DE4013284C2 - Pedalwerk, insbesondere Bremspedalwerk eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pedalwerk, insbesondere Bremspedal­ werk eines Kraftfahrzeuges, mit einer an einem Bauteil, insbe­ sondere KFZ-Rahmenteil befestigbaren U-förmigen Strebe, zwischen deren beiden Strebenschenkeln ein Pedal schwenkbar gelagert ist, wobei ein in den Strebenschenkeln axial weitgehend spiel frei gelagerter Pedalbolzen mit dem Pedal verbunden ist und beabstan­ det zum Schwenkpunkt des Pedals an diesem eine Stange angelenkt ist, zum Einwirken entgegen einer Rückstellkraft auf ein vom Pedal zu beaufschlagendes Element, insbesondere Bremselement.

Aus der Praxis ist ein Bremspedalwerk der genannten Art für ein Kraftfahrzeug bekannt. Bei diesem ist die mit dem KFZ-Rahmenteil befestigbare Strebe einteilig ausgebildet und es durchsetzt der Pedalbolzen zwei miteinander fluchtende Ausnehmungen in den beiden Strebenschenkeln sowie eine Ausnehmung im Pedal. Der Pedalbolzen ist mit einer Mutter verschraubt, die ihrerseits mittels eines Splintes drehgesichert ist.

Das bekannte Pedalwerk weist unter Sicherheits- und Montageas­ pekten Nachteile auf. So besteht die Lagerung des Pedales in der Strebe aus mehreren Teilen, was die Montage des Pedals in der Strebe verkompliziert. Es besteht die Gefahr, daß die Sicherung oder allgemein der Bolzen sich löst oder auch die Lagerung des Pedals im Pedalbolzen verschleißt. Die Folge davon ist ein Klappergeräusch oder schlimmstenfalls der Totalausfall des Pedalwerks.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pedalwerk der genannten Art so weiter zu bilden, daß es als Moduleinheit gefertigt werden kann, so daß keine Demontage der sicherheitsre­ levanten Teile des Pedalwerks ohne des sen Zerstörung gegeben ist.

Gelöst wird die Aufgabe bei einem Pedalwerk der genannten Art dadurch, daß die Strebe zweiteilig ausgebildet ist, wobei der einen Bestandteil des ersten Strebenteils bildende Strebenschen­ kel ein erstes, topfförmiges, zum anderen zweiten Strebenteil offenes Bolzenlager und der einen Bestandteil des zweiten Strebenteils bildende Strebenschenkel ein zweites, topfförmiges, zum ersten Strebenteil offenes Bolzenlager aufweist, wobei die axiale Erstreckung des Pedalbolzens im wesentlichen dem Bodenab­ stand der beiden Bolzenlager entspricht und das Pedal mit dem Pedalbolzen sowie die beiden Strebenteile miteinander ver­ schweißt sind.

