DE19632330A1 - Crashsicheres Pedalwerk, insbesondere Bremspedalwerk eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pedalwerk zur Betätigung mindestens einer Vorrichtung eines Bremsensystems von Fahrzeuge. Bei ei­ ner derartigen Vorrichtung kann es sich beispielsweise um das Bremsgerät (Booster) oder um einen Hauptzylinder handeln.

Das Pedalwerk hat die Aufgabe, aufgrund einer durch Fußkraft ausgeübten Bewegung eine in die betreffende Vorrichtung ragen­ de Betätigungsstange um einen dem Pedalweg entsprechenden Weg einzuschieben und somit den Bremsvorgang einzuleiten. Um die entsprechende Wegübersetzung zu erhalten, bestehen viele be­ kannte Pedalwerke im wesentlichen aus einem Schwenkhebel, an dessen Ende ein Pedal befestigt ist und an dem an einem näher zum Drehpunkt gelegenen Ort die Bestätigungsstange mittelbar oder unmittelbar angreift.

Naturgemäß muß der Schenkhebel mit dem Pedal in den Bodenbe­ reich des Fahrgastraumes hineinragen, um in geeigneter Weise betätigt werden zu können. Aus konstruktiven Gründen ist die­ ser Bodenbereich vielfach sehr eng, so daß für den Fahrer re­ lativ wenig Beinfreiheit besteht. Deshalb ist es als Gefahr erkannt worden, daß bei einem Unfall das Pedalwerk und ins­ besondere die Fußpedale in Richtung Spritzwand hin verschoben wird. Da das Pedalwerk in der Pegel auch noch eine verhältnis­ mäßig große Wegübersetzung besitzt, können schon kleine durch einen Unfall bedingte Verschiebungen der durch die Be­ tätigungsstange beaufschlagten Vorrichtung zu einem verhält­ nismäßig großen Schwenkausschlag des Fußpedals führen, durch welches der Fahrer verletzt werden kann, in dem seine unter­ halb der Pedale stehenden Füße eingeklemmt werden. Es hat da­ her Überlegungen gegeben, das Pedalwerk für den Crashfall si­ cherer auszugestalten. In der DE-OS 44 09 285 ist hierzu bei­ spielsweise eine vergleichsweise aufwendige Hebelanordnung beschrieben worden.

Die Erfindung geht daher aus von einem Pedalwerk der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Pedalwerk mit einfachen Mitteln derart abzuändern, daß für den Crashfall eine erheblich höhere Sicherheit gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Er­ findung besteht im Prinzip also darin, mit einfachen Mitteln dafür zu sorgen, daß beim Niederdrücken der Pedale in Betäti­ gungsrichtung die Betätigungsstange in die Vorrichtung (THZ, Booster) eingeschoben wird, während bei einer plötzlichen Ver­ schiebung der Vorrichtung in einer zum Herausschwenken der Pedale führenden Richtung diese plötzliche Verschwenkung un­ terbleibt. Um in einfacher Weise eine ziehende Bewegung des Bremshebels in eine Druckbewegung der Betätigungsstange umwan­ deln zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 2. Danach übt eine Zug­ bewegung an dem ersten Drehhebelarm eine entsprechende Druck­ bewegung an dem zweiten Drehhebelarm aus. Gleichzeitig kann der Drehhebel noch zur Kraft- und Wegübersetzung ausgenutzt werden. Ein erster Arm des Drehhebels und der Schwenkhebel des Pedals können so miteinander gekoppelt werden, daß entspre­ chend Anspruch 3 der zweite Hebelarm des Drehhebels direkt mit dem geeigneten Hebelarm des Bremspedals verbunden ist. Dabei geschieht die Verbindung derart, daß der durch Fußkraft beauf­ schlagte Pedalhebel den zweiten Hebelarm des Drehhebels zie­ hend beaufschlagt.

Da wegen der Drehbewegung des als Bremshebel ausgestalteten Pedalhebels und des Drehhebels der Winkel der Verbindungslinie zwischen den miteinander verbundenen Hebelarmen sich ändert, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmals­ kombination nach Anspruch 4. Die Winkeländerungen werden hier­ durch mittels einer Gelenkstange ausgeglichen, die ggf. an ihren beiden Angriffspunkten gelenkig ausgeführt sein kann, wie dies die Merkmalskombination nach Anspruch 5 vorschlägt.

