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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen eines mittels
einer Lagereinrichtung schwenkbar gelagerten Anschlussteils, insbesondere
eines Fußhebelwerks
in einem Kraftfahrzeug, an das über
ein Übertragungselement
eine Übertragungseinheit
zum Übertragen
der Bewegung des Anschlussteils gekoppelt ist, umfassend einen eine
Antriebseinheit beinhaltenden Verstellmechanismus zur Verstellung
der Position des Anschlussteils und eine Ausgleichseinheit zur Kompensierung
der durch die Positionsverstellung des Anschlussteils hervorgerufenen Änderung
des Abstandes vom Anschlussteil zur Übertragungseinheit.
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Derartige
Vorrichtungen kommen üblicherweise
in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen, zur
Verstellung von Steuerungspedalen wie Brems-, Kupplungs- und Gaspedalen zum Einsatz.
Obwohl sich in Personenkraftfahrzeugen bereits viele Komponenten
wie Sitz, Lenkrad etc. individuell entsprechend den Körpermaßen der
Bedienperson anpassen lassen, sind Lösungen zur Einstellung eines
der am häufigsten
benutzten Komponenten des Fahrzeuges – die Pedale – unüblich. Um
jedoch eine optimale Anpassung des Fahrzeuges an die individuellen
und unterschiedlichen Körpermaße der verschiedenen
Fahrer zu gewährleisten,
ist es notwendig, auch die Pedale individuell einstellbar, entsprechend
den ergonomischen Vorstellungen und Richtlinien zu gestalten und
damit ein ermüdungsfreies
und sicheres Fahren zu gewährleisten.
Insbesondere kleinere Fahrer haben eine Sitzposition, die sich zu
dicht am Lenkrad befindet. Damit befindet sich der Fahrer im Crashfall
zu dicht am Airbag. Dies gilt es durch eine geeignete Sitzposition
und insbesondere durch eine individuelle Einstellung der Pedale
zu vermeiden.
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Aus
der
DE 100 26 751
A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung
bekannt, bei der die translatorische und rotatorische Verstellung
eines hier interessierenden Anschlussteils über zwei separate Verstellmechanismen
realisiert wird, wobei separate Ausgleichsmittel die aus der Verstellung
des Anschlussteils resultierende Veränderung des Abstandes der Übertragungseinheit
zum Anschlussteil im Wesentlichen kompensieren.
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Bei
der bekannten Vorrichtung tritt der Nachteil auf, dass eine Vielzahl
von Komponenten beziehungsweise Bauteilen zur Verstellung des Anschlussteils
benötigt
werden. Insbesondere sind die separaten Ausgleichsmittel aufwendig
zu montieren und recht großbauend.
Weiterhin weist der Verstellmechanismus eine komplizierte und aufwendig
zu montierende Mechanik auf, die für jedes einzelne Pedal benötigt wird.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der
vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei der mindestens ein
Anschlussteil mit einem kompakten und einfachen Verstellmechanismus
einstellbar ist, wobei die Kräfteverhältnisse
durch die Positionsveränderung
des Anschlussteils im Wesentlichen unverändert bleiben. Des Weiteren
ist die Vorrichtung mit einer Einheit zum Ausgleich der Abstandsänderung
von Anschlussteil und Betätigungsvorrichtung
zu versehen, welche einfach und kompakt gebaut ist und damit auch
wenig Montageaufwand erfordert sowie einen geringen zusätzlichen
Bauraum beansprucht.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße verstellbare
Fußhebelwerk
ist gekennzeichnet durch die Ausbildung der Ausgleichseinheit als
eine hydraulische Feststelleinrichtung, welche in zwei Richtungen
wirkt sowie eine Teil des Übertragungselementes
darstellt.
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In
der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist
die Lagereinrichtung mit einem eine Antriebseinheit beinhaltenden
Verstellmechanismus gekoppelt und umfasst einen mittels einer Antriebseinheit
linear verfahrbaren Schlitten an welchem das schwenkbare Anschlussteil
angelenkt ist. Die Antriebseinheit umfasst hierbei zumindest eine
Spindel, eine Spindelmutter und einen Elektromotor.
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Vorteilhaft
ist die Ausbildung des Übertragungselementes
als eine Druckstange, wobei die hydraulische Feststelleinrichtung
zumindest einen Teil einer derartigen Druckstange bildet. Die Kolbenstange
der hydraulischen Feststelleinrichtung bildet hierbei vorteilhafterweise
den dem Anschlussteil zugewandten vorderen Teil der Druckstange
aus.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist es, das an dem Anschlussteil
eine vorteilhaft als Hubmagnet ausgebildete Betätigungseinrichtung angeordnet
ist, welche über
einen an dem Anschlussteil schwenkbar gelagerten Betätigungshebel
mit einer Ventilstange der hydraulischen Feststelleinrichtung in
Wirkverbindung steht. Ansteuerbar ist die Betätigungseinrichtung über ein
Signal der Antriebseinheit, vorteilhafterweise von einem Signal
des Elektromotors. Eine weitere einfache Ansteuerung des Hubmagneten
stellt die Verwendung des Signals für die Antriebseinheit für den Hubmagneten
dar.
