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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung eines Fußhebelwerk-Lagerbocks in einem
Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
allgemein bekannte Anordnung eines Fußhebelwerk-Lagerbocks in einem
Kraftfahrzeug umfasst eine Lagerbockgrundplatte, die an der Stirnwand
des Fußraums
etwa im Bereich eines Lenksäulendurchgangs
befestigt ist. An der Lagerbockgrundplatte ist ein Fahrpedalmodul-Bühnenteil
(FPM-Bühnenteil)
angeformt, auf dem ein Fahrpedalmodul mit einem in den Fußinnenraum
abstehenden Fahrpedal montierbar ist.
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Bei
einem Frontaufprall des Kraftfahrzeugs werden Bauteile aus dem Vorderwagen
wie beispielsweise das Lenkgetriebe so gegen die Stirnwand verlagert,
dass diese nach innen in den Fußinnenraum
geschwenkt wird. Dadurch können
der untere Bereich der Lagerbockgrundplatte und das damit verbundene
FPM-Bühnenteil
nach oben geschwenkt werden, so dass ein daran befestigtes Fahrpedal
mit nach oben geschwenkt wird und weit in den Fußinnenraum ragt. Dabei kann
es zu einer Fußbelastung und
Beeinträchtigung
eines Fahrers durch eine schlagartige Verschwenkung und durch die
zeigerartig hochgeschwenkte Ausrichtung eines Pedals im Fußinnenraum
kommen.
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Mit
der WO 03/008241 A2 ist eine Anordnung eines Fußhebelwerk-Lagerbocks in einem Kraftfahrzeug
dargestellt, mit einer Lagerbockgrundplatte, die an der Stirnwand
befestigt ist und mit einem an der Lagerbockgrundplatte angeform ten FPM-Bühnenteil,
auf dem ein Fahrpedalmodul mit einem in den Fußinnenraum abstehenden Fahrpedal montierbar
ist. Der Verbindungsabschnitt zwischen der Lagerbockgrundplatte
und dem FPMI-Bühnenteil ist
als Sollbiegestelle und/oder Sollbruchstelle ausgebildet, so dass
im Frontcrashfall das FPM-Bühnenteil
mit dem daran angebrachten Fahrpedal bei crashbedingt auf die Lagerbockgrundplatte
wirkenden Kräfte
durch Verbiegen oder Bruch am Verbindungsabschnitt eine dagegen
weitgehend abgekoppelte Zwangsverlagerung ausführen kann. Damit kann über dieses
stabile Verbindungselement bereits in der Initialphase eines Frontcrashs
bei einer Verlagerung des Stirnwandbereichs ein Initialschlag mit
einer Kraftspitze und Belastung auf den Fahrerfuß übertragen werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung eines Fußhebelwerk-Lagerbocks
in einem Kraftfahrzeug so weiterzubilden, dass die crash bedingte
Intrusion eines Fahrpedals in den Fußinnenraum eines Kraftfahrzeugs
und damit eine Belastung des Fahrerfußes reduzierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 ist das FPM-Bühnenteil seitlich
unten sowie in den Fußinnenraum
vorspringend an der Lagerbockgrundplatte über wenigstens einen Verbindungsabschnitt
angeformt. Zumindest im unteren Bereich des FPM-Bühnenteils
ist ein Freiraum zum benachbarten Stirnwandbereich vorgesehen. Dabei
beult dieser Bereich durch entsprechende Dimensionierung und Bauteilanordnungen
im Vorderwagen zu Beginn eines Frontaufpralls des Fahrzeugs zumindest
teilweise in diesen Freiraum ein und verbleibt im weiteren Aufprallverlauf
in dieser Position.
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Der
untere Stirnwandbereich, auch als Wasserkastenschließteil bekannt,
ist unter Überbrückung dieses
Freiraums mittels einem Verbindungselement mit dem FPM-Bühnenteil
verbunden. Zudem ist der Verbindungsabschnitt zwischen der Lagerbockgrundplatte
und dem FPM-Bühnenteil
als Sollbiegestelle und/oder Sollbruchstelle ausgebildet, so dass im
Frontcrashfall das FPM-Bühnenteil
mit dem Fahrpedal durch das Verbindungselement im wesentlichen in
seiner normalen Betriebsposition gehalten wird. Die Lagerbockplatte
kann dagegen bei crashbedingt darauf wirkenden Kräften durch
Verbiegen oder Bruch am Verbindungsabschnitt eine andere vom FPM-Bühnenteil
weitgehend entkoppelte Zwangsverlagerung ausführen.