Wesentlich ist bei der vorliegenden Erfindung, daß die sicher­ heitsrelevanten Bauteile miteinander verschweißt, somit unlösbar verbunden sind. So ist das Pedal mit dem Pedalbolzen verschweißt und bildet mit diesem eine Einheit. Ferner ist in den Streben­ schenkel jedes Strebenteiles ein Bolzenlager eingebracht, das aufgrund seiner topfförmigen Ausbildung den Pedalbolzen radial umschließt, während die axial spielfreie Lagerung des Pedalbol­ zens durch den Abstand der Böden der Bolzenlager bei zusammenge­ fügten Strebenteilen definiert ist, die nach dem Einfügen des Pedalbolzens in dieser Position miteinander verschweißt werden. Im Ergebnis kann das Pedal und der Pedalbolzen nur durch Zerstörung der Schweißverbindung zwischen den beiden Strebentei­ len demontiert werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das jeweilige Bolzenlager als separates, mit dem zugeordneten Strebenteil verschweißtes Bauelement ausgebildet ist. Hierbei sollte das jeweilige topfförmige Bolzenlager einen Lageransatz aufweisen, wobei der topfförmige Teil des Bolzenla­ gers eine Ausnehmung im zugeordneten Strebenteil durchsetzt und mit dem Lageransatz auf seiner dem anderen Strebenteil abgewand­ ten Seite an diesem anliegt. Um das Pedal optimal in der Strebe ausrichten zu können, sollte der Durchmesser der Ausnehmung im zugeordneten Strebenteil geringfügig größer sein als der Außendurchmesser des topfförmigen Teiles des Bolzenlagers. Bei ausgerichteter Position des Bolzenlagers in der Ausnehmung wird der Lageransatz des Bolzenlagers mit dem zugeordneten Streben­ teil verschweißt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Pedalwer­ kes sieht vor, daß die beiden Strebenschenkel im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und im wesentlichen im rechten Winkel zu diesen orientierte Ansätze aufweisen, wobei die Ansätze sich überlappend aneinanderliegen und miteinander verschweißt sind. Um die Sicherheit des Pedalwerkes hinsichtlich der Verbindung der beiden Strebenteile weiter zu steigern, ist vorgesehen, daß die Ansätze im Überlappungsbereich mit fluchten­ den Bohrungen versehen sind, durch die mit dem Bauteil/Rahmen­ teil verbindbare Befestigungselemente, insbesondere Schrauben­ bolzen gesteckt sind, deren Köpfe mit dem dem Bolzenlager zugewandten Ansatz verschweißt sind. Die durch die fluchtenden Bohrungen der Ansätze gesteckten Befestigungselemente gewährlei­ sten selbst dann, wenn sich die Schweißverbindung zwischen den beiden Strebenteilen lösen sollte, eine einwandfreie Befestigung des Pedalwerks am Bauteil/Rahmenteil und stellen die Position der beiden Strebenteile und damit die definierte Lagerung des Pedalbolzens und des Pedals sicher. Die Sicherheit wird zusätz­ lich dadurch verstärkt, daß die Befestigungselemente mit der Strebe verschweißt sind.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Pedalwerkes ermöglicht es, dieses in einer automatisierten Fertigung herzustellen. Die einzelnen Teile werden von Schweißaufnahmen ergriffen, zusammen­ gefügt und verschweißt. Die Lagerstellen in der Strebe sind so angeordnet, daß bei Ausfall der Schweißung kein Funktionsausfall gegeben ist. Abgesehen hiervon kann aufgrund der Schweißkon­ struktion allgemein kein Funktionsausfall des Pedalwerkes auftreten. Durch Optimierung der Einzelteile im Schweißzusammen­ bau ist die Ausbildung des Pedalwerkes im Leichtbau möglich. Es ergeben sich aufgrund der automatisierten Fertigung und der Möglichkeit des Leichtbaues wesentliche Kostenvorteile gegenüber dem bekannten Pedalwerk. Es können komplizierte mechanische Bearbeitungen entfallen, ferner besteht die Möglichkeit der Funktionsprüfung des fertigen Pedalwerkes unmittelbar im Zusammenbauwerkzeug.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie dessen Herstellung verdeutlicht. Es zeigen die Fig. 1, 1a, 2 bis 4, 4a, 5 bis 8 die einzelnen Herstellungsabschnitte eines Bremspedalwerkes für ein Kraftfahrzeug. Fig. 8 verdeutlicht das komplette Pedalwerk. Begriffe wie "vorn", "hinten", "rechts" und "links" beziehen sich auf die übliche Orientierung in einem Kraftfahrzeug, die davon ausgeht, daß das Pedalwerk im vorderen und oberen Bereich an einem Rahmenteil des Fußraumes des Kraftfahrzeuges zu befestigen ist.

Fig. 1 zeigt im oberen Bereich ein als Blechteil ausgebildetes rechtes Strebenteil 1 mit einer senkrecht orientierten Hauptflä­ che 2, einem oberen, im rechten Winkel zur Hauptfläche 2 abgewinkelten Ansatz 3 sowie einem vorderen, gleichfalls im rechten Winkel abgewinkelten Ansatz 4. Die Ansätze 3 und 4 sind gegensinnig abgewinkelt, der Ansatz 3 nach innen, der Ansatz 4 nach außen. Ansatz 3 ist U-förmig ausgebildet, mit einem vorderen Flanschlappen 5 und einem hinteren Flanschlappen 6, letzterer weist eine Bohrung 7 auf. Der Ansatz 4 ist L-förmig ausgebildet, mit einem unteren Flanschlappen 8, der mit einer Bohrung 9 versehen ist. Wie der Fig. 4a zu entnehmen ist, weist die Hauptfläche 2 eine nicht näher bezeichnete Bohrung auf, in die ein erstes Bolzenlager 10 eingesteckt ist, das aus einem topfförmi­ gen Abschnitt 1 sowie einem umlaufenden Flansch 12 besteht. Der Außendurchmesser des Abschnitts 1 ist geringer als der Durchme­ ser der Bohrung, so daß das erste Bolzenlager 10 in diesem mit radialem Spiel bewegt werden kann.

