedalvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Lagerelement, einem an dem Lagerelement in einer axialen Richtung verschiebbar geführten Pedal, einem mit dem Lagerelement und mit dem Pedal verbundenen ersten Federmittel, gegen dessen Federkraft das Pedal in axialer Richtung relativ zu dem Lagerelement bewegbar ist, und einer ersten Positionserfassungsvorrichtung, mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Pedals, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes erstes Positionssignal bereitstellbar ist, ist erfindungsgemäß insbesondere weitergebildet durch ein mit dem Gehäuse und mit dem Lagerelement verbundenes zweites Federmittel, gegen dessen Federkraft das Lagerelement in axialer Richtung relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, und eine zweite Positionserfassungsvorrichtung, mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Lagerelements, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes zweites Positionssignal bereitstellbar ist.
Liegt ein Defekt in der Federung des Pedals vor oder klemmt dieses, so sind mittels der Positionserfassungsvorrichtungen axiale Positionen von Pedal und Lagerelement erfassbar, die bei intakter Pedalvorrichtung nicht gleichzeitig auftreten. Somit ist durch Auswertung der Positionssignale ein Defekt in der Federung und/oder ein Klemmen des Pedals erkennbar.
Eine, vorzugsweise axiale, Position des Pedals, die sich bei nicht betätigter Pedalvorrichtung einstellt, wird insbesondere als Pedal-Ruhelage bezeichnet. Eine, vorzugsweise axiale, Position des Lagerelements, die sich bei nicht betätigter Pedalvorrichtung einstellt, wird insbesondere als, Lagerelement-Ruhelage bezeichnet.
Bevorzugt sind die beiden Federmittel, insbesondere unter Zwischenschaltung des Lagerelements, in Reihe geschaltet. Vorzugsweise ist das Pedal über die oder eine Reihenschaltung der beiden Federmittel, insbesondere federnd, mit dem Gehäuse verbunden. Vorteilhaft ist das Pedal gegen die Federkraft der oder einer Reihenschaltung der beiden Federmittel, insbesondere ausgehend von der oder einer Pedal-Ruhelage, in axialer Richtung relativ zu dem Gehäuse bewegbar. Insbesondere ist das Lagerelement gegen die Federkraft des zweiten Federmittels ausgehend von der oder einer Lagerelement-Ruhelage in axialer Richtung relativ zu dem Gehäuse bewegbar. Das Pedal ist z.B. gegen die Federkraft des ersten Federmittels ausgehend von einer relativen Ruhelage in axialer Richtung relativ zu dem Lagerelement bewegbar. Bevorzugt ist das erste Federmittel, insbesondere durch eine axiale Betätigung des Pedals, in axialer Richtung elastisch verformbar. Vorzugsweise ist das zweite Federmittel, insbesondere durch eine axiale Betätigung des Pedals und/oder des Lagerelements, in axialer Richtung elastisch verformbar.
Bevorzugt ist mittels der ersten Positionserfassungsvorrichtung die aktuelle axiale Position des Pedals relativ zu dem Gehäuse erfassbar. Das erste Positionssignal charakterisiert insbesondere diese Position des Pedals und/oder einen aktuellen axialen Hub des Pedals bezüglich der oder einer Pedal-Ruhelage. Vorteilhaft ist das erste Positionssignal ein elektrisches Signal. Vorzugsweise ist mittels der zweiten Positionserfassungsvorrichtung die aktuelle axiale Position des Lagerelements relativ zu dem Gehäuse erfassbar. Das zweite Positionssignal charakterisiert insbesondere diese Position des Lagerelements und/oder einen aktuellen axialen Hub des Lagerelements bezüglich der oder einer Lagerelement-Ruhelage. Vorteilhaft ist das zweite Positionssignal ein elektrisches Signal.
