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Die
Erfindung betrifft ein verstellbares Fußhebelwerk, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
welches zumindest ein Anschlussteil aufweist. Dieses ist über ein
als Parallelogrammgestänge
ausgebildetes Übertragungsglied
und einem weiteren Übertragungselement
mit einer Übertragungseinheit
gekoppelt und innerhalb des Parallelogrammgestänges schwenkbar gehalten. Das
verstellbare Fußhebelwerk
weist des Weiteren zumindest eine Antriebseinheit sowie einen Verstellmechanismus
auf.
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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
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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Die
US 3,151,499 offenbart ein
verstellbares Fußhebelwerk
für Kraftfahrzeuge
mit einem innerhalb eines als Parallelogrammgestänge ausgebildeten Übertragungsglieds
schwenkbar gehaltenem Anschlussteil. Der Verstellmechanismus wird
hierbei durch eine karosserieseitig schwenkbar gehaltene Spindelmutter,
welche eine angetriebene und an einem Gestängeteil angelenkte Spindel
aufnimmt, gebildet.
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Dieses
verstellbare Fußhebelwerk
baut in der Vertikalen sehr hoch auf und beansprucht für die schwenkbar
gehaltene Spindel als auch für
das Parallelogrammgestänge
einen relativ großen
Schwenkraum. Hierdurch bleibt wertvoller Bauraum, insbesondere für moderne
flache Fahrzeuge, ungenutzt. Des Weiteren weist das Anschlussteil
einen insgesamt relativ kleinen Hebelarm auf, wodurch die Dosierung
der Betätigungskräfte durch
den Bediener erschwert wird.
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Ein
weiteres nachteilig in der Vertikalen hoch aufbauendes verstellbares
Fußhebelwerk
mit einem zwischen einem Anschlussteil und einer Übertragungseinheit
angeordneten als Parallelogrammgestänge ausgebildeten Übertragungsglied
offenbart die
EP 0
936 528 A2 , wobei die Anordnung des Übertragungselementes hier die
Ausübung
einer Zugkraft auf die Übertragungseinheit
ermöglicht.
Der Verstellmechanismus wirkt auch hier über eine schwenkbar gelagerte
drehbare Spindel auf ein Gestängeteil
des Parallelogrammgestänges,
an welchem die Spindelmutter fest angeordnet ist.
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Weiterhin
offenbart die
US 6
189 409 B1 bereits ein einstellbares Fußhebelwerk mit einer Pedalbaugruppe
als Anschlussteil, welches aufgehängt ist an einem Parallelogrammgestänge, dass
zwei schwenkbare Parallellenker und zwei parallele Schraubspindeln
umfasst. Diese Pedalaufhängung ist
mit der anzusteuerenden Übertragungseinheit über eine
Schubstange gekoppelt. Des Weiteren ist das Anschlussteil schwenkbar
mit dem Parallelogrammgestänge
gekoppelt. Nachteilig an dieser Anordnung ist allerdings der hohe
antriebstechnische Aufwand mit zwei anzutreibenden Spindeln.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verstellbares Fußhebelwerk zuschaffen, welches
die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine bauraumsparende
Anordnung des Verstellmechanismusses und des Übertragungsgliedes bietet.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einem verstellbaren Fußhebelwerk
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
mit zumindest einem Anschlussteil, welches über ein als Parallelogrammgestänge ausgebildetes Übertragungsglied
sowie einem weiteren Übertragungselement
mit einer Übertragungseinheit
gekoppelt ist und derart schwenkbar innerhalb des Parallelogrammgestänges gehalten
ist, dass das Anschlussteil mit einem Gestängeteil des Parallelogrammgestänges verbunden
ist sowie mit einem Verstellmechanismus, ist gekennzeichnet durch
ein als Parallelogrammgestänge
ausgebildetes Übertragungsglied,
wobei ein erster Gelenkpunkt des Parallelogrammgestänges unmittelbar
mit dem Verstellmechanismus gekoppelt ist und ein zweiter Gelenkpunkt
des Parallelogrammgestänges
in einer karosserieseitigen Führung
gehalten ist, wobei die Verschiebebewegung des ersten Gelenkpunktes
mittels eines Gestängeteiles
des Parallelogrammgestänges auf
den zweiten Gelenkpunkt übertragbar
ist. Diese Anordnung erlaubt es, das Parallelogrammgestänge insgesamt
besonders flach anzuordnen, so dass es nicht hoch aufbaut. Insbesondere
in Verbindung mit einem Verstellmechanismus, welcher beispielsweise eine
ortsfest gehaltene, drehbare und im wesentliche horizontal ausgerichtete
Spindel mit einer entlang dieser verschiebbaren Spindelmutter umfassen kann,
ergibt sich der Vorteil, dass wenig Bauraum für das Verschwenken der Bauteile
während
des Verstellvorganges vorgehalten werden muss. Dieser Bauraum kann
für anderweitige
Funktionen und Baugruppen im Fahrzeug verwendet werden.
