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Die Erfindung betrifft einen Pedallagerbock mit einem aus einem Kunststoff bestehenden Lagerbockkörper und einer fest mit dem Lagerbockkörper verbundenen und mehrere elektrische Leiterbahnen aufweisenden Leiterbahnanordnung, deren Leiterbahnen jeweils zwei Leiterbahn-Enden aufweisen.
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Bei einem konventionellen hydraulischen Bremssystem sind in der Regel keine elektronischen Aktivatoren enthalten. Hingegen befindet sich bei einem elektronisch gesteuerten Bremssystem (engl. Brake-by-wire) regelmäßig ein Aktivator im Pedallagerbock. Letzterer hat unter anderem zwei Funktionen, nämlich die Pedalkräfte aufnehmen und in das Fahrzeug weiterzuleiten sowie die Aufnahme des Aktors. Es gibt erste Entwürfe für Pedallagerböcke, die ein integriertes Sensorsystem beinhalten. Nachteilig daran ist der Einfluss der hohen Pedalkräfte auf den Pedallagerbock und der damit verbundenen Verformungen, die Einfluss auf das Sensorsystem haben. Die Sensorsignale sollten außen am Pedallagerbock an einem Steckergehäuse abgreifbar sein. Diese elektrische Verbindung bedingt in der Regel Leitungen und Stecker sowie einen Steckkontakt aus einem formstabilen speziellen Kunststoff. Der Kunststoff des Pedallagerbocks bietet diese Eigenschaften jedoch nicht, sodass die Steckkontakte sich nicht in den Pedallagerbock integrieren lassen.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Integration der Leiterbahnen in den Lagerbockkörper zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Pedallagerbock nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
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Ein Pedallagerbock mit einem aus einem Kunststoff bestehenden Lagerbockkörper und einer fest mit dem Lagerbockkörper verbundenen und mehrere elektrische Leiterbahnen aufweisenden Leiterbahnanordnung, deren Leiterbahnen jeweils zwei Leiterbahn-Enden aufweisen, ist erfindungsgemäß insbesondere weitergebildet durch eine Anschlussbaugruppe, welche die Leiterbahnanordnung und einen aus einem anderen Kunststoff bestehenden Baugruppenkörper umfasst, in den und/oder in dessen Kunststoff die Leiterbahnanordnung mit ihren Leiterbahnen zumindest teilweise eingebettet ist, deren Leiterbahn-Enden von dem Kunststoff des Baugruppenkörpers freie elektrische Kontakte der Anschlussbaugruppe bilden, deren Baugruppenkörper zumindest teilweise in den Lagerbockkörper und/oder in den Kunststoff des Lagerbockkörpers eingebettet ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pedallagerbock ist es möglich, den Kunststoff des Lagerbockkörpers und den Kunststoff des Baugruppenkörpers unabhängig oder zumindest weitgehend unabhängig voneinander auszuwählen und daher optimal an ihren jeweiligen Einsatzzweck anzupassen. Somit gelingt eine Integration der Leiterbahnen in den Lagerbockkörper.
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Der Baugruppenkörper ist beispielsweise teilweise oder vollständig in den Lagerbockkörper und/oder in dessen Kunststoff eingebettet. Die Leiterbahnanordnung ist z.B. teilweise oder vollständig in den Baugruppenkörper und/oder in dessen Kunststoff eingebettet.
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Der Ausdruck „wenigstens ein“ umfasst insbesondere auch die Bedeutung von „ein“ oder „genau ein“. Entsprechendes gilt bevorzugt für den Ausdruck „zumindest ein“.
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Bei dem Kunststoff des Lagerbockkörpers und bei dem Kunststoff des Baugruppenkörpers handelt es sich insbesondere um unterschiedliche, vorzugsweise thermoplastische, Kunststoffe. Insbesondere sind die elektrischen Kontakte frei von dem Kunststoff des Lagerbockkörpers.
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Bevorzugt ist der Baugruppenkörper und/oder der Kunststoff des Baugruppenkörpers mit dem Kunststoff des Lagerbockkörpers zumindest teilweise umspritzt. Insbesondere ist der Baugruppenkörper und/oder der Kunststoff des Baugruppenkörpers dadurch zumindest teilweise in den Lagerbockkörper und/oder in dessen Kunststoff eingebettet. Beispielsweise ist der Baugruppenkörper und/oder der Kunststoff des Baugruppenkörpers mit dem Kunststoff des Lagerbockkörpers teilweise oder vollständig umspritzt.