Der Pedalvorrichtung ist bevorzugt eine in axialer Richtung verlaufende Längsachse zugeordnet. Insbesondere verläuft die Längsachse mittig durch das Pedal und/oder mittig durch das Lagerelement und/oder mittig durch jedes Federmittel und/oder mittig durch das Gehäuse. Vorzugsweise führt eine auf der Längsachse liegende und auf das Pedal einwirkende axiale Betätigungskraft zu keinem auf das Pedal und/oder auf das Lagerelement wirkenden Drehmoment, insbesondere bezüglich des Gehäuses. Vorteilhaft ist das Pedal relativ zu dem Lagerelement in axialer Richtung verschiebbar. Eine oder jedwede quer zur axialen Richtung und/oder quer zur Längsachse verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet. Bevorzugt wird eine um die Längsachse herum verlaufende Richtung als Umfangsrichtung bezeichnet.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Pedal einen, vorzugsweise außerhalb des Lagerelements angeordneten, insbesondere endseitigen, Betätigungsabschnitt und einen sich, insbesondere in axialer Richtung, von diesem weg erstreckenden, vorzugsweise stabförmigen, Führungsabschnitt auf. Bevorzugt ist in dem Lagerelement ein axiales Führungsloch vorgesehen, in welches sich der Führungsabschnitt hinein und/oder durch welches sich der Führungsabschnitt hindurch erstreckt. Vorzugsweise ist das Pedal, insbesondere dadurch, an dem Lagerelement in axialer Richtung verschiebbar geführt. Vorteilhaft verläuft der Führungsabschnitt in axialer Richtung, vorzugsweise gerade. Insbesondere verläuft die Längsachse mittig durch den Führungsabschnitt und/oder mittig durch das Führungsloch. Der Betätigungsabschnitt besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Insbesondere bildet der Betätigungsabschnitt einen starren Körper. Der Führungsabschnitt besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Insbesondere bildet der Führungsabschnitt einen starren Körper. Beispielsweise ist der Führungsabschnitt, insbesondere zumindest bereichsweise, zylindrisch ausgebildet und/oder der Führungsabschnitt weist z.B. eine zylindrische Außenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist der Betätigungsabschnitt mit dem Führungsabschnitt starr verbunden. Insbesondere ist der Betätigungsabschnitt außerhalb des Gehäuses angeordnet.
Bevorzugt weist der Betätigungsabschnitt, insbesondere zumindest bereichsweise, quer zur axialen Richtung größere Abmessungen als der Führungsabschnitt und/oder als das Führungsloch und/oder als das Lagerelement auf. Vorzugsweise ist der Betätigungsabschnitt, insbesondere zumindest bereichsweise, plattenförmig. Beispielsweise ist oder umfasst der Betätigungsabschnitt eine Pedalplatte. Vorteilhaft ist der Betätigungsabschnitt und/oder die Pedalplatte an einem, insbesondere dem Gehäuse und/oder dem Lagerelement abgewandten, vorzugsweise freien, Ende des Pedals vorgesehen. Insbesondere sitzt auf dem Betätigungsabschnitt und/oder der Pedalplatte eine Pedalkappe, die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht. Die Pedalkappe bedeckt vorteilhaft eine dem Gehäuse und/oder dem Lagerelement und/oder dem Führungsabschnitt abgewandte Seite oder Stirnseite des Betätigungsabschnitts und/oder der Pedalplatte. Das Pedal besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Insbesondere bildet das Pedal einen starren Körper.
Bevorzugt ist das Führungsloch ein durchgehendes Loch. Insbesondere erstreckt sich der Führungsabschnitt durch das Führungsloch oder das durchgehende Loch hindurch. Vorzugsweise ragt der Führungsabschnitt auf einer dem Betätigungsabschnitt abgewandten Seite des Lagerelements aus dem Führungsloch mit einem Endbereich heraus. Vorteilhaft umfasst oder bildet der Endbereich des Führungsabschnitts ein Sicherungsmittel, mittels welchem das Pedal und/oder der Führungsabschnitt axial an dem Lagerelement abgestützt und/oder abstützbar ist. Bevorzugt weist das Sicherungsmittel, insbesondere zumindest bereichsweise, quer zur axialen Richtung größere Abmessungen als das Führungsloch auf. Beispielsweise bildet oder umfasst das Sicherungsmittel wenigstens einen, vorzugsweise quer zur axialen Richtung vorstehenden, Anschlag. Beispielsweise bestimmt oder beeinflusst das Sicherungsmittel die oder eine relative Ruhelage des Pedals bezüglich des Lagerelements und/oder die oder eine Pedal-Ruhelage. Das Lagerelement besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Insbesondere bildet das Lagerelement einen starren Körper. Bevorzugt erstreckt sich oder verläuft das Lagerelement in axialer Richtung, vorzugsweise gerade. Beispielsweise ist das Lagerelement, insbesondere zumindest bereichsweise, zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildet und/oder das Lagerelement weist z.B. eine zylindrische Außenumfangsfläche auf.
Bevorzugt ist das erste Federmittel zwischen dem Pedal und dem Lagerelement angeordnet. Insbesondere ist das erste Federmittel, vorzugsweise in axialer Richtung, zwischen dem Betätigungsabschnitt und dem Lagerelement angeordnet. Vorzugsweise ist das erste Federmittel sowohl an dem Lagerelement als auch dem Pedal axial abgestützt. Insbesondere ist das erste Federmittel sowohl an dem Lagerelement als auch dem Betätigungsabschnitt axial abgestützt. Vorteilhaft erstreckt sich das Pedal und/oder der Führungsabschnitt durch das erste Federmittel hindurch. Bevorzugt ist oder umfasst das erste Federmittel eine oder wenigstens eine Druckfeder. Beispielsweise ist oder umfasst das erste Federmittel eine oder wenigstens eine Schraubenfeder. Bevorzugt ist das Pedal und/oder der Betätigungsabschnitt mittels des ersten Federmittels, insbesondere in axialer Richtung, federnd an dem Lagerelement abgestützt.
