DE69534443T2

DE69534443T2 - Pedalvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Trennmechanismus der Pedalplatte weg von Lenkeinrichtung durch Einwirkung von einer Kraft ausserhalb des Fahrzeugs

Info

Publication number: DE69534443T2
Application number: DE69534443T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Toyota-shi Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3267082B2; DE69535742D1; DE69534443D1; KR970035952A; EP1566325A3; EP0719697A1; CN1132705A; KR100195563B1; CN1058238C; US5615749A; EP0719697B1; JPH08175346A; DE69535742T2; EP1566325B1; EP1566325A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pedalvorrichtung, die an einem Fahrzeug so vorgesehen ist, dass ein vom Fahrzeuglenker betätigtes Pedal schwenkbar gelagert ist. Genauer gesagt bezieht sich diese Erfindung auf eine Technik zum Minimieren des Kontaktgrades des Beines eines Fahrzeuglenkers mit einer Lenkvorrichtung des Fahrzeuges bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug, während sich der Fuß des Fahrzeuglenkers auf dem Pedal oder in der Nähe des Pedals befindet.
In einem Fahrgastabteil eines Motorfahrzeuges ist eine Lenkvorrichtung vor dem Fahrzeuglenker angeordnet. Bei der Lenkvorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Betätigen eines Lenkmechanismus. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in einer Richtung von der Vorderseite des Fahrzeuges zur Rückseite wird der Fahrzeuglenker durch Trägheit nach vorne bewegt, was zu Vorwärtsbewegungen der Beine des Fahrzeuglenkers in Richtung auf die Lenkvorrichtung und zu der Möglichkeit führt, dass das Bein oder die Beine des Fahrzeuglenkers die Lenkvorrichtung kontaktieren.
Es sind einige Maßnahmen vorgeschlagen worden, um den Kontaktgrad der Beine des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung zu minimieren. Eine vorgeschlagene Maßnahme besteht darin, den Fahrzeuglenker mit einem Sitzgurt zu halten, um auf diese Weise die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuglenkers einzuschränken. Eine andere vorgeschlagene Maßnahme besteht darin, die Lenkvorrichtung mit einem Knieschutz zu versehen, um den Kontaktgrad der Kniee des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung direkt zu reduzieren. Ein Beispiel eines derartigen Knieschutzes ist in der JP-U-1-73464 (offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung, veröffentlicht 1989) offenbart.
Eine weitere Pedalvorrichtung nach dem Stand der Technik ist in der DE 390 46 16 A beschrieben, die eine Pedalvorrichtung zeigt, welche die im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale umfasst.
Als Ergebnis von Untersuchungen zur Minimierung des Kontaktgrades der Beine des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung hat der Erfinder festgestellt, dass es auch wirksam ist, die bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug vom Bein des Fahrzeuglenkers durchlaufene Bahn so zu steuern, dass diese Bahn immer von der Lenkvorrichtung entfernt ist. Der Erfinder hat ferner festgestellt, dass das Steuern der Bahn des Beines auf diese Weise durch Nutzung einer am Fahrzeug vorgesehenen Pedalvorrichtung möglich ist.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine in einem Fahrzeug vorgesehene Pedalvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, dass die Bahn eines Beines des Fahrzeuglenkers durch Ausnutzung eines Pedals in geeigneter Weise gesteuert wird, um den Kontaktgrad des Beines des Fahrzeuglenkers mit einer Lenkvorrichtung, die ebenfalls am Fahrzeug vorgesehen ist, zu minimieren.
Dieses Ziel wird mit einer Pedalvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 erreicht. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Bei einer Ausführungsform der Pedalvorrichtung ist der Pedalarm direkt an einer Spritzwand der Fahrzeugkarosserie befestigt, die einen Motorraum und das Fahrgastabteil voneinander trennt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Pedalvorrichtung ist der Pedalarm an einem geeigneten Element befestigt, das an der Fahrzeugkarosserie fixiert ist, beispielsweise an einer Lüftungsklappe, die an der Spritzwand befestigt ist.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Pedalvorrichtung ist der Pedalarm indirekt an der Spritzwand über ein Gehäuse eines Bremskraftverstärkers befestigt, der direkt an der Spritzwand fixiert ist.
Bei dem Pedal der Pedalvorrichtung kann es sich um ein Bremspedal oder Kupplungspedal handeln, das vom Fahrzeuglenker betätigt wird.
Wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug einwirkt, drückt der Fahrzeuglenker üblicherweise nur das Bremspedal oder sowohl das Bremspedal als auch das Kupplungspedal gleichzeitig nieder. Mit anderen Worten, die Aufbringung der äußeren Kraft auf das Fahrzeug findet üblicherweise in einem Zustand statt, in dem der Fuß des Fahrzeuglenkers eine Kraft von der Pedalauflage empfangen kann. Angesichts dieser Tatsache, dass eine Kraft zwischen der Pedalauflage und dem Fuß des Fahrzeuglenkers wirkt, haben die Erfinder es als möglich angesehen, den Kontaktgrad des Beines des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu minimieren, indem die Pedalauflage so verschoben wird, dass eine Kraft oder ein Moment auf das Bein des Fahrzeuglenkers aufgebracht wird, die bzw. das wirksam ist, um das Bein des Fahrzeuglenkers in einer Richtung von der Lenkvorrichtung weg zu verschieben.
Bei der erfindungsgemäß konstruierten Pedalvorrichtung kann der Mechanismus zum Verschieben der Pedalauflage die Verschiebung der Pedalauflage bei Aufbringung der äußeren Kraft auf das Fahrzeug ermöglichen, so dass auf den die Pedalauflage niederdrückenden Fuß des Fahrzeuglenkers eine geeignete Kraft oder ein geeignetes Moment aufgebracht wird, wodurch das Knie des Fahrzeuglenkers in einer geeigneten Richtung von der Lenkvorrichtung weg bewegt wird.
Somit sieht die erfindungsgemäß konstruierte Pedalvorrichtung eine geeignete Maßnahme zum Minimieren des Kontaktgrades des Beines des Fahrzeuglenkers (einschließlich des Fußes, Schienbeines, Knies und Oberschenkels) mit der Lenkvorrichtung vor. Wenn diese Maßnahme zusammen mit den herkömmlichen Maßnahmen Anwendung findet, kann der Kontaktgrad des Beines oder der Beine des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung und der umgebenden Konstruktion wirksamer reduziert werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Funktionssicherheit des Fahrzeuges führt.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kontaktiert der Pedalarm zwei Elemente der Fahrzeugkarosserie mindestens bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug oder tritt mit diesen in Eingriff. Diese beiden Elemente werden aufgrund der auf das Fahrzeug aufgebrachten externen Kraft relativ zueinander bewegt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Pedalauflageverschiebungsmechanismus das Pedal als ganzes durch die Verformung des Pedalarmes aufgrund einer Relativbewegung der beiden Elemente bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verschieben.
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Pedalarm die beiden Elemente der Fahrzeugkarosserie mindestens dann kontaktieren, wenn die externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, und wird die Pedalauflage aufgrund der relativen Verschiebung der beiden Elemente infolge der auf das Fahrzeug aufgebrachten externen Kraft verformt, wobei das Pedal als ganzes verformt wird, was eine Verschiebung der Pedalauflage zur Folge hat, um den Kontaktgrad des Beines des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung zu minimieren. Bei der vorliegenden Pedalvorrichtung ist der Pedalarm in geeigneter Weise konstruiert, um aufgrund der auf das Fahrzeug aufge brachten externen Kraft verformt zu werden, damit das gesamte Pedal in der erforderlichen Weise verschoben werden kann.
Die vorliegende Pedalvorrichtung, bei der die Pedalauflage durch Verformung des Pedalarmes verschoben wird, kann relativ wirtschaftlich hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Pedalarm in Längsrichtung des Fahrzeuges und besitzt einen vorderen Endabschnitt, der an einem der beiden Elemente der Fahrzeugkarosserie fixiert ist, das aufgrund der externen Kraft in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben wird, und einen hinteren Endabschnitt, der das andere der beiden Elemente mindestens dann kontaktiert oder hiermit in Eingriff tritt, wenn die externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, und dessen Rückwärtsverschiebung infolge der externen Kraft geringer ist als die Rückwärtsverschiebung des einen der beiden Elemente.
