DE4426549A1 - Fahrpedal mit Sollwertgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu­ gung eines Sollwert-Signals für die elektromotorische Lei­ stungssteuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahr­ zeug, bestehend im wesentlichen aus einer Montagebasis, einem Drehpotentiometer, einem auf der Montagebasis schwenkbar gelagerten Hebel, einer Rückstellfeder und einer schwenkbar gelagerten Wippe, die von der Rückstellfeder gegen eine Reibfläche des Hebels andrückbar ist.

Derartige Vorrichtungen sind aus den deutschen Patent­ anmeldungen 43 00 096.7 und 43 41 827.9 bekannt. Dabei wird über die Rückstellfeder und eine Wippe eine zur Pedalstel­ lung proportionale Anpreßkraft und eine dementsprechende Reibung für die angestrebte Hysterese der Pedalbewegung erzeugt. Im Hinblick auf das Zusammenspiel mit den gleich­ achsig im Gehäuse angeordneten Potentiometerbahnen ist eine sehr sorgfältige und aufwendige Pedallagerung erforderlich, damit das Potentiometersignal nicht durch Verschleiß ver­ fälscht wird. Dies hat zur Folge, daß die Pedallagerung selbst praktisch reibungsfrei ist und keinen Beitrag zur Hysterese liefert.

Die Pedalkraft wirkt sich nur indirekt bei der Erzeugung der Hysterese aus, wobei die erforderliche Anpreßkraft nur bei entsprechender Abstimmung der Hebelverhältnisse und passender Auslegung der Rückstellfeder erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Pedallagerung bzw. die Lagerung eines vom Fahrpedal beaufschlagten Hebels so zu gestalten, daß die Pedalkraft unmittelbar zur Erzeu­ gung von Reibung ausgenutzt werden kann. Außerdem soll die Pedallagerung möglichst verschleißneutral sein, d. h. der unvermeidliche Abtrag an den Reibflächen soll möglichst ohne Einfluß auf das Potentiometersignal sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• - die Montagebasis zwischen zwei Lagerböcken eine offene, konkave Lagerstelle aufweist,
• - der Hebel ein konvexes Lagerteil mit einem Betäti­ gungsteil und einem dem Betätigungsteil gegenüber­ liegenden Mitnehmernocken umfaßt,
• - die Wippe ein konkaves Anpreßteil und ein Widerlager aufweist und mittels einer Welle in den Lagerböcken schwenkbar gelagert ist und
• - zwischen dem Mitnehmernocken und dem Widerlager eine Druckfeder eingespannt ist, mittels derer das konkave Anpreßteil der Wippe unter Einschluß des konvexen Lagerteils des Hebels gegen die offene, konkave La­ gerstelle der Montagebasis angedrückt wird.

Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, die Lagerung des Pedals bzw. eines vom Pedal beaufschlagten Hebels als Reib­ paarung auszubilden und dabei die Pedalkräfte unmittelbar für die Erzeugung von Hysterese heranzuziehen. Dabei hat man die Wahl, entweder das konkave Anpreßteil der Wippe und die offene, konkave Lagerstelle der Montagebasis mit einem Reibbelag zu versehen oder das konvexe Lagerteil des He­ bels. Die Druckfeder wird zweckmäßigerweise als Schrauben­ feder mit einem innenliegenden Führungszapfen ausgebildet, so daß selbst bei einem Bruch der Druckfeder deren Rück­ stellkraft im wesentlichen erhalten bleibt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das konvexe Lagerteil des Hebels einen axial vorspringenden Zapfen aufweist, auf dem eine Potentiometergrundplatte frei drehbar gelagert ist, wenn der zugehörige Schleiferträger mit dem Zapfen drehfest verbunden ist und wenn die Potentiometergrundplatte durch einen Stift oder dergleichen relativ zur Montagebasis dreh­ fest fixiert ist. Auf diese Weise ist das Potentiometer dauerhaft und verschleißneutral konzentrisch zur Lager­ stelle des Fahrpedals bzw. des vom Fahrpedal betätigten Hebels angeordnet. Der Hebel ist vorteilhafterweise gelen­ kig mit dem Fahrpedal verbunden und sein Schwenkweg wird durch Anschläge an der Montagebasis in beiden Drehrichtun­ gen begrenzt.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist außerdem vorgesehen, daß die offene, konkave Lagerstelle in drei achsparallele Lagerstreifen unterteilt ist und daß das konkave Anpreßteil aus einem achsparallelen Streifen besteht, der je nach Drehrichtung des Hebel zusammen mit zwei benachbarten der drei Lagerstreifen eine "Dreipunkt­ lagerung" für das Lagerteil des Hebels bildet.

Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teil des Ausführungsbeispiels, teils in Ansicht, teils im Vertikalschnitt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung des Potentiometers im Schnitt.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbei­ spiels.

Fig. 4 zeigt eine Alternative zur Lagerstelle gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Montagebasis 1 mit einem einstückig angeformten hinteren Lagerbock 2 dargestellt, in dem ein Hebel 5 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 5 besteht aus einem konvexen, zylindrischen Lagerteil 6 mit Betätigungs­ teil 7 und einem diesem gegenüberliegenden Mitnehmernocken 8. Außerdem ist im Lagerbock 2 eine Wippe 9 mittels einer Welle 12 schwenkbar gelagert. Die Wippe 9 weist ein konka­ ves Anpreßteil 10 und ein Widerlager 11 auf. Zwischen dem Mitnehmernocken 8 des Hebels 5 und dem Widerlager 11 der Wippe 9 ist eine Druckfeder 13 so eingespannt, daß das kon­ kave Anpreßteil 10 der Wippe 9 unter Einschluß des konvexen Lagerteils 6 des Hebels gegen die offene, konkave Lager­ stelle 4 der Montagebasis 1 angedrückt wird. Dabei ist die Druckfeder 13 so ausgelegt, daß der Mitnehmernocken 8 bei völlig entlastetem Fahrpedal mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Montagebasis 1 angepreßt wird. Im dargestellten Beispiel ist sowohl das konkave Anpreßteil 10 als auch die konkave Lagerstelle 4 mit einem Reibbelag 14, 15 versehen, so daß sich mit dem konvexen Lagerteil 6 des Hebels 5 eine wirksame Reibpaarung ergibt. Die Druckfeder 13 ist als Schraubenfeder ausgebildet und besitzt einen innenliegenden Führungszapfen 16.

Wild der Hebel 5 mit seinem Betätigungsteil 7 in Richtung auf die Montagebasis 1 betätigt, hebt der Mitnehmernocken 8 von der Montagebasis 1 ab und komprimiert die Druckfeder 13, deren anderes Ende sich am Widerlager 11 der Wippe 9 abstützt. Dieses Widerlager 11 kann trotz der Schwenkmög­ lichkeit der Wippe 9 um die Welle 12 als ortsfest angesehen werden, weil ein Verschwenken der Wippe 9 nur in dem Maße möglich ist, wie sich die Reibpaarung 15, 6, 14 abnutzt. Die Schwenkmöglichkeit der Wippe 9 dient daher vornehmlich der Kraftübertragung. In dem Maße, in dem die Druckfeder 13 weiter zusammengedrückt wird, erhöht sich - ausgehend von der gewählten Vorspannung der Druckfeder 13 - die Kraft des Anpreßteils 10 mit der die Reibpaarung 15, 6, 14 beauf­ schlagt wird.

Man sieht ohne weiteres, daß sich die zur Erzeugung der Hysterese maßgebliche Anpreßkraft mit dem Schwenkwinkel des Hebels 5 derart ändert, daß mit zunehmenden Schwenkwinkel - ausgehend von der dargestellten Position - eine größere Hysterese erzeugt wird. Mit anderen Worten, die einer unerwünschten Hebeldrehung entgegenstehende Reibkraft ist umso größer, je weiter das Fahrpedal durchgetreten ist.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung des Poten­ tiometers 18, 19. Das konvexe Lagerteil 6 des Hebels 5 weist einen axial vorspringenden Zapfen 17 auf, auf dem eine Potentiometergrundplatte 18 frei drehbar und durch einen Ring 25 axial fixiert gelagert ist. Der zugehörige Schleiferträger 19 ist mit einem Vorsprung 24 des Zapfens 17 drehfest verbunden, d. h. er macht das Verschwenken des Hebels 5 mit. Die Potentiometergrundplatte 18 hingegen ist durch einen Stift 20 oder dergleichen relativ zur Montage­ basis 1 bzw. einem Lagerbock 2 der Montagebasis 1 drehfest fixiert, wobei das Radialspiel vorzugsweise in der Richtung verläuft, in der eine Verlagerung des konvexen Lagerteils 6 relativ zu den Lagerböcken 2, 3 infolge Verschleiß an der Reibpaarung 15, 6, 14 zu erwarten ist. Der Lagerbock 2 weist noch eine Dichtung 28 und ein Gehäuseteil 26 mit Deckel 27 auf.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des kompletten Ausführungs­ beispiels. Das elastisch gelagerte Fahrpedal 21 ist gelen­ kig mit dem Hebel 5 verbunden, dessen Schwenkweg durch die Anschläge 22 und 23 an der Montagebasis 1 begrenzt ist. Bei der Montage wird das konvexe Lagerteil 6 des Hebels 5 in die offene, konkave Lagerstelle 4 zwischen den Lagerböcken 2, 3 eingelegt. Danach wird die Druckfeder 13 montiert und mittels der Wippe 9 zusammengepreßt, bis die Welle 12 seit­ lich durch die Lagerböcke 2, 3 und die Wippe 9 eingesteckt werden kann.

