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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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(1) Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Pedaltragwerke zum Lagern von Betätigungspedalen
(typischerweise Bremspedalen), die in den Fußräumen von Fahrersitzen angeordnet
sind.
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(2) Stand der Technik
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Mittlerweile
werden verschiedene Techniken für
Sicherheitsmaßnahmen
in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Fahrer vor Kollision zu schützen. Als
Beispiel für
solche Techniken steht eine Technik zum Vermeiden der Ausübung einer übermäßigen Kollisionslast
auf ein Knie eines Fahrers, der auf ein Betätigungspedal tritt. Nach dieser
Technik, die in der Patentschrift 1 (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 9-216528) und Patentschrift 2 (ungeprüfte japanische Patentschrift
Nr. 2001-219828) offenbart wird, ist ein Pedaltragwerk so ausgelegt,
dass im Fall einer Kollision bei Verformen einer Spritzwand nach hinten
ein Zapfen eines Betätigungspedals,
d.h. eine Pedaltragwelle, zwangsweise relativ nach hinten versetzt
wird.
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Bei
dem in Patentschrift 1 vorgeschlagenen Pedaltragwerk ist ein Pedalhalter
mit einem Drehglied versehen, das das Pedaltragwerk in einen anfänglichen
Zustand, in dem sich die Drehwelle des Betätigungspedal in einer vorderen
Stellung befindet, und in einen zweiten Zustand, in dem sich die
Drehwelle in einer hinteren Stellung befindet, versetzen kann. Wenn
die Spritzwand nach hinten verformt wird, wird das Drehglied aufgrund
seines Ineingrifftretens mit einem Armaturenelement gedreht, wodurch das
Pedaltragwerk, das sich in einem anfänglichen Zustand befindet,
in den zweiten Zustand versetzt wird.
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Bei
dem in Patentschrift 2 vorgeschlagenen Pedaltragwerk wird zusätzlich zu
einem an der Spritzwand befestigten ersten Pedalhalter ein zweiter Pedalhalter
zum drehbaren Haltern des Betätigungspedals
bereitgestellt. Dieser zweite Pedalhalter ist mit dem ersten Pedalhalter
verbunden und ist an dem ersten Pedalhalter an einer Stelle unter
der Drehwelle des Betätigungspedals
schwenkbar gelagert. Wenn die Spritzwand nach hinten verformt wird,
wird der zweite Pedalhalter von dem ersten Pedalhalter gelöst. Dadurch
wird der zweite Pedalhalter an dem Schwenkpunkt zu dem ersten Pedalhalter
geschwenkt und der Zapfen des Betätigungspedals, d.h. die Pedaltragwelle,
wird zwangsweise relativ nach hinten versetzt.
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KURZE DARLEGUNG
DER ERFINDUNG
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Die
oben erwähnten
Pedaltragwerke betreffen die oben beschriebenen Techniken für Sicherheitsmaßnahmen
und daher ist es wichtig, Zuverlässigkeit
im Betrieb zu gewährleisten.
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Im
Hinblick auf das Vorstehende besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe
darin, ein Pedaltragwerk für
ein Kraftfahrzeug an die Hand zu geben, das Zuverlässigkeit
im Betrieb sicherstellen kann.