Gemäß einer Weiterbildung ist wenigstens eines der Federmittel in axialer Richtung vorgespannt. Bevorzugt ist das erste Federmittel in axialer Richtung vorgespannt. Somit ist es z.B. möglich, durch eine Betätigung des Pedals das Lagerelement, insbesondere über eine axiale Wegstrecke, gemeinsam mit dem Pedal zu bewegen, welches z.B. erst bei Überschreiten der Vorspannung relativ zu dem Lagerelement bewegt wird. Alternativ ist z.B. das zweite Federmittel in axialer Richtung vorgespannt.
Das zweite Federmittel ist bevorzugt in dem Gehäuse angeordnet. Vorzugsweise ist das Lagerelement durch das zweite Federmittel in axialer Richtung bewegbar, insbesondere an oder in dem Gehäuse, geführt.
Beispielsweise ist die Bewegbarkeit des Lagerelements, insbesondere durch das zweite Federmittel, auf lediglich eine Dimension, vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse, beschränkt. Diese Dimension ist insbesondere durch die axiale Richtung gegeben. Beispielsweise ist die Beweglichkeit des Pedals, insbesondere durch das Lagerelement und/oder durch das zweite Federmittel, auf lediglich eine Dimension, vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse und/oder zu dem Lagerelement, beschränkt. Diese Dimension ist insbesondere durch die axiale Richtung gegeben.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das zweite Federmittel eine oder mehrere, insbesondere ebene, quer zur axialen Richtung ausgerichtete, von dem Lagerelement durchdrungene und dieses, insbesondere in axialer Richtung, federnd an dem Gehäuse abstützende Flachfedern. Bevorzugt beträgt die Anzahl der Flachfedern zwei oder wenigstens zwei. Insbesondere ist jede Flachfeder eben. Vorzugsweise sind die Flachfedern identisch aufgebaut. Vorteilhaft liegt oder verläuft jede Flachfeder, insbesondere im nicht gespannten Zustand, in einer Flachfederebene, die vorzugsweise quer zur axialen Richtung verläuft. Mittels der Flachfedern sind z.B. kleine gefederte axiale Bewegungswege des Lagerelements relativ zu dem Gehäuse realisierbar. Beispielsweise beträgt der, insbesondere maximale und/oder freie, Federweg des zweiten Federmittels und/oder der Flachfedern 3 mm, 5 mm oder 3 mm bis 5 mm. Jede Flachfeder besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Federstahl. Alternativ besteht jede Flachfeder z.B. aus Kunststoff. Jede Flachfeder weist vorzugsweise ein zentrales Durchgangsloch auf, durch welches sich insbesondere das Lagerelement hindurch erstreckt. Vorteilhaft ist jede Flachfeder von dem Lagerelement durchdrungen, indem dieses sich durch ihr zentrales Durchgangsloch hindurch erstreckt. Beispielsweise bildet jede Flachfeder eine Federscheibe. Bevorzugt ist das Lagerelement mittels des zweiten Federmittels und/oder mittels der Flachfedern, insbesondere in axialer Richtung, federnd an dem Gehäuse abgestützt.
Bevorzugt sind die Flachfedern parallelgeschaltet. Vorzugsweise ist das Lagerelement über die oder eine Parallelschaltung der Flachfedern, insbesondere federnd, mit dem Gehäuse verbunden. Vorteilhaft ist das Lagerelement gegen die Federkraft der oder einer Parallelschaltung der Flachfedern, insbesondere ausgehend von der oder einer Lagerelement-Ruhelage, in axialer Richtung relativ zu dem Gehäuse bewegbar.