Das Element (hiernach als „verschiebbares Element" bezeichnet), das in Rückwärtsrichtung aufgrund der externen Kraft verschoben wird, kann eine Spritzwand der Fahrzeugkarosserie oder eine verschiebbare Lüftungsklappe sein, die am oberen Endabschnitt der Spritzwand befestigt ist und nahezu zusammen mit der Spritzwand bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verschoben wird. Alternativ dazu kann das verschiebbare Element ein Gehäuse des Bremskraftverstärkers sein, das an der Spritzwand befestigt ist und zusammen mit der Spritzwand bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verschoben wird.
Das Element (hiernach als „stationäres Element" bezeichnet), dessen Rückwärtsverschiebung aufgrund der externen Kraft kleiner ist als die des verschiebbaren Elementes, kann eine im wesentlichen stationäre Lüftungsklappe sein, die am oberen Endabschnitt der Spritzwand befestigt ist und im wesentlichen keine Verschiebung aufgrund der auf das Fahrzeug ausgeübten externen Kraft erfährt. Alternativ dazu kann das stationäre Element ein Armaturenbrettverstärkungselement oder ein Lenksäulenlagerelement sein, das sich in Querrichtung (nach rechts und links) des Fahrzeuges erstreckt und an seinen gegenüberliegenden Enden von der vorstehend erwähnten, im wesentlichen stationären Lüftungsklappe gelagert wird. Des weiteren kann es sich bei dem stationären Element um einen Arm handeln, der an der im wesentlichen stationären Lüftungsklappe oder dem Verstärkungselement befestigt ist und die Lenksäule der Lenkvorrichtung lagert.
Der Pedalarm kann entweder an seinem hinteren Endabschnitt am stationären Element der Fahrzeugkarosserie festgehalten werden oder so angeordnet sein, dass der hintere Endabschnitt des Pedalarmes normalerweise im Abstand vom stationären Element angeordnet ist und diesem gegenüberliegt sowie mit dem stationären Element in Kontakt gebracht werden kann, wenn der Pedalarm in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges während der Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verschoben wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Pedalauflageverschiebungsmechanismus Einrichtungen zum Verringern der Biegefestigkeit eines örtlichen Abschnittes des Pedalarmes, um auf diese Weise die Verformung des örtlichen Abschnittes bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug zu erleichtern.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung besitzt der Pedalauflageverschiebungsmechanismus Einrichtungen zur Ermöglichung einer linearen Verschiebung der Pedalauflage bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug. Diese lineare Bewegung der Pedalauflage bewirkt, dass eine Kraft oder ein Moment auf den Fuß des Fahrzeuglenkers einwirkt, so dass das Knie des Fahrzeuglenkers von der Lenkvorrichtung weg verschoben wird.
Gemäß einer vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen die vorstehend erwähnten Einrichtungen zur Gestattung einer linearen Verschiebung der Pedalauflage eine Verschiebung der Pedalauflage in einer rechtsgerichteten oder linksgerichteten Richtung des Fahrzeuges, wodurch die Pedalauflage von der Lenkvorrichtung weg bewegt wird.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen die vorstehend genannten Einrichtungen zur Gestattung einer Linearverschiebung der Pedalauflage eine Verschiebung der Pedalauflage in Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen die vorstehend genannten Einrichtungen zur Gestattung einer Linearverschiebung der Pedalauflage eine Verschiebung der Pedalauflage in Abwärtsrichtung des Fahrzeuges.
Bei einem Vergleichsbeispiel umfasst das Pedal einen Hebelabschnitt, der schwenkbar an einem Ende mit dem Pedalarm verbinden ist, und ist mit dem anderen Ende des Hebelarmes so verbunden, dass die Pedalauflage relativ zum Hebelarm verschiebbar ist, und umfasst der Pedalauflageverschiebungsmechanismus einen Sensor für eine externe Kraft zum Detektieren der auf das Fahrzeug ausgeübten externen Kraft, eine Antriebsvorrichtung zum Verschieben der Pedalauflage relativ zum Hebelabschnitt und eine Steuereinheit zum Aktivieren der Antriebsvorrichtung zur Verschiebung der Pedalauflage relativ zum Hebelabschnitt.
Bei dem obigen Beispiel ist die Pedalvorrichtung so ausgebildet, dass die Pedalauflage über ein physikalisches Phänomen, d.h. die mechanische Verformung des Pedalarmes, die durch die auf das Fahrzeug über die Fahrzeugkarosserie ausgeübte externe Kraft verursacht wird, verschoben wird. Bei dieser Ausführungsform der Pedalvorrichtung ist es vergleichsweise schwierig, dass Timing zwischen dem Moment der Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug und dem Moment, bei dem die Pedalauflage durch die Verformung des Pedalarmes verschoben wird, zu bestimmen. Angesichts dieses Nachteiles ist die Pedalvorrichtung dieses Ausführungsbeispieles so konstruiert, dass nur die Pedalauflage relativ zum Hebelabschnitt des Pedals über die von der Steuerein heit aktivierte Antriebsvorrichtung verschoben wird, wenn die externe, auf das Fahrzeug ausgeübte Kraft vom Sensor für die externe Kraft detektiert wird. Somit erfordert die Verschiebung der Pedalauflage keine mechanische Verformung des Pedalarmes, und der Moment der Verschiebung der Pedalauflage kann in der erforderlichen Weise so gesteuert werden, dass eine wirksame Verringerung des Kontaktgrades des Beines des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung beim Aufbringen der externen Kraft auf das Fahrzeug sichergestellt wird.
Bei dem Sensor für die externe Kraft kann es sich um einen Sensor (d.h. vom freikragenden Typ, Kugeltyp oder Rollentyp) handeln, der in der Lage ist, den Verzögerungswert des Fahrzeuges zu detektieren, um auf diese Weise die auf das Fahrzeug ausgeübte externe Kraft zu detektieren.
Gemäß einer Anordnung des obigen Ausführungsbeispieles kann es sich bei der Antriebsvorrichtung um eine Aufblaseinrichtung handeln, die umfasst: eine Zündvorrichtung (d.h. Zündfaden, Zündmaterial), welche von der Steuereinheit aktiviert wird, eine Gaserzeugungsquelle, die von der Zündvorrichtung gezündet wird, um ein Gas (d.h. Stickstoff) zu erzeugen, eine Betätigungseinheit (d.h. ein Luftmotor), die vom Gas betätigt wird, und einen Getriebemechanismus zum Übertragen der Bewegung der Betätigungseinheit auf die Pedalauflage.
Gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel kann die Antriebsvorrichtung von einem elektrisch gesteuerten Typ sein, der einen Elektromotor, welcher von der Steuereinheit aktiviert wird, und einen Getriebemechanismus zur Übertragung der Bewegung des Elektromotors auf die Pedalauflage aufweist.
Die vorstehend genannten und wahlweisen Ziele, Merkmale, Vorteile und die technische Signifikanz der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Fahrzeugbremspedalvorrichtung dieser Erfindung sowie der die Pedalvorrichtung umgebenden Teile;
2 eine Seitenansicht, die die Relativposition von drei Elementen innerhalb eines Fahrgastabteiles des Fahrzeuges zeigt, nämlich eines Bremspedals, eines Beines eines Fahrzeuglenkers, das das Bremspedal betätigt, und einer Lenkvorrichtung;
3 eine Draufsicht auf die Bremspedalvorrichtung der obigen Ausführungsform;
4(a), 4(b) und 4(c) eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Rückansicht zur Darstellung der Optimierung einer Verschiebungsbahn des Beines des Fahrzeuglenkers bei der obigen Ausführungsform;
5(a), 5(b) und 5(c) Draufsichten zur Darstellung des Steuerprinzips der Verschiebungsbahn des Beines des Fahrzeuglenkers bei der obigen Ausführungsform;
6(a) und 6(b) Draufsichten der Bremspedalvorrichtung der obigen Ausführungsform zur Darstellung einer Formänderung eines Pedalarmes vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
7 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung;
8 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
9 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
10 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
11 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
12 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
13 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
14 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
15 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
16(a) und 16(b) Draufsichten einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die eine Formänderung eines Pedalarmes vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug darstellen;
17 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
18 eine Draufsicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
19 eine Rückansicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, vom Fahrzeuglenker aus gesehen;
20 eine Rückansicht zur Darstellung des Steuerprinzips einer Verschiebungsbahn des Beines des Fahrzeuglenkers bei der Ausführungsform der 19;
21(a) und 21(b) perspektivische Ansichten zur Darstellung einer Formänderung eines Pedalarmes der Bremspedalvorrichtung der Ausführungsform der 19 vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
22 eine Rückansicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
23 eine Rückansicht zur Darstellung des Steuerprinzips einer Verschiebungsbahn des Beines des Fahrzeuglenkers bei der Ausführungsform der 22;
24(a) und 24(b) Draufsichten zur Darstellung einer Formände rung eines Pedalarmes der Bremspedalvorrichtung der Ausführungsform der 23 vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
25(a) und 25(b) Draufsichten zur Darstellung einer Formänderung eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
26(a) und 26(b) Draufsichten zur Darstellung einer Formänderung eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
27 eine Rückansicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
28 eine Rückansicht zur Darstellung des Steuerprinzips einer Verschiebungsbahn des Beines des Fahrzeuglenkers bei der Ausführungsform der 27;
29 eine perspektivische Ansicht eines Pedal armes einer Bremspedalvorrichtung der Ausführungsform der 27;
30 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
31 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Bremspedalauflage einer Bremspedalvorrichtung gemäß einem Beispiel und von Teilen, die die Bremspedalauflage umgeben;
32 eine Rückansicht eines Drehmechanismus für die Bremspedalauflage bei der Bremspedalvorrichtung der 31;
33 ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steueranordnung zum Betreiben des Drehmechanismus beim Beispiel der 31 zeigt;
34 eine Rückansicht zur Darstellung der Drehung der Bremspedalauflage bei dem Beispiel der 31 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
35 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Bremspedalauflage einer Bremspedalvorrichtung gemäß einem anderen Beispiel und von Teilen, die die Bremspedalauflage umgeben;
36 eine Rückansicht, die die Drehung der Bremspedalauflage bei dem Beispiel der 35 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zeigt;
37 eine Seitenansicht zur Darstellung der Verschiebung eines Bremspedals einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
38 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes der Bremspedalvorrichtung der Ausführungsform der 37;
39 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
40 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
41 eine Seitenansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
42 eine perspektivische Ansicht eines Pedal armes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
43 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
44 eine Seitenansicht, die schematisch die Verformung der Pedalarme der Ausführungsformen der 42 und 43 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zeigt;
45 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
46 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
47(a) und 47(b) Seitenansichten zur schematischen Darstellung der Verformung der Pedalarme der Ausführungsformen der 45 und 46 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug;
48 eine Seitenansicht zur Darstellung der Verschiebung eines Bremspedals bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
49(a) und 49(b) perspektivische Ansichten zur Darstellung der Verformung eines Bremspedals in der Bremspedalvorrichtung der Ausführungsform der 48;
50 eine perspektivische Ansicht eines Pedalarmes einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
51(a) und 51(b) perspektivische Ansichten zur Darstellung der Verformung eines Pedalarmes in einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
52 eine Seitenansicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und von Teilen, die die Bremspedalvorrichtung umgeben; und
53 eine Seitenansicht einer Bremspedalvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und von Teilen, die die Bremspedalvorrichtung umgeben.
1 zeigt eine Pedalvorrichtung für ein Motorfahrzeug, die gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung konstruiert ist, wobei eine Pedalauflage in einer Horizontalebene durch Ausnutzung der Verformung eines Pedalarmes bei Auf bringung einer externen Kraft auf das Motorfahrzeug oder mit Hilfe dieser Verformung gedreht oder verschwenkt wird.
In 1 ist mit 10 ein Lenkrad bezeichnet, das vom Lenker oder Fahrer des Motorfahrzeuges gedreht wird. Das Lenkrad 10 ist über eine Lenksäule 12 mit einem Lenkmechanismus (nicht gezeigt) verbunden, der in einem Motorraum 14 angeordnet ist. Die Lenksäule 12 besitzt eine Lenkwelle, die zusammen mit dem Lenkrad 10 gedreht wird, und ein stationäres oder nichtdrehbares Element in der Form einer Hülse, durch die sich die Lenkwelle erstreckt. Die Lenksäule 12 erstreckt sich vom Motorraum 14 in Rückwärts- und Aufwärtsrichtung des Fahrzeuges durch eine Spritzwand 16 in ein Fahrgastabteil 15, genauer gesagt in eine Position, die sich nahezu über dem Sitz des Fahrzeuglenkers befindet. Die Spritzwand 16 trennt den Motorraum 14 und das Fahrgastabteil 15 voneinander. Ein oberer Endabschnitt der Lenksäule 12, an dem die Säule 12 mit dem Lenkrad 10 verbunden ist, wird von einer Lenksäulenabdeckung 20 abgedeckt. Das Lenkrad 10, die Lenksäule 12 und die Abdeckung 20 bilden eine Lenkvorrichtung zum Betätigen des Lenkmechanismus zum Lenken des Fahrzeuges.
In einem Bereich des Fahrgastabteiles 15, der sich in der Nähe des unteren Abschnittes der Lenksäule 12 befindet, ist die vorstehend erwähnte Fahrzeugpedalvorrichtung in der Form einer Bremspedalvorrichtung 26 angeordnet. Diese Bremspedalvorrichtung 26 besitzt einen Pedalarm 28 und ein Bremspedal 30, das vom Pedalarm 28 schwenkbar gelagert wird. Der Pedalarm 28 ist so geformt, dass er sich generell in Längsrichtung oder Laufrichtung des Motorfahrzeuges erstreckt, und ist an seinem vorderen Endabschnitt an der Spritzwand 16 befestigt. Am oberen Ende der Spritzwand 16 ist eine Lüftungsklappe (nicht gezeigt) so befestigt, dass sich die Lüftungsklappe in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Bei der Lüftungsklappe handelt es sich um ein hohles Element. Ein Armaturenbrettverstärkungselement 34 in der Form eines Rohres ist an seinen gegenüberliegenden Enden an den gegenüberliegenden Endabschnitten der Lüftungsklappe befestigt, so dass sich auch das Verstärkungselement 34 in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Der Pedalarm 28 ist an seinem hinteren Endabschnitt an einem Zwischenabschnitt des Verstärkungselementes 34 befestigt. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Motorfahrzeug wird die Spritzwand 16 mehr oder weniger in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben, während das Verstärkungselement 34 im wesentlichen keine Verschiebung erfährt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Pedalarm 28 an seinem vorderen und hinteren Ende an einem verschiebbaren Element in der Form der Spritzwand 16 und eines stationären Elementes in der Form des Armaturenbrettverstärkungselementes 34 befestigt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der der Pedalarm 28 an seinem hinteren Endabschnitt am Verstärkungselement 34 befestigt ist, ist das Verstärkungselement 34 über den Pedalarm 28 an der Spritzwand 16 befestigt. Diese Anordnung sichert eine höhere Steifigkeit und Stabilität des Verstärkungselementes 34 (das die Lenkvorrichtung 22 am oberen Abschnitt der Lenksäule 12 lagert) als eine Anordnung, bei der der hintere Endabschnitt des Pedalarmes 28 direkt an der Lüftungsklappe und nicht am Verstärkungselement 24 befestigt ist. Daher ermöglicht die vorliegende Anordnung eine erhöhte Resonanzfrequenz der Lenkvorrichtung 22 und eine reduzierte Größe des Verstärkungselementes 34 sowie den Fortfall von separaten Verstärkungsstreben und/oder eines Lenksäulendämpfers, was zu einem reduzierten Gewicht und reduzierten Herstellkosten des Fahrzeuges führt.
Das Bremspedal 30 besitzt einen Hebelabschnitt 36, der einen an seinem proximalen Ende ausgebildeten Vorsprung 37 aufweist. Der Vorsprung 37 besitzt ein Durchgangsloch, das so ausgebildet ist, dass es sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Ein abgestufter Bolzen 39 ist durch dieses Durchgangsloch und ein Paar von Seitenplatten 38 des Pedalarmes 28, die den Vorsprung 37 in Querrichtung des Fahrzeuges zwischen sich aufnehmen, eingesetzt. Der abgestufte Bolzen 39 ist relativ zum Vorsprung 37 über eine Kunstharzhülse (nicht gezeigt) drehbar, die im Durchgangsloch des Vorsprunges 37 angeordnet ist. Somit wird das Bremspedal 30 schwenkbar vom Pedalarm 28 gelagert. Das Bremspedal 30 wird normalerweise in seiner nichtbetätigten Position, die von einem Anschlag 40 festgelegt wird, welcher am Pedalarm 28 fixiert ist, unter der Vorspannwirkung einer Rückzugfeder (nicht gezeigt) gehalten, die das Bremspedal 30 und den Pedalarm 28 miteinander verbindet.
Das Bremspedal 30 besitzt ferner eine Pedalauflage 42, die am distalen Ende des Hebelabschnittes 36 vorgesehen ist, so dass das Bremspedal 30 betätigt wird, wenn die Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 vom Fuß eines Fahrzeuglenkers niedergedrückt wird. Das Bremspedal 30 und die Lenksäule 12 sind relativ zueinander so angeordnet, dass eine Gerade, die sich durch den Mittelpunkt PC auf der Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 erstreckt und parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges verläuft, gegenüber einer Mittellinie CLS der Lenksäule 12 um eine geeignete Distanz nach rechts, vom Fahrzeuglenker aus gesehen, versetzt ist, wie in 3 gezeigt.
Wenn die Pedalauflage 42 niedergedrückt wird, wird das Bremspedal 30 im Uhrzeigersinn verschwenkt oder gedreht, wie in 1 gezeigt, und zwar gegen die Vorspannkraft der Rückzugfeder. Im Motorraum 14 ist ein Bremskraftverstärker 46 an der Spritzwand 16 so befestigt, dass er dem Bremspedal 30 gegenüberliegt. Ein Hauptzylinder 48 ist am vorderen Endabschnitt des Bremskraftverstärkers 46 befestigt, und eine Druckstange 50 erstreckt sich vom hinteren Endabschnitt des Bremskraftverstärkers 46 aus. Die Druckstange 50 ist mit einem Kraftausgangspunkt des Bremspedals 30 verbunden, der zwischen dem Schwenkpunkt oder proximalen Ende des Bremspedals 30 und einem Krafteingangspunkt oder der Pedalauflage 42 des Bremspedals 30 liegt. Eine Betätigungskraft oder Niederdrückkraft, die auf das Bremspedal 30 einwirkt, wird mit einem Verstärkungsverhältnis (Verhältnis γ) des Bremspedals 30 als solchem verstärkt, und die auf diese Weise verstärkte Kraft wird vom Bremskraftverstärker 46 weiter verstärkt und dem Hauptzylinder 48 zugeführt. Infolgedessen erzeugt der Hauptzylinder 46 mechanisch gleiche Strömungsmitteldrücke in zwei voneinander unabhängigen Druckkammern.
In 2 ist die Lagebeziehung in Seitenansicht des Fahrzeuges zwischen dem Bremspedal 30, dem Bein eines Fahrzeuglenkers, dessen Fuß das Bremspedal 30 niederdrückt, und der Lenkvorrichtung 22 gezeigt. Wie aus 2 deutlich wird, nimmt der Fahrzeuglenker eine solche Sitzposition ein, dass das geeignete Bein des Fahrzeuglenkers in der Nähe des Lenkrades 10 und der Lenksäulenabdeckung 20 angeordnet ist.
Die Bremspedalvorrichtung 26 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so angeordnet, dass bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug das Bremspedal 30 insgesamt um seinen Schwenkpunkt in der Horizontalebene gedreht wird, und zwar aufgrund der Verformung des Pedalarmes 28 über die angreifende externe Kraft, so dass die Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 (hiernach einfach als „Pedalauflagefläche" bezeichnet) des verschwenkten Pedals 30 in eine Richtung von der Lenkvorrichtung 22 weg weist. Infolgedessen wird das Bein des Fahrzeuglenkers, dessen Fuß die Pedalauflage 42 niederdrückt, vom Lenkrad 10 und dessen Umgebung weg bewegt.
Um eine derartige Drehbewegung des Bremspedals 30 in der Horizontalebene zu ermöglichen, ist der Pedalarm 28 der Bremspedalvorrichtung 26 dieser Ausführungsform in der nachfolgend beschriebenen Weise konstruiert und ausgebildet.
Wie in der Draufsicht der 3 gezeigt, besitzt der Pedalarm 28 das vorstehend erwähnte Paar von Seitenplatten 38, die sich in Längsrichtung oder Laufrichtung des Motorfahrzeuges erstrecken und zusammenwirken, um den Vorsprung 37 des Bremspedals 30 schwenkbar zu lagern, wie vorstehend beschrieben. Das Paar der Seitenplatten 38 besitzt einen vorderen Fixierabschnitt 52, der an der Spritzwand 16 fixiert ist, und einen Fixierabschnitt 54, der am Verstärkungselement 37 fixiert ist. Der Pedalarm 28 weist einen Verbindungsabschnitt auf, der die Seitenplatten 38 am hinteren Fixierabschnitt 54 miteinander verbindet. Die Seitenplatten 38 und der Verbindungsabschnitt am hinteren Fixierabschnitt 54 sind als einstückiger Körper aus einer Stahlplatte geformt.
Eine der Seitenplatten 28, die von der Mittellinie CLS der Lenksäule entfernt angeordnet ist, besitzt einen Abschnitt mit geringer Festigkeit in der Form einer Sicke 60, die zwischen dem vorderen Fixierabschnitt 38 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 56 ausgebildet ist, an dem das Bremspedal 30 schwenkbar am Pedalarm 28 befestigt ist. Die andere Seitenplatte 28, die näher an der Lenksäulenmittellinie CLS angeordnet ist, hat ebenfalls einen Abschnitt geringer Festigkeit in der Form einer anderen Sicke 60, die zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem hinteren Fixierabschnitt 54 ausgebildet ist. Der Begriff „Abschnitt mit geringer Festigkeit" bedeutet einen örtlichen Abschnitt einer jeden Seitenplatte 38, der eine vergleichsweise niedrige Biegefestigkeit aufweist, wenn die Seitenplatte 38 in Vertikalrichtung parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges gebogen wird. Der Begriff „Sicke" bedeutet einen Abschnitt, der nicht gerade oder eben verläuft, wie in der Horizontalebene der 3 gezeigt. Die Sicke 60, die auf der Seitenplatte 38 entfernt von der Mittellinie CLS vorgesehen ist, und die Sicke 60, die auf der Seitenplatte 38 näher an der Mittellinie CLS vorgesehen ist, sind so aus gebildet, dass sie sich in vertikaler Richtung erstrecken, d.h. in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Richtung, in der die externe Kraft, die auf das Fahrzeug ausgeübt wird, auf die Seitenplatten 38 einwirkt.
Bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Seitenplatte 38 entfernt von der Lenksäulenmittellinie CLS an dem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem hinteren Fixierabschnitt 54 ausknickt. Es ist jedoch wahrscheinlicher, dass eine Ausknickung an einem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem vorderen Fixierabschnitt 52 stattfindet, während bei der Seitenplatte 38 näher zur Lenksäulenmittellinie CLS die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass diese an dem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem hinteren Fixierabschnitt 54 ausknickt, während eine Ausknickung an dem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem vorderen Fixierabschnitt 52 weniger wahrscheinlich ist.
Bei der vorliegenden Bremspedalvorrichtung 26, bei der der Pedalarm 28 in der vorstehend beschriebenen Weise geformt ist, bewirkt eine Rückwärtsbewegung der Spritzwand 16 in Richtung auf das nahezu stationäre Verstärkungselement 34 infolge der auf das Fahrzeug einwirkenden externen Kraft keine Ausknickung der von der Mittellinie CLS entfernten Seitenplatte 38 an dem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem hinteren Fixierabschnitt 54 und keine Rückwärtsverschiebung eines Pedalbefestigungspunktes PA des Pedalbefestigungsabschnittes 56, an dem der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 an dieser Sei tenplatte 38 befestigt ist. Die Rückwärtsbewegung der Spritzwand 16 bewirkt jedoch eine Ausknickung der anderen Seitenplatte 38 näher an der Mittellinie CLS an dem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 und dem hinteren Fixierabschnitt 54 in Gegenwart der dazwischen vorgesehenen Sicke 60, wodurch ein Pedalbefestigungsabschnitt 56, an dem der vorstehende Abschnitt 37 an dieser Seitenplatte 38 befestigt ist, in Richtung auf das Verstärkungselement 34 in der horizontalen Ebene verschoben wird. Somit wird der Pedalbefestigungsabschnitt 56 um den Pedalbefestigungspunkt PA gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, wie in 3 gezeigt, wenn die Spritzwand 16 rückwärts verschoben wird. Infolgedessen wird der Pedalbefestigungspunkt PB auf einen Punkt PB' bewegt, wie in 3 gezeigt. Daher bewirkt die asymmetrische Anordnung der beiden Sicken 60 auf dem Pedalarm 28 eine Schwenkbewegung des Bremspedals 30 in der Horizontalebene. Infolgedessen wird der Mittelpunkt PC der Pedalauflagefläche auf einen Punkt PC' bewegt und gleichzeitig die Pedalauflagefläche so verschwenkt, dass die Linie, die normal zur Pedalauflagefläche verläuft und sich vom Punkt PC' aus erstreckt, um einen Drehwinkel θ relativ zu einer Geraden, die sich durch den Punkt PC' und in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt, geneigt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Breite x1 der Sicke 60 auf der Seitenplatte 38 entfernt von der Mittellinie CLS der Breite x2 der Sicke 60 auf der Seitenplatte 38 näher an der Mittellinie CLS, wodurch die Spritzwand 16 in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben wird, während sich die beiden Seitenplatten 38 aufgrund ihrer Ausbauchung bzw. Ausknickung um nahezu die gleiche Länge zusammenziehen, wodurch die verschobene Spritzwand 16 parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges verbleibt.
Die Schwenkbewegung des Bremspedals 30 in der Horizontalebene bewirkt eine rückwärts gerichtete und links gerichtete Verschiebung der Pedalauflage 42, wodurch die Neigung besteht, dass der die Pedalauflage 42 niederdrückende Fuß des Fahrzeuglenkers beispielsweise in Richtung auf das Lenkrad 10 bewegt wird.
Die Schwenkbewegung des Bremspedals 30 in der Horizontalebene bewirkt jedoch auch eine Drehung der Pedalauflage 42 um eine vertikale Linie, die sich durch den Mittelpunkt PC der Pedalauflagefläche erstreckt. Diese Drehung der Pedalauflage 42 trägt zu einer Bewegung des Knies des Fahrzeuglenkers von der Lenkvorrichtung 22 weg bei, und zwar aus dem in Verbindung mit den 4 und 5 im einzelnen erläuterten Grund, in Verbindung mit der Beziehung zwischen der Verschiebung der Pedalauflage 42 und dem Verhalten oder der Bewegung des Beines des Fahrzeuglenkers.
Die 4(a), 4(b) und 4(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Rückansicht der Lenkvorrichtung 22, der Bremspedalvorrichtung 26 und der verwandten Teile.
In 4 besitzen die folgenden Bezeichnungen die folgenden Bedeutungen:

CLW:: Geschlossene Schleife, definiert von Mittelpunk ten in radialen Schnittebenen des Lenkrades 10, die sich durch die Mitte des Rades erstrecken
CLS:: Mittellinie der Lenksäule 12
CLP:: Drehachse des vorstehenden Abschnittes 37 des Pedals 30
PC:: Mittelpunkt der Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 vor Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug (PC' gibt den Mittelpunkt nach der Aufbringung der externen Kraft wieder. Das ' in Verbindung mit den anderen Bezeichnungen hat eine entsprechende Bedeutung)
A. P.:: Mittelpunkt des Knöchelgelenkes des Fahrzeuglenkerbeines
K. P.:: Mittelpunkt des Kniegelenkes des Fahrzeuglenkerbeines
P1–P3:: Drei Beispiele des Mittelpunktes des Kniegelenkes K. P.' nach Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug
H. P.:: Mittelpunkt des Hüftgelenkes des Fahrzeuglenkers

In den 5(a), 5(b) und 5(c) ist mit FP eine Niederdrückkraft bezeichnet, die auf die Pedalauflage 42 einwirkt. Mit FP1 und FP2 sind eine Komponente der Niederdrückkraft in Richtung parallel zu der Linie normal zur Pedalauflagefläche und eine Komponente der Niederdrückkraft in Richtung parallel zur Tangente an die Pedalauflagefläche bezeichnet.
Wenn die Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 um die sich durch den Mittelpunkt PC erstreckende Vertikalachse gedreht wird, wird die Pedalauflagefläche relativ zur Unterseite des Fußes des Fahrzeuglenkers geneigt, wie in 5(b) angedeutet. Infolgedessen wirkt am Kontaktpunkt der Pedalauflagefläche mit dem Fuß eine Widerstandskraft N auf den Fuß ein. Dieser Kontaktpunkt ist gegenüber dem Mittelpunkt PC versetzt. Infolgedessen wirkt auf den Fuß in Drehrichtung der Pedalauflagefläche um die Vertikalachse ein Moment M. Andererseits kann eine Biegung des Fußes und Schienbeines des Fahrzeuglenkerbeines relativ einfach in einer Ebene auftreten, die einen Fußvektor enthält, der den Zeh des Fußes und den Knöchelgelenkmittelpunkt A. P. verbindet, ferner ein Schienbeinvektor, der den Knöchelgelenkmittelpunkt A. P. und den Kniegelenkmittelpunkt K. P. miteinander verbindet. Diese Biegung in einer Ebene, die die obige Ebene schneidet, wird jedoch verhindert. Daher wirkt das Moment M, das am Fuß angreift, auf den Fuß in einer Richtung vom anderen Fuß des Fahrzeuglenkers weg, d.h. in einer Richtung, die bewirkt, dass das Knie des Beines, das die Pedalauflage 42 niederdrückt, sich von der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt. Infolgedessen wird der Schienbeinvektor in einer Richtung von der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt.
Daher wird das die Pedalauflage 42 niederdrückende Bein mit einer geringen Verdrehung an einem Teil um den Knöchel nach rechts gedrückt, wodurch der Mittelpunkt A. P. des Knöchel gelenkes nach rechts zu einem Punkt A. P.' verschoben wird, wie in den 4(a) und 4(c) angedeutet. Infolgedessen wird auch der Kniegelenkmittelpunkt K. P. nach rechts bis zu einem Punkt K. P.' verschoben, wie ebenfalls in den 4(a) und 4(c) gezeigt, d.h. vom Lenkrad 10 der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt. In den 3, 4(a) und 4(c) sind drei Beispiele des Punktes K. P.' (Punkt K. P. nach der Verschiebung) mit P1, P2 und P3 angedeutet.
6(a) zeigt einen Pedalarm, der dem Pedalarm 28 entspricht. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug wird dieser Pedalarm verformt, wie in 6(b) gezeigt. Obwohl der Pedalarm 28 der 1 und 3 in seiner Konstruktion nicht mit dem Pedalarm der 6(a) vollständig identisch ist, wird er nahezu wie in 6(b) verformt, da er in seiner Konstruktion grundlegend dem Pedalarm der 6(a) entspricht.
Bei dem Pedalarm 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Seitenplatte 38, die von der Lenksäulenmittellinie CLS entfernt angeordnet ist, ebenfalls mit einem Abschnitt geringer Festigkeit in der Form der Sicke 60 versehen, um die kinetische Energie zu maximieren, die vom Pedalarm 28 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug aufgenommen werden kann. Nur der Abschnitt mit geringer Festigkeit in der Seitenplatte 38 näher an der Mittellinie CLS ist jedoch gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung wesentlich, das eine Drehung oder Schwenkbewegung des Bremspedals 30 in der Horizontalebene erfordert. Hierbei versteht es sich, dass der Fortfall der Sicke 60 von der Seiteplatte 38 von der Mittellinie CLS entfernt zu einer ungünstigen Neigung der Spritzwand 16 in Querrichtung des Fahrzeuges führt, wenn die Spritzwand 16 in Rückwärtsrichtung verschoben wird.
Obwohl ein Pedalarm 28 eines Typs, der eine Drehung des Bremspedals 30 in Horizontalrichtung bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug ermöglicht, vorstehend in Verbindung mit den 1–7 beschrieben wurde, kann diese Art von Pedalarm auch in geeigneter Weise modifiziert werden, wie nachfolgend anhand eines Beispieles beschrieben wird.
Bei dem in 7 gezeigten Pedalarm 100 ist eine Paar von Seitenplatten 102 über eine obere Platte 104 nur an einer Stelle, die dem vorspringenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 entspricht, miteinander verbunden. Die Seitenplatte 102 (obere Seitenplatte in 7) entfernt von der Lenksäulenmittellinie CLS ist mit einer Sicke 110 versehen, die zwischen einem vorderen Fixierabschnitt 106 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 108 derselben ausgebildet ist. Die Sicke 110 erstreckt sich in Vertikalrichtung. Die Seitenplatte 102 (untere Seitenplatte in 7) näher an der Lenksäulenmittellinie CLS ist mit einer vertikal verlaufenden Sicke 110 versehen, die zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 108 und dem hinteren Fixierabschnitt 112 derselben ausgebildet ist. Die beiden Seitenplatten 102 mit dem vorderen und hinteren Fixierabschnitt 106, 112 und der oberen Platte 104 sind aus einer einzigen Stahlplatte als einstückiger Körper ausgebildet.
Bei der Ausführungsform der 7 funktioniert die Sicke 110, die auf jeder Seitenplatte 102 vorgesehen ist, als Abschnitt mit geringer Festigkeit, der eine Verformung oder ein Ausbauchen der Seitenplatten 102 ermöglicht oder induziert. Der Pedalarm 100 der 7 besitzt einen höheren Steifigkeitsgrad am Pedalbefestigungsabschnitt 108 (an dem der vorstehende Abschnitt 37 schwenkbar gelagert ist) in Gegenwart der oberen Verbindungsplatte 104 als der Pedalarm 28 der 3.
Wie der Pedalarm 100 der 7 hat ein Pedalarm 120 der 8 ein Paar von Seitenplatten 122 und eine obere Platte 124. Die Seitenplatte 122 (obere Seitenplatte in 8) entfernt von der Lenksäulenmittellinie ist mit einer vertikal verlaufenden Sicke 130 zwischen einem ersten Fixierabschnitt 126 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 128 derselben versehen. Im Gegensatz zum Pedalarm 100 der 7 hat der Pedalarm 120 einen hinteren Fixierabschnitt 132 nur auf der Seite der oberen Seitenplatte 122 und ist die Seitenplatte 122 (untere Seitenplatte in 8) näher an der Lenksäulenmittellinie nicht direkt mit dem Verstärkungselement 34 verbunden. Mit anderen Worten, die letztgenannte Seitenplatte 122 erstreckt sich nicht nach hinten über den Pedalbefestigungsabschnitt 124 hinaus, und durch das Fehlen dieser Seitenplatte 122 am Verstärkungselement 34 wird die Biegefestigkeit des Pedalarmes 120 an seinem hinteren Ende, das am Verstärkungselement 34 fixiert ist, verringert.
Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug knickt die Seitenplatte 122 entfernt von der Lenk säulenmittellinie nicht an einem Abschnitt zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 128 und dem hinteren Fixierabschnitt 132 aus, sondern knickt an einem Abschnitt zwischen dem vorderen Fixierabschnitt 126 und dem Pedalbefestigungsabschnitt 128 aus. Die Seitenplatte 122 näher an der Lenksäulenmittellinie knickt nicht an einem Abschnitt zwischen dem ersten Fixierabschnitt 126 und dem Pedalbefestigungsabschnitt 132, sondern an einem Abschnitt der oberen Platte 124 in der Nähe des hinteren Fixierabschnittes 132 und des hinteren Endes dieser Seitenplatte 122 aus, wodurch der hintere Endabschnitt dieser Seitenplatte 122 in die Nähe des Verstärkungselementes 34 bewegt wird. Infolgedessen wird das Bremspedal 30 in 8 gegen den Uhrzeigersinn in einer Horizontalebene um den Pedalbefestigungspunkt PA auf der Seitenplatte 122 entfernt von der Lenksäulenmittellinie gedreht. Auch bei dieser Ausführungsform wird die Spritzwand 16 rückwärts verschoben, während ihre Position parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges aufrechterhalten wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 8 dient die Sicke 110 als Abschnitt mit geringer Festigkeit der Seitenplatte entfernt von der Lenksäulenmittellinie, während der Ausschnitt des hinteren Endabschnittes der Seitenplatte 122 näher an der Lenksäulenmittellinie als Abschnitt mit geringer Festigkeit dieser Seitenplatte 122 oder als Einrichtung angesehen werden kann, die ermöglicht, die Seitenplatte 22 im Abstand vom Verstärkungselement 34 anzuordnen, bevor eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird, und bei Aufbringung der externen Kraft rückwärts gegen das Verstärkungselement 34 verschoben werden zu können. Gemäß der vorliegenden Anordnung kann der Pedalarm 120 in einfacher Weise kleiner ausgebildet werden als der Pedalarm 28 der 3.
Bei dem in 9 gezeigten Pedalarm 140 ist ein Paar von Seitenplatten 142 durch eine obere Platte 143 miteinander verbunden. Die Seitenplatten 142 und die obere Platte 143 sind aus einer einzigen Stahlplatte als einstückiger Körper ausgebildet. Die Seitenplatte 142 (obere Seitenplatte in 9) entfernt von der Lenksäulenmittellinie ist mit einer Anordnung von drei Sicken 148 versehen, die zwischen einem vorderen Fixierabschnitt 144 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 146 ausgebildet sind. Jede Sicke 148 erstreckt sich in Vertikalrichtung des Fahrzeuges. Die Seitenplatte 142 (untere Seitenplatte in 9) näher an der Lenksäulenmittellinie ist mit einer Anordnung von drei vertikal verlaufenden Sicken 148 zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt 146 und einem hinteren Fixierabschnitt 150 versehen. Die beiden äußersten Sicken 148 auf der Seitenplatte 142 entfernt von Lenksäulenmittellinie besitzen einen Abstand x1, während die auf der Seitenplatte 142 näher zur Mittellinie einen Abstand x2 aufweisen. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug werden diese Seitenplatten 142 durch Ausknickung an den Sicken 148 über die entsprechenden Abstände x1 und x2 zusammengezogen.
Die obere Platte 143 besitzt zwei Löcher 152 jeweils in der Form eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks, dessen Basis einer Geraden entspricht, die die beiden äußeren Sicken der Anordnung 148 auf jeder Seitenplatte 142 verbindet. Diese Löcher 152 erleichtern eine Verformung der oberen Platte 143 bei Verformung der Seitenplatten 142 infolge eines Knickens der Sicken 148.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wirken die Anordnung der drei Sicken 148 und das eine Loch 152 zusammen, um den Abschnitt mit geringer Festigkeit einer jeden Seitenplatte 142 zu bilden. Der vorliegende Pedalarm 140 mit der oberen Platte 143 sorgt für eine höhere Festigkeit am Pedalbefestigungsabschnitt 146 und am hinteren Fixierabschnitt 150 als der Pedalarm 28 der 3, wobei der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 und die Lenksäule 12 vom Pedalarm 140 mit einem höheren Steifigkeitsgrad gelagert werden können. Die obere Platte 104 kann durch eine untere Platte ausgetauscht werden, die die Seitenplatten 142 an ihren unteren Rändern miteinander verbindet.
Wie der Pedalarm 140 der 9 besitzt ein in 10 gezeigter Pedalarm 160 ein Paar von Seitenplatten 162 und eine obere Platte 164. Die Seitenplatte 162 entfernt von der Lenksäulenmittellinie (obere Seitenplatte in 10) ist mit einer Reihe von drei vertikal verlaufenden Sicken 168 zwischen einem vorderen Fixierabschnitt 164 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 166 derselben versehen, während die Seitenplatte 162 (untere Seiteplatte in 10) näher an der Lenksäulenmittellinie eine Reihe von drei vertikal verlaufenden Sicken 168 zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt und einem hinteren Fixierabschnitt 170 derselben aufweist. Die drei Sicken 168 auf der Seitenplatte 162 entfernt von der Lenksäulenmittellinie besitzen entsprechende Breitenabmessungen x11, x12 und x13, während die drei Sicken 168 auf der Seitenplatte 162 näher zur Lenk säulenmittellinie entsprechende Breitenabmessungen x21, x22 und x23 aufweisen. Die Summe der Abmessungen x11, x12 und x13 ist so festgelegt, dass sie dem Abstand x1 der Ausführungsform der 9 entspricht, während die Summe der Abmessungen x21, x22 und x23 so festgelegt ist, dass sie dem Abstand x2 in 9 entspricht. Im Gegensatz zur oberen Platte 143 des Pedalarmes 140 der 9 besitzt die obere Platte 164 des vorliegenden Pedalarmes 160 zwei Reihen von Sicken 172. Jede Reihe besteht aus drei Sicken 172, die sich radial von den oberen Enden der entsprechenden Sicken 168 einer jeden Seitenplatte 162 in Richtung auf einen Punkt auf der oberen Platte 164 erstrecken. Die Sicken 172 erleichtern die Verformung der oberen Platte 164 bei einer Verformung der Seitenplatten 162 infolge eines Knickens der Sicken 168. Somit besitzen die Sicken 172 die gleiche Funktion wie die in der Ausführungsform der 9 vorgesehenen Löcher 152.
Bei der Ausführungsform der 10 wirken eine Reihe von drei Sicken 168 und die entsprechende Reihe von drei Sicken 172 zusammen, um einen Abschnitt mit geringer Festigkeit auf jeder Seitenplatte 162 vorzusehen. Der vorliegende Pedalarm 160 besitzt einen höheren Festigkeitsgrad am Pedalbefestigungsabschnitt 166 und am hinteren Fixierabschnitt 170 als der Pedalarm 140 der 9, so dass das Bremspedal 30 und die Lenksäule 12 vom vorliegenden Pedalarm 160 mit verbesserter Steifigkeit gelagert werden können.
Die in den 11 und 12 gezeigten Pedalarme 180 und 200 können in einem Motorfahrzeug Verwendung finden, das mit einem manuell schaltbaren Getriebe (hiernach als „MT-Fahrzeug" bezeichnet) versehen ist. Im MT-Fahrzeug ist das Bremspedal gegenüber der Lenksäulenmittellinie CLS nach rechts versetzt, während das Kupplungspedal gegenüber dieser Mittellinie CLS nach links versetzt ist. Im MT-Fahrzeug können separate Pedalarme, die in erfindungsgemäßer Weise konstruiert sind, für dieses Bremspedal und Kupplungspedal Verwendung finden. Die Pedalarme 180, 200 der 11 und 12 sind jedoch so konstruiert, dass sie diese beiden Pedale schwenkbar lagern, so dass die Gesamtkonstruktion zum Lagern der beiden Pedale bei diesen Ausführungsformen der 11 und 12 eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht besitzt als in dem Fall, in dem die beiden separaten Pedalarme für das Bremspedal und Kupplungspedal verwendet werden. Die Pedalarme 180, 200 werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Der in 11 gezeigte Pedalarm 180 kann als äquivalent in bezug auf das Konstruktionskonzept einer Pedalarmanordnung angesehen werden, bei der die beiden Pedalarme 120 der 8 symmetrisch zueinander in bezug auf die Seitenplatte 122, die näher an der Lenksäulenmittellinie liegt, angeordnet sind. Beim vorliegenden Pedalarm 180 sind zwei Seitenplatten 182 über eine obere Platte 184 miteinander verbunden, und eine Zwischenplatte 186 erstreckt sich zwischen den Seitenplatten 182 parallel zu diesen und ist an einem Zwischenabschnitt der oberen Platte 184 befestigt. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug knicken die Seitenplatte 182 (obere Seitenplatte der 11), die rechts von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, und die Seitenplatte 182 (untere Seitenplatte der 11), die links von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, an ihren Abschnitten zwischen einem ersten Fixierabschnitt 188 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 190 in Gegenwart von Löchern 187, die durch die obere Platte 184 zwischen dem vorderen Fixierabschnitt 188 und dem Pedalbefestigungsabschnitt 190 ausgebildet sind. Die Zwischenplatte 186 erstreckt sich nicht über den Pedalbefestigungsabschnitt 190 in Rückwärtsrichtung hinaus und ist im Abstand vom Verstärkungselement 34 angeordnet. Daher wird eine Rückwärtsverschiebung der Zwischenplatte 186 durch das Verstärkungselement 34 nicht verhindert. Bei dieser Anordnung bewirkt eine Rückwärtsverschiebung der Spritzwand 16 bei Aufbringung einer Kraft auf das Fahrzeug eine Schwenkbewegung gegen den Uhrzeigersinn (in 11) des Bremspedals um den Kontaktpunkt zwischen dem vorstehenden Abschnitt 37 und der Seitenplatte 182, die rechts von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, sowie eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn (in 11) des Kupplungspedals um den Kontaktpunkt zwischen einem vorstehenden Abschnitt 192 des Kupplungspedals und der Seitenplatte 182, die links von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist. Infolgedessen werden das Bremspedal und das Kupplungspedal beide in der Horizontalebene in Richtungen von der Lenkvorrichtung 22 weg verschwenkt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 11 wirken die Löcher 187, die in der oberen Platte 184 ausgebildet sind, und die beabstandete Lage des hinteren Endes der Zwischenplatte 186 vom Verstärkungselement 34 (vor Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug) zusammen, um eine Einrichtung zum Verringern der Festigkeit der Pedalkonstruktion an ausgewählten örtlichen Abschnitten derselben zu bilden.
Wie der Pedalarm 180 der 11 besitzt der in 12 gezeigte Pedalarm 200 ein Paar von Seitenplatten 202, eine obere Platte 204 und eine Zwischenplatte 206, deren hinteres Ende im Abstand vom Verstärkungselement 34 vor Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug angeordnet ist. Der Pedalarm 200 unterscheidet sich jedoch vom Pedalarm 180 dadurch, dass jede Seitenplatte 202 eine vertikal verlaufende Sicke 212 zwischen einem vorderen Fixierabschnitt 208 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 210 besitzt. Des weiteren hat die obere Platte 204 Sicken 214, die sich von den oberen Enden der Sicken 212 der Seitenplatten 202 in Richtung auf die Zwischenplatte 206 erstrecken. Die Sicken 214 erleichtern die Verformung der oberen Platte 204 bei Verformung der Seitenplatten 202 infolge eines Knickens der Sicken 212.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 12 wirken die Sicken 212 und 214 und die beabstandete Lage des hinteren Endes der Zwischenplatte 206 vom Verstärkungselement 34 (vor der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug) zusammen, um eine Einrichtung zur Verringerung der Festigkeit der Pedalkonstruktion an ausgewählten örtlichen Abschnitten derselben zu bilden.
In Verbindung mit den 13–17 werden nunmehr diverse andere Ausführungsformen des Pedalarmes eines Typs beschrieben, der eine Schwenkbewegung des Bremspedals ermöglicht.
Ein in 13 gezeigter Pedalarm 220 kann in bezug auf sein Konstruktionskonzept als äquivalent mit dem Pedalarm 120 der 8 angesehen werden. Der Pedalarm 220 besitzt ein Paar von Seitenplatten 222 und eine obere Platte 224. Die obere Platte 224 hat einen hinteren Fixierabschnitt 225 nur auf der Seite der Seitenplatte 222 entfernt von der Lenksäulenmittellinie, während die andere Seitenplatte 222 näher zur Lenksäulenmittellinie nicht direkt am Verstärkungselement 34 befestigt ist.
Im Gegensatz zum Pedalarm 120 der 8 weist jedoch der Pedalarm 220 keine Sicke auf der Seitenplatte 222 entfernt von der Lenksäulenmittellinie auf, sondern besitzt die obere Platte 224 ein halbkreisförmiges Loch 226 als Abschnitt mit geringer Festigkeit. Dieses halbkreisförmige Loch 226 ist zwischen einem vorderen Fixierabschnitt 228 und einem Pedalbefestigungsabschnitt 230 ausgebildet und auf der Seite der Seitenplatte 222 entfernt von der Lenksäulenmittellinie angeordnet, so dass das geradlinige Segment des Halbkreises zu dieser Seitenplatte 222 ausgerichtet ist. Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug knickt die Seitenplatte 222 entfernt von der Lenksäulenmittellinie zwischen dem vorderen Fixierabschnitt 228 und dem Pedalbefestigungsabschnitt 230 in Gegenwart des halbkreisförmigen Loches 226 in der oberen Platte 224 aus und wird die obere Platte 224 infolge Ihres Knickens zwischen dem vorderen Fixierabschnitt 228 und dem Pedalbefestigungsabschnitt 230 verbogen. Ferner knickt der hintere Endabschnitt der oberen Platte 224, d.h. der hintere Fixierabschnitt 225 des Pedalarmes 220, aus und wird ver bogen. Daher wird die Spritzwand 16 nach hinten verschoben, während die Parallelität zum Verstärkungselement 34 aufrechterhalten wird. Durch die Verformung des Pedalarmes 220 wird das Bremspedal 30 gegen den Uhrzeigersinn (in 13) um den Pedalbefestigungspunkt PA oder Kontaktpunkt zwischen dem vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 und der Seitenplatte 222 entfernt von der Lenksäulenmittellinie verschwenkt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 13 bilden das halbkreisförmige Loch 226, das durch die obere Platte 224 ausgebildet ist, und die beabstandete Lage zwischen dem Verstärkungselement 34 und dem hinteren Abschnitt der Seitenplatte 222 näher an der Lenksäulenmittellinie (vor der Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug) eine Einrichtung zur Verringerung der Festigkeit des Pedalarmes 220 an den ausgewählten örtlichen Abschnitten.