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Im
Einzelnen gibt die vorliegende Erfindung ein Pedaltragwerk für ein Kraftfahrzeug
an die Hand, bei dem ein Betätigungspedal
mittels Halter an einer als Abtrennung zwischen einem Motorraum
und einer Fahrgastzelle dienenden Spritzwand angebracht ist, wobei
es dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist:
einen
an der Spritzwand befestigten ersten Pedalhalter;
eine an einem
oberen Teil des ersten Pedalhalters so vorgesehene Haltertragwelle,
dass sie sich in eine Breitenrichtung eines Kraftfahrzeugs erstreckt;
einen
an dem ersten Pedalhalter über
die Haltertragwelle schwenkbar angebrachten zweite Pedalhalter;
eine
Pedaltragwelle, die an dem zweiten Pedalhalter vorgesehen ist und
sich unter der Haltertragwelle und über einem Teil einer Lenkwelle,
die das Betätigungspedal
schneidet, befindet, so dass sie sich insbesondere in Seitenansicht
parallel zur Haltertragwelle erstreckt;
wobei das Betätigungspedal über die
Pedaltragwelle schwenkbar an dem zweiten Pedalhalter angebracht ist;
und
eine arretierende Vorrichtung (beschränkendes Mittel), das den ersten
Pedalhalter mit dem zweiten Pedalhalter verbindet, um das Schwenken
des zweiten Pedalhalters zu beschränken, und das im Falle einer Kollision
des Kraftfahrzeugs bei Verformung der Spritzwand nach hinten durch
Stoßen
gegen einen Bauteil der Kraftfahrzeugkarosserie die Beschränkung des
Schwenkens des zweiten Pedalhalters aufhebt.
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Daher
löst die
vorliegende Erfindung den zweiten Pedalhalter von dem ersten Pedalhalter, wenn
die Spritzwand aufgrund von Kollision nach hinten verformt wird,
und dadurch kann sich der zweite Pedalhalter frei um die Haltertragwelle
drehen, was ein Versetzen des Betätigungspedals ermöglicht.
Dadurch wird es möglich,
ein Knie eines Fahrers vor einer Kollisionslast zu schützen.
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Ferner
ist erfindungsgemäß die Haltertragwelle über der
Pedaltragwelle angeordnet. Selbst wenn die Lenkwelle des Lenkrads,
die sich durch eine verhältnismäßig niedrige
Position in der Nähe der
Spritzwand erstreckt, bei Kollision etwas verformt wird, besteht
keine Möglichkeit,
dass die Lenkwelle und die Haltertragwelle einander beeinträchtigen könnten, und
daher ist es möglich,
die Situation zu vermeiden, in der diese Beeinträchtigung das Schwenken des
zweiten Pedalhalters verhindert. Daher kann die Betriebszuverlässigkeit
des erfindungsgemäßen Pedaltragwerks
sichergestellt werden.
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Bevorzugt
ist, dass der zweite Pedalhalter einen Arm aufweist, um bei Verformen
der Spritzwand nach hinten das Schwenken des zweiten Pedalhalters
durch Stoßen
gegen das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil zu ermöglichen.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass der Arm hin vor Vorderseite der Kraftfahrzeugkarosserie
weg von einem Widerlagerteil des beschränkenden Mittels angeordnet
ist, das an das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil stößt, und
dass nach Freigeben der Beschränkung
des zweiten Pedalhalters durch das beschränkende Mittel der Arm das Schwenken
des zweiten Pedalhalters durch Stoßen gegen das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil
zulässt.
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Andere
Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen aus der folgenden Beschreibung der Erfindung hervor, die sich
auf die Begleitzeichnungen bezieht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines vorderen Abschnitts
eines mit einem Pedaltragwerk nach einer erfindungsgemäßen Ausführung versehenen
Kraftfahrzeugs zeigt.
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2 ist
eine Seitenansicht des Pedaltragwerks.
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3 ist
eine Vorderansicht des Pedaltragwerks in Richtung von Pfeil III
in 2 gesehen.
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4 ist
eine explodierte Seitenansicht des Pedaltragwerks.
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5 ist
ein Schaubild zur Veranschaulichung einer in einem ersten Pedalhalter
ausgebildeten länglichen Öffnung.
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6 zeigt Schaubilder zur Veranschaulichung,
wie das Pedaltragwerk bei Kollision funktioniert.
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7 zeigt Schaubilder zur Veranschaulichung,
wie das Pedaltragwerk bei Kollision funktioniert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGEN
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1 ist
ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Fahrersitzes eines Kraftfahrzeugs
und des Aufbaus des zugehörigen
Abschnitts des Kraftfahrzeugs, in dem ein Pedaltragwerk nach einer
erfindungsgemäßen Ausführung angebracht
ist.