Bevorzugt sind die Flachfedern in axialer Richtung hintereinander und im Abstand zueinander angeordnet. Somit ist insbesondere eine axiale Führung des Lagerelements durch das zweite Federmittel realisierbar. Vorzugsweise weist jede Flachfeder mehrere, insbesondere drei oder wenigstens drei, bevorzugt in Umfangsrichtung, insbesondere zumindest bereichsweise, voneinander beabstandete und/oder getrennte, Federstege auf, die insbesondere rings des Lagerelements, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet sind. Vorteilhaft erstrecken sich oder verlaufen die Federstege jeder Flachfeder, insbesondere quer zur axialen Richtung, zwischen dem Lagerelement und dem Gehäuse und/oder von dem Lagerelement bis zu dem Gehäuse. Die Federstege werden z.B. auch als Federblätter bezeichnet. Insbesondere erstrecken sich oder verlaufen die Federstege jeder Flachfeder in deren oder der jeweiligen Flachfederebene. Bevorzugt ist das Lagerelement mittels oder unter Zwischenschaltung der Federstege, vorzugsweise im, insbesondere radialen, Abstand zu dem Lagerelement, insbesondere in axialer Richtung, federnd an dem Gehäuse abgestützt. Dadurch ist z.B. das Lagerelement, insbesondere mittels des zweiten Federmittels und/oder mittels der Flachfedern, vorzugsweise in axialer Richtung, federnd an dem Gehäuse abgestützt.
Bevorzugt weist jeder Federsteg ein, insbesondere dem Lagerelement abgewandtes und/oder dem Gehäuse zugewandtes, äußeres und/oder freies Federstegende auf, welches insbesondere ein radial äußeres Federstegende ist. Beispielsweise ist jede Flachfeder mit ihren äußeren und/oder freien Federstegenden an oder in dem Gehäuse befestigt. Bevorzugt weist jeder Federsteg ein, insbesondere dem Lagerelement zugewandtes und/oder dem Gehäuse abgewandtes, inneres Federstegende auf, welches insbesondere ein radial inneres Federstegende ist. Beispielsweise ist jede Flachfeder mit ihren inneren Federstegenden an dem Lagerelement befestigt.
Bevorzugt weist jede Flachfeder einen, insbesondere mit ihren Federstegen und/oder mit ihren äußeren und/oder freien Federstegenden fest verbundenen, äußeren Rahmen auf. Vorzugsweise erstrecken sich die Federstege jeder Flachfeder von ihrem äußeren Rahmen aus in Richtung Lagerelement. Der äußere Rahmen jeder Flachfeder ist insbesondere ringförmig oder ein Ring und wird z.B. auch als Außenring bezeichnet. Vorzugsweise ist jede Flachfeder, insbesondere an ihrem Außenumfang und/oder mit ihrem äußeren Rahmen, an dem Gehäuse befestigt. Vorteilhaft greift jede Flachfeder, insbesondere an ihrem Außenumfang und/oder mit ihrem äußeren Rahmen, in eine oder wenigstens eine am Innenumfang des Gehäuses vorgesehene Nut ein, die vorzugsweise eine Ringnut ist. Jede Flachfeder und/oder der äußere Rahmen jeder Flachfeder weist bevorzugt eine runde und/oder kreisförmige Außenumfangskontur auf.
Bevorzugt weist jede Flachfeder einen, insbesondere mit ihren Federstegen und/oder mit ihren inneren Federstegenden fest verbundenen, inneren Rahmen auf. Der innere Rahmen jeder Flachfeder begrenzt insbesondere deren zentrales Durchgangsloch. Vorteilhaft umgibt oder umringt der innere Rahmen das Lagerelement. Insbesondere erstreckt sich das Lagerelement durch den inneren Rahmen hindurch. Beispielsweise ist der innere Rahmen jeder Flachfeder von dem Lagerelement durchdrungen. Vorzugsweise erstrecken sich die Federstege jeder Flachfeder von ihrem inneren Rahmen aus in Richtung Gehäuse und/oder in Richtung des jeweiligen äußeren Rahmens. Vorteilhaft sind die Federstege rings des inneren Rahmens, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet. Der innere Rahmen jeder Flachfeder ist insbesondere ringförmig oder ein Ring und wird z.B. auch als Innenring bezeichnet. Vorteilhaft sitzt jede Flachfeder mit ihrem inneren Rahmen fest auf dem, insbesondere diesen durchdringenden, Lagerelement. Vorzugsweise ist jede Flachfeder, insbesondere an ihrem Innenumfang und/oder mit ihrem inneren Rahmen, an dem Lagerelement befestigt. Vorteilhaft greift jede Flachfeder, insbesondere an ihrem Innenumfang und/oder mit ihrem inneren Rahmen, in eine oder wenigstens eine am Außenumfang des Lagerelements vorgesehene Nut ein, die vorzugsweise eine Ringnut ist. Jede Flachfeder und/oder der innere Rahmen jeder Flachfeder weist bevorzugt eine runde und/oder kreisförmige Innenumfangskontur auf.
Der äußere Rahmen jeder Flachfeder umgibt oder umringt bevorzugt deren inneren Rahmen, vorteilhaft im, insbesondere radialen, Abstand. Vorzugsweise erstrecken sich die Federstege jeder Flachfeder von ihrem inneren Rahmen bis zu ihrem äußeren Rahmen.
