DE202018100971U1 - Control pedal for vehicles - Google Patents

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Abstract

Steuerpedal (10) für Fahrzeuge, umfassend einen Pedalarm (12), der an seinem unteren Ende eine Fußauflage (14) aufweist und an seinem oberen Ende an eine an einem Körper des Fahrzeugs befestigten Stützstruktur anlenkbar ausgebildet (16) ist, so dass der Pedalarm (12) um eine Drehachse (x) drehbar ist, wobei der Pedalarm (12) eine Struktur (22) aus Kunststoffmaterial mit einem H-förmigen Querschnitt und einen Verstärkungskern (24) umfasst, der durch ein in die Struktur (22) eingebettetes Blatt- oder Plattenelement gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungskern (24) aus einem Verbundmaterial mit einer mit Fasern verstärkten Kunststoffmatrix besteht.A control pedal (10) for vehicles, comprising a pedal arm (12) having at its lower end a footrest (14) and at its upper end to a attached to a body of the vehicle support structure (16) articulated, so that the pedal arm (12) is rotatable about an axis of rotation (x), the pedal arm (12) comprising a structure (22) of plastics material having an H-shaped cross section and a reinforcing core (24) inserted through a sheet embedded in the structure (22) - or plate member is formed, characterized in that the reinforcing core (24) consists of a composite material with a fiber-reinforced plastic matrix.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Steuerpedal für Fahrzeuge, wie zum Beispiel ein Bremspedal oder ein Kupplungspedal, und insbesondere ein Steuerpedal für Fahrzeuge, wobei der Pedalarm eine aus Kunststoffmaterial hergestellte Struktur und einen in dieser Struktur eingebetteten Verstärkungskern umfasst.The present invention relates generally to a control pedal for vehicles, such as a brake pedal or a clutch pedal, and more particularly to a control pedal for vehicles, the pedal arm comprising a structure made of plastic material and a reinforcing core embedded in this structure.

Ein Steuerpedal für Fahrzeuge der oben genannten Art ist beispielsweise aus dem italienischen Patent Nr. 1391289 bekannt. Gemäß dieser bekannten Lösung umfasst der Pedalarm einen Metallkern, der in einer Struktur aus Kunststoffmaterial eingebettet ist, die in einem Insert Moulding Verfahren hergestellt ist. Die Struktur des Kunststoffmaterials besteht vorzugsweise aus Glasfaser verstärktem Polyamid oder Polypropylen.A control pedal for vehicles of the above type is for example from the Italian Patent No. 1391289 known. According to this known solution, the pedal arm comprises a metal core embedded in a structure of plastic material made in an insert molding process. The structure of the plastic material is preferably made of glass fiber reinforced polyamide or polypropylene.

Durch die Kombination der Struktur aus Kunststoffmaterial mit einem Metallkern ist das Pedal leichter als ein herkömmliches Pedal, das vollständig aus Metall hergestellt ist, ist aber immer noch in der Lage, die notwendigen Anforderungen in Bezug auf Steifigkeit und mechanische Festigkeit zu erfüllen.By combining the structure of plastic material with a metal core, the pedal is lighter than a conventional pedal made entirely of metal, but is still able to meet the necessary rigidity and mechanical strength requirements.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerpedal für Fahrzeuge zu schaffen, das noch leichter ist, aber gleichzeitig nicht weniger steif und widerstandsfähig als der oben diskutierte Stand der Technik.The present invention has for its object to provide a control pedal for vehicles, which is even lighter, but at the same time no less stiff and resistant than the prior art discussed above.

Diese und andere Aufgaben werden gemäß der Erfindung vollständig durch ein Steuerpedal für Fahrzeuge mit den Merkmalen des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.These and other objects are achieved according to the invention completely by a control pedal for vehicles having the features of appended independent claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert, deren Gegenstand integraler Bestandteil der folgenden Beschreibung ist.Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims, the subject matter of which is an integral part of the following description.