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Wie
in 1 gezeigt weist ein Kraftfahrzeug 1 eine
Fahrgastzelle 2 und einen Motorraum 4 auf. Der
Motorraum 4 ist vor der Fahrgastzelle 2 angeordnet
und durch eine Spritzwand 3 abgetrennt, und in dem Motorraum 4 ist
ein Motor 5 eingebaut. Im Fahrersitz der Fahrgastzelle 2 ist
ein Lenkrad 6 angeordnet und an einem Armaturenelement 7 gehaltert.
Das Kraftfahrzeug 1 weist weiterhin eine Lenkradwelle 8 (Lenkwelle)
auf, durch welche eine auf das Lenkrad 6 ausgeübte Betätigungskraft
auf die (nicht dargestellten) Vorderräder des Kraftfahrzeugs 1 übertragen
wird. Die Lenkradwelle 8 tritt durch die Spritzwand 3 und
erstreckt sich zum Motorraum 4 und ist mit einem an der
Spritzwand 3 befestigten (nicht dargestellten) Getriebe
verbunden.
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Ein
Bremspedal 11 weist einen Endteil 11a und den
anderen Endteil 11b auf. Das Bremspedal 11 ist
an der Pedaltragwelle 27 (wie später beschrieben) am Endteil 11a drehbar
gelagert. Der Endteil 11b wird durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 betätigt.
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Weiterhin
ist ein Unterdruck-Bremskraftverstärker 9, der im Motorraum 4 angeordnet
ist, an der Spritzwand 3 befestigt. Eine Eingangswelle
(Betätigungsstange) 10 des
Unterdruck-Bremskraftverstärkers 9 tritt
durch die Spritzwand 3, um in die Fahrgastzelle 2 einzudringen,
und ein vorderes Ende der Eingangswelle 10 ist mit einem
Verbindungsteil 11c des Bremspedals 11 verbunden.
Wie dargestellt ist der Verbindungsteil 11c zwischen den
Endteilen 11a und 11b angeordnet.
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Der
Aufbau zum Haltern des Bremspedals 11 (d.h. das Pedaltragwerk
nach der erfindungsgemäßen Ausführung) wird
hierin unter Bezug auf 2 bis 5 beschrieben.
Das Pedaltragwerk weist einen ersten Pedalhalter 20 auf,
der an der Spritzwand 3 befestigt ist (siehe 2).
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der erste
Pedalhalter 20 zu einer U-Form ausgebildet, die sich nach
unten und hin zu einem hinteren Abschnitt einer Kraftfahrzeugkarosserie öffnet. Der
erste Pedalhalter 20 weist Seitenwände 21, 21 auf,
und eine sich zwischen den beiden Seitenwänden 21, 21 erstreckende
Verbindungsplatte 22 ist an deren hinteren Enden angeschweißt (d.h.
deren Enden, die näher
am hinteren Abschnitt der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sind).
Der erste Pedalhalter 20 ist an oberen Enden seiner beiden,
Seitenwände 21, 21 mit
einer Dachwand 23 versehen, die sich zwischen den beiden
Seitenwänden 21, 21 erstreckt
(siehe 3 und 4).
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Unter
Bezug auf 3 weist insbesondere der erste
Pedalhalter 20 an seinem oberen Endteil einen zweiten Pedalhalter 25 auf,
und der zweite Pedalhalter 25 weist an seinem unteren Endteil
einen Schlitz 26 auf. Wie in 3 gezeigt,
ist die sich in Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckende Pedaltragwelle 27 an
dem zweiten Pedalhalter 25 befestigt, und das Bremspedal 11 ist
an der Pedaltragwelle 27 drehbar gelagert, wobei ein oberes
Ende des Bremspedals 11 in dem Schlitz 26 enthalten
ist. Die Pedaltragwelle 27 befindet sich über der
Lenkradwelle 8 bei großem
Abstand von dieser.