Für die Erfindung wichtig ist nun, daß eine Zugbewegung an dem Pedalhebel zwar voll auf den zugeordneten zweiten Hebelarm des Drehhebels übertragen wird und somit zu einer Stoßbewegung hinsichtlich der Betätigungsstange führt. Andererseits ist sichergestellt, daß durch eine axiale ziehende Verschiebung der Betätigungsstange nicht zu einer entsprechenden Verschwen­ kung des Pedalhebels führt. Dies geschieht dadurch, daß eine Zugbewegung des Pedalhebels zwar über die Gelenkstange auf den Drehhebel übertragen wird, eine entgegengesetzte Drehbewegung des Drehhebels aber nicht zu einer entsprechenden Verschwen­ kung des Pedalhebels führt, weil sichergestellt ist, daß eine Druckbewegung der Gelenkstange keine Angriffsfläche an dem Pedalhebel findet. Eine sehr einfache Maßnahme hierzu wäre, statt einer Gelenkstange beispielsweise ein Seil zu verwenden. Derartige Seile haben allerdings den Nachteil, daß sie sich im Laufe der Zeit ausdehnen und somit nachgestellt werden müssen. Eine andere Möglichkeit besteht gemäß der vorliegenden Erfin­ dung darin, daß die Gelenkstange einen oder beide zugehörige Arme (Drehhebel und Pedalhebel) nur in Zugrichtung hinter­ greift, während in Druckrichtung die Gelenkstange an einen oder beiden Hebeln keinen Widerstand findet.

Ein besonderer Vorteil in der Verwendung des Drehhebels be­ steht weiterhin darin, daß er die Möglichkeit schafft, die zu betätigende Vorrichtung quer zur Fahrtrichtung zu stellen, so daß auch die Bewegungsrichtung der Betätigungsstange in dieser Richtung verläuft. Da aber die Verformung von Fahrzeugen am größten ist, wenn diese in Fahrtrichtung auf einen anderen Gegenstand aufprallen, wird diese Verformung zu einer ziehen­ den Lageänderung der Betätigungsstange führen. Weiterhin ist das Fahrzeug bei einem seitlichen Aufprall durch das weiter oben beschriebene Sicherheitssystem gestützt.

Als Folge davon schlägt die Anmeldung die Merkmale nach An­ spruch 6 bis 8 vor.

Um nun sicherzustellen, daß das Pedal vor seiner Betätigung in einer definierten Ausgangslage gegenüber dem Drehhebel sich befindet, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 9.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt in Vorderansicht ein mit einem Bremskraftver­ stärker (Booster) gekoppeltes Pedalwerk,

Fig. 2 zeigt das Pedalwerk in teilweise geschnittener Ansicht von der Seite gesehen,

Fig. 3 zeigt die Ansicht nach Fig. 2, nachdem der Booster durch einen in Fahrtrichtung erfolgten Unfall verformt wurde.

Der Bremshebel 1 ist zusammen mit einem Gashebel 2 in einem fahrzeugfest angeordneten Pedalrahmen 3 über die Drehachse 4 drehbar gelagert. Am unteren Ende des Bremshebels 1 ist ein Gaspedal 5 angeordnet, welches durch Fußkraft 5 beaufschlagt werden kann. Der in Fig. 1 obere Arm 6 ist über eine Gelenk­ stange 7 mit einem Drehhebel 8 gekoppelt, welcher um eine zweite Drehachse 9 drehbar ist. Der erste Hebelarm 10 greift an eine Betätigungsstange 11 an, welcher bei einer entspre­ chenden Drehbewegung des Drehhebels 8 in die als Bremskraft­ verstärker (Booster) ausgestaltete Vorrichtung (12) eindrückt. Im vorliegenden Fall steht die zweite Drehachse 9 senkrecht zur ersten Drehachse 4, da der Bremskraftverstärker 12 quer zur Fahrtrichtung angebracht ist, was die vorliegende Erfin­ dung nicht voraussetzt.

