DE4226352C2 - Pedalvorrichtung mit einem aus Kunststoff gefertigten Pedal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung mit einem aus Kunststoff gefertigten Pedal und einem Kraftübertragungsglied der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, welche beispielsweise als Pedalvorrichtung zur Betätigung einer Kraftfahrzeugkupplung o. ä. zum Einsatz kommen kann.

Aus Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigte Kupplungspedale für Kraftfahrzeuge sind bekannt (z. B. DE 34 27 097 A1). Sie besitzen den grundsätzlichen Vorteil, dass sie im Vergleich zu üblicherweise aus mehreren Teilen zusammengefügten konventionellen Pedalen aus Metall kostengünstig einstückig und in einem Arbeitsgang hergestellt werden können und i. a. vergleichsweise leicht sind.

Dieses aus Kunststoff gefertigte bekannte Kupplungspedal trägt mindestens einen gabelartigen Ausleger mit parallel zueinander verlaufenden beabstandeten Lagerwangen mit an deren freien Enden, also im Abstand zur Pedalschwenkachse angeordneten Lageraugen zur Anlenkung des Kupplungsseils. Die Befestigung des Kupplungsseils erfolgt offensichtlich in der Weise, dass das Kupplungsseil mit einem pedalseitig angeordneten hülsenförmigen Endstück zwischen die beiden Lageraugen geschoben und dort mittels eines die Lageraugen sowie das hülsenförmige Endstück durchgreifenden Schraubbolzen o. ä. fixiert wird, wobei der Schraubbolzen als Lagerachse für das darauf schwenkbare Endstück dient. Eine derartige Anlenkung des Kraftübertragungsgliedes am Pedal der Pedalvorrichtung ist vergleichsweise montageaufwendig.

Ferner sind Pedalvorrichtungen, bei denen das pedalseitige Endstück eines seilzugförmigen Kraftübertragungsgliedes kugel- oder walzenförmig ausgebildet und in einem in ihrer Innenkontur auf die Außenkontur des Endstücks abgestimmte einseitig offene Aufnahme des Pedals eingehängt ist, bekannt (DE 29 21 692 A1, Fig. 1 bis 3 und DE 34 00 614 C2, Fig. 2).

Bei diesen bekannten - im Wesentlichen metallischen - Pedalvorrichtungen wälzt sich das seilförmige Ende des eingehängten Kraftübertragungsgliedes beim Betätigen des Pedals auf einer kreisbogenförmigen Kurvenbahn ab, die in eine mit dem Pedal verbundene Zahnsegmentscheibe einer selbsttätigen Kupplungsseilnachstellvorrichtung eingearbeitet ist. Hierbei treten bei Pedalbetätigung keine spürbaren Relativbewegungen bzw. Relativverdrehungen zwischen Endstück und Aufnahme auf. Die Anordnung einer solchen kreisbogenförmigen Kurvenbahn ist jedoch nicht in allen Fällen sinnvoll und häufig räumlich auch nicht unterzubringen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines aus Kunststoff gefertigten Pedals eine Pedalvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die sich nicht nur durch ihre Montagefreundlichkeit, sondern auch durch ihre Anpassungsfähigkeit an wechselnde bauliche Anforderungen sowie eine geringe Verschleißanfälligkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die vorliegende Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in zum Teil schematisierter prinzipienhafter Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht eines aus Kunststoff gefertigten Kupplungspedals mit eingehängtem seilförmigen Kraftübertragungsglied,

Fig. 2 eine Detailansicht dieses Pedals in Richtung des Pfeils II gesehen,

Fig. 3 und 3a die Seitenansicht sowie die Draufsicht des pedalseitigen Endes des Kraftübertragungsgliedes mit darauf befindlicher Lagerschale,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Lagerschale entlang der Schnittführung IV und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die abgewickelte Lagerschale.

Das einstückig aus Kunststoff, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigte Pedal 1 ist um eine mit 4 angedeutete Pedalschwenkachse schwenkbar an einem nicht weiter dargestellten Lagerbock o. ä. des Fahrzeugs gelagert und enthält wie üblich einen an seinem freien Ende eine Trittplatte 13 tragenden ersten Pedalarm 12 sowie einen kürzeren zweiten Pedalarm 14 zur formschlüssigen Ankopplung eines z. B. zu einer Kraftfahrzeugkupplung führenden Kraftübertragungsgliedes 2, das vorzugsweise als Zugseil o. ä. ausgebildet ist.

Das im Ausführungsbeispiel (Fig. 3, Fig. 3a) mit einem walzenähnlichen, mit seiner Längsachse L parallel zur Pedalschwenkachse ausgerichteten metallischen Endstück 3 ausgerüstete pedalseitige Ende des vorzugsweise seilförmigen Kraftübertragungsgliedes 2 ist in eine in ihrer relevanten Innenkontur auf die Außenkontur des Endstücks 3 abgestimmte einseitig offene Aufnahme 5 eingehängt, die im Endbereich des kleineren Pedalarms 14 angeordnet ist. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist der diese Aufnahme 5 tragende Bereich des Pedals 1 gabelartig ausgebildet. Er enthält zwei beabstandete parallele Lagerwangen 10, 11, in denen die Aufnahme 5 eingeformt ist und die zwischen sich einen in der Pedalschwenkebene verlaufenden Schlitz 6 einschließen. In Fig. 1 ist die Grenzkontur dieses Schlitzes gestrichelt an­ gedeutet und mit 6' beziffert.