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Die
Führung
des zweiten Gelenkpunktes in einer karosserieseitigen Kulisse ermöglicht eine
vorteilhafte Zwangsbewegung des Parallelogrammgestänges für die Sicherstellung
einer ordnungsgemäßen Verstellbewegung.
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Vorzugsweise
ist das Anschlussteil einstückig
mit einem Gestängeteil
ausgebildet, wodurch sich die Bauteilanzahl wirksam reduzieren lässt. Bei dieser
Ausführung
fällt die
Schwenkachse des Anschlussteils besonders vorteilhaft mit der Gelenkachse
des ersten an dem Verstellmechanismus gekoppelten Gelenkpunktes
des Parallelogrammgestänges zusammen,
wodurch eine direkte Verschiebebewegung des Anschlussteils ermöglicht wird.
Bedingt durch eine Verschwenkung des Parallelogrammgestänges während des
Verschiebevorganges, kann das Anschlussteil in Bezug auf den Bediener
in der Höhe
verstellt werden.
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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 Figuren näher
dargestellt. Es zeigt:
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1:
eine erfindungsgemäße Ausbildung eines
verstellbaren Fußhebelwerks
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2:
eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Fußhebelwerks in zwei verschiedenen
Positionen
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Das
verstellbare Fußhebelwerk 1 nach 1 umfasst
ein schwenkbar gelagertes Anschlussteil 2, welches als
Bremspedal ausgebildet ist und mittels eines Verstellmechanismusses 3 linear verschiebbar
ist. Zum Verstellmechanismus 3 gehören eine karosserieseitig ortsfest
und drehbar gelagerte Spindel 4, eine Antriebseinheit 5,
beispielweise ein Elektromotor, sowie eine entlang der Spindel 4 verschiebbare
Spindelmutter 6. Das Anschlussteil 2 ist mittels
eines Übertragungsgliedes 7 und
eines sich daran anschließenden Übertragungselementes 8 mit
einer Übertragungseinheit 9 gekoppelt.
Die Übertragungseinheit 9 gibt
die auf das Anschlussteil 2 einwirkenden Betätigungskräfte an den
Verbraucher, hier, beispielsweise die Bremsen weiter.
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Das Übertragungsglied 7 ist
hier als ein Parallelogrammgestänge 10 ausgebildet,
wobei das Anschlussteil 2 ein Gestängeteil 11 dieses
Parallelogrammgestänges
bildet. Das Anschlussteil 2 ist hier mit dem Gestängeteil 11 einstückig ausgeführt. Die Schwenkachse
des Anschlussteils 2 ist dabei identisch mit der Gelenkachse
eines ersten Gelenkpunktes 12 des Parallelogrammgestänges 10 und
gleichzeitig an der Spindelmutter 6 angeordnet. Innerhalb des
Parallelogrammgestänges 10 ist
dem Gestängeteil 11 gegenüber ein
zweites Gestängeteil 13 angeordnet,
welches als ein Winkelhebel 14 ausgebildet ist. An dem
Gestängeteil 13 befindet
sich ein in einer Führung 15 gehaltener
zweiter Gelenkpunkt 16, welcher über ein drittes Gestängeteil 17 mit
dem ersten Gelenkpunkt 12 verbunden ist. Die Führung ist
als eine Kulisse 18 ausgebildet. Ein viertes Gestängeteil 19,
welches parallel zum dritten Gestängeteil 17 angeordnet
ist, verbindet über
zwei weitere Schwenkpunkte das Gestängeteil 11 und das
Gestängeteil 13 und
vervollständigt
so das Parallelogrammgestänge 10.
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Der
Winkelhebel 14, welcher von dem Gestängeteil 13 mit einem
daran fest angeordneten Fortsatz gebildet wird, ist über einen
am Fortsatz des Winkelhebels 14 angeordneten Gelenkpunkt 20 mit dem Übertragungselement 8 verbunden.
Das Übertragungselement 8 ist
als eine Druckstange 21 ausgeführt.
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Für den Verstellvorgang
versetzt die Antriebseinheit 5 des Verstellmechanismusses 3 die Spindel 4 in
Rotation und verschiebt damit die Spindelmutter 6 entlang
der Spindelachse. Zusammen mit der Spindelmutter 6 wird
der hieran angebundene erste Gelenkpunkt 12 des Parallelogrammgestänges 10,
durch welchen die Schwenkachse des Anschlussteils 2 verläuft, verschoben.