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Die
hydraulische Feststelleinrichtung als Ausgleichseinheit baut sehr
kompakt und ist einem üblicherweise
ungenutzten Raum angeordnet, so dass kein weiterer zusätzlicher
Bauraum benötigt wird.
Zudem ist die Anbindung der hydraulischen Feststelleinrichtung auf
konventionelle Weise möglich,
so dass sich ein einfacher kinematischer Aufbau ergibt, der wenig
zusätzliche
Bauteile erfordert. Weiterhin ergeben sich in den verschiedenen
Verstellpositionen der Lagereinrichtung unveränderte Kräfte- und Übersetzungsverhältnisse.
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Weitere
die Erfindung verbessernde Maßnahmen
sind in den Unteransprüchen
angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der
Erfindung anhand der Figur näher
dargestellt. Es zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Lagereinrichtung
für ein
Fußhebelwerk
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2 eine prinzipielle Schnittdarstellung
einer hydraulischen Feststelleinrichtung Das verstellbare Fußhebelwerk 1 umfasst
eine an einer Aufnahmeplatte 2, welche an einer Karosserie
fest aufgenommen ist, angeordnete Lagereinrichtung 3 wobei über einen
eine Antriebseinheit 4 umfassenden Verstellmechanismus 5 ein
Schlitten 6 mit daran schwenkbar gehaltenen Anschlussteil 7 linear
bewegbar ist. Das Anschlussteil 7 ist hier als Bremspedal
eines Kraftfahrzeuges ausgebildet und steht mittels eines Übertragungselementes 8,
welches als eine Druckstange 9 ausgeführt ist, mit der Übertragungseinheit 10,
hier beispielsweise ein Bremsgerät in
Wirkverbindung.
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Die
Antriebseinheit 4 umfasst einen Elektromotor 11,
eine in der Aufnahmeplatte 2 drehbar gelagerte Spindel 12 sowie
eine drehfest mit dem Schlitten 6 verbundene Spindelmutter 13.
Die Spindel 12 wird über
den Elektromotor 11 in Rotation versetzt, wodurch sich
die Spindelmutter 13 mit dem daran angebundenen Schlitten 6 in
Spindellängsrichtung
bewegt.
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In
die Druckstange 9, welche einenends mit der Übertragungseinheit 10 in
Verbindung steht, ist als Ausgleichseinheit 14 eine hydraulische
Feststelleinrichtung 15 integriert. Auf der der Übertragungseinheit 10 abgewandten
Seite ist die Druckstange 9 in einer Lageraufnahme 16 schwenkbar
mit dem Anschlussteil 7 verbunden.
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Die
hydraulische Feststelleinrichtung 15 besteht, wie in 2 prinzipiell dargestellt
ist, aus einem in einem Zylinder 17 angeordneten Kolben 18, welcher
mit einer aus dem Zylinder 17 heraustretenden Kolbenstange 19 verbunden
ist. Die Kolbenstange 19 bildet dabei den dem Anschlussteil 7 zugewandten
vorderen Druckstangenteil 20. Die Verbindung zwischen hydraulischer
Feststelleinrichtung 15 und Übertragungseinheit 10 bildet
den hinteren Druckstangenteil 21. Bei entsprechender Ausbildung der
hydraulischen Feststelleinrichtung 15 kann dieser hintere
Druckstangeteil 21 auch entfallen. In der Kolbenstange
ist längsverschieblich
eine Ventilstange 22 angeordnet, welche in Verbindung mit
einem im Kolben 18 angeordneten Ventilsystem 23 steht. Abhängig von
der Stellung der Ventilstange 22 trennt das Ventilsystem 23 den
vorderen Druckraum 24 von dem hinteren Druckraum 25 bzw.
stellt eine Verbindung zwischen den beiden Druckräumen 24 und 25 her.
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An
dem Anschlussteil 7 ist ferner eine Betätigungseinrichtung 26 vorgesehen,
welche als Hubmagnet 27 ausgebildet ist. Die Betätigungseinrichtung 26 steht über einen
ebenfalls am Anschlussteil 7 schwenkbar gelagerten Betätigungshebel 28 mit
der Ventilstange 22 in Verbindung. Angesteuert wird der Hubmagnet 27 von
einem Signal des Elektromotors 11 oder alternativ verwendet
der Hubmagnet 27 dasselbe Signal wie der Elektromotor 11.
Zusätzlich
ist zwischen dem Schlitten 6 und dem Anschlussteil 7 eine
Rückstelleinrichtung 29 vorgesehen,
welche das Anschlussteil 7 nach Betätigung in seine Ausgangslage
zurück
bewegt.
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Sobald
die Spindel in Rotation versetzt wird, um den Schlitten 6 mit
dem daran angelenkten Anschlussteil 7 in Spindellängsrichtung
zu verschieben, erhält
der Hubmagnet 27 ein Signal und drückt über den Betätigungshebel 28 die
Ventilstange 22 in die Kolbenstange 19 der hydraulischen
Feststelleinrichtung 15 hinein. Damit gibt das Ventilsystem 23 die Verbindung
der beiden Druckräume 24 und 25 frei, wodurch
der Kolben 18 frei bewegt werden kann, so dass das an der
Kolbenstange 19 angelenkte Anschlussteil 7 verstellbar
ist. Durch eine Verschiebebewegung des Kolbens 18 im Zylinder 17 wird
also die Verstellbewegung des Anschlussteils 7 ausgeglichen.