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Als
Nächstes
ist unter besonderem Bezug auf 2 der zweite
Pedalhalter 25 an einer Haltertragwelle 28 drehend
gelagert, die sich an einer oberen hinteren Ecke des ersten Pedalhalters 20 befindet
und sich in Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt. Die Haltertragwelle 28 zum
Lagern den zweiten Pedalhalters 25, so dass der zweite
Pedalhalter 25 nach oben und unten schwenken kann, ist
an einer oberhalb und rückwärts der
Pedaltragwelle 27 befindlichen Position vorgesehen, die
die Drehmitte des Bremspedals 11 ist.
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Der
zweite Pedalhalter 25 weist eine Dachwand 29 auf.
Wenn der zweite Pedalhalter 25 innerhalb des ersten Pedalhalters 20 angeordnet
ist, ist die Dachwand 29 des zweiten Pedalhalters 25 unter der
Dachwand 23 des ersten Pedalhalters 20 positioniert,
wobei die Dachwand 29 mit der Dachwand 23 des
ersten Pedalhalters 20 überlappt.
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5 zeigt
zwar aus Gründen
der zeichnerischen Einfachheit und Klarheit nur die Dachwand 23 des
ersten Pedalhalters 20, doch ist eine hin zur Vorderseite
des Kraftfahrzeugs geöffnete
längliche Öffnung 30 in
jeder der Dachwände 23 und 29 des
ersten und des zweiten Pedalhalters 20 und 25 ausgebildet.
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An
der Dachwand 23 des ersten Pedalhalters 20 befindet
sich ein beschränkendes
und die Beschränkung
aufhebendes Element 32, das sich horizontal nach hinten
erstreckt, um in der Nähe
des Armaturenelements 7 zu sein. Ein Vorderendabschnitt des
beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 ist im Querschnitt zu einer U-Form
ausgebildet, was beide Seitenwände 35 umfasst,
und ist an den Dachwänden 23 und 29 des
ersten und zweiten Pedalhalters 20 und 25 mit
Hilfe eines Bolzen 37 befestigt, der durch ein (nicht dargestelltes)
Bolzeneinführloch
tritt, das in einer unteren Wand 36 des Vorderendabschnitts
des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 ausgebildet ist. Im Einzelnen tritt
der Bolzen 37 durch das Bolzeneinführloch der unteren Wand 36 des
Vorderendabschnitts des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32, die längliche Öffnung 30 der Dachwand 23 des
ersten Pedalhalters 20 und die (nicht dargestellte) längliche Öffnung der
Dachwand 29 des zweiten Pedalhalters 25. Eine
an der unteren Fläche
der Dachwand 29 des zweiten Pedalhalters 25 befindliche
Mutter 38 wird angezogen und dadurch werden das beschränkende und
die Beschränkung
aufhebende Element 32 und die ersten und zweiten Pedalhalter 20 und 25 aneinander
befestigt, während
sie aneinander angebracht werden. Dadurch ist der zweite Pedalhalter 25 an dem
ersten Pedalhalter 20 befestigt und das Schwenken des zweiten
Pedalhalters 25 wird beschränkt.
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Die
beiden Seitenwände 35 des
beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 erstrecken sich nach hinten, und
hintere Enden der beiden Seitenwände 35 sind
mit einer hinteren Endwand 39 versehen, die sich zwischen
den beiden Seitenwänden 35, 35 erstreckt.
In einem durch die beiden Seitenwände 35, 35 und
die hintere Endwand 39 gebildeten Raum ist ein sich von
einem hinteren Ende des zweiten Pedalhalters 25 nach oben
erstreckender Arm 40 aufgenommen. Der obere Teil des Arms 40 befindet
sich über
dem beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Element 32, und der Arm 40 und eine
hintere Endfläche
des zweiten Pedalhalters 25 sind dem Armaturenelement 7 zugewandt.