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Damit
kann zu Beginn eines Frontaufpralls das Wasserkastenschließteil eine
(relativ kurze) Relativbewegung gegenüber dem FPM-Bühnenteil
ausführen,
das dabei im wesentlichen noch in seiner ursprünglichen Position verbleibt.
Das Verbindungselement überträgt vorteilhaft
keine oder nur eine geringe Schubkraft auf das FPM-Bühnenteil.
Der Fahrerfuß ist
somit in dieser Initialphase des Aufpralls durch die zwangsweise
nach innen schwenkende Stirnwand nicht oder nur gering belastet.
Das Wasserkastenschließteil
mit der karosserieseitigen Halterung des Verbindungselements verbleibt
nach einem relativ kurzen initialen Einbeulweg im weiteren Aufprallverlauf
in dieser Position. Dabei wird insbesondere durch die Intrusion
des Motors und Getriebes/Lenkgetriebes die Stirnwand im Bereich
der Lagerbockgrundplatte nach innen und schräg nach oben in den Fahrgastinnenraum
geschwenkt. Dadurch würde auch
das angeformte FPM-Bühnenteil
und das darauf montierte Fahrpedal in den Fußinnenraum ungünstig schräg nach oben
mitgeschwenkt werden. Dies wird verhindert, indem nach einem kurzen Schwenkweg
das Verbindungsele ment in seine Funktionsstellung gestrafft wird
und das FPM-Bühnenteil
in dieser Lage zurückhält. Die
Lagerbockgrundplatte wird jedoch zusammen mit der Stirnwand weiter
verschwenkt, so dass zwischen dem mit dem Fangband zurückgehaltenen
FPM-Bühnenteil
und der weiter schwenkenden Lagerbockgrundplatte im Verbindungsabschnitt
eine Biegekraft erzeugt wird. Diese führt bei einem weniger starken
Aufprall zu einer Relativverbiegung zwischen der Lagerbockgrundplatte
und dem FPM-Bühnenteil
oder bei einem stärkeren
Aufprall zu einem Bruch des entsprechend dimensionierten Verbindungsabschnitts.
Vorteilhaft wird somit bei einem Aufprall das Fahrpedal in einer sicherheitsunkritischen
Position durch das Verbindungselement bei Unterbindung eines Initialschlages gehalten,
wobei die Zwangsbewegungen der Lagerbockgrundplatte und des FPM-Bühnenteils
mittels des Verbindungsabschnitts als Sollbiegestelle und/oder Sollbruchstelle
weitgehend entkoppelt sind.
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Das
Verbindungselement ist als flexibles Fangband ausgebildet. Aufgrund
der Flexibilität
des Fangbandes werden vorteilhaft keine Schubkräfte, die insbesondere in der
Initialphase des Aufpralls durch die zwangsweise nach innen schwenkende Stirnwand
auf das Verbindungselement einwirken, übertragen, so dass das FPM-Bühnenteil
im wesentlichen in seiner ursprünglichen
Position verbleibt.
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Die
Lagerplatte kann nach Anspruch 2 für die Montage eines Bremskraftverstärkers mit
einem Bremspedal genutzt werden. Das Bremspedal kann bei einer crashbedingten
Belastung in an sich bekannter Weise zu einer Leerbewegung von der
Bewegung der Lagerbockgrundplatte beispielsweise durch eine Ausrastung
abgekoppelt werden. Dadurch wird auch eine crashbedingte Belastung
des Fahrerfußes
durch das Bremspedal verhindert.
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Für eine einerseits
betriebsmäßig stabile Verbindung
zwischen der Lagerbockgrundplatte und dem angeformten FPM-Bühnenteil
und für
eine andererseits sicher wirkende Sollbiegestelle und/oder Sollbruchstelle
wird mit Anspruch 3 eine Sollbruchstrebe vorgeschlagen, die zwischen
einem oberen Bereich der Lagerbockplatte und einem fahrzeuginneren
Bereich des FPM-Bühnenteils
verläuft.
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Nach
den Merkmalen des Anspruchs 4 ist das Verbindungselement im normalen
Fahrzeugbetrieb zwischen jeweils einem an dem Wasserkastenschließteil fixierten
und seitlich am FPM-Bühnenteil angeschraubten
Beschlagteil etwa horizontal und in Fahrtrichtung verlaufend gehalten.
Damit ist eine einfache und kostengünstige Halterung sowie Montage möglich. Es
ist dabei darauf zu achten, dass das Verbindungselement eine genügend große Länge aufweist,
um alle fußhebelwerks-
und karosserieseitigen Toleranzen aufzufangen und auszugleichen.
