DE19755098A1 - Pedal - Google Patents
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- G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
- G05G1/30—Controlling members actuated by foot
- G05G1/38—Controlling members actuated by foot comprising means to continuously detect pedal position
-
- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Pedal, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer an
einem Halteteil schwenkbar gelagerten, durch Fußkraft auslenkbaren und
von einem Rückstellfederelement in eine Grundstellung zurück
schwenkbaren Pedalplatte, mit einem Sollwertgeber zur Erzeugung eines
elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Stellung der Pedalplatte und mit
einem Dämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung der Bewegung der Pedal
platte.
Solche Pedale werden beispielsweise in einem Kraftfahrzeug mit einem
elektronischen Lastregelsystem als Fahrpedal eingesetzt und sind damit
bekannt. Der Dämpfer hat in der Regel einen Reibklotz, der mittels einer
Feder gegen eine Reibfläche vorgespannt ist. Bei einer Bewegung der
Pedalplatte gleitet der Reibklotz über die Reibfläche und dämpft dadurch
diese Bewegung, was für ein feinfühliges Verändern der Pedalstellung
vorteilhaft ist. Insbesondere beim Loslassen der Pedalplatte folgt diese
verzögert der Fußbewegung. Hierbei ist die im Reibungsdämpfer erzeugte
Reibung in Betätigungsrichtung der Pedalplatte meist größer als in
entgegengesetzter Richtung. Der Reibungsdämpfer hat hierdurch eine
Hysterese, die ein zuverlässiges Zurückschwenken der Pedalplatte in ihre
Grundstellung sicherstellt. Der Reibklotz ist bei der Montage des Pedals
gegen die Reibfläche der vorgesehenen Reibung entsprechend
vorzuspannen und auszurichten. Hierdurch besteht das Pedal aus sehr
vielen Bauteilen, die aufwendig zu fertigen und zu montieren sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Pedal der eingangs
genannten Art so zu gestalten, daß es lediglich eine geringe Anzahl von
Bauteilen aufweist und besonders einfach zu montieren ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Rückstellfederelement als Teil einer Feder-Dämpfer-Einheit ausgeführt ist,
welche außer dem Rückstellfederelement einen Federtopf, einen in diesen
gegen die Federkraft des Rückstellfederelementes hinein verschieblichen
Kolben und den Dämpfer umfaßt. Durch die Integration des Dämpfers und
des Rückstellfederelements in ein einziges Bauteil besteht das
erfindungsgemäße Pedal aus besonders wenigen Bauteilen, welche sich
zudem einfach vormontieren lassen, so daß insbesondere das Einstellen
des Dämpfers bei der Montage entfallen kann. Weiterhin vermag bei einer
solchen Ausführung der Federtopf das Rückstellfederelement gegen
Beschädigungen und Verschmutzungen zu schützen. Daher und aufgrund
der geringen Bauteilanzahl ist das erfindungsgemäße Pedal besonders
betriebssicher und haltbar.
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ist gegeben, wenn
der Dämpfer als Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung aufgrund
der durch eine Relativbewegung zwischen der Pedalplatte und dem Kolben
entstehenden Reibung ausgeführt ist. Der Führungspunkt des Kolbens auf
der Pedalplatte wandert bei Betätigung des Pedals und dem damit
verbundenen, kleiner werdenden, eingeschlossenen Winkel zwischen
Pedalplatte und Halteteil entlang der Pedalplatte in Richtung eines
Gelenkes. Die hierbei erzeugte Reibung ermöglicht eine besonders einfache
Abstimmung der gewünschten Dämpfung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist gegeben, wenn der Dämpfer
als Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung aufgrund der durch die
Relativbewegung zwischen dem Federtopf und dem Kolben entstehenden
Reibung ausgeführt ist. Hierdurch ist in besonders einfacher Weise die
gewünschte Dämpfung in die Feder-Dämpfer-Einheit integriert worden.
Zusätzliche Bauteile sind dabei nicht erforderlich, wodurch eine weitgehende
Voreinstellung der Dämpfung unabhängig von der Ausführung der
Pedalplatte und dem Halteteil möglich wird. Die mechanische Dämpfung
kann dabei durch eine gezielt eingeleitete Querkraft am Zylinder über die
Reibung zwischen dem Kolben und dem Federtopf realisiert werden. Die
Einstellung der Dämpfung erfolgt durch eine geeignete Materialauswahl
und/oder eine geeignete Oberflächengestaltung der Reibpaarung.
Der Sollwertgeber läßt sich beispielsweise als Drehpotentiometer ausführen
und in ein Gelenk zwischen Halteteil und Pedalplatte integrieren. Eine
besonders günstige Ausführungsform der Erfindung ist gegeben, wenn der
Sollwertgeber ein Linearpotentiometer ist. Dieses kann in die Feder-
Dämpfer-Einheit integriert werden und ermöglicht das besonders exakte
Erfassen der Position der Pedalplatte. Beispielsweise läßt sich das
Linearpotentiometer derart einbauen, daß es die Eintauchtiefe des Kolbens
in den Federtopf erfaßt und so den Rückschluß auf die Pedalstellung
ermöglicht. Auf diese Weise läßt sich sowohl die Anzahl der Einzelbauteile
des Pedals reduzieren als auch dessen Betriebssicherheit erhöhen.
Eine besonders zuverlässige Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, wenn
der Sollwertgeber als berührungsloses Rückmeldesystem ausgeführt ist.
Hierdurch können verschleißbedingte Störungen bei der Erfassung des
Sollwertes weitgehend vermieden werden. Die hohen Anforderungen an die
Betriebssicherheit des Pedals werden dadurch optimal erfüllt. Geeignet sind
hierbei insbesondere kapazitive oder induktive Rückmeldesysteme.
