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Die Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2018 208 478 A1 ist eine Pedalvorrichtung bekannt mit einem Pedalhebel und einer Lagereinrichtung, wobei der Pedalhebel mittels eines Drehlagers drehbar an der Lagereinrichtung gelagert ist, und der Pedalhebel im Bereich des Drehlagers in einem Zwischenraum zwischen einer ersten Lagerseite und einer zweiten Lagerseite der Lagereinrichtung aufgenommen ist, wobei sich eine Drehachse des Drehlagers von der ersten Lagerseite zur zweiten Lagerseite erstreckt.
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Bei einer solchen Pedalvorrichtung ist es üblich, dass für die drehbare Lagerung ein oder mehrere Metallbolzen bzw. Metallstangen verwendet werden. Diese Metallbolzen bzw. Metallstangen müssen aufgrund notwendiger geringer Toleranzen in einem aufwendigen Zerspannungsprozess hergestellt werden. Zur Sicherung gegen ein Lösen oder Verlieren werden in der Regel zusätzliche Sicherungselemente verwendet. Hierdurch ergibt sich eine hohe Teileanzahl, wobei sämtliche Teile hinsichtlich der erforderlichen Sicherheit auf Vorhandensein und/oder Festsitz geprüft werden müssen.
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Darüber hinaus besteht ein zunehmender Bedarf eine Pedalstellung bzw. eine aktuelle Position des Pedalhebels mit einer geeignet ausgebildeten Sensoreinrichtung zu erfassen bzw. zu bestimmen.
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Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Pedalvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Ausbildung des Drehlagers vereinfacht und/oder kostengünstiger realisiert werden kann. Insbesondere soll die Anzahl der Teile zur Ausbildung des Drehlagers reduziert werden und/oder eine Anbindung einer Sensoreinrichtung verbessert werden. Vorzugsweise soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Pedalvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung mit einem Pedalhebel. Die Pedalvorrichtung kann als ein Fußhebelwerk ausgebildet sein oder bezeichnet werden. Insbesondere eignet sich die Pedalvorrichtung zur Bereitstellung eines als Bremspedal, Kupplungspedal, Feststellpedal oder Fahrpedal ausgebildeten Pedalhebels. Der Pedalhebel kann zum Betätigen mit einem Fuß eines Nutzers oder Fahrers ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Pedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen sein oder in einem Kraftfahrzeug verbaut sein. Vorzugsweise ist die Pedalvorrichtung ein Bestandteil eines mechanischen oder elektronischen Pedalsystems.
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Die Pedalvorrichtung weist eine Lagereinrichtung auf, wobei der Pedalhebel mittels eines Drehlagers drehbar an der Lagereinrichtung gelagert ist. Hierbei ist der Pedalhebel im Bereich des Drehlagers in einem Zwischenraum zwischen einer ersten Lagerseite und einer zweiten Lagerseite der Lagereinrichtung aufgenommen. Eine Drehachse des Drehlagers erstreckt sich von der ersten Lagerseite zur zweiten Lagerseite. Insbesondere erstreckt sich die Drehachse rechtwinklig zur ersten und/oder zur zweiten Lagerseite. Vorzugsweise erstreckt sich die Drehachse rechtwinklig zu einer Längsachse des Pedalhebels. Erfindungsgemäß weist der Pedalhebel auf einer der ersten Lagerseite und der zweiten Lagerseite zugewandten Seite jeweils einen Achsbolzen auf, wobei der jeweilige Achsbolzen zum drehbaren Lagern des Pedalhebels in einer Aufnahme der jeweiligen Lagerseite gelagert ist.
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Hierbei ist von Vorteil, dass der Pedalhebel selbst bereits die Achsbolzen aufweist. Hierdurch kann die Ausbildung des Drehlagers vereinfacht und kostengünstiger realisiert werden. Insbesondere kann auf zusätzliche Sicherungselemente verzichtet werden. Vorzugsweise definieren oder bestimmen die Achsbolzen die Drehachse des Drehlagers.