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Die
Bezugszeichen (I) bis (V), die in den 6 und 7 hinzugefügt wurden, zeigen Vorgänge im zeitlichen
Verlauf im Kollisionsfall. Zuerst wird das oben beschriebene Pedaltragwerk
für gewöhnlich einem
durch einen Fahrer in einem normalen Zustand ausgeführten Bremsvorgang
unterzogen, der in 2 und 6(I) gezeigt
wird. 6(II) zeigt den Zustand, in
dem die Spritzwand bei Kollision nach hinten verformt ist, der erste
Pedalhalter 20 relativ nach hinten bewegt ist und die hintere
Endwand 39 des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 entsprechend gegen das Armaturenelement 7 stößt, das
ein Teil der Kraftfahrzeugkarosserie ist.
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Wie
aus 6(II) ersichtlich ist, bildet
die hintere Endwand 39 einen Widerlagerteil, der bei Kollision
gegen das Armaturenelement 7 stößt, da die hintere Endwand 39 des
beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 dem Armaturenelement 7 zugewandt
ist. Die weitere Rückwärtsbewegung
des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32, die sich aus der Versetzung des
ersten Pedalhalters 20 aufgrund der Verformung der Spritzwand 3 bei
Kollision ergibt, wird verhindert, da die hintere Endwand 39 des
beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 durch das Armaturenelement 7 aufgenommen
wird. Infolge des Verhinderns der weiteren Rückwärtsbewegung des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 wird ferner das beschränkende und
die Beschränkung
aufhebende Element 32 gezwungen, sich relativ nach vorne
mit dem Bolzen 37 zu bewegen (siehe 7(III)).
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7(IV) zeigt den Zustand, in dem die Spritzwand 3 weiter
nach hinten verformt ist. Wie in 7(IV) gezeigt
ist der Bolzen 37 aus den (in 5 gezeigten)
länglichen Öffnungen 30 des
ersten und des zweiten Pedalhalters 20 und 25 durch
die relative Vorwärtsbewegung
des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 entwichen, und dadurch wird eine
von dem beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Element 32 ausgeübte Hemmkraft aufgehoben. D.h.
der zweite Pedalhalter 25 ist nicht mehr an dem ersten
Pedalhalter 20 befestigt und der zweite Pedalhalter 25 ist
von dem ersten Pedalhalter 20 gelöst. Dadurch kann der zweite
Pedalhalter 25 an der Haltertragwelle 28 geschwenkt
werden. Ferner springt bei Entweichen des Bolzens 37 aus
den länglichen Öffnungen 30 ein
hinteres Ende des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 nach oben, wodurch der Arm 40 des
zweiten Pedalhalters 25 freigelegt wird. 7(V) zeigt diesen Zustand.
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Daher
bilden das beschränkende
und die Beschränkung
aufhebende Element 32, der Bolzen 37 und die Mutter 38 eine
Arretiervorrichtung (beschränkende
Mittel), die das Schwenken des zweiten Pedalhalters 25 bezüglich des
ersten Pedalhalters 20 im Normalfall beschränkt und
das Schwenken des zweiten Pedalhalters 25 durch Stoßen gegen
das Armaturenelement 7 freigibt, wenn die Spritzwand 3 bei Kollision
des Kraftfahrzeugs nach hinten verformt wird.
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Unter
Bezug auf 7(V) wirkt das Armaturenelement 7 nach
Beendigung des die Beschränkung
aufhebenden Vorgangs des beschränkenden und
die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 direkt auf den Arm 40 des
zweiten Pedalhalters 25, und dadurch wird auf den zweiten
Pedalhalter eine Kraft weiter ausgeübt, so dass der zweite Pedalhalter 25 um
die Haltertragwelle 28 in eine Richtung gedreht wird, in
der die Pedaltragwelle 27 relativ nach hinten versetzt
wird.