Zusammenfassend beruht die Erfindung auf der Idee, ein Steuerpedal für Fahrzeuge zu schaffen, bei dem der Pedalarm eine Struktur aus Kunststoffmaterial mit einem H-förmigen Querschnitt und einen Verstärkungskern aufweist, der in einem Insert Moulding Verfahren in die Struktur aus Kunststoffmaterial eingebettet ist, wobei der Verstärkungskern ein Blatt- oder Plattenelement ist, das aus Verbundmaterial hergestellt ist, mit einer Matrix aus einem Kunststoffmaterial und Verstärkungsfasern, wobei das Kunststoffmaterial ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Kunststoffmaterial sein kann. Da der Verstärkungskern aus einem Verbundmaterial hergestellt ist, wird im Vergleich zum Stand der Technik ein noch leichteres Steuerpedal geschaffen, ohne die Steifigkeit und die mechanischen Festigkeitseigenschaften des Pedals negativ zu beeinflussen.In summary, the invention is based on the idea of providing a control pedal for vehicles in which the pedal arm has a structure of plastic material with an H-shaped cross-section and a reinforcing core, which is embedded in the structure of plastic material in an insert molding process, wherein the Reinforcement core is a sheet or plate member made of composite material having a matrix of a plastic material and reinforcing fibers, wherein the plastic material may be a thermoplastic or a thermosetting plastic material. Since the reinforcing core is made of a composite material, an even lighter control pedal is provided in comparison to the prior art without adversely affecting the rigidity and the mechanical strength properties of the pedal.

Vorzugsweise umfasst die Struktur aus Kunststoffmaterial einen zentralen Abschnitt, dessen Querschnitt eine Hauptachse aufweist, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Pedals erstreckt, und ein Paar gebogene Abschnitte, das heißt einen oberen gebogenen Abschnitt und einen unteren gebogenen Abschnitt, die durch den zentralen Abschnitt miteinander verbunden sind und deren Querschnitte jeweils eine entsprechende Hauptachse aufweisen, die sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Pedals erstreckt.Preferably, the plastic material structure comprises a central portion whose cross-section has a major axis extending substantially perpendicular to the axis of rotation of the pedal and a pair of arcuate portions, i.e. an upper arcuate portion and a lower arcuate portion, passing through the central portion are interconnected and whose cross-sections each have a respective main axis which extends substantially parallel to the axis of rotation of the pedal.

Der Verstärkungskern kann in dem zentralen Abschnitt der Struktur aus Kunststoffmaterial eingebettet sein. Alternativ kann der Verstärkungskern in einem oder beiden der gebogenen Abschnitte der Struktur aus Kunststoffmaterial eingebettet sein.The reinforcing core may be embedded in the central portion of the structure of plastic material. Alternatively, the reinforcement core may be embedded in one or both of the bent portions of the structure of plastic material.

Vorzugsweise sind die Fasern des Verbundmaterials des Verstärkungskerns parallel zu einer Mittelebene des Verstärkungskerns ausgerichtet, um entlang der Vorzugsrichtung der auf den Verstärkungskern wirkenden Hauptspannungen ausgerichtet zu sein.Preferably, the fibers of the composite material of the reinforcing core are aligned parallel to a median plane of the reinforcing core so as to be aligned along the preferential direction of the principal stresses acting on the reinforcing core.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wobei

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Steuerpedals für Fahrzeuge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Ansicht des Querschnitts des Steuerpedals aus 1, und
  • 3 und 4 schematische Ansichten des Querschnitts eines Steuerpedals gemäß zwei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
zeigen.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description given purely by way of non-limitative example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG
  • 1 a perspective view of a control pedal for vehicles according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic view of the cross section of the control pedal 1 , and
  • 3 and 4 schematic views of the cross section of a control pedal according to two further embodiments of the present invention
demonstrate.

Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein Steuerpedal für Fahrzeuge (nachstehend einfach als „Pedal“ bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Pedal 10 kann gleichermaßen ein Bremspedal, ein Kupplungspedal oder ein Gaspedal sein.With reference to the 1 and 2 For example, a vehicle control pedal (hereinafter, simply referred to as "pedal") according to an embodiment of the present invention is designated by the reference numeral 10 designated. The pedal 10 may equally be a brake pedal, a clutch pedal or an accelerator pedal.

