DE19921141B4

DE19921141B4 - Für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Pedalwerk

Info

Publication number: DE19921141B4
Application number: DE1999121141
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Hofbauer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: DE19921141A1

Abstract

Für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Pedalwerk (4) mit wenigstens zwei zur Fußbetätigung ausgeführten Pedalen (5, 6), wobei wenigstens ein beweglicher Stützkörper (8) vorgesehen ist, der bei Betätigung eines der Pedale (5 oder 6) von einer Ruhestellung in eine den Zwischenraum der Pedale (5, 6) zumindest teilweise bedeckende Betätigungsstellung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pedalwerk (4) ein Koppelelement (KE) zugeordnet ist, das den Stützkörper (8) entsprechend der Auslenkung des Pedals (5) in unterschiedliche Stellungen bewegt, wobei der Stützkörper (8) lediglich in Betätigungsstellung seitlich hervortritt und bei verminderter Auslenkung des Pedals in seine Ruhestellung zurückkehrt.

Description

Die Erfindung betrifft ein für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Pedalwerk mit einem zur Fußbetätigung ausgeführten Pedal nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 8.
Bei Frontalunfällen kommt es bedingt durch die Deformation des Vorderwagens bzw. Vorbaus und der Längsträger zu einer Intrusion von Radhaus und Spritzwand in den Innenraum. Infolge der Intrusion kann es, dabei zu Verletzungen der unteren Extremitäten des Insassen kommen, deren Heilung langwierig ist und die oft bleibende Schäden nach sich ziehen.

Aus der DE 298 14 731 U1 ist ein gattungsgemäßes Pedalwerk bekannt, bei dem ein Pedal mit Stützkörpern vorgesehen ist. Die Stützkörper des Pedals sind mittels eines aufblasbaren Stützkissens ausklappbar. Das Stützkissen kann durch einen pyrotechnischen Gasgenerator aktiviert werden. Alternativ können die Stützkörper für eine Trittflächenvergrößerung mittels einer auf die Trittfläche des Pedals einwirkende Abstützkraft seitlich von dem Pedal hervortreten. Aus der DE 298 21 632 U1 ist eine weitere Vorrichtung zum Schutz der Fahrerfüße bekannt. Die Vorrichtung weist eine Abdeckung in Form einer flexiblen gummiartigen Membrane auf, die in dem Fußraum verspannt ist und sämtliche Pedale überdeckt.

Durch weitreichende Sicherheitssysteme konnte bei modernen Kraftfahrzeugen das unfallbedingte Verletzungsrisiko für die Insassen bereits wesentlich reduziert werden. Zum Schutz der unteren Extremitäten des Fahrzeugführers ist es beispielsweise durch die DE 196 01 800 A1 bekannt, das Pedalwerk mit einem Querträger derart auszustatten, daß eine unfallbedingte Verformung zugleich eine Schwenkbewegung des Pedales aus dem Fußraum heraus bewirkt. Einen anderen Lösungsvorschlag offenbart die DE 196 39 467 C1 , bei der ein Airbagmodul den Fußraum bei einem Unfall kurzfristig in einem vorgegebenen Umfang ausfüllt und so ein dämpfendes Polster bildet.

Entgegen aller Bemühungen konnten bisher dennoch solche Verletzungen nicht verhindert werden, die durch das Abgleiten des Fußes von dem Pedal entstehen. Befindet sich der Fuß zum Zeitpunkt des Unfalls auf dem Gaspedal, wie dies bei einem Frontalcrash zumeist der Fall ist, so tritt der Fuß das Gaspedal zunächst durch die trägheitsbedingte Vorverlagerung der unteren Extremitäten bis zur maximalen Auslenkung durch. Hierdurch kippt der Fuß über die Außenkante des Gaspedales ab und trifft anschließend auf den Stirnwandbereich unter dem Bremspedal auf. Bei den hierbei entstehenden kurzzeitig hohen Belastungen werden die biomechanischen Belastungsgrenzen überschritten.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Schutz für die unteren Extremitäten eines Insassen weiter zu verbessern und das durch Abgleiten von dem Pedal verursachte Verletzungsrisiko weitgehend auszuschließen.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Pedalwerk gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruches 8. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist dem Pedalwerk ein beweglicher Stützkörper zugeordnet, der bei Betätigung eines der Pedale von einer Ruhestellung in eine den Zwischenraum zweier Pedale zumindest teilweise bedeckende Betätigungsstellung verlagerbar ist und somit ein seitliches Abgleiten des auf dem Pedal ruhenden Fußes verhindert. Der Stützkörper kann dabei großflächig ausgeführt und sogar benachbarte Pedale oder Bauelemente hinterschneiden, da der Stützkörper lediglich in Betätigungsstellung seitlich hervortritt und verminderter Auslenkung des Pedals in seine Ruhestellung zurückkehrt. Daher kann eine Behinderung bei einem Pedalwechsel, insbesondere vom Gaspedal auf das Bremspedal, verhindert werden. Der Stützkörper kann hierzu sowohl unmittelbar an dem Pedal als auch an sonstigen Bauelementen des Pedalwerkes oder Fußraums angeordnet sein.