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Dementsprechend
kommt es bei Kollision zur folgenden Reihe von Vorgängen. Zuerst
stößt die hintere
Endwand 39 des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 gegen das Armaturenelement 7 (siehe 6(II)), der die Beschränkung aufhebende Vorgang des
beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 wird eingeleitet (siehe 6(II) bis 7(III)),
der die Beschränkung
aufhebende Vorgang des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 wird beendet (siehe 7(IV)) und dann wirkt das Armaturenelement 7 direkt
auf den Arm 40 des zweiten Pedalhalters 25, um
den Schwenkvorgang des zweiten Pedalhalters 25 zu starten.
Dadurch wird die Pedaltragwelle 27 relativ nach hinten
versetzt, wodurch es möglich
wird, ein Knie des Fahrers vor einer Kollisionslast zu schützen.
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Insbesondere
wird der Endteil 11a des Bremspedals 11 relativ
nach hinten versetzt. Dann wird das Bremspedal 11 mittels
der Welle 10 an dem Verbindungsteil 11c mit dem
Unterdruck-Bremskraftverstärker 9 verbunden.
Dementsprechend dreht das Bremspedal 11, wie durch den
Pfeil A in 7(V) gezeigt, im Uhrzeigersinn
um den Verbindungsteil 11c, wodurch das Knie des Fahrers
vor der Kollisionslast geschützt
wird.
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Infolge
der oben beschriebenen Vorgänge kann
das Knie des Fahrers, der zum Zeitpunkt der Kollision einen Bremsvorgang
ausführt,
vor der Kollisionslast geschützt
werden, da die Pedaltragwelle 27 bei Kollision relativ
nach hinten versetzt wird, um das Bremspedal 11 wie in 7(V) gezeigt im Uhrzeigersinn zu drehen.
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Ferner
befindet sich in dem Pedaltragwerk der vorliegenden Ausführung die
Haltertragwelle 28 über
der Pedaltragwelle 27. Daher ist es möglich, die Situation zu vermeiden,
in der die Haltertragwelle 28 die Lenkradwelle 8 beeinträchtigt,
die bei Kollision auf leichte Weise versetzt wird, was das Schwenken des
zweiten Pedalhalters 25 verhindert. Daher ist es möglich, die
Betriebszuverlässigkeit
des Pedaltragwerks sicherzustellen.
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Zudem
ist der Arm 40 des zweiten Pedalhalters 25 hin
zur Vorderseite der Kraftfahrzeugkarosserie, weg von der hinteren
Endwand 39 (Widerlagerteil) des beschränkenden und die Beschränkung aufhebenden
Elements 32 angeordnet. Nachdem das beschränkende und
die Beschränkung
aufhebende Element 32 den zweiten Pedalhalter 25 freigegeben hat,
wirkt dadurch das Armaturenelement 7, das ein Bestandteil
der Kraftfahrzeugkarosserie ist, auf den zweiten Pedalhalter 25.
Dadurch kann der Schwenkvorgang des zweiten Pedalhalters 25,
d.h. die relative Versetzung der Pedaltragwelle 27 nach
hinten, sichergestellt werden. Wenn das Pedaltragwerk mit anderen
Worten so ausgelegt ist, dass der freigebende Vorgang des beschränkenden
und die Beschränkung
aufhebenden Elements 32 und der Schwenkvorgang des zweiten
Pedalhalters 25 zusammen ausgeführt werden, könnten diese
beiden Vorgänge sich
beeinträchtigen,
und daher könnte
der Schwenkvorgang des zweiten Pedalhalters 25 nicht gut
ausgeführt
werden.
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Wenngleich
die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführung insoweit
durch Heranziehen des Bremspedals 11 als Beispiel beschrieben
wurde, kann das Pedaltragwerk analog auf ein Kupplungspedal oder
ein fußbetätigtes Feststellbremspedal übertragen
werden.