Das Pedal 10 umfasst im Wesentlichen einen Pedalarm 12, eine Fußauflage14, die an einem Ende (unteres Ende) des Pedalarms 12 befestigt ist, und eine Gelenkbuchse 16, die an dem gegenüberliegenden Ende (oberes Ende) des Pedalarms 12 befestigt ist, um den Pedalarm 12 drehbar um eine im wesentlichen horizontale Drehachse x an einer Trägerstruktur (nicht gezeigt) der Fahrzeugkarosserie unterhalb des Armaturenbretts zu montieren. Das Pedal 10 kann ferner einen Anschlag 18 zum Auslösen eines Mikroschalters (nicht gezeigt) und/oder einen Stecker 20 zum Verbinden des Pedalarms 12 mit einem Betätigungselement (nicht gezeigt) des Systems oder der Vorrichtung des Fahrzeugs, an dem das Pedal angeordnet ist, zum Bespiel eine Betätigungsstange des Servo-Bremssystems des Fahrzeugs, umfassen.The pedal 10 essentially comprises a pedal arm 12 , a footrest14, which at one end (lower end) of the pedal arm 12 is attached, and a joint socket 16 at the opposite end (upper end) of the pedal arm 12 is attached to the pedal arm 12 rotatably mounted about a substantially horizontal axis of rotation x on a support structure (not shown) of the vehicle body below the dashboard. The pedal 10 may also have a stop 18 for triggering a microswitch (not shown) and / or a plug 20 for connecting the pedal arm 12 with an actuating element (not shown) of the system or the device of the vehicle on which the pedal is arranged, for example comprise an actuating rod of the servo-braking system of the vehicle.

Der Pedalarm 12 umfasst eine Struktur 22 aus Kunststoffmaterial mit einem H-förmigen Querschnitt und einen Verstärkungskern 24, der in einem Einlegetechnik Formverfahren (Insert Moulding) in die Struktur 22 eingebettet ist.The pedal arm 12 includes a structure 22 plastic material having an H-shaped cross section and a reinforcing core 24 in an insert molding technique (insert molding) into the structure 22 is embedded.

Insbesondere in Bezug auf 2, umfasst die Struktur 22 einen zentralen Abschnitt 26, dessen Querschnitt eine Hauptachse y aufweist, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse x des Pedals 10 erstreckt, und ein Paar gebogener Abschnitte 28 und 30, also einen oberen gebogenen Abschnitt bzw. einen unteren gebogenen Abschnitt, die durch den zentralen Abschnitt 26 miteinander verbunden sind und deren Querschnitte jeweils eine jeweilige Hauptachse x1 und x2 aufweisen, die sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse x des Pedals 10 erstrecken. Der zentrale Abschnitt 26 der Struktur 22 kann ferner mit Rippen 32 versehen sein, die, vorzugsweise von beiden Seiten, seitlich von dem zentralen Abschnitt 26 vorstehen, und die gebogenen Abschnitte 28 und 30 miteinander verbinden, um den Pedalarm 12 mit einer erhöhten Torsionsfestigkeit zu versehen. Das Kunststoffmaterial der Struktur 22 ist vorzugsweise mit Fasern verstärkt. Zum Beispiel kann die Struktur 22 aus Polypropylen oder Polyamid bestehen, das mit 20 bis 60% Glas- und / oder Kohlenstofffasern verstärkt ist.Especially in terms of 2 , includes the structure 22 a central section 26 whose cross-section has a major axis y which is substantially perpendicular to the axis of rotation x of the pedal 10 extends, and a pair of curved sections 28 and 30 , that is, an upper bent portion and a lower bent portion, respectively, passing through the central portion 26 are interconnected and whose cross-sections each have a respective major axis x1 and x2, which are substantially parallel to the axis of rotation x of the pedal 10 extend. The central section 26 the structure 22 can also with ribs 32 be provided, which, preferably from both sides, laterally from the central portion 26 protrude, and the bent sections 28 and 30 connect with each other to the pedal arm 12 provided with an increased torsional strength. The plastic material of the structure 22 is preferably reinforced with fibers. For example, the structure 22 Made of polypropylene or polyamide reinforced with 20 to 60% glass and / or carbon fibers.