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Erfindungsgemäß sind die Achsbolzen als einstückige Bestandteile des Pedalhebels ausgebildet. Insbesondere sind der Pedalhebel und die Achsbolzen aus einem, vorzugsweise faserverstärkten, Kunststoffmaterial gebildet. Somit können der Pedalhebel und die Achsbolzen in einem einzigen Arbeitsschritt, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, hergestellt werden. Hierdurch sind der Aufwand und die Kosten zur Herstellung des Pedalhebels und/oder der Pedalvorrichtung reduziert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein Achsbolzen eine Verbindungsstruktur zum Übertragen einer Drehbewegung auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Drehbewegung um die Drehung des Pedalhebels um die Drehachse. Die Verbindungsstruktur kann die Drehbewegung des Pedalhebels unmittelbar und/oder ohne eine Übersetzung oder Untersetzung auf eine andere Einrichtung übertragen. Die Verbindungsstruktur kann in Verlängerung und/oder koaxial zur Drehachse ausgebildet sein. Insbesondere ist die Verbindungsstruktur an einer Stirnseite des Achsbolzens ausgebildet. Hierbei kann die Verbindungsstruktur kreuzartig an der Stirnseite des Achsbolzens ausgebildet sein. Alternativ sind andersartig ausgebildete Verbindungsstrukturen denkbar, soweit diese zur Übertragung einer Drehbewegung geeignet sind.
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Vorzugsweise ist der Achsbolzen mit der Verbindungsstruktur mit einer Sensoreinrichtung verbunden. Somit kann mittels der Verbindungsstruktur die Drehbewegung des Pedalhebels um die Drehachse aus die Sensoreinrichtung übertragen werden. Insbesondere ist mittels der Sensoreinrichtung eine Drehinformation zum Bestimmen eine Lage des Pedalhebels erfassbar. Somit kann eine Pedalstellung bzw. eine aktuelle Position des Pedalhebels mittels der Sensoreinrichtung erfasst und/oder bestimmt werden. Vorzugsweise stellt der Achsbolzen stirnseitig die Möglichkeit eines direkten und/oder formschlüssigen, insbesondere toleranzreduzierten, Antriebs für die Sensoreinrichtung zur Erfassung der Pedalhebelposition bereit.
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Gemäß einer Weiterbildung ist mindestens eine Aufnahme zum Aufnehmen eines einzelnen Achsbolzens als eine Durchgangsöffnung in der zugehörigen Lagerseite ausgebildet. Hierbei erstreckt sich der Achsbolzen durch die als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme hindurch. Vorzugsweise weist der sich durch die als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme erstreckende Achsbolzen die Verbindungsstruktur auf. Insbesondere ist die Aufnahme der ersten Lagerseite als eine topfartige Vertiefung und die Aufnahme der zweiten Lagerseite als Durchgangsöffnung ausgebildet.
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Erfindungsgemäß weist der Pedalhebel einen hohlen Abschnitt auf. Hierbei sind die Achsbolzen an zwei voneinander abgewandten Enden des hohlen Abschnittes ausgebildet. Der hohle Abschnitt kann hohlzylindrisch ausgebildet sein. Alternativ kann der hohle Abschnitt beispielsweise einen prismatischen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist der hohle Abschnitt im Bereich eines ersten Achsbolzens der beiden Achsbolzen offen ausgebildet. Hierbei weist eine Stirnseite des ersten Achsbolzen eine Öffnung auf. Die Öffnung kann den gleichen Innendurchmesser aufweisen wie der hohle Abschnitt, so dass der hohle Abschnitt in die Öffnung übergeht. Ein zweiter Achsbolzen der beiden Achsbolzen ist erfindungsgemäß geschlossen ausgebildet. Insbesondere weist der zweite Achsbolzen eine Stirnseite mit der Verbindungsstruktur auf.
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Gemäß einer Weiterbildung ist in dem hohlen Abschnitt ein Versteifungselement angeordnet. Insbesondere ist das Versteifungselement als ein Stab oder Metallstab ausgebildet. Das Versteifungselement kann in den hohlen Abschnitt eingepresst und/oder mit einem Kunststoff zum Ausbilden des Pedalhebels umspritzt sein. Hierbei ist von Vorteil, dass ein einfacher Rundstab als Versteifungselement verwendet werden kann. Zudem kann auf zusätzliche Sicherungselemente verzichtet werden.
