DE3841719A1 - Druckfedervorrichtung, insbesondere uebertotpunktfedervorrichtung fuer das fusshebelwerk eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckfedervorrichtung der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispiels­ weise aus der französischen Patentanmeldung 23 80 160 oder der DE-PS 29 23 027 bekannt ist.

Druckfedervorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art werden auf den verschiedensten Gebieten der Technik eingesetzt. U. a. kommen sie im Fußhebelwerk von Kraft­ fahrzeugen als Übertotpunktfedervorrichtung zum Einsatz, insbe­ sondere bei der Betätigung des Kupplungspedals. Sie reduzieren - nach Überschreiten ihres Totpunktes - die erforderlichen Pedalbetätigungskräfte, so daß in vielen Fällen auf eine sonst erforderlich werdende Servounterstützung verzichtet werden kann.

In den meisten Fällen sind die mit geeigneten Endstücken ausge­ statteten freien Enden der Druckfeder-Führungsstange dabei drehbar auf einer Lagerwelle gelagert, auf der sie - da die Demontierbarkeit der Druckfedervorrichtung aus Servicegründen gegeben sein muß - durch gesicherte Befestigungsmuttern oder ähnliche Elemente gehalten werden, wie dies beispielsweise bei dem aus der französischen Patentanmeldung 23 80 160 be­ kannten Fußhebelwerk für eines der beiden Führungsstangenen­ den der Fall ist.

Der Montageaufwand für eine solche Lagerwellen-Lagerung ist in den meisten Fällen erheblich; so muß in vielen Fällen zu­ nächst die Lagerwelle selbst in einer ortsfesten bzw. pedal­ seitigen Blechtragkonstruktion angeschraubt und danach das Führungsstangen-Endstück - mitunter erst nach Aufbringen ge­ eigneter Gleitbuchsen o. ä. - auf die Lagerwelle aufgeschoben und mittels eines Sicherungs- oder Sprengringes o. ä. gesichert werden. Ein automatisierter oder teilautomatisierter Einbau der Übertotpunktfedervorrichtung ist nicht möglich.

Bekannt sind auch Übertotpunktfedervorrichtungen (DE-PS 29 23 027), bei denen die beiden Enden der die Schraubendruckfeder tragenden teleskopierbaren Führungsstange in ihren Widerlagern nicht durch eine Lagerwelle, sondern durch Kugelgelenke drehbar gelagert sind, wobei die taschenförmig ausgebildeten Führungs­ stangen-Endstücke jeweils auf Kugelköpfen gleiten, deren Kugel­ schaft an einem ortsfesten bzw. pedalfesten Halterungsteil angeschweißt bzw. angeschraubt ist.

Die Anlenkung der schwenkbaren Druckfedervorrichtung mittels Kugelgelenken bietet zwar u. a. den Vorteil, daß in einfacher Weise gewisse Bautoleranzen ausgeglichen werden können, ist fertigungstechnisch jedoch recht aufwendig.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fertigungstechnisch einfachere und besonders montagefreundliche Druckfedervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß enthält also zumindest das eine Widerlager der Druckfedervorrichtung einen vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Lagerkörper, welcher mit einer in der Führungs­ stangen-Schwenkebene liegenden schlitzartigen Lagerpfanne ausgestattet ist, welche eine konkave und etwa halbkreisför­ mige Kontur besitzt und in welcher sich das Ende der Führungs­ stange mit einer korrespondierenden konvexen kreisförmigen Gleitfläche lose abstützt.

Der Kunststoff-Lagerkörper stellt ein sehr leichtes und bei­ spielsweise im Spritzgießverfahren sehr einfach und kosten­ günstig herzustellendes Bauteil dar. Bei Verwendung eines Kunst­ stoffes mit Zusätzen von z. B. Molybdändisulfid oder Polytetra­ fluoräthylen ergibt sich darüber hinaus eine wartungsfreie und extrem verschleißarme Lagerung.

Die Montage der Druckfedervorrichtung ist extrem einfach, weil das Führungsstangenende lediglich in die Lagerpfanne des Lagerkörpers eingeführt werden muß, in der sie dann unter der Wirkung der auf sie einwirkenden Druckfeder sicher fixiert bleibt.

