DE19607690B4

DE19607690B4 - Vorrichtung zum Lösen der Verankerung eines Pedals vom Aufbau eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19607690B4
Application number: DE1996107690
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Specht (Fh); Rainer Dipl.-Ing. Schröter (FH)
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: DE19607690A1

Abstract

Vorrichtung zum Lösen der Verankerung eines um eine Pedalachse schwenkbaren Pedalhebels vom Aufbau eines Kraftfahrzeugs, wobei der Pedalhebel am Fahrzeugaufbau über eine Pedalachse und ein mit einem Fahrzeugbauteil verbundenes stangenförmiges Stützelement so verankert ist, daß der Pedalhebel mit einer bestimmten Betätigungskraft im Normalbetrieb um die Pedalachse schwenkbar ist und das Stützelement, welches beim Betätigen des Pedalhebels erzeugte Druckkräfte in seiner Längsrichtung weiterleitet, aufgrund überhöhter von außen auf das Fahrzeug einwirkender Kräfte durch Verformung aus seiner Stützposition bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) zumindest in seinem verformbaren Stangenbereich (44) einen rohrförmigen Querschnitt aufweist und dieser Stangenbereich im Crashfall bei abweichend zu seiner Längsrichtung wirkenden Kräften verformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der älteren deutschen Patentanmeldung DE 195 29 347 A1 ist eine derartige Vorrichtung beschrieben, bei welcher mit geringem konstruktivem Aufwand die Verankerung wenigstens eines der Pedale, insbesondere des Bremspedals, vom Fahrzeugaufbau gelöst werden kann. Dabei wird das Stützelement, welches insbesondere stangenförmig ausgebildet ist und als Druckstange zwischen dem Bremspedal und einem Bremskraftverstärker wirkt, durch Verformung aus seiner Stützposition gebracht, wobei die Verformung durch überhöhte äußere Krafteinwirkung und/oder Verformung eines Fahrzeugbauteils bewirkt wird.

In der älteren deutschen Patentanmeldung DE 195 01 859 A1 ist eine Druckstange beschrieben, die vom Bremspedal ausgeübte Druckkräfte auf einen Bremskraftverstärker überträgt und welche bei von außen auf das Fahrzeug einwirkenden Kräften verformbar ist.

Ferner ist aus der DE 31 07 918 C2 für einen Bremskraftverstärker eine Betätigungsstange bekannt, die aus zwei durch ein Gelenk verbundenen Stangenabschnitten besteht.

Aus der DE 44 09 285 A1 ist eine im Crashfall mechanisch entkoppelbare Druckstange bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das stangenförmige Stützelement, welches insbesondere als Druckstange zur Übertragung eines Pedaldrucks auf einen Bremskraftverstärker wir t, so auszubilden, daß im Normalbetrieb die von der Pedalbetätigung ausgeübten Kräfte problemfrei übertragen werden und bei überhöhten von außen auf das Fahrzeug einwirkenden Kräften, insbesondere bei einem Unfallgeschehen, sicher gewährleistet wird, daß die Verankerung des Pedals am Fahrzeug gelöst wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Das Stützelement kann hierzu im wesentlichen über seine gesamte Längsausdehnung als Rohrprofil ausgebildet sein. Das Rohrprofil läßt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, daß auf einen rohrförmigen Rohling von außen insbesondere radial nach innen gerichtete Formgebungskräfte zur Bildung der speziellen Form des Stützelements, welches insbesondere als Druckstange zwischen einem Bremspedal und einem Bremskraftverstärker wirkt, einwirken. Diese Formgebungskräfte können insbesondere durch Rundkneten des rohrförmigen Rohlings, welcher das Ausgangsmaterial für die hohl ausgebildete Druckstange ist, erzeugt werden.

Bei der Formgebung des Stützelementes können an beiden Enden des Stützelementes Gelenkkugeln zur gelenkigen Abstützung des Stützelementes am insbesondere als Bremskraftverstärker ausgebildeten Fahrzeugbauteil und am Pedalhebel (Bremspedal) angeformt werden. Eine Ausführungsform kann darin bestehen, daß die Gelenkkugel, welche am Pedalhebel abgestützt ist, als Vollkugel ausgebildet ist und beispielsweise durch Schweißen mit dem Hohlprofil des Stützelementes verbunden ist.