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Vorzugsweise ist in der Aufnahme jeweils eine Gleitbuchse aufgenommen, wobei die Achsbolzen gleitbeweglich zum Realisieren des Drehlagers in der jeweiligen Gleitbuchse gelagert sind. Insbesondere sind die Gleitbuchsen formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in der jeweiligen Aufnahme gehalten. Eine erste Gleitbuchse kann in der Aufnahme der ersten Lagerseite und eine zweite Gleitbuchse in der Aufnahme der zweiten Lagerseite angeordnet sein. Die erste Gleitbuchse kann topfartig ausgebildet sein. Insbesondere ist die zweite Gleitbuchse hohlzylindrisch ausgebildet, wobei sich der Achsbolzen mit der Verbindungsstruktur durch die zweite Gleitbuchse hindurch erstreckt. Vorzugsweise sind die Gleitbuchsen aus einem reibungsreduzierenden Material gebildet.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Lagereinrichtung ein erstes Lagerbauteil und ein weiteres Lagerbauteil auf, wobei das erste Lagerbauteil die erste Lagerseite und das weitere Lagerbauteil die zweite Lagerseite hat. Insbesondere ist der Zwischenraum aufgrund eines Zusammenbaus der beiden Lagerbauteile gebildet. Innerhalb des Zwischenraums ist das Drehlager ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich der Pedalhebel aus dem Zwischenraum nach außen aus der Lagereinrichtung heraus. An einem von dem Drehlager abgewandten Ende des Pedalhebels kann eine Fußauflage zum Betätigen des Pedalhebels angeordnet und/oder ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung mit einem Pedalhebel in einer unbetätigten Ausgansposition und in einer betätigten Anschlagsposition,
- 2 eine perspektivische Seitenansicht des Pedalhebels für die erfindungsgemäße Pedalvorrichtung gemäß 1, und
- 3 einen Ausschnitt einer geschnittenen Frontansicht der erfindungsgemä-ßen Pedalvorrichtung gemäß 1.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung 1 mit einem Pedalhebel 2 bzw. 2' in einer unbetätigten Ausgansposition, Darstellung gemäß Pedalhebel 2, und in einer betätigten Anschlagsposition, Darstellung gemäß Pedalhebel 2'. Die Pedalvorrichtung 1 weist zudem eine Lagereinrichtung 3 auf. Hierbei ist der Pedalhebel 2 mittels eines Drehlagers 4 drehbar an der Lagereinrichtung 3 gelagert. Das Drehlager 4 weist eine Drehachse 5 auf, um die der Pedalhebel 2 drehbar ist. An einem von dem Drehlager 4 abgewandten Ende des Pedalhebels 2 ist eine Fußauflage 6 zum Betätigen des Pedalhebels 2 durch einen Nutzer oder Fahrer angeordnet bzw. ausgebildet.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Pedalhebels 2 für die erfindungsgemäße Pedalvorrichtung 1 gemäß 1. Der Pedalhebel 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt.
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Der Pedalhebel 2 weist auf zwei voneinander abgewandten Seiten jeweils einen Achsbolzen 7 bzw. 8 auf, wobei hier nur der Achsbolzen 8 erkennbar ist. Die Achsbolzen 7, 8 sind koaxial zur Drehachse 5 ausgebildet bzw. die Achsbolzen 7, 8 bestimmen die Drehachse 5. Des Weiteren sind die Achsbolzen 7, 8 als einstückige Bestandteile des Pedalhebels 2 ausgebildet.
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Der Achsbolzen 8 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verbindungsstruktur 9 zum Übertragen einer Drehbewegung auf. Die Verbindungsstruktur 9 ist an einer Stirnseite 10 des Achsbolzens 8 ausgebildet. Bei diesem Beispiel ist die Verbindungsstruktur 9 kreuzartig ausgebildet.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Frontansicht der erfindungsgemä-ßen Pedalvorrichtung 1 gemäß 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Lagereinrichtung 3 aus einem ersten Lagerbauteil 11 und einem weiteren Lagerbauteil 12 gebildet. Das erste Lagerbauteil 11 weist eine erste Lagerseite 13 und das weitere Lagerbauteil 12 eine zweite Lagerseite 14 auf. Aufgrund des Zusammenbaus der beiden Lagerbauteile 11, 12 ist ein Zwischenraum 15 gebildet, wobei der Pedalhebel 2 im Bereich des Drehlagers 4 in dem Zwischenraum 15 und zwischen der ersten Lagerseite 13 und der zweiten Lagerseite 14 der Lagereinrichtung 3 aufgenommen ist. Des Weiteren erstreckt sich der Pedalhebel 2 aus dem Zwischenraum 15 nach au-ßen aus der Lagereinrichtung 3 heraus.