Auch die Montage des Lagerkörpers selbst wird besonders einfach, da dieser nur lose in eine entsprechende Aufnahme des ihn tragenden Bauteils eingelegt werden muß, in der er dann eben­ falls durch die Federkraft der Druckfedervorrichtung sicher gehalten wird.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der zum Teil nur schematischen und teilgeschnittenen Zeich­ nung zeigen

Fig. 1 die Teilseitenansicht eines mit der erfindungsgemäßen Druckfedervorrichtung ausge­ rüsteten Kfz-Fußhebelwerks,

Fig. 2 Drauf- und Seitenansicht des erfindungsgemäßen Lager­ körpers,

Fig. 3 den mit dem Lagerkörper zusammenwirkenden Teil der Druckfederführungsstange,

Fig. 4 Drauf- und Seitenansicht eines modifizierten Lager­ körpers gemäß der Erfindung und

Fig. 5 den mit diesem Lagerkörper zusammenwirkenden Teil der Druckfederführungsstange.

In Fig. 1 ist ein Fußpedal 2, beispielsweise ein Kupplungspedal eines Kraftfahrzeuges um eine Lagerachse 3 schwenkbar an einer ortsfesten Lagerkonsole 1 angelenkt, die ihrerseits an z. B. der Spritzwand 11 des Fahrzeuges befestigt ist.

Zwischen den ortsfesten Bauteilen, d. h. zwischen der Lagerkon­ sole 1 bzw. der Spritzwand 11 und dem relativ dazu verschwenk­ baren Fußpedal 2 ist eine als Übertotpunktfeder wirkende Druck­ federvorrichtung 4 angeordnet, deren freien Enden drehbar in einem aufbauseitigen Widerlager 5 bzw. in einem pedalsei­ tigen Widerlager 6 in Form einer Achse angelenkt sind.

Die Druckfedervorrichtung besteht in üblicher Weise aus einer teleskopierbaren Führungsstange 7 und einer diese umhüllenden Schraubendruckfeder 8, welche sich an nicht näher bezifferten Endstücken der Führungsstange 7 abstützt und diese in einem sie verlängernden Sinne federbeaufschlagt. Die Führungsstange selbst besteht aus einem im wesentlichen hülsenförmigen Führungs­ stangenteil 72 und einem in das hülsenförmige Teil eingeschobenen im wesentlichen stiftförmigen Führungsstangenteil 71.

Das aufbauseitige Widerlager 5 der Druckfedervorrichtung enthält einen Lagerkörper 9 mit einer schlitzartigen Lagerpfanne 91, welche in der Führungsstangen-Schwenkebene ausgerichtet ist und eine konkave sowie etwa halbkreisförmige Kontur besitzt. In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dieses Lagerkörpers 9 in seiner Drauf- und Seitenansicht dargestellt.

Das im Lagerkörper 9 des Widerlagers 5 gelagerte Ende der Führungsstange 7, im Ausführungsbeispiel des stiftförmigen Führungsstangenteils 71, besitzt eine mit der Kontur der Lager­ pfanne 91 korrespondierende konvexe sowie kreisförmige Gleit­ fläche 73, mit der es sich in der Lagerpfanne 91 des Lager­ körpers 9 lose, also zapfenlos leicht drehbar abstützt. Die beim Verschwenken der Druckfedervorrichtung 4 wirksame - fiktive - Drehachse im Widerlager 5 ist in Fig. 1 mit M ₁ beziffert; M ₁ ist durch den Krümmungsmittelpunkt der Gleitfläche 73 bzw. des kreisförmigen Teils der Lagerpfanne 91 gegeben.

Da zur Montage der Druckfedervorrichtung 4 das Führungsstangen­ ende mit seiner Gleitfläche 73 unter kurzzeitigem Zusammen­ drücken der Schraubendruckfeder 8 lediglich lose in die Lager­ pfanne 91 eingeschoben wenden muß, irgendwelche Schraubverbin­ dungen o. ä. dagegen nicht vorzunehmen sind, ist die Montage besonders einfach und ggf. sogar einer automatisierten Montage zugänglich.

In gleich einfacher Weise kann der Kunststoff-Lagerkörper 9 montiert werden; im dargestellten Ausführungsbeispiel ist er ebenfalls nur lose in eine entsprechende Aufnahme 10 des ihn tragenden Bauteils 11, hier der Spritzwand des Fahrzeuges, eingelegt, wo er durch die Federkraft der auf ihn einwirkenden Druckfedervorrichtung 9 gehalten wird, ähnlich wie die Gleit­ fläche 73 in der Lagerpfanne 91. Da das Einlegen des Lagerkörpers in die Aufnahme 10 eine einfache translatorische Bewegung darstellt, stellt diese konstruktive Lösung eine gute Grundlage für die automatisierte Montage des Lagerkörpers oder aber sogar einer vormontierten Lagerkörper/Druckfedervorrichtungs- Einheit dar.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Lagerkörper/Führungsstangen-Kon­ struktion dargestellt, die sich besonders gut eignet, wenn für die Druckfedervorrichtung 4 ein größerer Schwenkbereich erforderlich ist.