Mit dem Gestängeteil 17 wird
diese Bewegung auf den zweiten Gelenkpunkt 16 des Parallelogrammgestänges 10 übertragen,
wodurch dieser Punkt in der als Kulisse 18 ausgebildeten
Führung 15 verschoben
wird. Über das
als Druckstange 21 ausgebildete Übertragungselement 8 stützt sich
der Winkelhebel 14 ab und führt so eine Schwenkbewegung
um den zweiten Gelenkpunkt 16 aus, wodurch das Parallelogrammgestänge 10 insgesamt
eine Verschwenkung erfährt.
Die Schwenkbewegung des Winkelhebels 14 wird über die
beiden Gestängeteile 17 und 19 auf
das mit dem Anschlussteil 2 einstückig ausgebildete Gestängeteil 11 übertragen.
Damit erfährt
das Anschlussteil 2 zusätzlich
zur linearen Verschiebebewegung eine um seine Schwenkachse erfolgende
Verschwenkung. In der 2 sind zwei verschiedene Verstellpositionen mit
den daraus resultierenden Anschlussteilstellungen dargestellt.
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Die
Führung 15 ist
im vorliegenden Fall kreisbogenförmig
um den Anlenkpunkt 22 des Übertragungselementes ausgeführt, so
dass die Lage des Übertragungselementes 8 und
des Winkelhebels 14 zueinander stets gleichbleibend ist.
Um bei Bedarf eine andere Verschwenkung des Anschlussteils 2 während der
Verstellbewegung zu erzielen, kann die Führung eine anderweitige beliebige
Form annehmen.
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Ist
die Verstellbewegung abgeschlossen, so sind der erste und der zweite
Gelenkpunkt (12 und 16) des Parallelogrammgestänges 10 festgelegt. Durch
Verschwenken des Anschlussteils 2 um seine Schwenkachse,
welche mit dem ersten Gelenkpunkt 12 identisch ist, wird
das Parallelogrammgestänge 10 verschwenkt
und die Bewegung sowie die Betätigungskräfte werden über das
Gestängeteil 19,
den Winkelhebel 14 und die Druckstange 21 auf
die Übertragungseinheit 8 übertragen.
Für eine
sichere Übertragung
kann der zweite Gelenkpunkt 16 in der Führung 15 oder hier
der Kulisse 18 arretiert werden, z.B. über eine geeignete und nicht
näher dargestellte Klemmvorrichtung.
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Sofern
alle Anschlussteile eines Fußhebelwerks
gemeinsam auf einem linear verstellbaren Schlitten, welcher mit
der entlang der Spindel verschiebbaren Spindelmutter gekoppelt ist,
schwenkbar gelagert werden, können
alle Anschlussteile vorteilhafterweise auch gleichzeitig verstellt
werden. Zur Umsetzung der Verstellbewegung oder 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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Zur
Erzielung eines günstigen
Crashverhaltens können
bekannte Crashsicherheitssysteme eingesetzt werden, wie beispielsweise
ein Crashkeilsystem. Hierbei wirkt bei Verlagerung des Anschlussteils in
Richtung des Bedieners ein am Pedalmodul angebrachter Keil auf eine
fahrzeugfeste Vorrichtung, z.B. ein Fahrzeugquerträger, 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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Bedingt
durch die Verschwenkung des Parallelogrammgestänges während des Verschiebevorganges,
kann das Anschlussteil in Bezug auf den Bediener in der Höhe verstellt
werden. Damit wird gewährleistet,
dass auch kleinere Bediener mit allgemein kleineren Füßen die
Anschlussteile, welche hier als Pedale ausgebildet sind, optimal
erreichen können.
Unterstützt
werden kann dieser Effekt bei Bedarf dadurch, dass die Verschieberichtung
des ersten Gelenkpunktes des Parallelogrammgestänges und damit die Spindel
geneigt zur horizontalen Fahrzeugebene angeordnet wird.
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- 1
- Fußhebelwerk
- 2
- Anschlussteil
- 3
- Verstellmechanismus
- 4
- Spindel
- 5
- Antriebseinheit
- 6
- Spindelmutter
- 7
- Übertragungsglied
- 8
- Übertragungselement
- 9
- Übertragungseinheit
- 10
- Parallelogrammgestänge
- 11
- Gestängeteil
- 12
- Erster
Gelenkpunkt
- 13
- Gestängeteil
- 14
- Winkelhebel
- 15
- Führung
- 16
- Zweiter
Gelenkpunkt
- 17
- Gestängeteil
- 18
- Kulisse
- 19
- Gestängeteil
- 20
- Gelenkpunkt
- 21
- Druckstange
- 22
- Anlenkpunkt