DE202010008405U1 - Gaspedal - Google Patents

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DE202010008405U1 DE201020008405 DE202010008405U DE202010008405U1 DE 202010008405 U1 DE202010008405 U1 DE 202010008405U1 DE 201020008405 DE201020008405 DE 201020008405 DE 202010008405 U DE202010008405 U DE 202010008405U DE 202010008405 U1 DE202010008405 U1 DE 202010008405U1
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Abstract

Gaspedal (1, 1') mit einem als Befestigungselement dienenden Grundkörper (2), einem als Betätigungselement dienenden biegesteifen Pedalarm (3) und einem streifen- oder stabförmigen und in seiner Längsachse gebogenen Federelement (5), wobei ein erstes Federende (17) des Federelementes (5) mit dem Pedalarm (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalarm (3) an einer an dem Grundkörper (2) vorgesehenen Drehachse (4) drehbar gelagert ist, und das Gaspedal (1, 1') ein Hebelelement (6, 6') aufweist, das in oder an dem Grundkörper mit einer ortsfesten Hebelachse (7) schwingbar vorgesehen ist und das einerseits an einem zweiten Federende (18) des Federelementes (5) befestigt ist und andererseits in Reibungsanlage an dem Pedalarm (3) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gaspedal mit einem als Befestigungselement dienenden Grundkörper, einem als Betätigungselement dienenden biegesteifen Pedalarm und einem streifen- oder stabförmigen und in seiner Längsachse gebogenen Federelement, wobei ein erstes Federende des Federelementes mit dem Pedalarm verbunden ist.
  • Ein Gaspedal der genannten Gattung ist aus der Druckschrift DE 20 2007 000 827 U1 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Gaspedal weist einen einfachen Aufbau aus einer minimalen Anzahl von Komponenten auf. Als Komponenten werden kostengünstig herstellbare Pedalarme und Grundplatten aus thermoplastischem Material sowie ein einfaches Federgelenk, in das der Pedalsensor einlaminiert ist, verwendet. Dieses Gaspedal konnte jedoch nicht die Anforderungen der Automobilindustrie erfüllen, da das bekannte Gaspedal keine Betätigungskraft-Hysterese aufweist. Diese Hysterese ist für eine ergonomische Bedienung des Gaspedals gewünscht. Ein Niederdrücken des Gaspedals soll eine große Betätigungskraft erfordern, wobei dem Fuß ein Widerstand entgegengestellt wird, der eine feinfühlige Bedienung erlaubt. In niedergedrückter Stellung des Gaspedals, die zum Beispiel bei konstanter Fahrt mit hoher Geschwindigkeit zu halten ist, soll der Kraftaufwand zum Halten des Gaspedals hingegen möglichst gering sein, um ein anstrengungsfreies Halten des Gaspedals zu ermöglichen. Außerdem soll bei dem Gaspedal bei gewollter konstanter Betätigungskraft und unwillkürlich auftretender Variation derselben der Winkel des Gaspedals konstant bleiben.
  • Gaspedale, die diesen Anforderungen genügen, sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2006 044 484 A1 bekannt. Zur Erreichung des gewünschten Hysterese-Effektes wird in dieser Druckschrift ein die Bewegung des Gaspedals bremsendes Dämpfungselement beschrieben, dessen Anpresskraft mit der Federkraft der Rückstellfeder des Gaspedals über eine Wippe gekoppelt ist. Nachteilig an solchen Gaspedalen mit realisiertem Hysterese-Effekt ist deren aufwändiger Aufbau aus einer Vielzahl von Komponenten, der mit entsprechend hohen Kosten verbunden ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gaspedal mit einer Betätigungskraft-Hysterese vorzuschlagen, das aus wenigen zuverlässigen und kostengünstig herzustellenden Bauteilen besteht, die auf einfache Weise montiert werden können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Gaspedal der oben genannten Gattung gelöst, bei welchem der Pedalarm an einer an dem Grundkörper vorgesehenen Drehachse drehbar gelagert ist, und das ein Hebelelement aufweist, das in oder an dem Grundkörper mit einer ortsfesten Hebelachse schwingbar vorgesehen ist und das einerseits an einem zweiten Federende des Federelementes befestigt ist und andererseits in Reibungsanlage an dem Pedalarm ist.