Bevorzugt ist oder verläuft jeder Federsteg oder jeder Federsteg jeder Flachfeder, insbesondere innerhalb ihrer Flachfederebene, beispielsweise einfach oder mehrfach, abgewinkelt und/oder gebogen und/oder gekrümmt. Vorzugsweise ist oder verläuft jeder Federsteg oder jeder Federsteg jeder Flachfeder, insbesondere innerhalb ihrer Flachfederebene, hin- und hergebogen und/oder S-förmig. Mit derartig geformten Federstegen lässt sich insbesondere ein lineares Verhalten und/oder eine lineare Kennlinie erzielen. Alternativ verläuft z.B. jeder Federsteg oder jeder Federsteg jeder Flachfeder, insbesondere innerhalb ihrer Flachfederebene, vorzugsweise quer zur axialen Richtung, gerade. Mit solchen geraden Federstegen lässt sich beispielsweise ein progressives Verhalten und/oder eine progressive Kennlinie erzielen.
Bevorzugt ist das Gehäuse, insbesondere zumindest bereichsweise, zylindrisch ausgebildet. Beispielsweise ist das Gehäuse topförmig. Das Gehäuse besteht z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall. Beispielsweise umfasst das Gehäuse eine, vorzugsweise zylindrische, Metallhülse, in der z.B. die Flachfedern sitzen und/oder an der z.B. die Flachfedern befestigt sind. Die Metallhülse stellt insbesondere einen dauerhaft festen Sitz der Flachfedern sicher. Vorzugsweise umringt die Metallhülse die Flachfedern. Die Metallhülse besteht z.B. aus Stahl oder aus Aluminium. Vorzugsweise ist jede Flachfeder an ihrem Außenumfang und/oder mit ihrem äußeren Rahmen an der Metallhülse befestigt. Insbesondere greift jede Flachfeder an ihrem Außenumfang und/oder mit ihrem äußeren Rahmen in eine oder wenigstens eine am Innenumfang der Metallhülse vorgesehene Nut ein, die vorzugsweise eine Ringnut ist. Bei der oder den am Innenumfang der Metallhülse vorgesehenen Nut oder Nuten handelt es sich insbesondere um die am Innenumfang des Gehäuses vorgesehene Nut oder Nuten. Vorteilhaft umfasst das Gehäuse, insbesondere zusätzlich zu der Metallhülse, wenigstens einen Gehäusebereich aus Kunststoff, wobei der Gehäusebereich aus Kunststoff bevorzugt fest mit der Metallhülse verbunden ist. Vorzugsweise umfasst der Gehäusebereich aus Kunststoff mehrere Gehäuseteile, die, beispielsweise durch Befestigungsmittel, fest miteinander verbunden sind. Insbesondere bildet das Gehäuse einen starren Körper.
Die Positionserfassungsvorrichtungen, die z.B. auch als Stellungsgeber bezeichnet werden, umfassen vorzugsweise Sensoren, wie z.B. Hall-Sensoren und/oder induktive Sensoren. Bevorzugt sind die Sensoren an dem Gehäuse vorgesehen und/oder relativ zu diesem ortsfest. Beispielsweise umfasst die erste Positionserfassungsvorrichtung wenigstens einen an dem Pedal und/oder dem Führungsabschnitt befestigten Magnet und wenigstens einen an dem Gehäuse befestigten Hall-Sensor. Ferner umfasst die zweite Positionserfassungsvorrichtung z.B. wenigstens einen an dem Lagerelement befestigten Magnet und wenigstens einen an dem Gehäuse befestigten Hall-Sensor.
Gemäß einer Weiterbildung ist eine, vorzugsweise mit den Positionserfassungsvorrichtungen verbundene, Auswertevorrichtung vorgesehen, mittels welcher insbesondere die Positionssignale auswertbar sind.
Bevorzugt sind die Positionssignale mittels der Auswertevorrichtung dadurch auswertbar, dass, insbesondere aktuelle, Werte der Positionssignale mit vorgegebenen Positionssignalwerten verglichen werden oder vergleichbar sind. Die vorgegebenen Positionssignalwerte können z.B. berechnet und/oder durch Versuch ermittelt werden. Vorzugsweise entsprechen die vorgegebenen Positionssignalwerte Werten von von den Positionserfassungsvorrichtungen bereitgestellten Positionssignalen bei intakter Pedalvorrichtung, d.h. insbesondere bei intakter Federung und ohne Klemmen des Pedals.