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Bevorzugt ist die Leiterbahnanordnung, insbesondere mit ihren Leiterbahnen, mit dem Kunststoff des Baugruppenkörpers zumindest teilweise umspritzt. Insbesondere ist die Leiterbahnanordnung dadurch zumindest teilweise in den Baugruppenkörper und/oder in dessen Kunststoff eingebettet. Beispielsweise ist die Leiterbahnanordnung mit dem Kunststoff des Baugruppenkörpers teilweise oder vollständig umspritzt.
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Bevorzugt bestehen die Leiterbahnen, insbesondere jeweils, aus Metall. Beispielsweise bestehen die Leiterbahnen, insbesondere jeweils, aus Messing. Vorzugsweise besteht die Leiterbahnanordnung aus Metall. Beispielsweise besteht die Leiterbahnanordnung aus Messing.
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Die Leiterbahnanordnung ist bevorzugt aus wenigstens einem Stanzgitter hergestellt. Beispielsweise weist die Leiterbahnanordnung wenigstens ein Stanzgitter auf und/oder ist durch dieses gebildet. Vorzugsweise besteht das wenigstens eine Stanzgitter aus Metall. Beispielsweise besteht das wenigstens eine Stanzgitter aus Messing.
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Bevorzugt bildet die Anschlussbaugruppe einen Lead-Frame. Die Anschlussbaugruppe wird z.B. auch als Lead-Frame bezeichnet.
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Bevorzugt weist die Leiterbahnanordnung wenigstens ein elektrisch isolierendes Fixierelement auf, mittels welchem die Leiterbahnen aneinander fixiert sind. Das Fixierelement besteht z.B. aus einem, insbesondere noch anderen, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff. Vorteilhaft sind die Leiterbahnen zumindest teilweise mit dem Kunststoff des Fixierelements umspritzt. Beispielsweise sind die Leiterbahnen teilweise oder vollständig mit dem Kunststoff des Fixierelements umspritzt. Bei dem Kunststoff des Fixierelements und bei dem Kunststoff des Baugruppenkörpers handelt es sich z.B. um unterschiedliche Kunststoffe. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoff des Fixierelements und bei dem Kunststoff des Lagerbockkörpers um unterschiedliche Kunststoffe.
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Bevorzugt ist die Leiterbahnanordnung einschließlich des Fixierelements zumindest teilweise in den Baugruppenkörper und/oder in den Kunststoff des Baugruppenkörpers eingebettet. Vorzugsweise ist die Leiterbahnanordnung einschließlich des Fixierelements mit dem Kunststoff des Baugruppenkörpers zumindest teilweise umspritzt. Insbesondere ist die Leiterbahnanordnung dadurch zumindest teilweise in den Baugruppenkörper und/oder in dessen Kunststoff eingebettet. Beispielsweise ist die Leiterbahnanordnung einschließlich des Fixierelements mit dem Kunststoff des Baugruppenkörpers teilweise oder vollständig umspritzt.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Anschlussbaugruppe mehrere Steckverbinder, die jeweils mehrere der elektrischen Kontakte aufweisen. Jeder Steckverbinder bildet insbesondere einen Stecker oder eine Buchse. Bevorzugt ist jeder Steckverbinder, insbesondere bis auf die elektrischen Kontakte, integral mit dem Baugruppenkörper ausgebildet. Vorteilhaft besteht jeder Steckverbinder, insbesondere bis auf die elektrischen Kontakte, aus dem Kunststoff des Baugruppenkörpers.
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Bevorzugt weist jeder oder wenigstens einer der Steckverbinder ein Steckverbindergehäuse auf, an oder in dem z.B. die jeweiligen elektrischen Kontakte vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jedes Steckverbindergehäuse integral mit dem Baugruppenkörper ausgebildet. Vorteilhaft besteht jedes Steckverbindergehäuse aus dem Kunststoff des Baugruppenkörpers.
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Bevorzugt bildet eines der Leiterbahn-Enden jeder Leiterbahn ein erstes Leiterbahn-Ende. Vorzugsweise bildet ein anderes Leiterbahn-Ende jeder Leiterbahn ein zweites Leiterbahn-Ende. Vorteilhaft bildet einer der Steckverbinder einen ersten Steckverbinder, der insbesondere die ersten Leiterbahn-Enden der Leiterbahnen aufweist. Beispielsweise weist wenigstens ein anderer der Steckverbinder oder weisen ein oder mehrere andere der Steckverbinder die zweiten Leiterbahn-Enden der Leiterbahnen auf.