Ein solcher Stützkörper kann durch eine seitlich herausschwenkende oder verschiebbare Platte erreicht werden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann hingegen dann erreicht werden, wenn der Stützkörper ein energieabsorbierendes Polster hat. Hierdurch können mögliche Prellstöße auf ein verträgliches Maß beschränkt werden und zugleich eine gleichmäßige Kraftverteilung erreicht werden, so daß auch das unerwünschte Abkippen des Fußgelenkes verhindert werden kann.

Die Bewegung des Stützkörpers von der Ruhestellung in die Betätigungsstellung kann sensomotorisch gesteuert sein. Demgegenüber kann eine besonders einfache Ausführungsform erreicht werden, indem der Stützkörper mittels der Fußbetätigungskraft beweglich ausgeführt ist. Dabei kann insbesondere die zur Auslenkung des Pedals erforderliche Betätigungskraft genutzt werden, um eine entsprechende Bewegung des Stützkörpers zu erreichen. Denkbar sind dabei neben entgegen der Federkraft eines vorgespannten Federelementes zu betätigenden Funktionselementen, auch elastisch verformbare Funktionselemente.

Neben klappbaren oder schwenkbaren Ausführungsformen des Stützkörpers werden besonders günstige Ausführungsformen dadurch erreicht, daß der Stützkörper quer zu Betätigungsrichtung des Pedales verschiebbar ist. Die Belastbarkeit läßt sich dadurch steigern und zugleich die Funktionssicherheit durch Verschiebung in der Ebene eine Pedalfläche des Pedals erhöhen.

Die unterschiedlichen Auslenkungswinkel des Pedals führen zugleich auch zu einer veränderten Stellung der unteren Extremitäten bezüglich des Pedals. Um dennoch eine gleichbleibend hohe Sicherheit gegen Verletzung zu gewährleisten, nimmt der Stützkörper eine entsprechend der Auslenkung des Pedals unterschiedliche Stellung ein. Dabei kann sowohl die Winkelstellung des Stützkörpers gegenüber dem Pedal als auch der Anteil des gegenüber dem Randbereich des Pedal hervortretenden Abschnitts des Stützkörpers veränderlich ausgeführt sein.

Eine besonders hohe passive Sicherheit im Bereich des Fußraumes wird auch dann erreicht, wenn der Stützkörper einen Zwischenraum zwischen dem Pedal und einem weiteren Pedal des Pedalwerkes in Betätigungsstellung ausfüllt. Der das Pedal betätigende Fuß kann dadurch nicht zwischen oder hinter das benachbarte weitere Pedal geraten, so daß eine mögliche Verklemmung zuverlässig ausgeschlossen werden kann. Zugleich kann der Stützkörper dabei als Abstandshalter zwischen den Pedalen dienen, so daß diese auch bei einer unfallbedingten Verformung des Fußraumes einen vorgegebenen Abstand nicht unterschreiten.

Bei einem Unfall treten aufgrund der Massenträgheit schlagartig hohe Belastungen auf das Pedal auf. Diese können mittels des Pedalwerkes auf die Kraftfahrzeugstruktur übertragen werden. Besonders stabil ist hingegen eine Abwandlung, wenn der Stützkörper in der Betätigungsstellung gegen einen im Crashfall vergleichsweise wenig deformierbaren Karosserieabschnitt an liegt. Hierdurch können die an dem Pedal angreifenden Kräfte zusätzlich mittels des Stützkörpers übertragen werden, so daß eine Entlastung des Pedalwerkes erreicht werden kann. Das Pedalwerk kann somit auch eine reduzierte Formstabilität aufweisen, die eine kostengünstigere Herstellung erlaubt.

Einer möglichen unfallbedingten Verletzung kann zusätzlich dadurch vorgebeugt werden, daß der Stützkörper eine ergonomische Formgebung aufweist. Die unteren Extremitäten des Insassen können somit in eine Position gelenkt werden, die im Crashfall eine größtmögliche Belastung gestattet, um so das Verletzungsrisiko weiter zu verringern.