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:
1: ein Ausführungsbeispiel für die Gesamtanordnung einer Vorrichtung zum Lösen der Verankerung eines um eine Pedalachse schwenkbaren Pedals vom Aufbau eines Kraftfahrzeugs;
2: ein Ausführungsbeispiel für eine Druckstange, welche Pedalbewegungen auf einem Bremskraftverstärker des Fahrzeugs überträgt;
3: im Schnitt ein Ausführungsbeispiel für die in 2 dargestellte Druckstange;
und
4: eine schnittbildliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Druckstange.
In der 1 ist der Bereich in der Nähe eines Fußhebelwerks 50 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Ein Pedalhebel 14, insbesondere eines Bremspedals, ist um eine Pedalachse 5 am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagert. Mit dem Pedalhebel 14 ist als weiteres Stützelement 21 eine Druckstange, von der Ausführungsbeispiele in den 2 bis 4 dargestellt sind, gelenkig verbunden. Die Druckstange 21 erstreckt sich in etwa horizontaler Richtung bis zur Eingangsseite eines Bremskraftverstärkers 3, der ein Fahrzeugbauteil darstellt. Zur gelenkigen Verbindung der Druckstange 21 mit dem Pedalhebel 14 besitzt die Druckstange 21 an ihrem einen Ende eine Gelenkkugel 43. Zur gelenkigen Verbindung eines Betätigungsteils am Bremskraftverstärker 3 besitzt die Druckstange 21 an ihrem anderen Ende eine weitere Gelenkkugel 42. Im normalen Fahrbetrieb wird beim Betätigen des Bremspedals die Pedalbewegung über den Pedalhebel 14 und die Druckstange 21 auf den Bremskraftverstärker 3 für die Bremsenbetätigung übertragen.
Um bei einem Unfall, insbesondere Auffahrunfall, Verletzungen des Fahrzeuginsassen durch das in den Fahrzeuginnenraum geschobene Fußhebelwerk 50 zu vermeiden, wird die Verankerung des Pedalhebels 14 dadurch gelöst, daß die Druckstange 21 senkrecht zu ihrer Längsachse 49 verformt wird. Dabei wird die Abstützung, welche der Pedalhebel während des Normalbetriebes im Fahrzeug durch die Druckstange 21 hat, gelöst, und insbesondere wird der Pedalhebel 14 vom Fahrzeuginsassen weggeschwenkt. Zur Verformung der Druckstange 21 dient, wie im Hauptpatent 195 29 347.9 schon beschrieben ist, eine Angriffstelle 31, welche die Verbindungsstelle der Enden einer Pendelstütze 30 und einer Verstrebung 39 bildet. Die Pendelstütze 30 besitzt am Fahrzeugaufbau eine Abstützstelle 33 in der Nähe eines Lenkungsquerrohres 41. Die Verstrebung 39 besitzt an ihrem anderen Ende eine Abstützstelle 32 am Pedalbock des Fahrzeugaufbaus. Die auf die Druckstange 21 zu gerichteten Enden der Pendelstütze 30 und der Verstrebung 29 sind in der Angriffstelle 31 in einem stumpfen Winkel miteinander verbunden.
Bei einer Bewegung des vorderen Teils des Pedalbockes, insbesondere im Bereich der Abstützstelle 32 in Richtung zum Innenraum des Fahrzeugs hin, beispielsweise bei einem Unfallgeschehen, wird die Angriffstelle 31 durch die Verstrebung 39 und die Pendelstütze 30 zwangsgeführt, so daß sie sich etwa senkrecht zur Längsachse 49 der Druckstange 21 bewegt und die Druckstange 21 verformt wird, wie es beispielsweise in 13 der Hauptanmeldung 195 29 347.9. gezeigt ist.
In den 2 bis 4 sind Ausführungsbeispiele der Druckstange 21 dargestellt.
Die Druckstange gemäß den Ausführungsbeispielen besitzt einen verformbaren Stangenbereich 44, welcher hohlzylindrisch ausgebildet ist. An den Enden der Druckstange 21 befinden sich die Gelenkkugeln 42 und 43. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gelenkkugeln 2 und 3 ebenfalls hohl ausgebildet. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gelenkkugel 42, welche mit dem Betätigungsteil des Bremskraftverstärkers 3 verbunden ist, hohl ausgebildet. Am anderen Ende ist die Gelenkkugel 43 aus einer Vollkugel gebildet. Diese Gelenkkugel 43 ist mit dem Pedalhebel 14 verbunden. Die als Vollkugel ausgebildete Gelenkkugel 43 der 4 ist durch eine Schweißstelle 51 mit dem übrigen Teil der ein Hohlprofil aufweisenden Druckstange verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 besitzt die Druckstange über die gesamte Länge hin ein Hohlprofil.
Zwischen der Gelenkkugel 42, welche mit dem Bremskraftverstärker 3 verbunden ist und dem Ende des verformbaren Stangenbereiches 44 befindet sich ein hohlkegelstumpfförmiger Stangenteil 45. Der hohlkegelstumpfförmige Stangenteil 45 ist über einen hohlzylindrischen Stangenteil 48 mit dem hohlzylindrischen verformbaren Stangenbereich 44 verbunden. Am anderen Ende ist der hohlkegelstumpfförmige Stangenteil 45 über den hohlzylindrischen Stangenteil 47 mit der Gelenkkugel 42 verbunden.
Am anderen Ende ist der verformbare Stangenbereich 44 über einen hohlkegelstumpfförmigen Stangenteil 46 mit der Gelenkkugel 43 verbunden.
Das hohlzylindrische Stangenteil 48 besitzt einen kleineren Außen- und Innendurchmesser als der verformbare Stangenbereich 44. Das hohlzylindrische Stangenteil 47 besitzt einen kleineren Außen- und Innendurchmesser als das hohlzylindrische Stangenteil 48.
Die Angriffstelle 31, welche in der 1 von oben nach unten etwa senkrecht zur Längsachse 49 der Druckstange 21 bewegt wird, wirkt auf den hohlzylindrisch ausgebildeten verformbaren Stangenbereich 44. Aufgrund des Hohlprofils erreicht man insbesondere in einem Unfallgeschehen bei einer Bewegung der vor dem Fußhebelwerk 50 angeordneten Kraftfahrzeugteile in Richtung auf den Innenraum des Fahrzeugs zu eine definierte Verformung der Druckstange 21, wodurch der Fußhebel 14 aus dem Gefahrenbereich gebracht wird, in welchem Verletzungen, insbesondere der Beine des Fahrzeuginsassen, verursacht werden können.
Durch die Gestaltung der Druckstange 21 mit Hohlprofil kann ferner ein definierter Abbau der bei Panikbremsung auf das Pedal ausgeübten Kraft bewirkt werden. Durch entsprechende Bemessung der Wandstärke des Rohrprofils, insbesondere im verformbaren Stangenbereich 44, erreicht man diesen definierten Abbau der Kraft.
In bevorzugter Weise ist das Rohrprofil der Druckstange der dargestellten Ausführungsbeispiele aus einem rohrförmigen Rohling durch von außen einwirkende Formgebungskräfte gebildet. Hierzu eignet sich bevorzugt eine plastische Umformung mit Hilfe eines Rundknetverfahrens. Mit Hilfe dieses Rundknetverfahrens können die speziellen Rohrteile 44 bis 48 sowie die hohlen Gelenkkugeln 42 und 43 erzeugt werden.
Der Außendurchmesser des Druckrohres 21 beträgt ca. 7 mm bis 15 mm und in bevorzugter Weise 10 mm. Die Wandstärke des Druckrohres beträgt ca. 1 mm bis 2 mm und bevorzugt 1,5 mm. Das Verhältnis von Wandstärke zu Außendurchmesser im verformbaren Stangenbereich 44 der Druckstange 21 liegt zwischen 0,06 und 0,3, bevorzugt bei 0,15.