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Bevorzugt ist jeder oder wenigstens einer der Steckverbinder, beispielsweise der erste Steckverbinder, von außen zugänglich. Vorzugsweise ist jeder Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder zusammensteckbar.
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Der Kunststoff des Lagerbockkörpers ist insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff. Beispielsweise ist der Kunststoff des Lagerbockkörpers ein Polyamid (PA). Bevorzugt ist der Kunststoff des Lagerbockkörpers mit Fasern verstärkt. Bei diesen Fasern handelt es sich vorzugsweise um Glasfasern.
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Der Kunststoff des Baugruppenkörpers ist insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff. Beispielsweise ist der Kunststoff des Baugruppenkörpers Polybutylenterephthalat (PBT). Bevorzugt ist der Kunststoff des Baugruppenkörpers elektrisch isolierend.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist der Pedallagerbock eine fest mit dem Lagerbockkörper verbundene und elektrisch an die Anschlusseinheit angeschlossene, elektrische Baueinheit auf, die bevorzugt wenigstens einen Sensor und/oder wenigstens einen Aktor umfasst und/oder durch wenigstens einen Sensor und/oder durch wenigstens einen Aktor gebildet ist. Eine derartige elektrische Baueinheit wird z.B. auch als elektrischer Aktivator oder kurz als Aktivator bezeichnet.
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Der wenigstens eine Sensor bildet oder umfasst bevorzugt wenigstens einen Winkelsensor. Vorzugsweise bildet oder umfasst der wenigstens eine Sensor wenigstens einen Kraftsensor. Vorteilhaft bildet oder umfasst der wenigstens eine Aktor wenigstens einen linearen Aktor und/oder wenigstens einen rotatorischen Aktor. Insbesondere ist eine mit dem Aktor und/oder mit der elektrischen Baueinheit verbundene, vorzugsweise externe, Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher z.B. der Aktor und/oder die elektrische Baueinheit und/oder eine externe Einheit, wie z.B. eine Fahrzeugbremse, steuerbar ist. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung auch mit dem Kraftsensor und/oder mit dem Winkelsensor verbunden.
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Bevorzugt weist die elektrische Baueinheit wenigstens einen Gegensteckverbinder auf, der mit wenigstens einem Steckverbinder der Anschlusseinheit, vorzugsweise mit dem wenigstens einen anderen Steckverbinder der Anschlusseinheit, zusammengesteckt ist. Jeder Gegensteckverbinder bildet insbesondere einen Stecker oder eine Buchse.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ferner ein Fußhebelwerk mit einem Pedallagerbock und einem um eine Pedalachse schwenkbar an dem Pedallagerbock gelagerten Pedal. Bei dem Pedallagerbock handelt es sich bevorzugt um den oder einen erfindungsgemäßen Pedallagerbock.
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Das erfindungsgemäße Fußhebelwerk kann gemäß allen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Pedallagerbock erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner kann der erfindungsgemäße Pedallagerbock gemäß allen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fußhebelwerk erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Das Pedal ist bevorzugt mit der elektrischen Baueinheit, vorzugsweise mittels eines Koppelglieds, insbesondere mechanisch gekoppelt. Vorteilhaft ist mittels der elektrischen Baueinheit und/oder mittels des wenigstens einen Sensors oder Kraftsensors der elektrischen Baueinheit eine, insbesondere extern, in das Pedal eingeleitete, vorzugsweise dieses um die Pedalachse schwenkende, Betätigungskraft erfassbar. Bevorzugt ist mittels der elektrischen Baueinheit und/oder mittels des wenigstens einen Aktors der elektrischen Baueinheit eine, insbesondere in das Pedal einleitbare, Kraft oder Gegenkraft erzeugbar, die beispielsweise der oder einer, insbesondere extern, in das Pedal eingeleiteten, vorzugsweise dieses um die Pedalachse schwenkenden, Betätigungskraft entgegenwirkt. Vorteilhaft ist, insbesondere ausgehend von einer Ruhestellung des Pedals, mittels der elektrischen Baueinheit und/oder mittels des wenigstens einen Sensors oder Winkelsensors der elektrischen Baueinheit ein Schwenkwinkel des Pedals um die Schwenkachse erfassbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird z.B. ein mit thermoplastischem Kunststoff vorumspritztes Stanzgitter mit Steckverbindern als Anschlussbaugruppe verwendet. Dabei kann als Kunststoff insbesondere ein für Steckverbinder geeigneter Kunststoff gewählt werden. Die Anschlussbaugruppe, die z.B. auch als Lead-Frame bezeichnet werden kann, wird vorzugsweise als Einlegeteil bei der Spritzgussherstellung des Lagerbockkörpers verwendet und/oder mit dem Kunststoff des Lagerbockkörpers umspritzt. Insbesondere können bei oder nach der Komplettierung des Pedallagerbocks elektrische Signale funktionsgerecht durch die Anschlussbaugruppe weitergeleitet werden. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt bevorzugt eine modulare Anordnung der Bauteile. Eine elektrische Baueinheit, beispielsweise in Form eines, insbesondere separaten, Aktors, kann z.B. in den Pedallagerbock montiert werden. Der elektrische Kontakt wird bei der Montage der elektrischen Baueinheit vorzugsweise automatisch hergestellt.