Die Auswertevorrichtung umfasst z.B. einen Analogrechner oder einen Digitalrechner. Bevorzugt ist mittels der Auswertevorrichtung wenigstens ein das oder ein Ergebnis der Auswertung und/oder das oder ein Ergebnis des Vergleichs charakterisierendes Ergebnissignal bereitstellbar. Vorteilhaft ist das Ergebnissignal ein elektrisches Signal.
Bevorzugt ist oder sind die erste und/oder die zweite Positionserfassungsvorrichtung, beispielsweise unter Zwischenschaltung der Auswertevorrichtung, insbesondere zumindest mittelbar, mit einer Steuervorrichtung verbunden, mittels welcher wenigstens eine, vorzugsweise betätigbare und/oder steuerbare, Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit vom dem ersten und/oder dem zweiten Positionssignal steuerbar ist. Die Steuervorrichtung kann aber auch in die Auswertevorrichtung integriert sein oder diese ersetzen. Die Fahrzeugkomponente ist oder umfasst beispielsweise eine Fahrzeugbremse. Das Pedal ist insbesondere ein Bremspedal. Die Pedalvorrichtung ist bevorzugt für ein Fahrzeug vorgesehen, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug ist.
Die Erfindung bietet insbesondere folgende Vorteile:

- Erkennung einer Änderung der Federsteifigkeit bei einem der Federmittel, insbesondere bei einem Federbruch.
- Erkennung des Festklemmens von einem der beweglichen Teile: Pedal und Lagerelement.
- Reduktion der Wahrscheinlichkeit eines Einzelfehlers, der zum Klemmen der beiden beweglichen Teile (Pedal und Lagerelement) gleichzeitig führt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer Pedalvorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
2 eine Draufsicht auf eine der aus 1 ersichtlichen Flachfedern,
3 eine schematische Ansicht einer Auswertevorrichtung und
4 eine schematische Ansicht mehrerer Messkurven.

Aus 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Pedalvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, welche ein Gehäuse 2, ein Lagerelement 3, ein an dem Lagerelement 3 in einer axialen Richtung x verschiebbar geführtes Pedal 4, ein mit dem Lagerelement 3 und mit dem Pedal 4 verbundenes erstes Federmittel 5, gegen dessen Federkraft das Pedal 4 in axialer Richtung x relativ zu dem Lagerelement 3 bewegbar ist, und eine erste Positionserfassungsvorrichtung 6 umfasst, mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Pedals 4 relativ zu dem Gehäuse 2 erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes erstes Positionssignal S1 bereitstellbar ist. Das erste Federmittel 5 ist insbesondere axial vorgespannt und z.B. durch eine Schraubenfeder gebildet.
Das Pedal 4 weist einen außerhalb des Lagerelements 3 angeordneten, insbesondere plattenförmigen, Betätigungsabschnitt 7 und einen sich in axialer Richtung x von diesem weg erstreckenden, insbesondere stabförmigen, Führungsabschnitt 8 auf, der sich durch ein in dem Lagerelement 3 vorgesehenes, axiales Führungsloch 9 hindurch erstreckt. Dabei ragt der Führungsabschnitt 8 auf einer dem Betätigungsabschnitt 7 abgewandten Seite des Lagerelements 3 aus dem Führungsloch 9 mit einem Endbereich 10 heraus, der einen quer zur axialen Richtung x vorstehenden Anschlag 11 aufweist, mittels welchem der Führungsabschnitt 8 axial an dem Lagerelement 3 abstützbar ist. Der Anschlag 11 bildet somit ein Sicherungsmittel. Ferner ist der Pedalvorrichtung 1 eine sich in axialer Richtung x erstreckende, insbesondere mittig durch den Führungsabschnitt 8 verlaufende, Längsachse 12 zugeordnet. Eine quer zur Längsachse 12 verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet. Ferner wird eine um die Längsachse 12 herum verlaufende Richtung insbesondere als Umfangsrichtung u bezeichnet.
Die Pedalvorrichtung 1 umfasst ferner ein mit dem Gehäuse 2 und mit dem Lagerelement 3 verbundenes zweites Federmittel 13, gegen dessen Federkraft das Lagerelement 3 in axialer Richtung x relativ zu dem Gehäuse 2 bewegbar ist, und eine zweite Positionserfassungsvorrichtung 14, mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Lagerelements 3 relativ zu dem Gehäuse 2 erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes zweites Positionssignal S2 bereitstellbar ist.