Der Verstärkungskern 24 ist ein Blatt- oder Plattenelement, also ein Element, dessen eine Dimension (Dicke) signifikant kleiner ist als die anderen zwei Dimensionen. Der Verstärkungskern 24 besteht aus einem Verbundmaterial mit einer Matrix aus Kunststoffmaterial, das gleichermaßen ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff sein kann, und Verstärkungsfasern. Die Fasern können beispielsweise in Glas, Kohlenstoff, Bor usw. hergestellt sein. Die Fasern können kurze oder lange Fasern sein. Die Fasern sind vorzugsweise entlang der Vorzugsrichtung der auf den Pedalarm wirkenden Hauptspannungen ausgerichtet, um die Zugfestigkeitseigenschaften des Materials des Verstärkungskerns 24 auf optimale Weise auszunutzen. Der Verstärkungskern 24 kann aus mehreren Schichten aus Verbundmaterial gebildet sein, mit Fasern, die von Schicht zu Schicht in verschiedene Richtungen orientiert sind.The reinforcing core 24 is a sheet or plate element, ie an element whose one dimension (thickness) is significantly smaller than the other two dimensions. The reinforcing core 24 consists of a composite material with a matrix of plastic material, which may equally be a thermoplastic or thermosetting plastic, and reinforcing fibers. The fibers may be made, for example, in glass, carbon, boron, etc. The fibers can be short or long fibers. The fibers are preferably oriented along the preferred direction of the principal stresses acting on the pedal arm to provide the tensile properties of the material of the reinforcement core 24 to exploit in an optimal way. The reinforcing core 24 may be formed of multiple layers of composite material, with fibers oriented from layer to layer in different directions.

Gemäß der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist der Verstärkungskern 24 in dem zentralen Abschnitt 26 der Struktur 22 eingebettet, so dass eine Mittelebene P des Verstärkungskerns 24 (also eine Ebene, die im Wesentlichen parallel zu den beiden Seiten des Blatt- oder Plattenelements, das den Verstärkungskern bildet, ausgerichtet ist und in demselben Abstand von den Seiten angeordnet ist), im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse x des Pedals 10 ausgerichtet ist.According to the in the 1 and 2 The embodiment shown is the reinforcing core 24 in the central section 26 the structure 22 embedded, leaving a center plane P of the reinforcing core 24 (ie, a plane that is substantially parallel to the two sides of the sheet or plate member forming the reinforcing core and spaced equidistantly from the sides) substantially perpendicular to the axis of rotation x of the pedal 10 is aligned.

Die 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsformen des Pedals 10, wobei der Verstärkungskern 24 in den oberen gebogenen Abschnitt 28 bzw. in den unteren gebogenen Abschnitt 30 der Struktur 22 eingebettet ist. In diesem Fall ist die Mittelebene P des Verstärkungskerns 24 im Wesentlichen parallel zur Drehachse x des Pedals 10 ausgerichtet. Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Pedal 10 jeweils zwei separate, in einen jeweiligen gebogenen Abschnitt der Struktur 22 eingebettete Verstärkungskerne umfassen.The 3 and 4 show two other embodiments of the pedal 10 , wherein the reinforcing core 24 in the upper bent section 28 or in the lower bent section 30 the structure 22 is embedded. In this case, the center plane P of the reinforcing core 24 substantially parallel to the axis of rotation x of the pedal 10 aligned. According to a further, not shown embodiment, the pedal 10 each two separate, in a respective bent portion of the structure 22 include embedded gain cores.

Aufgrund der Verwendung eines Verstärkungskerns, der aus Verbundmaterial hergestellt ist, ist das erfindungsgemäße Steuerpedal leichter als der Stand der Technik. Aufgrund der Konfiguration der Struktur aus Kunststoffmaterial, der geeigneten Positionierung des Verstärkungskerns und der geeigneten Ausrichtung der Fasern des Verbundmaterials des Verstärkungskerns, ist das erfindungsgemäße Steuerpedal gleichwohl in der Lage, die gewünschten Anforderungen in Bezug auf Steifigkeit und mechanische Festigkeit zu erfüllen.Due to the use of a reinforcing core made of composite material, the control pedal according to the invention is lighter than the prior art. However, due to the configuration of the plastic material structure, the proper positioning of the reinforcement core, and the proper orientation of the fibers of the composite material of the reinforcement core, the control pedal of the present invention is able to meet the desired rigidity and mechanical strength requirements.