Die Pedalplatte könnte mittels eines Wälz- oder Gleitlagers schwenkbar mit
dem Halteteil verbunden sein. Das Pedal ist jedoch besonders einfach
ausgeführt, wenn die Pedalplatte mittels eines Filmgelenkes an dem Halteteil
schwenkbar gelagert ist. Hierdurch ist es möglich, die Pedalplatte zusammen
mit dem Halteteil und dem Filmgelenk einteilig herzustellen, womit sich eine
weitere Reduzierung der Bauteile ergibt. Die Ausformung des Filmgelenkes
läßt sich hierbei an die gewünschte Bewegungscharakteristik exakt
anpassen, wobei das Filmgelenk gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit
sicherstellt.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren
Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung
dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Pedals,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
weiteren erfindungsgemäßen Pedals.
Die Fig. 1 zeigt ein Pedal 1 mit einem Halteteil 2 und einer mittels eines
Filmgelenkes 3 einteilig mit ihm verbundenen, schwenkbaren Pedalplatte 4.
In dem zwischen dem Halteteil 2 und der Pedalplatte 4 gebildeten
Zwischenraum ist eine Feder-Dämpfer-Einheit 5 angeordnet. Diese Feder-
Dämpfer-Einheit 5 umfaßt hierbei einen in einem Federtopf 6 verschieblich
angeordneten Kolben 7, welcher gegen die Federkraft eines Rückstellfe
derelementes 8 in den Federtopf 6 eingeschoben werden kann. Auf der
Innenseite 9 des Federtopfes 6 ist ein Linearpotentiometer mit einer
Schleiferbahn 10 und einem Schleifer 23 angeordnet, welches die Eintauch
tiefe des Kolbens 7 zur Ermittlung der Position der Pedalplatte 4 erfaßt.
Elektrische Anschlüsse des Potentiometers sind hier wie auch in Fig. 2 der
Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Auf einer der Feder-Dämpfer-Ein
heit 5 zugeneigten Unterseite 11 der Pedalplatte 4 ist eine Reibfläche 12
vorgesehen. Bei einer Veränderung der Auslenkung der Pedalplatte 4 reibt
der Kolben 7 mit seiner gewölbten Oberfläche 13 entlang der Reibfläche 12
und bildet so gleichzeitig einen Dämpfer 14 zur Dämpfung der
Pedalbewegung.
Fig. 2 zeigt ein Pedal 15, bei dem die Pedalplatte 4 mit einem Kolben 16
und ein ein Rückstellfederelement 17 aufnehmender Federtopf 18 mit dem
Halteteil 2 verbunden ist. Eine Feder-Dämpfer-Einheit 19 umfaßt hierbei den
Federtopf 18, das Rückstellfederelement 17 und den gegen die Federkraft
des Rückstellfederelementes 17 in den Federtopf 18 hinein verschieblichen
Kolben 16. Da der Kolben 16 fest mit der Pedalplatte 4 verbunden ist,
müssen dieser und der Federtopf 18 bogenförmig gekrümmt ausgeführt sein,
damit sich diese Bauteile beim Niedertreten der Pedalplatte 4 nicht
verklemmen. Die Dämpfung wird hierbei durch Reibung zwischen den
gegeneinanderliegenden Abschnitten der Mantelfläche 20 des Kolbens 16
und einer auf der Innenfläche 21 des Federtopfes 18 aufgebrachten
Reibfläche 25 erreicht. Es ist aber auch möglich, eine spezielle Reibfläche
nicht vorzusehen und die Dämpfung durch Reibung unmittelbar zwischen
der Mantelfläche 20 des Kolbens 16 und der Innenfläche 21 des Federtopfes
18 zu erreichen. Ebenfalls auf der Innenfläche 21 des Federtopfes 18 ist ein
Linearpotentiometer mit einer Schleiferbahn 22 und einem Schleifer 24 an
dem Kolben 16 zur Erfassung der Eintauchtiefe angeordnet.
Claims (6)
1. Pedal, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer an einem Halteteil
schwenkbar gelagerten, durch Fußkraft auslenkbaren und von einem
Rückstellfederelement in eine Grundstellung zurückschwenkbaren Pe
dalplatte, mit einem Sollwertgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals
in Abhängigkeit von der Stellung der Pedalplatte und mit einem Dämpfer zur
Erzeugung einer Dämpfung der Bewegung der Pedalplatte, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rückstellfederelement (8, 17) als Teil einer
Feder-Dämpfer-Einheit (5, 19) ausgeführt ist, welche außer dem
Rückstellfederelement (8, 17) einen Federtopf (6, 18), einen in diesen gegen
die Federkraft des Rückstellfederelementes (8, 17) hinein verschieblichen
Kolben (7, 16) und den Dämpfer (14) umfaßt.
2. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer
(14) als Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung aufgrund der
durch eine Relativbewegung zwischen der Pedalplatte (4) und dem Kolben
(7) entstehenden Reibung ausgeführt ist.
3. Pedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dämpfer als Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung aufgrund der
durch die Relativbewegung zwischen dem Federtopf (18) und dem Kolben
(16) entstehenden Reibung ausgeführt ist.
4. Pedal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sollwertgeber ein Linearpotentiometer (10, 23; 22, 24) ist.
5. Pedal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sollwertgeber als berührungsloses Rückmeldesystem ausgeführt ist.
6. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pedalplatte (4) mittels eines Filmgelenkes (3) an
dem Halteteil (2) schwenkbar gelagert ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |