DE2543309A1

DE2543309A1 - Vorrichtung zur reduzierung der zur betaetigung eines pedals erforderlichen kraefte

Info

Publication number: DE2543309A1
Application number: DE19752543309
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Kirschner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1975-09-27
Publication date: 1977-04-07

Description

Vorrichtung zur Reduzierung der zur
Betätigung eines Pedals erforderlichen kräfte (Zusatzanmeldung zu P 25 27 478.6) Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 25 27 478.6) bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reduzierung der zur Betätigung eines Pedals, insbesondere des Brems- oder Kupplungspedals eines Kraftfahrzeuges, erforderlichen Kräfte.
Ausgehend von der Erkenntnis, daß die zur Herabsetzung der benötigten Pußkräfte üblichen Brems- oder Kupplungskraftverstärker räumlich und baulich aufwendig sind und entweder einen besonderen Druckluftbehälter benötigen oder in ihrer Anwendung auf Kraftfahrzeuge mit Otto-Motoren beschränkt sind, wird im Hauptpatent zur Beseitigung dieser Nachteile eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei welcher ein von einem Elektromotor in Rotation versetzbares Servoglied beim Betätigen des Pedals direkt oder indirekt mit dem Pedal koppelbar ist, wobei die Drehrichtung des Servogliedes mit der Drehrichtung des Pedals bei dessen Betätigung übereinstimmt und der Grad der Kopplung vorzugsweise pedalkraftabhängig ist.
Die vorliegende Erfindung gibt eine besnders vorteilhafte Ausgestaltung dur im Hauptpatent vorgeschlagenen Vorrichtung an.
Sie ist gekennzeichnet durch eine mittelbar oder unmittelbar auf der Lagerwelle des Pedals gelagerte, beim Betätigen des Pedals pedalkraftabhängig gegen das Pedal verdrehbare kreiszylindrische Trommel, welche mit einem am Kreisumfang angeordneten nutartigen Einschnitt versehen ist, in den ein mit dem Pedal fest verbundener, axial gerichteter Nocken mit Spiel hineinragt, durch ein ebenfalls mittelbar oder unmittelbar auf der Lagerwelle des Pedals gelagertes Servoglied, welches die Trommel mit e=um kreiszvlindrischen Ansatz topfförmig umschließt, und durch eine zwischen Ansatz und Trommel in mehreren Windungen um die Trommel gelegte, als Reibungsglied dienende metallische Schlingfeder, die mit einer gewissen Vorspannung am Ansatz anliegt und mit ihren beiden zumindest annähernd radial nach innen abgebogenen Enden derart in die zwischen den Wänden des Einschnittes und dem Nocken befindlichen Zwischenräume hineinragt, daß der Abstand der hineinragenden Enden zur Wand des Einschnittes jeweils größer ist als der zum Nocken, wobei jeweils die den Innenbögen benachbarten Seiten der Enden dem Nocken zugewandt sind.
Anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert.
In der Zeichnung zeigen Figur 1 in z. T. geschnittener Darstellung die Draufsicht eines Pedals mit einer daran befesti0ften erfindungsgetaä3'en Vorrichtung und Figur 2 in-ebenfalls z. T. geschnittener Darstell-wng eine in Figur 1 mit A bezeichnete Ansicht des Pedals nach Entfernung des Servogliedes 8.
Im Ausführungsbeispiel sind nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten dargestellt. Am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau ist in bekannter Weise mittels einer Lagrwelle 9 ein Pedal 1 angelenkt, dessen die Trittplatte tr-gender unterer Teil nicht weiter gezeichnet ist. Über ein als Druckstange ausgebildetes Kraftübertragungsglied 3, dessen gabelförmig ausgestaltetes Ende mIttels eines Bolzens 4 am Pedal 1 angreift, wird die -in Figur 2 von rechts- auf das Pedal 1 ausgeübte Kraft in bekannter Weise z. B. auf eirannicht weiter dargestellten Hauptbremszylinder einer 3remsanlage oder auf einen Kupplungszylinder einer Kupplungsanlage o. ä. übertragen. Ein von einem nicht weiter gezeigten Elektrömotor in Rotation versetzbares Servoglied 8 ist drehbar auf der Lagerwelle 9 des Pedals 1 gelagert undumschließt mit einem kreiszylindrisch ausgebildeten Ansatz 8a topfförmig eine kreiszylindrische Trommel 2, welche gegen das Pedal 1 verdrehbar auf der Lagerwelle 9 des Pedals bzw. auf einem nicht weiter bezeichneten zapfenförmigen Ansatz des Pedals gelagert ist. Die Drehrichtung des Servogliedes 8 stimmt mit der Drehrichtung des Pedals 1 bei dessen Betätigung überein. Auf Figur 2 bezogen würde sich das Servoglied 8 also im Rlrzeigersinn drehen. Am Kreisumfang ist die kreiszylindrische Trommel 2 mit einem nutartigen Einschnitt 11 versehen, in welchen ein mit dem Pedal 1 - fest verbundener, axial gerichteter Nocken 1a hineinragt, wobei zwischen den Wänden des Einschnittes 11 und dem Nocken 1a sich jeweils freie Zwischenräume ergeben. Zwischen der Trommel 2 und dem Ansatz 8a des Servogliedes 8 ist ein mit 7 beziffertes Reibungsglied angeordnet. Dabei handelt es sich um eine in mehreren Windungen um die Trommel 2 gelegte metallische Schlingfeder, die mit einer gewissen Vorspannung am Ansatz 8a anliegt. Die beiden Enden 7c und 7d der Schlingfeder sind zumindest annähernd radial nach innen gebogen und ragen in die Zwi3chenräume zwischen dem nocken la und den Wänden des Einschnittes 11 in der Trommel 2 hinein.