Beim Verschwenken des Pedals 1 um die Pedalschwenkachse 4 wird das walzenförmige Endstück 3 innerhalb der Aufnahme 5 relativ zur Aufnahme verdreht, wobei das zwischen den beiden Lagerwan­ gen 10, 11 verlaufende Kraftübertragungsglied 2 mit zunehmendem Pedalschwenkwinkel tiefer in den Schlitz 6 eindringt. In Fig. 1 ist diese winkelmäßige Relativbewegung zwischen Pedal 1 und Kraftübertragungsglied 2 für den maximalen Pedalschwenkwinkel durch die gestrichelte Darstellung der dann geltenden relativen Lage des mit 2' bezifferten Kraftübertragungsgliedes angedeu­ tet. Der dabei vom Kraftübertragungsglied zwischen den beiden Lagerwangen 10, 11 überstrichene Winkel ist mit α beziffert. Beim Betätigen des Pedals werden also stets vergleichsweise große Relativbewegungen zwischen der Aufnahme 5 des aus Kunst­ stoff gefertigten Pedals 1 und dem metallischen Endstück 3 des Kraftübertragungsgliedes 2 durchgeführt.

Ohne besondere Maßnahmen würde es im Bereich Endstück 3/Auf­ nahme 5 im Laufe der Zeit zu spürbaren Verschleißerscheinungen kommen können, wodurch die Funktionstüchtigkeit und die Lebens­ dauer der Pedalvorrichtung beeinträchtigt wird. Insbesondere dann, wenn das Pedal 1 aus einem Kunststoff mit hohem Glasfa­ seranteil gefertigt ist, besteht die Gefahr einer sich quasi gegenseitig aufschaukelnden zunehmenden Zerstörung des metal­ lischen Endstücks 3 einerseits und der Kunststoffaufnahme 5 an­ dererseits, in deren Verlauf es infolge auftretender Schwingun­ gen o. ä. auch zu Zerstörungen des seilförmigen Kraftübertra­ gungsgliedes kommen kann.

Um derartige massive Verschleißerscheinungen mit Sicherheit zu verhindern, ist zwischen der Aufnahme 5 des Kunststoff-Pedals 1 und dem metallischen Endstück 3 eine lose auf dem Kraftübertra­ gungsglied 2 sitzende geschlitzte metallische Lagerschale 7 vorgesehen, deren Innenkontur der Außenkontur des Endstücks 3 und deren Außenkontur der Innenkontur der Aufnahme 5 angepaßt ist. Die mit dem Endstück 3 zusammenwirkende Lagerfläche ist dabei mit einem gute Gleiteigenschaften besitzenden Belag 8 versehen, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.

Grundsätzlich ist es bekannt, in Kunststoffteilen angeordnete Lagerstellen aus Verschleißgründen metallisch auszukleiden. Hierbei werden entweder bereits bei der Herstellung des Kunst­ stoffteils metallische Lagerbuchsen in das Kunststoffteil mit eingegossen, was dessen Fertigung kompliziert und verteuert oder aber es werden erst bei der Endmontage entsprechende me­ tallische Lagerbuchsen in das Kunststoffteil eingefädelt, was die Endmontage verkompliziert.

Demgegenüber sitzt die metallische Lagerschale bei der erfin­ dungsgemäßen Pedalvorrichtung lose auf dem Kraftübertragungs­ glied 2; sie wird bei der Fertigung des Kraftübertragungsglie­ des bzw. bei der Bestückung des Kraftübertragungsgliedes mit dem kugel- bzw. walzenähnlichen Endstück 3 einfach auf das Kraftübertragungsglied aufgeclipst und beim Einhängen des Kraftübertragungsgliedes ins Pedal zusammen mit dem kugel- bzw. walzenähnlichen Endstück 3 in die damit korrespondierende Auf­ nahme 5 des Pedals eingebracht. Der in der Lagerschale 7 ange­ ordnete Schlitz 9, durch den das seilförmige Kraftübertragungs­ glied 2 hindurchtritt, ist in seiner Länge vorzugsweise derart bemessen, daß er gerade etwa einen Winkel α', und zwar bezogen auf den Krümmungsmittelpunkt der Lagerschale 7, einschließt, wie er vom Kraftübertragungsglied 2 bei einer vollen Pedalbetä­ tigung größenmäßig zwischen den beiden Lagerwangen 10, 11 über­ strichen wird. Dieser Winkel α' ist in Fig. 4 eingezeichnet. Bei einer solchen Bemessung positioniert und fixiert sich die zusammen mit dem Endstück 3 in die Aufnahme 5 eingehängte La­ gerschale 7 beim erstmaligen Durchtreten des Pedals 1 selbsttä­ tig innerhalb der Aufnahme, weil die Lagerschale durch das beim Betätigen des Pedals gegebenenfalls am Schlitzende des Schlit­ zes 9 zur Anlage kommende seilförmige Kraftübertragungsglied 2 innerhalb der Aufnahme 5 zwangsweise in die richtige Position verdreht wird. Diese Position behält die Lagerschale dann künftig bei, weil die zwischen Aufnahme 5 und Außenumfang der La­ gerschale 7 wirksamen Reibungskräfte größer sind, als die Rei­ bungskräfte, die gegebenenfalls noch zwischen dem metallischen Endstück 3 und der damit zusammenwirkenden gut gleitfähigen La­ gerfläche der Lagerschale auftreten.