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Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt insbesondere eine funktionsoptimierte Auswahl der Kunststoffe für den Lagerbockkörper und für den Baugruppenkörper und/oder für die Steckverbinder. Bevorzugt bestehen die Steckverbinder aus einem für Steckverbinder geeigneten Kunststoff. Somit kann z.B. eine Kostenersparnis durch den Wegfall von Leitungssätzen inkl. Stecker erzielt werden. Ferner sind funktionale Vorteile durch Trennung von Lagerbockfunktionen erzielbar. Eine Pedalkraftaufnahme kann z.B. ohne Einfluss auf die Funktion des Aktors erfolgen. Ferner ist ein modularer Aufbau möglich. Auch ist beispielsweise eine Funktionsrisiko-Minimierung erzielbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fußhebelwerks mit einem Pedallagerbock gemäß einer Ausführungsform,
- 2 eine transparente Teildarstellung des Pedallagerbocks mit einer Anschlussbaugruppe und einer daran angeschlossenen elektrischen Baueinheit,
- 3 eine Darstellung der Anschlussbaugruppe und der daran angeschlossenen elektrischen Baueinheit,
- 4 eine andere Darstellung der Anschlussbaugruppe und der daran angeschlossenen elektrischen Baueinheit,
- 5 eine transparente Teildarstellung des Pedallagerbocks mit der Anschlussbaugruppe aber ohne die elektrische Baueinheit,
- 6 eine andere Teildarstellung des Pedallagerbocks mit der Anschlussbaugruppe aber ohne die elektrische Baueinheit,
- 7 eine Darstellung der Anschlussbaugruppe und
- 8 eine schematische Darstellung der elektrischen Baueinheit.
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Aus 1 ist eine schematische Darstellung eines Fußhebelwerks 1 mit einem Pedal 2 und einem Pedallagerbock 3 gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, an dem das Pedal 2 um eine Pedalachse 4 schwenkbar gelagert ist, die in 1 insbesondere senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Das Pedal 2 umfasst einen Pedalkörper 5, der an seinem der Schwenkachse 4 abgewandten freien Ende eine Trittfläche 6 zur Betätigung des Pedals 2 aufweist. In 1 ist das Pedal 2 in einer Ruhestellung P0 dargestellt. Wird, insbesondere durch eine Bedienperson, eine Betätigungskraft in das Pedal 2 eingeleitet, so schwenkt dieses in Richtung des Pfeils 7 um die Schwenkachse 4.
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Der Pedallagerbock 3 umfasst einen aus einem, vorzugsweise faserverstärkten, Kunststoff bestehenden Lagerbockkörper 8, in dem eine Aufnahme 9 (siehe z. B. 5) vorgesehen ist, in der eine elektrische Baueinheit 10 angeordnet ist, die mittels eines Koppelglieds 11 mechanisch mit dem Pedal 2 verbunden ist. Der Kunststoff des Lagerbockkörpers 8 ist bevorzugt mit Fasern 26 verstärkt, von denen einige in 1 schematisch angedeutet sind.
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Wie aus 8 ersichtlich, umfasst die Baueinheit 10 bevorzugt wenigstens einen Kraftsensor 23, mittels welchem eine in das Pedal eingeleitete Betätigungskraft F1 erfassbar ist. Vorzugsweise umfasst die Baueinheit 10 wenigstens einen Winkelsensor 23, mittels welchem ein Schwenkwinkel α des Pedals 2 ausgehend von der Ruhestellung P0 erfassbar ist. Vorteilhaft umfasst die Baueinheit 10 einen Aktor 25, mittels welchem eine, vorzugsweise der oder einer Betätigungskraft F1 entgegenwirkende, Kraft oder Gegenkraft F2 erzeugbar und über das Koppelglied 11 in das Pedal 2 einleitbar ist.