  • Das erfindungsgemäße Gaspedal vereint die Vorteile der Verwendung eines Federelementes in Form einer Biegefeder mit der geforderten Hysterese-Kennlinie des Gaspedals. Dieses Federelement ist mit seiner einen Seite an dem Pedalarm und mit seiner anderen Seite an dem Hebelelement befestigt, das in oder an dem Grundkörper mit einer ortsfesten Hebelachse schwingbar vorgesehen ist. Das Hebelelement verfügt nur über einen eingeschränkten Bewegungsbereich. Seine Bestimmung besteht darin, die durch eine Betätigung des Pedals erzeugte Federkraft des Federelementes in eine Anpresskraft an einer Reibungsanlage an dem Pedalarm umzulenken. Die Reibung wirkt als Bremskraft gegen die Bewegung des Pedalarmes. Der Pedalarm wird dadurch erst in eine Bewegung versetzt, wenn die Betätigungskraft am Pedal diese Bremskraft übersteigt. Betätigungskräfte, die kleiner sind als die Bremskraft, führen hingegen zu keiner Bewegung des Pedalarmes. Der Bereich von Betätigungskräften, der zu keiner Bewegung des Pedalarmes führt, entspricht der gewünschten Hysterese.
  • In dem erfindungsgemäßen Gaspedal können der Grundkörper und der Pedalarm aus kostengünstigen Materialien, wie beispielswiese Thermoplasten gefertigt sein. Das Federelement wird separat hergestellt, beispielsweise auf Duroplast- oder Faserverbundgrundlage. Das Federelement ist ein zuverlässigkeitsrelevantes Bauteil. Durch die separate Herstellung können eine hohe Qualität und enge Toleranzen gesichert werden.
  • In Abhängigkeit von konstruktiven Erfordernissen kann das Federelement streifenförmig als gebogenes Band oder stabförmig als gebogener Stab ausgebildet sein. Die Form eines gebogenen Bandes wird beispielsweise dann bevorzugt, wenn ein zweites Befesti gungselement für das Pedal vorgesehen ist. Die schmalere Ausbildung in Form eines gebogenen Stabes wird hingegen beispielsweise dann vorzugsweise angewendet, wenn für das Gaspedal eine seitliche Befestigung vorgesehen ist.
  • Der Grundkörper des erfindungsgemäßen Gaspedals dient vorzugsweise der Befestigung an der Karosserie eines Fahrzeuges und zur Aufnahme der Drehachse für den Pedalarm. Die Drehachse kann entweder eine separate Achse, beispielsweise aus Metall oder einem Verbundwerkstoff, oder eine aus Ansätzen an dem Pedalarm oder dem Grundkörper zusammengesetzte Achse sein. Für einen verschleißfreien Dauerbetrieb des Gaspedals werden bevorzugt Lager eingesetzt, beispielsweise Gleitlager. Der Pedalarm ist ein vorzugsweise winkliges oder bogenförmiges, leichtes und stabiles Bauteil, beispielsweise eine Thermoplaststruktur mit Gitterelementen. Das Hebelelement ist ein mechanisch belastbares und steifes Bauteil, das beispielsweise ein Metallgussteil ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster, von der Hebelachse ausgehender Hebelarm des Hebelelementes an dem zweiten Federende befestigt und ein zweiter, von der Hebelachse ausgehender Hebelarm des Hebelelementes in Reibungsanlage an dem Pedalarm. Bei dieser Ausführungsform weist das Hebelelement weist zwei Hebelarme auf, die auf zwei entgegengesetzten Seiten der Hebelachse angeordnet sind. An dem ersten Hebelarm ist die Verbindung mit dem Federelement vorgesehen, und der zweite Hebelarm ist für die Reibungsanlage an dem Pedalarm ausgebildet. Durch die Wahl der Längen der Hebelarme kann die Andruckkraft der Reibungsanlage des Hebelelemetes an dem Pedalarm beeinflusst werden.
  • Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Gaspedal so auszubilden, dass ein Ende des Hebelelementes mit dem Federelement verbunden ist und an dem anderen Ende des Hebelelementes die Hebelachse vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform weist das Hebelelement nur einen einzigen Hebelarm auf, welcher um die Hebelachse schwingbar ist. Dadurch, dass das Federelement mit einem Ende des Hebelelementes verbunden ist, kann das Hebelelement bei einer Dehnung des Federelementes geeignet gegen den Pedalarm gedrückt werden, um die Bewegung des Pedalarms abzubremsen.
  • In einer günstigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Gaspedals ist das Federelement um die Drehachse des Pedalarmes gebogen. Durch die Biegung des Federelementes um die Drehachse kann die Form des Federelementes an die Form des Pedalarmes angepasst und der Raumbedarf für das Federelement minimal gehalten werden.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gaspedals ist zwischen dem Hebelelement und dem Pedalarm ein Reibungselement vorgesehen. Das Reibungselement kann ein separates Element sein oder in dem Hebelelement und/oder dem Pedalarm integriert sein. Durch den Einsatz eines Reibungselementes können die Bremskraft, die Größe der Hysterese und die Kennlinie des Gaspedals auf einfache Weise eingestellt werden. In einer einfachen Variante der Erfindung kann das Hebelelement jedoch auch direkt in Reibungsanlage zu dem Gaspedal gebracht werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gaspedals ist das Reibungselement aus einem reibungsoptimierten Kunststoff ausgebildet. Dabei können solche Kunststoffsorten eingesetzt werden, die eine ausreichend hohe Verschleißfestigkeit aufweisen und dennoch eine ausreichend große Haftreibung zur Verfügung stellen.
  • In einem weiteren Konstruktionsbeispiel des erfindungsgemäßen Gaspedals ist die Reibungsanlage des Hebelelementes zumindest teilweise an einer zur Drehachse konzentrischen Oberfläche des Pedalarmes vorgesehen. Die Rückstellkraft des gebogenen Federelementes nimmt im Allgemeinen linear mit dem Auslenkwinkel des Gaspedals zu. Diese linear zunehmende Rückstellkraft wird in der hier diskutierten Ausbildung der Erfindung über das Hebelelement in eine linear zunehmende Druckkraft auf die Reibungsanlage umgesetzt, und es entsteht auch eine linear zunehmende Bremskraft an dem Pedalarm. Diese zunehmende Bremskraft ist erwünscht, da sie beim Anfahren des Fahrzeuges ein feinfühliges Betätigen des Gaspedals erlaubt und bei Fahrt mit stärker ausgelenktem Gaspedal eine größere Betätigungskraftvariation zulässt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gaspedals liegt die Hebelachse unmittelbar neben dem Pedalarm und das Hebelelement ist schalenförmig ausgebildet, wobei der zweite Hebelarm in formschlüssiger Anlage an dem Pedalarm ist. Durch diese Anordnung der Hebelachse ist ein kompakter Aufbau der Pedalarmhalterung möglich. Durch den schalenförmigen Aufbau des Hebelelementes und damit auch des zweiten Hebelarmes wird eine enge Anlage des Hebelarmes an dem Pedalarm erreicht, wodurch eine besonders vorteilhafte Übertragung der Reibungskraft möglich ist.
  • In einer alternativen Ausbildung des erfindungsgemäßen Gaspedals ist das Hebelelement U-förmig ausgebildet, wobei sich die Schenkel des „U” ausgehend von der Hebelachse in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung erstrecken, in welcher sich der Pedalarm von der Drehachse erstreckt, wobei eine Außenseite eines Schenkels des „U” an dem Pedalarm in Reibungsanlage ist und wobei der Pedalarm im Bereich der Reibungsanlage einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Bei dieser Anordnung kann eine Verlagerung der Kontaktfläche zwischen Pedalarm und Hebelelement bei zunehmender Auslenkung des Pedalarmes von einer zylindrischen Außenfläche des Pedalarmes auf eine sich tangential von der Drehachse entfernende Fläche vorgesehen sein. Dadurch wird erreicht, dass bei großen Auslenkwinkeln des Pedals die Betätigungskraft stärker als linear zunimmt. Die so ausgebildete nicht lineare Kennlinie des Gaspedals kann den Fahrer motivieren, mit kleinerem Auslenkwinkel des Gaspedals und somit einem geringeren Kraftstoffverbrauch zu fahren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gaspedals weist der Grundkörper wenigstens eine Führung für ein Einführen des Hebelelementes in das Gaspedal auf, wobei das Ende der Führung die Lage der Hebelachse definiert. Bei der Montage eines kostengünstigen Gaspedals ist es wichtig, dass die Montage schnell und ohne aufwändige Werkzeuge erfolgen kann. Durch die erfindungsgemäße Führung ist eine einfache Einführung des Pedalarmes mit daran befestigtem Federelement und Hebelelement in den Grundkörper möglich. Nach dem Einführen wird die Position der beweglichen Elemente in geeigneter Weise, z. B. durch Einführen der Hebelachse, fixiert. Die Lage der Hebelachse wird dabei durch das Ende der Führung definiert. Das Ende der Führung kann hierbei beispielsweise durch Verwendung variabler Anschläge variiert werden. Dadurch kann beispielsweise der Nullpunkt eines in dem erfindungsgemäßen Gaspedal optional vorsehbaren Drehwinkelsensors feinjustiert werden.
  • In einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gaspedals besteht das Federelement aus einem duroplastischen Material und der Grundkörper und der Pedalarm aus einem thermoplastischen Material. Aus dem thermoplastischen Material können die starren Komponenten des Gaspedals kostengünstig gefertigt werden. Das Federelement benötigt dagegen elastische Materialeigenschaften, die keiner Alterung unterliegen. Mit Duroplasten können diese Eigenschaften kostengünstig realisiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Gaspedals ist das Federelement aus einem Faserverbundmaterial ausgebildet. Faserverbundmaterialien können duroplastische Materialien in den Punkten Zuverlässigkeit und Festigkeit noch übertreffen. Somit sind Faserverbundmaterialien ausgezeichnet zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gaspedals geeignet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Gaspedals ist in dem Federelement wenigstens ein magnetoresistiver Sensor, ein Dehnungsmessstreifen, ein Piezosensor, ein optischer Sensor und/oder ein kapazitiver Sensor integriert. Durch die direkte Anordnung wenigstens eines der genannten Sensoren in dem Federelement kann die Gaspedalstellung direkt, zuverlässig und kostengünstig erfasst werden. Zur Erfassung der Biegung des Federelementes sind verschiedene Sensoren, wie beispielsweise magnetoresistive Sensoren, Dehnungsmessstreifen, Piezosensoren, optische Sensoren und/oder kapazitive Sensoren geeignet. Die Auswahl des konkreten Sensortyps erfolgt unter Berücksichtigung des Anforderungskataloges an die herzustellende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gaspedals.
  • Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert werden, wobei
  • 1 einen schematischen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gaspedals,
  • 2 einen schematischen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gaspedals,
  • 3 eine schematisch dargestellte Kennlinie des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gaspedals und
  • 4 eine schematisch dargestellte Kennlinie eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gaspedals zeigt.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gaspedals 1. Das Gaspedal 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der in dem gezeigten Beispiel zur Befestigung des Gaspedals 1 an der Karosserie eines Fahrzeugs und zur Aufnahme und Lagerung eines Pedalarmes 3 dient. Der Grundkörper 2 und der Pedalarm 3 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kostengünstig aus einem Thermoplastmaterial, beispielsweise mit einem Spritzgießverfahren, hergestellt. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können andere Materialien, wie beispielsweise Metalle, zur Ausbildung des Grundkörpers 2 und des Pedalarmes 3 verwendet werden. Der Grundkörper 2 und der Pedalarm 3 sind steife Körper. Die gewünschte Steifigkeit wird bei geringem Materialeinsatz und geringem Gesamtgewicht der Komponenten, beispielsweise durch Gitterstrukturen, erreicht.
  • Zur Lagerung des Pedalarmes 3 in dem Grundkörper 2 wird in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehachse 4 benutzt, die beispielsweise aus Metall oder einem Verbundwerkstoff ausgebildet ist und durch Verwendung von nicht dargestellten Gleitlagern und Gleitlagerbuchsen reibungsarm gelagert ist. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Drehachse 4 auch durch Ansätze an dem Grundkörper 2 oder an dem Pedalarm 3 ausgebildet werden. Dabei wird jedoch eine andere als die in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Montage des Gaspedals 1 eingesetzt.
  • Der Pedalarm 3 ist an oder in dem Grundkörper 2 um die Drehachse 4 drehbar. Das Gaspedal 1 wird durch ein Federelement 5 in einer Ruhestellung gehalten, in die es nach einer Betätigung zurückgestellt wird.
  • Das Federelement 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein streifenförmiges, gebogenes Band. Beispielsweise kann in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei schmalen Grundkörpern 2 auch statt eines streifenförmigen Federelementes 5 ein stabförmiges Federelement 5 eingesetzt werden. Ein Ende 17 des Federelementes 5 ist mit dem Pedalarm 3 verbunden, das andere Ende 18 des Federelementes 5 ist an dem Hebelelement 6 in der in 1 gezeigten Ausführungsform an einem zweiten Hebelarm 9 des Hebelelementess 6 befestigt. In dem Federelement 5 ist vorzugsweise wenigstens ein magnetoresistiver Sensor, ein Dehnungsmessstreifen, ein Piezosensor, ein optischer Sensor und/oder ein kapazitiver Sensor integriert. Der Sensor kann beispielsweise in das Federelement 5 einlaminiert sein. Durch den Sensor kann vorteilhafterweise die Winkelstellung des Pedalarmes 3 bzw. die Stellung des Gaspedals 1 im Gebrauch erfasst werden.
  • Das Hebelelement 6 ist um eine feste Hebelachse 7 schwingbar mit dem Grundkörper 2 verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Hebelelement 6 gemeinsam mit der Hebelachse 7 als Metallgusskörper ausgebildet, und das Hebelelement 6 ist in dem Grundkörper 2 in Buchsen gelagert. In dem in 1 gezeigten Beispiel weist das Hebelelement 6 auf gegenüberliegenden Seiten der Hebelachse 7 einen ersten Hebelarm 8 und einen zweiten Hebelarm 9 auf. Der zweite Hebelarm 9 ist in Reibungsanlage mit dem Pedalarm 3, wodurch eine Bewegung des Pedalarmes 3 abgebremst wird. Auf den ersten Hebelarm 8 des Hebelelementes 6 wirkt die Federkraft des Federelementes 5, die bei Betätigung und Auslenkung des Pedalarmes 3 zunimmt. Durch die schwingbare Lagerung des Hebelelementes 6 um die Hebelachse 7 wird die auf den ersten Hebelarm 8 wirkende Kraft auf den zweiten Hebelarm 9 umgelenkt. Dadurch liegt im Bereich der Reibungsanlage eine Andruckkraft vor, die proportional zum Auslenkwinkel des Pedalarmes 3 zunimmt.
  • Im Bereich der Reibungsanlage ist an dem Pedalarm 3 in dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel ein Reibungselement 10 befestigt, welches beispielsweise aus einem reibungsoptimierten Kunststoff besteht und einen Reibungskoeffizienten gewünschter Größe aufweist. Das Reibungselement 10 hat in beide Drehrichtungen, das heißt beim Betätigen des Gaspedals 1 und beim Rückstellen des Gaspedals 1 den gleichen Reibungskoeffizienten und dämpft damit beide Bewegungen gleichermaßen. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können das Reibungselement 10 und/oder seine Anlagefläche an dem Pedalarm 3 oder an dem Hebelarm 9 eine Profilierung aufweisen, die asymmetrisch eine höhere Reibungskraft beim Betätigen des Gaspedals 1 und eine geringere Reibungskraft beim Rückstellen aufweist.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbespiel ist die Reibungsanlage des zweiten Hebelarmes 9 an dem Pedalarm 3 an einer zur Drehachse 4 konzentrischen Oberfläche 11 des Pedalarmes 3 vorgesehen. Die Abmessung des Pedalarmes 3 zwischen der Drehachse 4 und dem Hebelelement 6 ist dadurch unabhängig von dem Drehwinkel des Pe dalarmes 3 konstant, und die Andruckkraft an dem Reibungselement 10 wird daraus folgend beispielsweise hauptsächlich durch die Federkraft des Federelementes 5 bestimmt.
  • Der Grundkörper 2 des Gaspedals 1 ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbespiel aus zwei Teilen zusammengesetzt, die den Pedalarm 3 beidseitig einschließen, wobei der Grundkörper 2 vor dem Einbau des Pedalarmes 3 bereits zu einem Körper gefügt ist. Zur Montage des Gaspedals 1 ist ein Hineinschieben des Pedalarmes 3 mit daran befestigtem Federelement 5 und Hebelelement 6 vorgesehen. Für diese Montage ist in dem Grundkörper 2 wenigstens eine Führung 13 vorgesehen, in welche die Hebelachse 7 für eine leichte Montage des Gaspedals 1 eingeführt wird, wobei das Ende der Führung 13 die Position der Hebelachse 7 beim Gebrauch des Gaspedals 1 definiert.