Claims

Vorrichtung zum Lösen der Verankerung eines um eine Pedalachse schwenkbaren Pedalhebels vom Aufbau eines Kraftfahrzeugs, wobei der Pedalhebel am Fahrzeugaufbau über eine Pedalachse und ein mit einem Fahrzeugbauteil verbundenes stangenförmiges Stützelement so verankert ist, daß der Pedalhebel mit einer bestimmten Betätigungskraft im Normalbetrieb um die Pedalachse schwenkbar ist und das Stützelement, welches beim Betätigen des Pedalhebels erzeugte Druckkräfte in seiner Längsrichtung weiterleitet, aufgrund überhöhter von außen auf das Fahrzeug einwirkender Kräfte durch Verformung aus seiner Stützposition bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) zumindest in seinem verformbaren Stangenbereich (44) einen rohrförmigen Querschnitt aufweist und dieser Stangenbereich im Crashfall bei abweichend zu seiner Längsrichtung wirkenden Kräften verformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) im wesentlichen über seine gesamte Längsausdehnung ein Rohrprofil hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Stützelementes (21) Gelenkkugeln (42, 43) zur gelenkigen Abstützung des Stützelementes (21) am Fahrzeugbauteil (3) und am Pedalhebel (14) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gelenkkugeln (42, 43) hohl ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Pedalhebel (14) abgestützte Gelenkkugel (43) als Vollkugel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) in seinem verformbaren Stangenbereich (44) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gelenkkugeln (42, 43) und dem verformbaren Stangenbereich (44) hohlkegelstumpfförmige Stangenteile (45, 46) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Fahrzeugbauteil (3) näher liegende hohlkegelstumpfförmige Stangenteil (45) an seinen beiden Enden hohlzylindrische Stangenteile (47, 48) aufweist, von denen das eine hohlzylindrische Stangenteil (47) mit der mit dem Fahrzeugbauteil (3) verbundenen Gelenkkugel (42) starr verbunden ist und das andere hohlzylindrische Stangenteil (48) mit dem verformbaren Stangenbereich (44) starr verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem verformbaren Stangenbereich (44) verbundene hohlzylindrische Stangenteil (48) einen kleineren Außen- und Innendurchmesser aufweist als der verformbare Stangenbereich (44) und einen größeren Innen- und Außendurchmesser als das mit der Gelenkkugel (42) verbundene hohlzylindrische Stangenteil (47).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) quer zu seiner Längsachse (49) verformbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) als Druckstange ausgebildet ist, die zwischen einem Bremspedal und einem Bremskraftverstärker des Fahrzeugs wirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den rohrförmigen Querschnitt aufweisende Bereich des Stützelementes (21) aus einem rohrförmigen Rohling durch von außen einwirkende Formgebungskräfte gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (21) durch Rundkneten gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des verformbaren Stangenbereiches (44) ca. 7 mm bis 15 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des rohrförmigen Bereiches des Stützelementes (21) ca. 1 mm bis 2,0 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Wandstärke zu Außendurchmesser im verformbaren Stangenbereich (44) des Stützelements (21) zwischen 0,06 und 0,3 liegt.