Naturgemäß können, sofern das Prinzip Erfindung unverändert bleibt, Ausführungsformen und konstruktiven Details weitgehend von den lediglich als nicht einschränkende Beispiele beschriebenen und dargestelltem Ausführungsformen abweichen, ohne dabei den durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.Naturally, as long as the principle of invention remains unchanged, embodiments and design details may vary widely from the embodiments described and illustrated only by way of non-limiting example, without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • IT 1391289 [0002]IT 1391289 [0002]

Claims (6)

Steuerpedal (10) für Fahrzeuge, umfassend einen Pedalarm (12), der an seinem unteren Ende eine Fußauflage (14) aufweist und an seinem oberen Ende an eine an einem Körper des Fahrzeugs befestigten Stützstruktur anlenkbar ausgebildet (16) ist, so dass der Pedalarm (12) um eine Drehachse (x) drehbar ist, wobei der Pedalarm (12) eine Struktur (22) aus Kunststoffmaterial mit einem H-förmigen Querschnitt und einen Verstärkungskern (24) umfasst, der durch ein in die Struktur (22) eingebettetes Blatt- oder Plattenelement gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungskern (24) aus einem Verbundmaterial mit einer mit Fasern verstärkten Kunststoffmatrix besteht.A control pedal (10) for vehicles, comprising a pedal arm (12) having at its lower end a footrest (14) and at its upper end to a attached to a body of the vehicle support structure (16) articulated, so that the pedal arm (12) is rotatable about an axis of rotation (x), the pedal arm (12) comprising a structure (22) of plastics material having an H-shaped cross section and a reinforcing core (24) inserted through a sheet embedded in the structure (22) - or plate member is formed, characterized in that the reinforcing core (24) consists of a composite material with a fiber-reinforced plastic matrix. Pedal nach Anspruch 1, wobei die Struktur (22) einen zentralen Abschnitt (26) mit einem Querschnitt, der eine Hauptachse (y) aufweist, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (x) erstreckt, und ein Paar gebogener Abschnitte (28, 30), also einen oberen gebogenen Abschnitt und entsprechend einen unteren gebogenen Abschnitt, umfasst, die durch den zentralen Abschnitt (26) miteinander verbunden sind und die jeweiligen Hauptachsen (x1, x2) der Querschnitte jeweils im Wesentlichen parallel zur Drehachse (x) verlaufen.Pedal after Claim 1 wherein the structure (22) has a central portion (26) with a cross section having a major axis (y) extending substantially perpendicular to the axis of rotation (x) and a pair of arcuate portions (28,30), ie one upper bent portion, and corresponding to a lower bent portion, which are connected to each other by the central portion (26) and the respective major axes (x1, x2) of the cross sections each substantially parallel to the axis of rotation (x). Pedal nach Anspruch 2, wobei der Verstärkungskern (24) in den zentralen Abschnitt (26) der Struktur (22) eingebettet ist.Pedal after Claim 2 wherein the reinforcing core (24) is embedded in the central portion (26) of the structure (22). Pedal nach Anspruch 2, wobei der Verstärkungskern (24) in mindestens einen der gebogenen Abschnitte (28, 30) der Struktur (22) eingebettet ist.Pedal after Claim 2 wherein the reinforcing core (24) is embedded in at least one of the bent portions (28, 30) of the structure (22). Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern des Verbundmaterials des Verstärkungskerns (24) parallel zu einer Mittelebene (P) des Verstärkungskerns (24) ausgerichtet sind.A pedal according to any one of the preceding claims, wherein the fibers of the composite material of the reinforcing core (24) are aligned parallel to a median plane (P) of the reinforcing core (24). Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur (22) ferner Rippen (32) aufweist, die seitlich aus dem Mittelabschnitt (26) vorstehen und die Klappen (28, 30) miteinander verbinden.A pedal as claimed in any one of the preceding claims, wherein the structure (22) further comprises ribs (32) projecting laterally from the central portion (26) and interconnecting the flaps (28, 30).
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