Fig. 1 verdeutlicht den ersten Herstellungsschritt zur Bildung des erfindungsgemäßen Pedalwerkes: Das erste Bolzenlager 10 wird von innen durch das rechte Strebenteil 1 hindurchgesteckt, so daß der umlaufende Flansch 12 innen an der Hauptfläche 2 anliegt und es nimmt eine Schweißaufnahme 13 den außen befindlichen topfför­ migen Abschnitt 11 klemmend auf. Eine weitere Schweißaufnahme 14 wird mit ihrem konisch zulaufenden Frontabschnitt 14a in die Bohrung 9 eingeführt. Der umlaufende Flansch 12 wird mit der Hauptfläche 2 verschweißt, was durch die drei Schweißpunkte 15 verdeutlicht ist.

Im unteren Bereich der Fig. 1 ist ein plattenförmiges Pedal 16 verdeutlicht, das im oberen Drittel gerade und darunter bogen­ förmig ausgebildet ist. Gehalten wird das Pedal 16 im Übergang vom geraden zum gekrümmten Bereich durch eine Schweißaufnahme 17 sowie unten durch eine weitere Schweißaufnahme 18. Der gerade Bereich des Pedals 16 ist mit zwei übereinander angeordneten, nicht näher bezeichneten Bohrungen versehen. Ein Pedalbolzen 19 ist in die obere Bohrung des Pedals 16 spielfrei eingepaßt und zum Pedal 16 positioniert. Gehalten wird der Pedalbolzen 19 von einer weiteren Schweißaufnahme 20. Eine mit der Bremse indirekt zusammenwirkende Kolbenstange 21 ist mit einem U-för­ migen Flanschansatz 22 verbunden, dessen Schenkel 22a und 22b, wie in der Fig. 1a verdeutlicht, das Pedal 16 seitlich umschließen. Die Schenkel 22a und 22b sind mit nicht näher bezeichneten, fluchtenden Bohrungen versehen und es ist durch diese und die untere Bohrung im Pedal 16 ein Bolzen 23 gesteckt. Dieser liegt mit seinem Kopf 23a am Schenkel 22a an. In der in Fig. 1 gezeigten Position, in der das Pedal 16 von den Schweiß­ aufnahmen 17 und 18 sowie der Pedalbolzen 19 von der Schweißauf­ nahme 20 gehalten wird, erfolgt das Verschweißen des überstehen­ den Teiles des Bolzens 23 mit dem Schenkel 22b des Flanschansat­ zes 22 und das Verschweißen des Pedalbolzens 19 mit dem Pedal 16.

Fig. 2 zeigt den nächsten Herstellungsabschnitt zur Bildung des Pedalwerkes: Die Schweißaufnahmen 13 und 14 fixieren nach wie vor das rechte Strebenteil 1 mit dem ersten Bolzenlager 10. In dieses Bolzenlager 10 wird der rechte Abschnitt des Pedalbolzens 19 eingesetzt, wobei dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß er weitgehend spielfrei bei minimalen Reibkräften im ersten Bolzenlager 10 bewegt werden kann. Dieses Bolzenlager 10 kann hierzu mit einem besonderer Gleiteigenschaften aufweisenden Lagerbuchse versehen sein. Eine Pedalfeder 24, wird mit ihrem schraubenförmigen Abschnitt 24a auf den linken Abschnitt des Pedalbolzens 19 aufgesteckt. An den schraubenförmigen Abschnitt 24a schließt sich ein Federansatz 24b an, der in einen zum rechten Streben­ teil 1 gerichteten Hakenabschnitt 24c mündet. An das andere Ende des schraubenförmigen Abschnittes 24a schließt sich ein weiterer Federansatz 24d an. Nach dem Aufstecken der Pedalfeder 24 auf den linken Abschnitt des Pedalbolzens 19 wird ein entsprechend dem ersten Bolzenlager 10 ausgebildetes zweites Bolzenlager 25 auf den linken Abschnitt des Pedalbolzens 19 aufgesteckt, derart, daß die umlaufenden Flansche 12 der Bolzenlager 10 und 25 aufeinander zu gerichtet sind. Die Lagerung des Pedalbolzens 19 im zweiten Bolzenlager 25 ist entsprechend dessen Lagerung im ersten Bolzenlager 10 bemessen.