Damit bildet die hydraulische Feststelleinrichtung 15 die
Ausgleichseinheit 14.
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Wenn
die Verstellbewegung beendet ist, liegt an dem Hubmagneten 27 kein
Signal mehr an, so dass über
den Betätigungshebel 28 die
Ventilstange 22 zurückbewegt
wird und so das Ventilsystem 23 die beiden Druckräume 24 und 25 voneinander
trennt. Der Kolben 18 kann nun nicht mehr im Zylinder 17 verschoben
werden, womit zwischen dem Anschlussteil 7 und der Übertragungseinheit 10 eine
in sich starre Verbindung entsteht. Nun kann durch Betätigung des
Anschlussteils 7 über
die starre Druckstange 9 eine Kraft auf die Übertragungseinheit 10 übertragen
werden. Das Übersetzungsverhältnis vom
Anschlussteil 7 auf die Übertragungseinheit 10 bleibt
dabei in jeder Verstellposition gleich.
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Die
hydraulische Feststelleinrichtung 15 als Ausgleichseinheit 14 ist
sehr kompakt aufgebaut und benötigt
nur einen minimalen Bauraum und dies in einem ohnehin kaum genutzten
Bereich, so dass keine Beeinträchtigungen
des Bedieners oder angrenzender Baueinheiten im Fahrzeug auftreten.
Weiterhin können
wesentliche Bauteile, wie z.B. die Anschlussteile, aus herkömmlichen
Fußhebelwerken
ohne Veränderungen übernommen
werden, wodurch kostengünstige
Lösungen
möglich
sind. Dies wird zusätzlich durch
den Bezug von hydraulischen Feststelleinrichtungen als Standardbauteile
begünstigt.
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Zur
Erzielung eines günstigen
Crashverhaltens können
bekannte Crashsicherheitssysteme eingesetzt werden, wie beispielsweise
ein Crashkeilsystem. Hierbei wirkt bei Verlagerung des Schlittens
in Richtung des Bedieners ein am Pedalmodul angebrachter Keil auf
eine fahrzeugfeste Vorrichtung, z.B. ein Fahrzeuquuerträger, und
durchtrennt bei weiterer Verlagerung des Pedalmoduls in Richtung
des Bedieners die Pedalachse, so dass das Pedal vom Pedalmodul abgetrennt
wird und die Füße des Bedieners
nicht weiter gefährden
kann.
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Sofern
alle Anschlussteile eines Fußhebelwerks
gemeinsam auf einem linear verstellbaren Schlitten schwenkbar gelagert
werden, können
alle Anschlussteile vorteilhafterweise auch gleichzeitig verstellt
werden. Zum Ausgleich der Abstandsänderungen zwischen dem jeweiligen
weiteren Anschlussteil und der dazugehörigen Übertragungseinheit kann im
Bedarfsfall auch die hier vorgestellte erfindungsgemäße Vorrichtung
oder auch jede andere bekannte Einrichtung verwendet werden. Auch
ist denkbar, die Einzelteile, insbesondere die Fußpedale,
aus Kunststoff zu fertigen, um eine zusätzliche Gewichtsersparnis zu
erzielen.
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Damit
die Anschlussteile für
eine leichtere Bedienung in Richtung des Bedieners abgesenkt werden
können,
kann weiterhin vorgesehen werden, dass das Fußhebelwerk insgesamt geneigt
gegenüber
dem Fahrzeugboden in der Karosserie angeordnet wird, so dass mit
einer Verstellung der Anschlussteile in Richtung des Bedieners diese
sich dem Fahrzeugboden annähern.
Damit wird gewährleistet,
dass auch kleinere Bediener mit allgemein kleineren Füßen die
Anschlussteile, welche hier als Pedale ausgebildet sind, optimal
erreichen können.
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- 1
- Fußhebelwerk
- 2
- Aufnahmeplatte
- 3
- Lagereinrichtung
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- Verstellmechanismus
- 6
- Schlitten
- 7
- Anschlussteil
- 8
- Üertragungselement
- 9
- Druckstange
- 10
- Übertragungseinheit
- 11
- Elektromotor
- 12
- Spindel
- 13
- Spindelmutter
- 14
- Ausgleichseinheit
- 15
- Hydraulische
Feststelleinrichtung
- 16
- Lageraufnahme
- 17
- Zylinder
- 18
- Kolben
- 19
- Kolbenstange
- 20
- vorderer
Druckstangenteil
- 21
- hinterer
Druckstangenteil
- 22
- Ventilstange
- 23
- Ventilsystem
- 24
- vorderer
Druckraum
- 25
- hinterer
Druckraum
- 26
- Betätigungseinrichtung
- 27
- Hubmagnet
- 28
- Betätigungshebel
- 29
- Rückstelleinrichtung