Der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Pkw-Bereich beschränkt. Insbesondere ist die Erfindung auch bei Bau- und Landwirtschaftsfahrzeugen, die zum Teil über eine Vielzahl von Pedalen verfügen, sinnvoll einsetzbar. Die Erfindung kann ferner Teil eines nachrüstbaren Moduls sein, welches dadurch auch den Einsatz bei bereits bestehenden Systemen ermöglicht.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer perspektivischen Skizze in
1 einen Ausschnitt aus einem Fußraum eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Pedalwerk in Ruhestellung,
2 das in 1 gezeigte Pedalwerk in einer Betätigungstellung,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine perspektivische Skizze eines lediglich abschnittsweise dargestellten Fußraumes 1 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges. Zu erkennen ist ein ebenfalls lediglich abschnittsweise dargestellter Mitteltunnel 2 und eine Spritzwand 3. An dieser Spritzwand 3 ist ein erfindungsgemäßes Pedalwerk 4 angeordnet, welches ein als Gaspedal ausgeführtes Pedal 5 und ein weiteres, als Bremspedal ausgeführtes Pedal 6 aufweist. Das Pedal 5 hat eine Pedalfläche 7, hinter der auf einer einem Betrachter abgewandten Rückseite ein quer zur Betätigungsrichtung verschiebbarer Stützkörper 8 angeordnet ist. In der gezeigten Ruhestellung, bei der die beiden Pedale 5, 6 in einer in etwa gemeinsamen Ebene liegen, tritt der Stützkörper 8, gegenüber der äußeren Kontur des Pedals 5, nicht oder nur wenig hervor. Eine Behinderung bei der Betätigung des benachbarten Pedales 6 kann somit ausgeschlossen werden. Der Antrieb des Stützkörpers 8 durch die Bewegung des Pedals 5 wird symbolisch dargestellt durch ein Kopplungselement KE, das an den beiden vorgenannten Elementen angelenkt ist.
2 zeigt das in 1 gezeigte Pedalwerk 4 in einer Betätigungsstellung, bei der das Pedal 5 gegenüber dem Pedal 6 zurückgesetzt ist. Der Stützkörper 8 tritt dabei gegenüber der äußeren Kontur der Pedalfläche 7 in Richtung auf das Pedal 6 seitlich hervor, wobei es das Pedal 6 geringfügig hinterschneidet. Bei einem unfallbedingten Abgleiten des Fußes von dem Pedal 5 kann dieser nicht in einen Zwischenraum 9 der Pedale 5 und 6 gelangen, sondern wird dieser zuvor von dem Stützkörper 8 abgefangen. Der Stützkörper 8 hat hierzu ein energieabsorbierendes Polster 10, welches eine großflächige Kontaktfläche zwischen dem nicht dargestellten Fuß und dem Stützkörper 8 ermöglicht, so daß das Verletzungsrisiko auch bei einer starken Abwinkelung des Fußes erheblich reduziert werden kann.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei translatorisch bewegbare und als Plattenkörper ausgeführte Stützkörper 8.1 und 8.2 im Inneren eines Fußauflageelementes 11 des Pedals 6 angeordnet. Um die in der Zeichnung gezeigte Wirkstellung zu erhalten, ist als Folge einer Panikbremsung beispielsweise eine fahrzeugspezifisch festzulegende Grenzbetätigungskraft F_G zu überschreiten, um die unter Vorspannungen eines Federelement 12 stehenden Stützkörper 8.1 und 8.2 in die Betätigungsstellung zu verlagern. Die Dimensionen der Stützkörper 8.1 und 8.2 sowie deren Bewegungsbahnen sind so abgestimmt, daß keine Kollisionen mit benachbarten Pedalen stattfinden können.

Claims

Für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Pedalwerk (4) mit wenigstens zwei zur Fußbetätigung ausgeführten Pedalen (5, 6), wobei wenigstens ein beweglicher Stützkörper (8) vorgesehen ist, der bei Betätigung eines der Pedale (5 oder 6) von einer Ruhestellung in eine den Zwischenraum der Pedale (5, 6) zumindest teilweise bedeckende Betätigungsstellung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pedalwerk (4) ein Koppelelement (KE) zugeordnet ist, das den Stützkörper (8) entsprechend der Auslenkung des Pedals (5) in unterschiedliche Stellungen bewegt, wobei der Stützkörper (8) lediglich in Betätigungsstellung seitlich hervortritt und bei verminderter Auslenkung des Pedals in seine Ruhestellung zurückkehrt.
Pedalwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) ein energieabsorbierendes Polster (10) hat.
Pedalwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) mittels der Fußbetätigungskraft beweglich ausgeführt ist.
Pedalwerk nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) quer zu Betätigungsrichtung des Pedales (5) verschiebbar ist.
Pedalwerk nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) einen Zwischenraum (9) zwischen dem Pedal (5) und einem weiteren Pedal (6) des Pedalwerkes (4) in Betätigungsstellung ausfüllt.
Pedalwerk nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) in der Betätigungsstellung gegen einen im Crashfall vergleichsweise wenig deformierbaren Karosserieabschnitt anliegt.
Pedalwerk nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) eine ergonomische Formgebung aufweist.
Für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Pedalwerk (4) mit wenigstens zwei zur Fußbetätigung ausgeführten Pedalen (5, 6), wobei wenigstens ein beweglicher Stützkörper (8) vorgesehen ist, der bei Betätigung eines der Pedale (5 oder 6) von einer Ruhestellung in eine den Zwischenraum der Pedale (5, 6) zumindest teilweise bedeckende Betätigungsstellung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhestellung wenigstens ein einem Fußauflageelement (11) des Pedals (5) zugeordneter Stützkörper (8.1, 8.2) arretiert und vorgespannt in oder an dem Fußauflageelement (11) gehalten ist, wobei bei einer Überschreitung einer auf das Pedal (5) einwirkenden Grenzbetätigungskraft die Arretierung des wenigstens einen Stützkörpers (8.1, 8.2) aufhebbar ist, so daß dieser durch die Vorspannung angetrieben in die Betätigungsstellung verlagerbar ist.