Bezüglich der wesentlichen konstruktiven und funktionellen Details stimmt dieses Ausführungsbeispiel mit dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel überein.

Um die gewünschte größere Verschwenkbarkeit zu erreichen, schließt die Gleitfläche 73′ abweichend vom zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel einen sehr viel größeren Winkel, im Aus­ führungsbeispiel von nahezu 360° ein. Darüber hinaus sind am Führungsstangenteil 71 zwei sichelförmige Seitenarme 74 angeordnet, welche auf die Führungsstangenlängsachse bezogen - in der Schwenkebene - einander gegenüberliegen und um den gleichen Krümmungsmittelpunkt, jedoch mit einem größeren Radius gekrümmt sind wie die Gleitfläche 73′.

Bei größeren Schwenkbewegungen der Druckfedervorrichtung hinter­ greifen diese sichelförmigen Seitenarme 74 korrespondierende Außenkreisflächen 92 des Lagerkörpers 9′, wodurch eine sichere Ausrück- bzw. Ausklinksicherung gewährleistet ist.

Der Lagerkörper wird mit Vorteil aus Kunststoff, vorzugsweise mit Zusätzen von z. B. Molybdändisulfid oder Polytetrafluoräthylen hergestellt, so daß eine wartungsfreie und sehr verschleiß­ arme Lagerstelle vorliegt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich das aufbau­ seitige Widerlager 5 der Druckfedervorrichtung in der vorge­ schlagenen Weise ausgebildet. Grundsätzlich wäre es denkbar, auch das pedalseitige Widerlager in entsprechender Weise auszu­ bilden.

Die erfindungsgemäße schwenkbare Druckfedervorrichtung ist anhand einer Übertotpunktfedervorrichtung für das Fußhebelwerk eines Kraftfahrzeuges erläutert worden. Sie ist jedoch nicht auf dieses Anwendungsfeld beschränkt. Denkbar ist auch der Einsatz bei anderen auf Druck belasteten und drehbaren Verbin­ dungen.

Claims (4)

1. Druckfedervorrichtung, insbesondere Übertotpunktfedervorrich­ tung für das Fußhebelwerk eines Kraftfahrzeugs, mit einer teleskopierbaren Führungsstange, die durch eine sie umschließen­ de Schraubendruckfeder im sie verlängernden Sinne druckfeder­ beaufschlagt ist und mit ihren freien Enden in Widerlagern zweier relativ zueinander verschwenkbarer Bauteile gelagert ist, derart, daß sie um in den Widerlagern gebildete Dreh­ achsen in einer Ebene verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das eine Widerlager (5) einen vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Lagerkörper (9, 9′) enthält, welcher mit einer in der Führungsstangen- Schwenkebene liegenden schlitzartigen Lagerpfanne (91, 91′) konkaver und etwa halbkreisförmiger Kontur ausgestattet ist, und daß das in diesem Widerlager (5) gelagerte Ende der Führungsstange (7) sich mit einer korrespondierenden kon­ vexen kreisförmigen Gleitfläche (73, 73′) lose in der Lager­ pfanne (91, 91′) des Lagerkörpers (9, 9′) abstützt.

2. Druckfedervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (9, 9′) aus einem wartungsfreien und verschleißarmen Kunststoff mit Zusätzen von Molybdändisulfid oder Polytetrafluoräthylen hergestellt ist.

3. Druckfedervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in der Lagerpfanne (91′) abstützende Gleitfläche (73′) der Führungsstange (71) einen Winkel von mehr als 180°, vorzugsweise von nahezu 360°, einschließt, und daß an der Führungsstange (71) zwei in der Schwenkebene und einander gegenüberliegende sichelförmige Seitenarme (74) angeordnet sind, welche um den gleichen Krümmungsmittel­ punkt (M ₁) wie die Gleitfläche (73′), jedoch mit einem größeren Radius gekrümmt sind und bei größeren Schwenkbe­ wegungen korrespondierende Außenkreisflächen (92) des Lager­ körpers (9′) als Ausrücksicherung hintergreifen.

4. Druckfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (9, 9′) nur lose in eine Aufnahme (10) des ihn tragenden Bauelements (11) eingelegt und in dieser durch die Federkraft der Druck­ federvorrichtung (4) gehalten ist.