Zudem ist das Verbindungselement so zu dimensionieren, dass es die
auftretenden Belastungen ohne zu reißen aufnehmen kann, wozu beispielsweise
geflochtene Metall- oder Gurtbänder
besonders geeignet sind.
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In
einer an einem konkreten Fahrzeug gemäß Anspruch 5 regelmäßig auftretenden
frontcrashbedingten Situation wird durch eine Intrusion eines Lenkgetriebes
und eine dadurch verursachte Schwenkbewegung der Stirnwand die Lagerbockgrundplatte
um eine im Bereich ihrer Oberkante liegende, im wesentlichen ortsfeste,
horizontale Querachse geschwenkt, wobei der untere Bereich der Lagerbockgrundplatte
unter Verbiegen und/oder Bruch des Verbindungsabschnitts in den
Fußinnenraum schwenkt.
Die erfindungsgemäße Rückhaltung
des FPM-Bühnenteils
mit dem darauf montierten Fahrpedal ist besonders vorteilhaft bei
dergestalt im Crashfall verformenden Fahrzeugen geeignet.
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Anhand
einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Fußhebelwerk-Lagerbocks, und
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2 eine
schematische, perspektivische Darstellung des Fußhebelwerk-Lagerbocks in einem Kraftfahrzeug.
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In 1 ist
schematisch eine Seitenansicht eines Fußhebelwerk-Lagerbocks 1 dargestellt.
An einer Lagerbockgrundplatte 2 des Fußhebelwerk-Lagerbocks 1,
die an einer Stirnwand 3 eines Kraftfahrzeuges befestigt
ist, ist ein FPM-Bühnenteil 4 (Fahrpedalmodul-Bühnenteil)
seitlich unten sowie in den Fußinnenraum 5 vorspringend über einen
Verbindungsabschnitt 6 angeformt. Auf dem FPM-Bühnenteil 4 ist
ein Fahrpedalmodul 7 mit einem in den Fußinnenraum 5 abstehenden
Fahrpedal 8 montiert.
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Im
unteren Bereich des FPM-Bühnenteils 4 ist
ein Freiraum 9 zum benachbarten Wasserkastenschließteil 10a vorgesehen.
Der Freiraum 9 wird mit einem Verbindungselement, das beispielhaft
als flexibles Fangband 11 ausgeführt ist, überbrückt, so dass das Wasserkastenschließteil 10a mit
dem FPM-Bühnenteil 4 verbunden
ist. Sowohl am Wasserkastenschließteil 10a als auch
seitlich am FPM-Bühnenteil 4 ist
das Fangband 11 jeweils mittels einem Beschlagteil 12 und 13 angeschraubt.
Das Fangband 11 ist dabei in etwa horizontal ausgerichtet.
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In 2 ist
schematisch, perspektivisch der Fußhebelwerk-Lagerbock 1 im
montierten Zustand an der Stirnwand 3 dargestellt. Dabei
ist die seitlich untere Anordnung des FPM-Bühnenteils 4 an der
Lagerbockgrundplatte 2 zu erkennen. Das Fahrpedalmodul 7 mit
dem Fahrpedal 8, das am FPM-Bühnenteil 4 befestigt
ist, ist aus Übersichtlichkeitsgründen in 2 nicht
mit dargestellt. Der Verbindungsabschnitt 6 weist eine
zwischen einem oberen Bereich der Lagerbockgrundplatte 2 und
einem fahrzeuginneren Bereich des FPM-Bühnenteils 4 verlaufende
Sollbruchstrebe 14 auf. Der Fußhebelwerk-Lagerbock 1 kann
beispielsweise direkt benachbart zu einem Lenksäulendurchgang 15 in
der Stirnwand 3 angeordnet sein. Das Beschlagteil 13 des
Fangbandes 11 ist am Wasserkastenschließteil 10a direkt benachbart
zum Lenksäulendurchgang 15 angeschraubt. Dabei
ist das Fangband 11 im normalen Fahrbetrieb gestrafft zwischen
den beiden Beschlagteilen 12 und 13 gehalten.