Vorzugsweise wird der gute Gleiteigenschaften besitzende Belag 8 dieser Lagerfläche durch eine auf die Lagerfläche aufgebrach­ te Folie aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften ge­ bildet, beispielsweise durch eine PTFE-Folie.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel trägt das Pedal 1 neben der vorerwähnten Aufnahme 5 noch eine zweite Aufnahme 5', die bezüglich ihrer Länge und ihres Durchmessers anders bemessen ist als die erste Aufnahme 5 und die auch in einem anderen Ab­ stand zur Pedalschwenkachse 4 angeordnet ist. Diese zweite Auf­ nahme 5' ermöglicht es, das gleiche Pedal bei unterschiedlichen Betriebsanforderungen (Betätigungskraft, Betätigungsweg), also z. B. in unterschiedlichen Fahrzeugtypen einzusetzen, wobei dann zur Vermeidung von Montagefehlern jeweils Kraftübertra­ gungsglieder mit entsprechend unterschiedlich bemessenen End­ stücken zum Einsatz kommen. Erforderlichenfalls können natür­ lich auch mehr als zwei Aufnahmen im Pedal vorgesehen werden. Eine derartige Gestaltung des Pedals besitzt den wesentlichen Vorteil, daß das gleiche Pedal entsprechend kostengünstig in größeren Stückzahlen gefertigt werden kann und daß die z. B. für Ersatzteillieferung o. ä. erforderliche Lagerhaltung spür­ bar vereinfacht wird.

Insbesondere bei derart gestalteten Pedalen ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Lagerschale 7 der zusätzliche wesentliche Vorteil, daß die Menge der letzt­ lich benötigten Lagerschalen im Vergleich zu konventionellen Vorgehensweisen spürbar verringert wird. Bei konventioneller Vorgehensweise würde bei der Herstellung des Pedals 1 in jede der Aufnahmen 5, 5' etc. eine geeignete metallische Lagerschale eingegossen werden, obgleich letztlich bei der betriebsfertigen Pedalvorrichtung lediglich eine davon benötigt wird und zum Einsatz kommt. Beim Anmeldungsgegenstand wird dieser materielle Mehraufwand vermieden, da die Lagerschale dem Endstück des Kraftübertragungsgliedes zugeordnet ist und bei der Endmontage der Pedalvorrichtung zusammen mit diesem in die Aufnahme des Pedals eingehängt wird, wo es sich dann selbsttätig lagegerecht auf Dauer positioniert.

Claims (3)

1. Pedalvorrichtung mit einem aus Kunststoff gefertigten Pedal und einem Kraftübertragungsglied, welches mit einem pedalseitigen metallischen Endstück im Abstand zur Pedalschwenkachse am Pedal befestigt ist, wobei der mindestens eine Aufnahme tragende Bereich des Pedals gabelartig ausgebildet ist und zwei beabstandete parallele Lagerwangen mit einem dazwischenliegenden und in der Pedalschwenkebene verlaufenden Schlitz zum unbehinderten Durchtritt des Kraftübertragungsgliedes enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Endstück (3) des Kraftübertragungsgliedes (2) eine kugel- oder walzenförmige o. ä. Gestalt besitzt und in eine in ihrer Innenkontur auf die Außenkontur des Endstücks (3) abgestimmte einseitig offene Aufnahme (5, 5') des Pedals (1) eingehängt ist sowie zwischen dem Endstück (3) und der Aufnahme (5, 5') eine lose auf dem Kraftübertragungsglied (2) sitzende geschlitzte metallische Lagerschale (7) mit einer der Außenkontur des Endstücks (3) angepaßten Innenkontur und einer der Innenkontur der Aufnahme (5, 5') angepaßten Außenkontur angeordnet ist, deren mit dem Endstück (3) zusammenwirkende Lagerfläche mit einem gute Gleiteigenschaften besitzenden Belag (8) versehen ist.

2. Pedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (8) durch eine auf die Lagerfläche aufgebrachte Folie aus einem gut gleitfähigen Kunststoff gebildet ist.

3. Pedalvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerschalenschlitz (9) in seiner Länge derart bemessen ist, daß er etwa gerade einen Winkel (α') - bezogen auf den Krümmungsmittelpunkt der La­ gerschale (7) - einschließt, wie er vom Kraftübertragungs­ glied (2) größenmäßig bei voller Pedalbetätigung zwischen den beiden Lagerwangen (10, 11) überstrichen wird.