Fig. 4 zeigt, wie die offene, konkave Lagerstelle 4 abge­ wandelt werden kann. Anstelle einer durchgehenden Lager­ schale sind 3 achsparallele Lagerstreifen 4a, 4b, 4c vor­ gesehen, die in Verbindung mit einem, auf einen achsparal­ lelen Streifen 10a reduziertes konkaves Anpreßteil 10 eine "Dreipunktlagerung" für den Hebel 5 darstellen, wobei von den benachbarten Lagerstreifen 4a und 4b bzw. 4c je nach Drehrichtung des Hebels 5 immer nur eine Gruppe wirksam ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt ersichtlich mit einem Minimum an Bauteilen aus und ist als Baueinheit kompakt und robust ausführbar. Durch entsprechende Auswahl der Hebelverhältnisse und der Druckfeder können die erfor­ derlichen Anpreßkräfte zur Erzeugung der Hysterese in weiten Bereichen eingestellt werden. Außerdem kann die Reibpaarung frei gewählt werden, so daß eine Abstimmung der Vorrichtung auf jeden Anwendungsfall möglich ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Sollwert-Signals für die elektromotorische Leistungssteuerung der Brenn­ kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, bestehend im wesentlichen aus einer Montagebasis, einem Drehpoten­ tiometer, einem auf der Montagebasis schwenkbar gela­ gerten Hebel, einer Rückstellfeder und einer schwenk­ bar gelagerten Wippe, die von der Rückstellfeder gegen eine Reibfläche des Hebels andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Montagebasis (1) zwischen zwei Lagerböcken (2, 3) eine offene, konkave Lagerstelle (4) auf­ weist,
• - der Hebel (5) ein konvexes Lagerteil (6) mit einem Betätigungsteil (7) und einem dem Betä­ tigungsteil gegenüberliegenden Mitnehmernocken (8) umfaßt,
• - die Wippe (9) ein konkaves Anpreßteil (10) und ein Widerlager (11) aufweist und mittels einer Welle (12) in den Lagerböcken (2, 3) schwenkbar gelagert ist und
• - zwischen dem Mitnehmernocken (8) und dem Wider­ lager (11) eine Druckfeder (13) eingespannt ist, mittels derer das konkave Anpreßteil (10) der Wippe (9) unter Einschluß des konvexen Lagerteils (6) des Hebels (5) gegen die offene, konkave Lagerstelle (4) der Montagebasis (1) angedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konkave Anpreßteil (10) der Wippe (9) und die offene, konkave Lagerstelle (4) der Montagebasis (1) einen Reibbelag (14, 15) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konvexe Lagerteil (6) des Hebels (5) einen Reibbelag aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (13) als Schrauben­ feder mit innenliegendem Führungszapfen (16) ausge­ bildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das konvexe Lagerteil (6) des He­ bels (5) einen axial vorspringenden Zapfen (17) auf­ weist, auf dem eine Potentiometergrundplatte (18) frei drehbar gelagert ist, daß der zugehörige Schleifer­ träger (19) mit dem Zapfen (17) drehfest verbunden ist und daß die Potentiometergrundplatte (18) durch einen Stift (20) oder dergleichen relativ zur Montagebasis (1) drehfest fixiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) gelenkig mit einem Fahrpedal (21) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkweg des Hebels (5) durch Anschläge (22, 23) an der Montagebasis (1) in beiden Richtungen begrenzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die offene, konkave Lagerstelle (4) unterteilt ist in drei achsparalle Lagerstreifen (4a, 4b, 4c).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das konkave Anpreßteil (10) aus einem achsparal­ lelen Streifen (10a) besteht, der je nach Drehrichtung des Hebels (5) zusammen mit zwei benachbarten der La­ gerstreifen (4a, 4b oder 4c, 4b) eine "Dreipunktlage­ rung" für das Lagerteil (6) des Hebels (5) bildet.