Beim nächsten Herstellungsabschnitt, der in Fig. 3 gezeigt ist, wird ein linkes Strebenteil 26 in Anlage mit dem rechten Strebenteil 1 gebracht. Das Strebenteil 26 weist eine Hauptflä­ che 27 mit einer Bohrung 28 zur Aufnahme des zweiten Bolzenlagers 25 auf, wobei der Bohrungsdurchmesser wiederum größer bemessen ist als der Außendurchmesser des topfförmigen Abschnittes 11 dieses Bolzenlagers 25. Das linke Strebenteil 26 setzt sich oben senkrecht zur Hauptfläche 27 in einem nach rechts, somit auf das rechte Strebenteil 1 gerichten Ansatz 29 fort, der Flanschlap­ pen 30 und 31 aufweist, die mit den oberen Flächen der Flansch­ lappen 5 und 6 des rechten Strebenteiles 1 überlappend in Anlage gebracht werden. Der Flanschlappen 31 ist mit einer Bohrung 32 versehen, die mit der Bohrung 7 des Flanschlappens 6 fluchtet. Das linke Strebenteil 26 ist vorne mit zwei Flanschlappen 33 und 34 versehen, die senkrecht zur Hauptfläche 27 orientiert sind. Der obere Flanschlappen 33 ist dabei nach links, somit vom rechten Strebenteil 1 weg gerichtet, der untere Flanschlappen zum rechten Strebenteil 1 hin orientiert. Beide Flanschlappen 33 und 34 sind mit Bohrungen 35 bzw. 36 versehen. Wie der Darstel­ lung der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die beiden Hauptflächen 2 und 27 parallel orientiert und es wird bei dem dort gezeigten Stellungsabschnitt das rechte Strebenteil 1 von den Schweißauf­ nahmen 13 und 14 gehalten, das Pedal 16 von der Schweißaufnahme 18, ferner durchsetzen Schweißaufnahmen 37, 38 und 39 die Bohrungen 32, 35 und 36 im linken Strebenteil 26. In der in Fig. 3 gezeigten Position ist das linke Strebenteil 26 so weit an das rechte Strebenteil 1 herangeführt, daß der Pedalbolzen 19 mit seinen beiden Enden am Boden des topfförmigen Abschnittes 11 der Bolzenlager 10 und 25 anliegt und das zweite Bolzenlager 25 mit seinem umlaufenden Flansch 12 innen an der Hauptfläche 27 des linken Strebenteils 26 anliegt (siehe auch Fig. 4a). In dieser Position der beiden Strebenteile 1 und 26 werden diese im Bereich der sich überlappenden Flanschlappen 5 und 30 sowie 6 und 31 miteinander verschweißt, was durch die beiden Schweiß­ punkte 40 verdeutlicht ist. Nach dem Verbinden der beiden Strebenteile 1 und 26 stützt sich der Federansatz 24d der Pedalfeder 24 an der Unterseite des Flanschlappens 31 ab und es wird der bislang vor dem Pedal 16 befindliche Hakenabschnitt 24c der Pedalfeder 24 hinter dem Pedal eingehängt, wobei die Geometrie der Pedalfeder so bemessen ist, daß der Federansatz 24b an der Stirnseite des Bolzens 23 anliegt. Ausschließlich aus Gründen besserer Verdeutlichung der Anordnung der Schweißverbin­ dung zwischen dem Bolzen 23 und dem Flanschansatz 22 ist diese in den Fig. 1 und 2 auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Pedals 16 gezeigt. In Wirklichkeit sollte aber der Kopf 23 auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Pedals angeordnet sein und die Schweißung auf der abgewandten Seite erfolgen. Für den Fall, daß sich die Schweißung lösen sollte, sichert der am Kopf 23 anliegende Federansatz 24b der Pedalfeder 24 den Bolzen 23.

Fig. 4 verdeutlicht den sich anschließenden Herstellungsab­ schnitt, bei dem das mit radialem Spiel in der Bohrung 28 des linken Strebenteiles 26 gehaltene zweite Bolzenlager 25 nach optimaler Ausrichtung mit der Hauptfläche 27 des linken Strebenteiles 26 verschweißt wird, was durch die beiden Schweißpunkte 41 verdeut­ licht ist. Anschließend wird, was der Fig. 5 teilweise zu entnehmen ist, eine von einer Schweißaufnahme 42 gehaltene Anschlagplatte 43 für das Pedal 16 sowohl mit dem rechten Strebenteil 1 als auch mit dem linken Strebenteil 26 ver­ schweißt. Die Verschweißung erfolgt jeweils an der Unterseite der Teile hinter dem Pedal 16. Es werden dann, wie der Darstel­ lung der Fig. 6 zu entnehmen ist, alle Schweißaufnahmen bis auf die Schweißaufnahmen 13, 18 und 42 gelöst und durch die Bohrun­ gen 9, 36, 35 und 32 vier Schrauben 44 nach vorn bzw. oben durchgesteckt und die in Fig. 6 nicht näher gezeigten Schrau­ benköpfe mit den zugeordneten Flanschlappen verschweißt. Wie aus der Darstellung der Fig. 7 ersichtlich ist, ergreifen dann Schweißaufnahmen 14′, 37′ und 39′ die den Flanschlappen 8. 34 und 31 zugeordneten Schrauben 44 und es werden alle weiteren Schweißaufnahmen bis auf die Schweißaufnahme 13 gelöst. Mittels einer Schweißaufnahme 45 wird eine Pedalplatte 46 gegen das untere Ende des Pedales 16 geführt und mit diesen verschweißt.