  • 2 skizziert ein Gaspedal 1' als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das viele Gemeinsamkeiten mit dem ersten Ausführungsbespiel aus 1 hat. Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt in der Verwendung eines alternativ ausgebildeten Hebelelementes 6', das einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Alle anderen Komponenten entsprechen im Wesentlichen denjenigen Komponenten, die bereits im Hinblick auf 1 beschrieben worden sind. Durch die U-förmige Ausbildung des Hebelelementes 6' kann die Lage der Hebelachse 7 in der Führung 13 besonders gut justiert werden, wodurch zwischen dem Pedalarm 3 und dem zweiten Hebelarm 9 in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Einstellbarkeit der Bremskraft erreicht wird. An der Endlage der Hebelachse 7 in der Führung 13 liegen nur geringe Bremskräfte vor. Durch eine Entfernung der Hebelachse 7 von der Endlage kann die Bremskraft auf einen gezielten Wert erhöht werden. Dadurch können in dem Bremspedal 1' verschiedene Hysterese-Charakteristiken, beispielsweise für verschiedene Fahrzeugtypen, eingestellt werden.
  • In einem nicht dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Gaspedal ähnlich dem Gaspedal 1' ausgebildet ist, ist das Reibungselement 10, anders als bei dem Gaspedal 1', an dem Hebelelement 6 vorgesehen. Dadurch liegt das Reibungselement 10 bei der Ruhelage des Pedalarmes 3 an dem konzentrischen Oberflächenbereich des Pedalarmes 3 an. Für große Auslenkwinkel ist hingegen die Reibungsanlage an einem nicht konzentrischen, beispielsweise einem tangentialen, Oberflächenbereich des Pedalarmes 3 vorgesehen, bei dem mit zunehmenden Auslenkwinkel ein zunehmender Abstand zwischen Drehachse 4 und einem nicht konzentrischen Oberflächenbereich 12 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein nichtlinearer starker Anstieg der Bremskraft bei großen Drehwinkeln erreicht werden.
  • In einer weiteren nicht dargestellten vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Hebelelement 6 auch so gestaltet sein, dass es nur einen einzigen Hebelarm aufweist. Bei dieser Ausführungsvariante ist ein Ende des Hebelelementes 6 mit dem Federelement 5 verbunden und an dem anderen Ende des Hebelelementes 6 ist die Hebelachse 7 vorgesehen. Damit schwingt das Hebelelement 6 bei einer Dehnung des Federelementes 5 um die Hebelachse 7 und drückt dabei mit seinem einzigen Hebelarm an den Pedalarm 3, um hierdurch den Pedalarm 3 in dessen Bewegung abzubremsen. Bei dieser Ausführungsform ist im Vergleich zu der Ausführungsform von 2 die Hebelachse 7 weiter in Richtung des Pedalarms 3 verschoben.
  • 3 zeigt schematisch eine Kennlinie des erfindungsgemäßen Gaspedals 1 aus 1. Auf das Gaspedal 1 wirkt eine Federkraft 14 als Rückstellkraft. Zur Betätigung des Gaspedals 1 muss zusätzlich zu der Federkraft 14 auch eine Reibungskraft 15 und in der Summe die Gesamtkraft 16 überwunden werden. Zum Halten des Gaspedals 1 in einer konstanten Stellung ist nur die Federkraft 14 und nicht die Reibungskraft 15 aufzubringen. Bei einem kleinen Drehwinkel des Pedalarmes 3 kann die Betätigungskraft des Gaspedales 1 innerhalb des Kraft-Hysterese-Bereiches H1 variieren, ohne dass sich der Pedalarm 3 dreht. Zur Erreichung eines höheren Drehwinkels des Pedalarmes 3 müsste der Betätigungs-Kraft-Hysterese-Bereich H1 zu einer größeren Betätigungskraft 16 hin verlassen werden, und zur Reduzierung des Drehwinkels müsste er nach unten hin verlassen werden. Bei einem großen Drehwinkel ist ein größerer Betätigungskraft-Hysterese-Bereich H2 vorgesehen, da nur bei kleinen Drehwinkeln eine feinfühlige Benutzung des Gaspedals 1 benötigt wird.
  • 4 zeigt schematisch eine Kennlinie des oben erläuterten dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gaspedals. Bei diesem Gaspedal ist die Reibungsanlage des Hebelarmes 9 an dem Pedalarm 3 bei größeren Drehwinkeln in einem nicht konzentrischen Oberflächenbereich des Pedalarmes derart vorgesehen, dass eine Reibungskraft 15' und in der Folge auch die Gesamtkraft 16' bei großen Drehwinkeln nichtlinear zunimmt. Dadurch ergibt sich bei kleinen Drehwinkeln ein feinfühliges Ansprechverhaltens des Gaspedals durch eine kleine Betätigungskraft-Hysterese H3, und bei großen Drehwinkeln weist dieses Gaspedal einen großen Betätigungswiderstand und eine große Betätigungskraft-Hysterese H4 auf. Die große Betätigungskraft bei großen Drehwinkeln kann dazu dienen, den Benutzer zum Vermeiden unnötig hoher Drehwinkel und zum kraftstoffsparenden Fahren zu animieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202007000827 U1 [0002]
    • - DE 102006044484 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Gaspedal (1, 1') mit einem als Befestigungselement dienenden Grundkörper (2), einem als Betätigungselement dienenden biegesteifen Pedalarm (3) und einem streifen- oder stabförmigen und in seiner Längsachse gebogenen Federelement (5), wobei ein erstes Federende (17) des Federelementes (5) mit dem Pedalarm (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalarm (3) an einer an dem Grundkörper (2) vorgesehenen Drehachse (4) drehbar gelagert ist, und das Gaspedal (1, 1') ein Hebelelement (6, 6') aufweist, das in oder an dem Grundkörper mit einer ortsfesten Hebelachse (7) schwingbar vorgesehen ist und das einerseits an einem zweiten Federende (18) des Federelementes (5) befestigt ist und andererseits in Reibungsanlage an dem Pedalarm (3) ist.
  2. Gaspedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster, von der Hebelchase (7) ausgehender Hebelarm (8) des Hebelelementes (6, 6') an dem zweiten Federende (18) befestigt ist und ein zweiter, von der Hebelachse (7) ausgehender Hebelarm (9) des Hebelelementes (6, 6') in Reibungsanlage an dem Pedalarm (3) ist.
  3. Gaspedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Hebelelementes (6) mit dem Federelement (5) verbunden ist und an dem anderen Ende des Hebelelementes (6) die Hebelachse (7) vorgesehen ist.
  4. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) um die Drehachse (4) des Pedalarmes (3) gebogen ist.
  5. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hebelelement (6, 6') und dem Pedalarm (3) ein Reibungselement (10) vorgesehen ist.
  6. Gaspedal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibungselement (10) aus einem reibungsoptimierten Kunststoff ausgebildet ist.
  7. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsanlage des Hebelelementes (6, 6') zumindest teilweise an einer zur Drehachse (4) konzentrischen Oberfläche (11) des Pedalarmes (3) vorgesehen ist.
  8. Gaspedal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelachse (7) unmittelbar neben dem Pedalarm (3) angeordnet ist und das Hebelelement (6) schalenförmig ausgebildet ist, wobei der zweite Hebelarm (9) in schalenförmiger Anlage mit dem Pedalarm (3) ist.
  9. Gaspedal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (6') U-förmig ausgebildet ist, wobei sich die Schenkel des „U” ausgehend von der Hebelachse (7) in entgegengesetzter Richtung (A) zu der Richtung (B) erstrecken, in welcher sich der Pedalarm (3) von der Drehachse (4) erstreckt, wobei eine Außenseite eines Schenkels des „U” an dem Pedalarm (3) in Reibungsanlage ist, und wobei der Pedalarm (3) im Bereich der Reibungsanlage einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
  10. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) wenigstens eine Führung (13) für ein Einführen des Hebelelementes (6, 6') in den Grundkörper (2) aufweist, wobei das Ende der Führung (13) die Lage der Hebelachse (7) definiert.
  11. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) aus einem duroplastischen Material besteht und der Grundkörper (2) und der Pedalarm (3) aus einem thermoplastischen Material bestehen.
  12. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) aus einem Faserverbundmaterial ausgebildet ist.
  13. Gaspedal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Federelement (5) wenigstens ein magnetoresistiver Sensor, ein Dehnungsmessstreifen, ein Piezosensor, ein optischer Sensor und/oder ein kapazitiver Sensor integriert ist.
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