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Das Fußhebelwerk 1 ist bevorzugt Teil eines Brake-by-Wire-Systems. Die Kraft oder Gegenkraft F2 vermittelt einer die Betätigungskraft F1 aufbringenden Bedienperson somit insbesondere das Gefühl eines mechanischen Widerstands, wie er z.B. von einem durch das Pedal betätigten Bremskraftverstärker erzeugt würde, der hier in der Regel aber nicht vorhanden ist.
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Der Pedallagerbock 3 weist eine Anschlussbaugruppe 12 auf, die in Einzeldarstellung aus 7 ersichtlich ist und eine mehrere Leiterbahnen 13 umfassende Leiterbahnanordnung 14 und einen aus einem Kunststoff bestehenden Baugruppenkörper 15 umfasst, in dessen Kunststoff die Leiterbahnanordnung 14 mit ihren Leiterbahnen 13 zumindest teilweise eingebettet ist.
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Ferner ist der Baugruppenkörper 15, wie insbesondere aus den 2, 5 und 6 ersichtlich, zumindest teilweise in den Kunststoff des Lagerbockkörpers 8 eingebettet. Dabei handelt es sich bei dem Kunststoff des Lagerbockkörpers 8 und bei dem Kunststoff des Baugruppenkörpers 15 um unterschiedliche Kunststoffe. Die vorzugsweise aus Metall bestehenden Leiterbahnen 13 weisen jeweils zwei Leiterbahn-Enden auf, die von dem Kunststoff des Baugruppenkörpers 15 freie elektrische Kontakte 16 der Anschlussbaugruppe 12 bilden. Bevorzugt besteht die Leiterbahnanordnung 14 aus Metall und ist beispielsweise durch ein Stanzgitter gebildet und/oder aus diesem hergestellt.
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Die Anschlussbaugruppe 12 umfasst mehrere Steckverbinder 17, 18 und 19, die jeweils mehrere der elektrischen Kontakte 16 aufweisen. Jeder Steckverbinder weist ein Steckverbindergehäuse 20 auf, in dem die jeweiligen elektrischen Kontakte 16 vorgesehen sind, wobei jedes Steckverbindergehäuse 20 aus dem Kunststoff des Baugruppenkörpers 15 besteht und somit integral mit diesem ausgebildet ist.
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Die elektrische Baueinheit 10 weist Gegensteckverbinder 21 und 22 auf, die mit den Steckverbindern 18 und 19 der Anschlusseinheit 12 zusammengesteckt sind, was insbesondere aus den 2, 3 und 4 ersichtlich ist. Dabei ist der Steckverbinder 18 insbesondere mit dem Gegensteckverbinder 21 und der Steckverbinder 19 insbesondere mit dem Gegensteckverbinder 22 zusammengesteckt. Der Steckverbinder 17, der z.B. auch als erster Steckverbinder bezeichnet wird, ist von außen zugänglich am Lagerbockkörper 8 vorgesehen. Der Steckverbinder 17 dient insbesondere dazu, die elektrische Baueinheit 10 mit einer externen Steuereinrichtung zu verbinden.
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Bezugszeichen
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- 1
- Fußhebelwerk
- 2
- Pedal
- 3
- Pedallagerbock
- 4
- Pedalschwenkachse
- 5
- Pedalkörper
- 6
- Trittfläche
- 7
- Schwenkrichtung des Pedals
- 8
- Lagerbockkörper
- 9
- Aufnahme
- 10
- elektrische Baueinheit
- 11
- Koppelglied
- 12
- Anschlussbaugruppe
- 13
- Leiterbahn
- 14
- Leiterbahnanordnung
- 15
- Baugruppenkörper
- 16
- elektrischer Kontakt
- 17
- Steckverbinder
- 18
- Steckverbinder
- 19
- Steckverbinder
- 20
- Steckverbindergehäuse
- 21
- Gegensteckverbinder
- 22
- Gegensteckverbinder
- 23
- Kraftsensor
- 24
- Winkelsensor
- 25
- Aktor
- 26
- Faser
- α
- Schwenkwinkel
- F1
- Betätigungskraft
- F2
- Kraft / Gegenkraft
- P0
- Ruhelage