Fig. 8 zeigt das fertig montierte Pedalwerk, das mit einem Pedalplattenüberzug 47 und einem mit der Anschlagplatte 43 verbundenen Schalter 48 für das Bremslicht komplettiert sowie durch ein Loch 49 im Boden des jeweiligen topfförmigen Ab­ schnitts 11 geschmiert wurde. Das Pedalwerk kann nun mittels der vier Schrauben 44 mit dem KFZ-Rahmen verbunden werden, ferner die Verbindung der Kolbenstange 21 mit dem zugeordneten Bremsag­ gregat hergestellt und der Schalter 48 angeschlossen werden. Alle beschriebenen Herstellungsoperationen können in einer Herstellungseinheit vollautomatisch erfolgen.

Claims (7)

1. Pedalwerk, insbesondere Bremspedalwerk eines Kraftfahrzeu­ ges, mit einer an einem Bauteil, insbesondere einem KFZ- Rahmenteil befestigbaren U-förmigen Strebe, zwischen deren beiden Strebenschenkeln ein Pedal schwenkbar gelagert ist, wobei ein in den Strebenschenkeln axial weitgehend spielfrei gelagerter Pedalbolzen mit dem Pedal verbunden ist und beabstandet zum Schwenkpunkt des Pedals an diesem eine Stange angelenkt ist, zum Einwirken entgegen einer Rück­ stellkraft auf ein vom Pedal zu beaufschlagendes Element, insbesondere Bremselement, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (1, 26) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der einen Bestandteil eines ersten Strebenteiles (1) bildende Strebenschenkel (Hauptfläche 2) ein erstes topfförmiges, zum anderen, zweiten Strebenteil (26) offenes erstes Bolzenlager (10) und der einen Bestandteil des zweiten Strebenteils (26) bildende Strebenschenkel (Hauptfläche 27) ein zweites topfförmiges, zum ersten Strebenteil (1) offenes zweites Bolzenlager (25) aufweist, wobei die axiale Erstreckung des Pedalbolzens (19) im wesentlichen dem Bodenabstand der beiden Bolzenlager (10, 25) entspricht und das Pedal (16) mit dem Pedalbolzen (19) sowie die beiden Strebenteile (1, 26) miteinander verschweißt sind.

2. Pedalwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Pedalbolzen (19) durchsetzte Pedalfeder (24) sich an einem der Strebenschenkel (27) und am Pedal (16) abstützt.

3. Pedalwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Bolzenlager (10, 25) als separates, mit dem zugeordneten Strebenteil (1, 26) verschweißtes Bauele­ ment ausgebildet ist.

4. Pedalwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige topfförmige Bolzenlager (10, 25) einen Lageransatz (12) aufweist, wobei der topfförmige Teil (11) des Bolzenla­ gers (10, 25) eine Ausnehmung (28) im zugeordneten Streben­ teil (1, 26) durchsetzt und der Lageransatz (12) mit seiner dem anderen Strebenteil (26, 1) abgewandten Seite am Strebenteil (1, 26) anliegt.

5. Pedalwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageransatz (12) mit dem zugeordneten Strebenteil (1, 26) verschweißt ist.

6. Pedalwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Strebenschenkel (2, 27) im wesent­ lichen parallel zueinander angeordnet sind und im wesentli­ chen im rechten Winkel zu diesen orientierte Ansätze (3; 30, 31) aufweisen, wobei die Ansätze (3; 30, 31) sich überlap­ pend aneinanderliegen und miteinander verschweißt sind.

7. Pedalwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (3; 30, 31) im Überlappungsbereich mit fluchtenden Bohrungen (7, 32) versehen sind, durch die mindestens ein mit dem Bauteil/Rahmenteil verbindbares Befestigungselement, insbesondere ein Schraubenbolzen (44) gesteckt ist, dessen Kopf mit dem den Bolzenlagern (10, 25) zugewandten Ansatz (6) verschweißt ist.