Das zweite Federmittel 13 umfasst mehrere, insbesondere zwei, ebene, quer zur axialen Richtung x ausgerichtete, von dem Lagerelement 3 durchdrungene und dieses in axialer Richtung federnd an dem Gehäuse 2 abstützende Flachfedern 15 und 16, die in axialer Richtung x hintereinander und im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Flachfedern 15 und 16 sind bevorzugt identisch aufgebaut und verlaufen jeweils in einer Flachfederebene, wobei die Flachfederebene der Flachfeder 15 mit E1 und die Flachfederebene der Flachfeder 16 mit E2 bezeichnet ist. Jede Flachfederebene verläuft insbesondere quer zu axialen Richtung x.
Eine erste der Flachfedern 15 ist in Draufsicht aus 2 ersichtlich und weist einen Innenring 17, einen diesen umgebenden Außenring 18 und mehrere, insbesondere drei, rings des Innenrings 17 angeordnete Federstege 19 auf, die sich von dem Innenring 17 bis zu dem Außenring 18 erstrecken und sowohl mit dem Innenring 17 als auch mit dem Außenring 18 fest verbunden sind. Dabei sind die Federstege 19 rings des Innenrings 17 gleichmäßig verteilt angeordnet und jeweils insbesondere S-förmig ausgebildet. Die Flachfeder 16 ist entsprechend aufgebaut.
Jede Flachfeder sitzt mit ihrem Innenring 17 fest auf dem Lagerelement 3 und greift dazu mit ihrem Innenring 17 bevorzugt in eine am Außenumfang des Lagerelements 3 vorgesehene Ringnut 20 ein. Ferner ist jede Flachfeder mit ihrem Außenring 18 an dem Gehäuse 2 befestigt und greift dazu mit ihrem Außenring 18 bevorzugt in eine am Innenumfang des Gehäuses 2 vorgesehene Ringnut 21 ein.
Aus 3 ist in schematischer Ansicht eine mit den Positionserfassungsvorrichtungen 6 und 14 verbundene Auswertevorrichtung 22 ersichtlich, mittels welcher die Positionssignale S1 und S2 auswertbar sind, indem z.B. Werte der Positionssignale S1 und S2 mit vorgegebenen Positionssignalwerten verglichen werden. Insbesondere wird ein das Ergebnis des Vergleichs charakterisierendes Ergebnissignal Sr von der Auswertevorrichtung 22 bereitgestellt.
Aus 4 sind Messkurven ersichtlich, die bei intakter und bei defekter Federung ermittelt wurden. Das Pedal 4 wird dazu mit einer in axialer Richtung x wirkenden Kraft F beaufschlagt, während mittels der Positionserfassungsvorrichtungen 6 und 14 der Hub Δx gemessen wird, den das Pedal 4 und das Lagerelement 3 aufgrund der Kraftbeaufschlagung zurücklegen. Beispielsweise wird während der Messung die Kraft, insbesondere ausgehend von Null, in mehreren Schritten oder kontinuierlich bis auf einen Maximalwert erhöht. Bevorzugt befindet sich bei einer Kraft von Null das Pedal in einer Pedal-Ruhelage und das Lagerelement in einer Lagerelement-Ruhelage. Insbesondere ist das erste Federmittel 5 axial vorgespannt.
Zu erkennen sind der Verlauf a des Lagerelements und der Verlauf b des Pedals bei intakter Pedalvorrichtung 1, wobei diese Verläufe a und b unterhalb der Kraft Fv zusammenfallen, was auf die Vorspannung des ersten Federmittels 5 zurückzuführen ist. Ist hingegen eine der Flachfedern 15 oder 16 gebrochen, ergibt sich der Verlauf c für das Lagerelement und der Verlauf d für das Pedal.
Mittels der Positionserfassungsvorrichtungen 6 und 14 werden Positionen oder Wege gemessen, sodass die Erfassung eines Federbruches z.B. über eine geänderte Weg-Charakteristik erfolgen kann. Hierzu wird die Reihenschaltung der Federmittel 5 und 13 in Bezug auf das Gehäuse 2 ausgenutzt. Das Lagerelement 3 und das Pedal 4 weisen bei Kraftbeaufschlagung einen zu erwartenden Hub Δx entsprechend der Kurven a und b auf. Die Darstellung illustriert den Fall bei einem vorgespannten ersten Federmittel 5, sodass bis zum Erreichen der Vorspannkraft Fv beide Positionserfassungsvorrichtungen 6 und 14 gleiche Positionssignale ausgeben. Sobald die Vorspannkraft Fv des ersten Federmittels 5 überschritten wird, geben die Positionserfassungsvorrichtungen 6 und 14 unterschiedliche Positionssignale aus. Diese Trennung der Positionssignale bildet einen charakteristischen Punkt, der bei intakten Federmitteln immer beim gleichen Hub Δx auftritt. Weist eine der Flachfedern 15, 16 hingegen einen Bruch auf, wird der charakteristische Punkt der Signaltrennung zu einem größeren Hub Δx hin verschoben, was bei den Kurven c und d ersichtlich ist. Bei der Auswertung der Positionssignale kann nun die Verschiebung des charakteristischen Punkts mit der Lage des charakteristischen Punkts bei Kalibrierung verglichen werden, die vorzugsweise vorab bei intakten Federmitteln erfolgt. Der charakteristische Punkt bei Kalibrierung ist somit insbesondere vorgegeben.