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Bei
einem Frontalaufprall auf das Kraftfahrzeug wird aufgrund der entsprechenden
Dimensionierung des Stirnwandbereiches 10 und insbesondere
des Bereichs des Wasserkastenschließteils 10a als Bestandteil
der Stirnwand und dementsprechender Bauteilanordnungen zu Beginn
der Freiraum 9 teilweise eingebeult, was mit dem Doppelpfeil 16 und einer
strichlierten Linie 17, die dem eingebeulten Verlauf des
Bereiches des Wasserkastenschließteils 10a entspricht,
in 1 eingezeichnet ist. Im weiteren Aufprallverlauf
verbleibt der Bereich des Wasserkastenschließteils 10a in dieser
Position. Der Verbindungsabschnitt 6, der die Sollbruchstrebe 14 als
Bestandteil mit beinhaltet, ist so als Sollbiegestelle bzw. Sollbruchstelle 18 ausgebildet,
dass beim Frontaufprall das FPM-Bühnenteil 4 mit dem
daran angebrachten Fahrpedal 8 durch das Fangband 11 im
wesentlichen in seiner normalen Betriebsposition gehalten wird und
die Lagerbockgrundplatte 2 durch die crashbedingt einwirkenden
Kräfte
durch Verbiegen oder Bruch am Verbindungsabschnitt 6 eine
weitgehend vom FPM-Bühnenteil 4 abgekoppelte
Zwangsverschwenkung um eine horizontal verlaufende Querachse 19 ausführt.
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Aufgrund
der Flexibilität
des Fangbandes 11 wird zu Beginn des Frontaufpralls und
dem damit verbundenen leichten Einbeulen des Wasserkastenschließteil-Bereiches 10a keine
Schubkraft auf das FPM-Bühnenteil 4 übertragen,
so dass der Fahrerfuß in
dieser Phase des Aufpralls durch die zwangsweise nach innen schwenkende
Stirnwand 3 nicht belastet ist. Auch bei anderen Ausführungsvarianten
des Verbindungselements 11, z.B. als Strebe oder Steg,
werden keine oder nur geringe Schubkräfte auf das FPM-Bühnenteil 4 übertragen.
Durch die weiter einwirkende, insbesondere durch die Intrusion eines Lenkgetriebes
hervorgerufene Kraft auf die Stirnwand 3 im Bereich der
Lagerbockgrundplatte 2 wird diese in Richtung Fußinnenraum 5 schräg nach oben geschwenkt.
Dadurch würde
auch das angeformte FPM-Bühnenteil 4 und
das darauf montierte Fahrpedal 8 ungünstig schräg nach oben in den Fußinnenraum 5 mitgeschwenkt
werden. Da der Wasserkastenschließteil-Bereich 10a,
an dem das Fangband 11 mit dem Beschlagteil 13 angeschraubt
ist, nach einem relativ kurzen Einbeulweg in dieser Position verbleibt,
wird durch die Verschwenkung der Lagerbockgrundplatte 2 mit
dem daran angeformten FPM-Bühnenteil 4 um
die Querachse 19 das Fangband 11 in seine Funktionsstellung
gestrafft und das FPM-Bühnenteil 4 damit
zurückgehalten.
Diese Stellung des FPM-Bühnenteils 4 und
damit des Fahrpedalmoduls 7 bzw. des Fahrpedals 8 ist
mit einer strichlierten Linie 20 in 1 eingezeichnet.
Die Lagerbockgrundplatte 2 wird jedoch zusammen mit der
Stirnwand 3 weiter verschwenkt, so dass zwischen dem mit
dem Fangband 11 zurückgehaltenen
FPM-Bühnenteil 4 und
der weiter schwenkenden Lagerbockgrundplatte 2 im Verbindungsabschnitt 6 eine
Biegekraft erzeugt wird. Je nach Stärke des Aufpralls erfolgt zwischen der
Lagerbockgrundplatte 2 und dem FPM-Bühnenteil 4 eine plastische
Verformung bzw. ein Bruch des Verbindungsabschnitts 6.
In 1 ist mit einer strichlierten Linie 21 die
im Verbindungsabschnitt 6 abgebrochene Lagerbockgrundplatte 2 in
der verschwenkten Stellung eingezeichnet. Die Verschwenkrichtung
ist mit dem Pfeil 22 dargestellt. Mit strichpunktierten
Linien 23 ist die Sollbiegestelle bzw. Sollbruchstelle 18 im
Verbindungsabschnitt 6 und an der Sollbruchstrebe 14 in 1 und 2 eingezeichnet.
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Somit
ist das Verschwenken der Lagerbockgrundplatte 2 von einer
Verlagerung des FPM-Bühnenteils 4 entkoppelt,
so dass das Fahrpedalmodul 7 mit dem daran angeordneten
Fahrpedal 8 in einer sicherheitsunkritischen Position durch
das Fangband 11 gehalten wird.