Für die Erfindung vielmehr wichtig ist, daß über die Gelenk­ stange 7 keine Druckkräfte zwischen dem oberen Arm 6 des Bremshebels 1 und dem zweiten Hebelarm 13 des Drehhebels 8 übertragen werden können. Dies gilt zumindest für größere dau­ erhafte Kräfte und Verformungen, wie sie bei einem Unfall auf­ treten. Übertragbar sind dagegen nur langsam wirkende geringe Kräfte mit Hilfe einer Druckfeder 14, welche bei vorschrifts­ mäßig herausfahrender Betätigungsstange das Pedal in seine Ausgangslage zurückfährt. In Fig. 3 ist nun die Wirkung der Erfindung bei einem Crashfall dargestellt. Der Crash erfolgte in Fahrtrichtung, wobei wie weiter oben noch erläutert, die Wirkung der Erfindung bei dem hier dargestellten Ausführungs­ beispiel bei einem Seitenaufprall noch größer ist, wenn der Unfall zu einer ziehenden Bewegung der Betätigungsstange 11 führt. Der Crashfall soll dabei bewirkt haben, daß in Fig. 1 der Bremskraftverstärker 12 zum Betrachter hin verschoben wur­ de, was beispielsweise durch einen frontalen Unfall geschehen kann. Als Folge davon wird in Fig. 1 der Drehhebel 8 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, so daß sich der zweite Hebelarm 13 auf den oberen Arm 6 des Bremshebels 1 zubewegt. Bei einer starren Verbindung dieser beiden Hebelenden könnte es nun so sein, daß das Bremspedal zur Spritzwand hin, also in Fig. 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt würde. Die große Gefahr hierbei ist, daß hierdurch der möglicherweise unter dem Pedal 5 befindliche Fuß des Fahrers durch das Bremspedal eingeklemmt werden könn­ te. Hier schafft die erfindungsgemäße Konstruktion Abhilfe, indem in der geschilderten Schwenkrichtung des Drehhebels 8 nur minimale Kräfte auf den Drehhebel 1 (über die Druckfeder 7) übertragen werden können. Als Reaktion des Unfalls ist in Fig. 3 zu erkennen, daß die Gelenkkugeln sich im Abstand von den Gelenkpfannen 18, 19 befinden, wodurch die zu verhindernde Schwenkbewegung des Bremshebels 1 im Uhrzeigersinn verhindert wird.

Claims (11)

1. Pedalwerk zur Betätigung mindestens einer Vorrichtung (12) eines Bremsensystems von Fahrzeugen, bei dem ein schwenkbar gelagerter Bremshebel (1) mit einer in die Vorrichtung (12) ragenden Betätigungsstange (11) derart gekoppelt ist, daß bei einer das Pedal (5) verschwenkenden, in Druckrichtung verlaufenden Fußbewegung (F) die Betätigungsstange (11) um einen entsprechenden Weg in die Vorrichtung (12) eingescho­ ben wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwi­ schenglied (8) zwischen Betätigungsstange (11) und Brems­ hebel (1) eingefügt ist, welches durch die Schwenkbewegung ziehend mitgenommen wird und welches die ziehende Bewegung des Bremshebels in eine Druckbewegung der Druckstange (11) umwandelt und daß bei einer ziehende Bewegung der Betäti­ gungsstange nur eine minimale Kraft von dem Drehhebel (8) auf den Bremshebel (1) übertragen werden kann.

2. Pedalwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (8) mit einem um eine gegenüber dem Fahrzeug feste Drehachse drehbar gelagerten Drehhebel (8) versehen ist.

3. Pedalwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebelarm (10) des Drehhebels (8) an der Betätigungs­ stange (11) der Vorrichtung (12) angreift und der zweite Hebelarm (13) mit dem Bremshebel (1) verbunden ist.

4. Pedalwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebelarm (13) über eine Gelenkstange (7) mit dem Bremshebel (1) verbunden ist.

5. Pedalwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstange (7) sowohl in dem zweiten Hebelarm (13) als auch in den Bremshebel (1) schwenkbar gelagert ist.

6. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (4) des Bremshebels (1) im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse (9) des Drehhebels (8) gelagert ist.

7. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Pedal (5) ausgeübte Fuß­ kraft (F) im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Betätigungsstange ist.

8. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) ein Bremskraft­ verstärker oder Hauptzylinder ist.

9. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (7) vorgesehen ist, die im Angriffsbereich des Drehhebels (8) an dem Bremshebel (1) auf diese beiden Hebel einwirkt und den Drehhebel in ela­ stischem Eingriff mit dem Bremshebel hält.

10. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Pedal (5) und der Angriffs­ bereich des Drehhebels am Bremshebel zu beiden Seiten der Drehachse (4) des Bremshebels (1) liegen.

11. Pedalwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremshebel (1) und dem Drehhebel (8) nur ziehende Kräfte übertragbar sind.