Bezugszeichenliste

1: Pedalvorrichtung
2: Gehäuse
3: Lagerelement
4: Pedal
5: erstes Federmittel
6: erste Positionserfassungsvorrichtung
7: Betätigungsabschnitt
8: Führungsabschnitt
9: Führungsloch
10: Endbereich
11: Anschlag / Sicherungsmittel
12: Längsachse
13: zweites Federmittel
14: zweite Positionserfassungsvorrichtung
15: Flachfeder
16: Flachfeder
17: Innenring
18: Außenring
19: Federsteg
20: Ringnut
21: Ringnut
22: Auswertevorrichtung
E1: Flachfederebene
E2: Flachfederebene
S1: erstes Positionssignal
S2: zweites Positionssignal
Sr: Ergebnissignal
u: Umfangsrichtung
x: axiale Richtung

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 19836691 A1 [0002]

Claims

Pedalvorrichtung mit einem Gehäuse (2), einem Lagerelement (3), einem an dem Lagerelement (3) in einer axialen Richtung (x) verschiebbar geführten Pedal (4), einem mit dem Lagerelement (3) und mit dem Pedal (4) verbundenen ersten Federmittel (5), gegen dessen Federkraft das Pedal in axialer Richtung (x) relativ zu dem Lagerelement (3) bewegbar ist, und einer ersten Positionserfassungsvorrichtung (6), mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Pedals (4) erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes erstes Positionssignal (S1) bereitstellbar ist, gekennzeichnet durch ein mit dem Gehäuse (2) und mit dem Lagerelement (3) verbundenes zweites Federmittel (13), gegen dessen Federkraft das Lagerelement (3) in axialer Richtung (x) relativ zu dem Gehäuse (2) bewegbar ist, und eine zweite Positionserfassungsvorrichtung (14), mittels welcher eine aktuelle axiale Position des Lagerelements (3) erfassbar und wenigstens ein diese Position charakterisierendes zweites Positionssignal (S2) bereitstellbar ist.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (4) einen außerhalb des Lagerelements (3) angeordneten Betätigungsabschnitt (7) und einen sich in axialer Richtung (x) von diesem weg erstreckenden Führungsabschnitt (8) aufweist, der sich in ein in dem Lagerelement (3) vorgesehenes, axiales Führungsloch (9) hinein erstreckt.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsloch (9) ein durchgehendes Loch ist, durch welches sich der Führungsabschnitt (8) hindurch erstreckt, der auf einer dem Betätigungsabschnitt (7) abgewandten Seite des Lagerelements (3) aus dem Führungsloch (9) mit einem Endbereich (10) herausragt, der ein Sicherungsmittel (11) aufweist, mittels welchem der Führungsabschnitt (8) axial an dem Lagerelement (3) abstützbar ist.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federmittel (5) zwischen dem Betätigungsabschnitt (7) und dem Lagerelement (3) angeordnet und axial sowohl an dem Pedal (4) als auch an dem Lagerelement (3) abgestützt ist.
Pedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federmittel (5) in axialer Richtung (x) vorgespannt ist.
Pedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federmittel (13) ein oder mehrere, quer zur axialen Richtung (x) ausgerichtete, von dem Lagerelement (3) durchdrungene und dieses in axialer Richtung (x) federnd an dem Gehäuse (2) abstützende Flachfedern (15, 16) umfasst.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfedern (15, 16) in axialer Richtung (x) hintereinander und im Abstand zueinander angeordnet sind.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Flachfeder einen Innenring (17), einen diesen umgebenden Außenring (18) und mehrere rings des Innenrings (17) angeordnete Federstege (19) aufweist, die sich von dem Innenring (17) bis zu dem Außenring (18) erstrecken.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Flachfeder mit ihrem Innenring (17) fest auf dem Lagerelement (3) sitzt und mit ihrem Außenring (18) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Federsteg (19) S-förmig verläuft.
Pedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit den Positionserfassungsvorrichtungen (6, 14) verbundene Auswertevorrichtung (22), mittels welcher die Positionssignale auswertbar sind und wenigstens ein das Ergebnis der Auswertung charakterisierendes Ergebnissignal (Sr) bereitstellbar ist.