Wie aus Figur 2 zu erkennen ist, sind die beiden Enden 7c und 7d so angeordnet und abgebogen, daß das in Figur 2 von links kommende Ende 7d in den rechts vom Nocken la angeordneten Zwischenraum und das von rechts kommende Ende 7c in den links vom Nocken 1a angeordneten Zwischenraum hineinragt. Die den Innenbögen benachbarten Seiten der abgebogenen Enden 7c und 7d sind somit jeweils dem Nocken 1a zugewandt, während die den Atißenbögen benachbarten Seiten der abgebogenen Enden jeweils den Wänden des Einschnittes 11 benachbart sind. Wesentlich ist, daß die sbgebogenen inden 7c und 7d in den Zwischenräumen jeweils so angeordnet sind, daß ihr Abstand zur Wand des Einschnittes 11 jeweils größer ist als ihr Abstand zum Nocken 1a.
Bei Betätigung des Pedals 1 verdreht sich die Trommel 2 relativ zum Pedal. Die Größe des Verdrehwinkels zwischen Pedal und Trommel ist dabei von der beim Betätigen der Bremse durch das Kraftübertragungsglied 3 auf das Pedal 1 ausgeübten Gegenkraft abhängig gemacht. D-ese Abhängigkeit ist dadurch erreicht, daß die Trommel 2 mit Hilfe eines an der Trommel befestigten Hebelarmes 6 direkt am Kraftübertragungsglied 3 bzw. am Bolzen 4 angreift, während sich das Pedal 1 über eine Feder 5 gegen das Krraft«bertragungsg'ied bzw. den Bolzen abstützt. Aus Figur 2 ist erkennbar, daß der Zwischenraum, in den das Federende 7d hineinragt, beim Betätigen des Pedals 1 wegen der dabei stattfindenden Relativverdrehung zwischen Trommel 2 und Pedal 1 verkleinert wird, während sich gleichzeitig der Zwischenraum, in den das Federende 7c hineinragt, vergrößert. Die vom rotierenden Servoglied 8 aufgrund der gegebenen Vorspannung im Uhrzeigersinn verdrehte Schlingfeder 7 kommt dabei mit dem abgebogenen Ende 7d an der Wand des Einschnittes 11 zur Anlage und stützt sich dagegen ab. Das vom kreiszylindrischen Ansatz 8a des Servogliedes 8 auf die Schlingfeder 7 übertragene Reibmoment führt daher zu einer Aufsnreizung der Schlingfeder, wodurch das Servomoment des Servogliedes 8 in gewünschter Weise über die Schlingfeder 7, die Trommel 2 und den Hebelarm 6 auf das Kraftübertragungsglied 3 übertragen wird. Beim Loslassen des Pedals 1 wird die Relativverdrehung zwischen Trommel 2 und Pedal 1 wieder rückgängig gemacht, wobei der Nocken 1a gegen das abgebogene Ende 7c gedrückt wird. Dadurch wird die Schlingfeder 7 wieder zusammengezogen und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Sarvoglied 8 und Pedal 1 aufgshoben. Das Pedal 1 geht dabei wieder in seine Ausgangslage zurück.
Bei nicht betätigtem Pedal -wenn also zwischen Pedal 1 und Trommel 2 keine Relativverdrehung stattfindet und die in Figur 2 gezeigte räumliche Zuordnung zwischen den beiden Gliedern besteht- verdreht sich die Schlingfeder 7 unter der Wirkung des rotierenden Servogliedes 8 solange, bis das linke Federende 7c mit seiner dem Innenbogen benachbarten Seite am Nocken 1a zur Anlage kommt. Man erkennt, daß sich dadurch die Feder unter der Wirkung des durch das Servoglied 8 auf die Schlingfeder übertragenen Reibmomenteszusammenzieht und das Pedal 1 -bis auf ein geringes Restmoment- vom Servoglied 8 abkoppelt.
Hierdurch ist sichergestellt, daß unabhängig davon, ob das Servoglied 8 rotiert oder nicht rotiert, bei nicht betätigtem Pedal kein Servomoment vom Servoglied auf das Pedal übertragen wird. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich, wenn das Pedal 1 bei nicht rotierendem Servoglied 8 betätigt wird: In diesem Falle kommt der Nocken la infolge der Relativverdrehung zwischen Pedal und Trommel an der dem Innenbogen benachbarten Seite des abgebogenen Endes 7d zur Anlage, wodurch die Feder ebenfalls zusammengezogen und damit vom Servoglied 8 abgekuppelt wird.
Hierdurch ist gewährleistet, daß bei Ausfall des Elektromotors die Bewegung des Pedals nicht behindert wird.
Der das Servoglied 8 antreibende Elektromotor kann vom Servoglied und vom Pedal räumlich getrennt angeordnet werden, so daß der im Pedalbereich benötigte Platz zum Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur gering ist. Die Kraftübertragung zwischen Elektromotor und Servoglied kann dabei über eine Welle, z.B. eine biegsame Tachowelle,erfolgen, die im Ausführungsbeispiel mit 10 beziffert ist.
Da das Servoglied 8 sich nur dann drehen muß, wenn auch das Pedal 1 betätigt werden soll, braucht der das Servoglied 8 antreibende Elektromotor nicht dauernd eingeschaltet zu sein.
Unter Umständen ristes daher von Vorteil, eine mit dem Pedal 1 oder mit einer benachbarten Pedal einrichtung in Verbindung stehende elektrische Schalteinrichtung vorzusehen, die den Elektroiaotor erst beim Betätigen des Pedals, z. B. des Bremspedals, bzw. beim Lösen der benachbarten Pedaleinrichtung, z.B. des Gaspedals, einschaltet.
L e e r s e i t e