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Die Drehachse 5 des Drehlagers 4 erstreckt sich von der ersten Lagerseite 13 zur zweiten Lagerseite 14. Die Achsbolzen 7, 8 des Pedalhebels 2 sind auf einer der ersten Lagerseite 13 bzw. der zweiten Lagerseite 14 zugewandten Seite ausgebildet. Hierbei ist der jeweilige Achsbolzen 7, 8 zum drehbaren Lagern des Pedalhebels 2 um die Drehachse 5 in jeweils einer Aufnahme 16 bzw. 17 der jeweiligen Lagerseite 13, 14 gelagert.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 16 der ersten Lagerseite 13 als eine topfartige Vertiefung und die Aufnahme 17 der zweiten Lagerseite 14 als Durchgangsöffnung ausgebildet. Der Achsbolzen 8 erstreckt sich hierbei durch die als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 17 hindurch. Hierdurch ist der Achsbolzen 17 mittels Verbindungsstruktur 9 mit einer Sensoreinrichtung 18 verbindbar bzw. verbunden. Somit ist mittels der Sensoreinrichtung 18 eine Drehinformation zum Bestimmen eine Lage des Pedalhebels 2 erfassbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Sensoreinrichtung 18 einen Sensorrotor 19 auf, der mit der Verbindungsstruktur 9 formschlüssig verbunden, so dass die Drehbewegung des Pedalhebels 2 auf den Sensorrotor 19 übertragen wird.
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Des Weiteren weist der Pedalhebel 2 bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Drehlagers 4 einen hohlen Abschnitt 20 auf. Gemäß diesem Beispiel ist der hohle Abschnitt 20 hohlzylindrisch ausgebildet. Die beiden Achsbolzen 7, 8 sind an zwei voneinander abgewandten Enden des hohlen Abschnittes 20 realisiert.
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Hier ist der hohle Abschnitt 20 im Bereich des ersten Achsbolzens 7 offen ausgebildet. Somit weist eine Stirnseite des ersten Achsbolzen 17 eine Öffnung 21 auf. Die Öffnung 21 hat bei diesem Ausführungsbeispiel den gleichen Innendurchmesser wie der hohle Abschnitt 20. Der zweite Achsbolzen 8 ist dagegen geschlossen ausgebildet und weist die Stirnseite 10 mit der Verbindungsstruktur 9 auf.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem hohlen Abschnitt 20 ein Versteifungselement 22 angeordnet. Das Versteifungselement 22 ist hier beispielhaft als ein Metallstab ausgebildet. Des Weiteren ist das Versteifungselement 22 durch die Öffnung 21 und vor der Montage in die Lagereinrichtung 3 bzw. zwischen die beiden Lagerbauteile 11, 12 in den hohlen Abschnitt 20 eingepresst.
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In der Aufnahme 16 bzw. 17 ist gemäß diesem Beispiel jeweils eine Gleitbuchse 23 bzw. 24 aufgenommen. Hierbei sind die Achsbolzen 7, 8 zum Realisieren des Drehlagers 4 gleitbeweglich in der jeweiligen Gleitbuchse 23, 24 gelagert. Die Gleitbuchsen 23, 24 sind jeweils rotationsfest in der jeweiligen Aufnahme 16 bzw. 17 festgesetzt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Gleitbuchse 23 in der Aufnahme 16 der ersten Lagerseite 13 und die zweite Gleitbuchse 24 in der Aufnahme 17 der zweiten Lagerseite 14 angeordnet. Die erste Gleitbuchse 23 ist formkorrespondierend zu der Aufnahme 16 topfartig ausgebildet. Die zweite Gleitbuchse 24 ist dagegen hohlzylindrisch ausgebildet, so dass sich der Achsbolzen 8 durch die zweite Gleitbuchse 24 hindurch erstreckt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Gleitbuchsen 23, 24 jeweils einen umlaufenden Rand 25 bzw. 26 auf. Die Rand 25 der Gleitbuchse 23 liegt an der ersten Lagerseite 13 und der Rand 26 der Gleitbuchse 24 an der zweiten Lagerseite 14 an. Die Ränder 25, 25 erstrecken sich in Bezug zur Drehachse radial nach außen. Beim Einsetzen der Gleitbuchsen 23, 24 bilden die Ränder 25, 26 einen Anschlag, der die Endposition der Gleitbuchse 23 bzw. 24 definiert.
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Bezugszeichen
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- 1
- Pedalvorrichtung
- 2
- Pedalhebel
- 3
- Lagereinrichtung
- 4
- Drehlager
- 5
- Drehachse
- 6
- Fußauflage
- 7
- Achsbolzen
- 8
- Achsbolzen
- 9
- Verbindungsstruktur
- 10
- Stirnseite
- 11
- erstes Lagerbauteil
- 12
- weiteres Lagerbauteil
- 13
- erste Lagerseite
- 14
- zweite Lagerseite
- 15
- Zwischenraum
- 16
- Aufnahme
- 17
- Aufnahme
- 18
- Sensoreinrichtung
- 19
- Sensorrotor
- 20
- hohler Abschnitt
- 21
- Öffnung
- 22
- Versteifungselement
- 23
- Gleitbuchse
- 24
- Gleitbuchse
- 25
- Rand
- 26
- Rand