Claims

BNSPBUCH 1. Vorrichtung zur Reduzierung der zur Betätigung eines Pedals, insbesondere des Brems- oder Kupplungspedals eines Kraftfahrzeuges, erforderlichen Kräfte mit einem von einem ElektMomotor in Rotation versetzbaren Servoglied, das beim Betätigen des Pedals direkt oder indirekt mit dem Pedal koppelbar ist, wobei die Drehrichtung des Servogliedes mit der Drehrichtung des Pedals bei dessen Betätigung übereinstimmt, nach Patentanmeldung P 25 27 478.6, gekennzeichnet durch eine mittelbar oder unmittelbar auf der Lagerwelle (9) des Pedals (1) gelagerte, beim Betätigen des Pedals pedalkraftabhängig gegen das Pedal verdrehbare kreiszylindrische Trommel (2), welche mit einem am Kreisumfang angeordneten nutartigen Einschnitt (il) versehen ist, in den ein mit dem Pedal (1) fest verbundener, axial gerichteter Nocken (ia) mit Spiel hineinragt, durch ein ebenfalls mittelbar oder unmittelbar auf der Lagerwelle (9) des Pedals (1) gelagertes Servoglied (8), welches die Trommel (2) mit einem krciszylindrischen Ansatz (8a) topfförmig umschließt, und durch eine zwischen Ansatz (8a) und Trommel (2) in mehreren Windungen um die Trommel (2) gelegte, als Reibungsglied dienende metallische Schlingfeder (7), die mit einer gewissen Vorspannung am Ansatz (8a) anliegt und mit ihren beiden zumindest annähernd radial nach innen abgebogenen Enden (7c, 7d) derart in die zwischen den Wänden des Einschnittes (11) und dem Nocken (7a) befindlichen Zwischenräume hineinragt, daß der Abstand der hineinragenden Enden (7c bzw. 7d) zur Wand des Einschnittes (11) jeweils größer ist als der zum Nocken (in), wobei jeweils die den Innenbögen benachbarten Seiten der Enden (7c bzw. 7d) dem Nocken.(I1) zugewandt sind.