Der in 14 gezeigte Pedalarm 240 kann in bezug auf sein Konstruktionskonzept als äquivalent zum Pedalarm 140 der 9 angesehen werden. Bei dem Pedalarm 240 ist eine einzige Sicke 242 mit einer relativ großen Auswärtskrümmung für jede Seitenplatte anstelle der Reihe der drei Sicken 148 vorgesehen, und ein kreisförmiges Loch 244 ist für jede Seitenplatte anstelle des Loches 152 in der Form eines gleichseitigen Dreieckes vorgesehen. Bei dem vorliegenden Pedalarm 240 bilden die Sicken 242 und die kreisförmigen Löcher 244 die Abschnitte mit geringer Festigkeit.
Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Pedalarmen hat der in 15 gezeigte Pedalarm 260 zwei Seitenplatten 266, 268, die auf einem entsprechenden separaten ersten und zweiten Element 262, 264 vorgesehen sind. Das erste Element 262 verbindet das Verstärkungselement 34 und eines der gegenüberliegenden Enden des vorstehenden Abschnittes 37, das entfernt von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, während das zweite Element 264 die Spritzwand 16 und das andere Ende des vorstehenden Abschnittes 37 näher an der Lenksäulenmittellinie verbindet. Der Pedalarm 260 besitzt jedoch ein entsprechendes Konstruktionskonzept wie die Pedalarme 120, 220 der 8 und 13, indem die Seitenplatte 268 des zweiten Elementes 264 nicht direkt mit dem Verstärkungselement 34 verbunden ist. Diese beabstandete Lage zwischen der Seitenplatte 268 und dem Verstärkungselement 34 sorgt für eine Reduzierung der Festigkeit des Pedalarmes 260 am ausgewählten Abschnitt. Der Pedalarm 260 unterscheidet sich jedoch von den Pedalarmen 120, 220 dadurch, dass die Seitenplatte 266 des ersten Elementes 262 nicht direkt mit der Spritzwand 16 verbunden ist. Diese beabstandete Lage der Seitenplatte 266 in bezug auf die Spritzwand 16 stellt ein anderes Mittel zur Reduzierung der örtlichen Festigkeit des Pedalarmes 260 dar.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind alle so konzipiert, dass das Bremspedal 30 um den Pedalbefestigungspunkt PA auf der Seitenplatte, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt ist, verschwenkt wird. Der Pedalarm kann jedoch auch so konstruiert sein, dass er eine Schwenkbewegung des Bremspedals 30 um einen anderen Punkt als den Pedalbefestigungspunkt PA ermöglicht, wie dies bei den nachfolgenden Ausführungsformen der Erfindung der Fall ist, die in Verbindung mit den 16–18 beschrieben werden.
Ein in 16(a) gezeigter Pedalarm 280 besitzt eine entsprechende Konfiguration wie der Pedalarm 220 der 13. Bei diesem Pedalarm 280 ist ein Paar von Seitenplatten 282 über eine obere Platte 284 miteinander verbunden und ist ein halbkreisförmiges Loch 285 in der oberen Platte 284 so ausgebildet, dass das geradlinige Segment des Halbkreises zur Seitenplatte 282 ausgerichtet ist, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist. Der Pedalarm 280 besitzt einen vorderen Fixierabschnitt 286, einen Pedalbefestigungsabschnitt 288 und einen hinteren Fixierabschnitt 290.
Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug knickt die Seitenplatte 282, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt ist, an einem Abschnitt derselben aus, der dem halbkreisförmigen Loch 285 entspricht, was ein zweifaltiges Auswärtsbiegen des Pedalarmes 280 zur Folge hat, wie in 16(b) gezeigt, so dass die Länge der Auswärtsfalte nahezu dem Radius des halbkreisförmigen Loches 285 entspricht, das zu einem schmalen generell länglichen Loch verformt wird. Dieses schmale Loch unterteilt den Pedalarm 280 im wesentlichen in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt. Während der Verformung des Pedalarmes 280 wird der hintere Abschnitt, der den hinteren Fixierabschnitt 290 aufweist, in der Horizontalebene um einen Fixierpunkt PD des hinteren Fixierabschnittes 290 mit dem Verstärkungselement 34 verschwenkt. Dieser Fixierpunkt PD ist zwischen den beiden Seitenplatten 282 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform knickt daher die obere Platte 284 in der Nähe des halbkreisförmigen Loches 285, wodurch eine Falte auf der Seite der Seitenplatte 282, die näher zur Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, ausgebildet wird. Diese Seitenplatte 282 wird an einem Abschnitt verbogen, der dem Loch 285 (das zu einem schmalen Langloch verformt wird) entspricht, wodurch die Spritzwand 16 in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben wird, während sie in bezug auf die Querrichtung des Fahrzeuges geneigt wird. Mit anderen Worten, die Spritzwand 16 erstreckt sich nach der Rückwärtsverschiebung nicht parallel zur Querrichtung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der das Bremspedal 30 vom Pedalarm 280 der 16(a) und 16(b) gelagert wird, wird das Bremspedal 30 gegen den Uhrzeigersinn der Figuren um den Punkt PD, an dem der Arm 280 am Verstärkungselement 34 befestigt ist, und nicht um den Punkt PA, an dem der Arm 280 das Bremspedal 30 lagert, verschwenkt.
Ein in 17 gezeigter Pedalarm 300 besitzt einen Hauptrahmen 306, der ein Paar von Seitenplatten 302 und eine obere Platte 304, die die Seitenplatten 302 verbindet und einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt besitzt, aufweist. Die obere Platte 304 hat ein halbkreisförmiges Loch 307, das so ausgebildet ist, dass das geradlinige Segment des Halbkreises zur Seitenplatte 302, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist, ausgerichtet ist. Eine vordere Fixierplatte 308 und eine hintere Fixierplatte 310 sind am vorderen und hinteren Endabschnitt des Hauptrahmens 306 befestigt. Der Pedalarm 300 besitzt ein entsprechendes Konstruktionskonzept wie der Pedalarm 280 der 16, unterscheidet sich jedoch von diesem dadurch, dass die hintere Fixierplatte 310 so am Hauptrahmen 306 befestigt ist, dass sie sich in einer Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg erstreckt, so dass der Befestigungspunkt PD der Fixierplatte 310 am Verstärkungselement 34 von der Seitenplatte 302, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist, beabstandet ist.
Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug wird der Hauptrahmen 306 als Ganzes gegen den Uhrzeigersinn um den Befestigungspunkt PD verschwenkt und in Gegenwart des halbkreisförmigen Loches 307 in ein im wesentlichen L-förmiges Teil gebogen. Daher wird das Bremspedal 30 mit einer Rückwärtsverschiebung der Spritzwand 16 gegen den Uhrzeigersinn um den Befestigungspunkt PD verschwenkt, während deren Parallelität zur Querrichtung des Fahrzeuges aufrechterhalten wird.
Ein in 18 gezeigter Pedalarm 320 hat ebenfalls einen Hauptrahmen 326, der ein Paar von Seitenplatten 322 und eine obere Platte 324, die die Seitenplatten 322 verbindet und einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt besitzt, aufweist. Eine vordere Fixierplatte 328 ist am vorderen Endabschnitt des Hauptrahmens 326 befestigt, und eine hintere Fixierplatte 328 ist in der Nähe des hinteren Endabschnittes des Hauptrahmens 326 vorgesehen. An der Außenfläche der Seitenplatte 322, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist, ist eine Verbindungshülse 332 so befestigt, dass die Hülse 332 koaxial zum vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 angeordnet ist. Der vorstehende Abschnitt 37 ist schwenkbar am Haupt rahmen 26 befestigt, wobei der abgestufte Bolzen 39 durch die Verbindungshülse 332 sowie durch den vorstehenden Abschnitt 37 eingesetzt ist. Die Verbindungshülse 332 ist über die hintere Fixierplatte 334 am Verstärkungselement 34 fixiert.
Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug erfährt der Hauptrahmen 326 selbst im wesentlichen keine Verformung, wird jedoch gegen den Uhrzeigersinn in 18 um einen Befestigungspunkt PE der hinteren Fixierplatte 328 an der Verbindungshülse 332 verschwenkt. Bei dieser Ausführungsform wird die Spritzwand 16 mit einer geringen Neigung relativ zur Querrichtung des Fahrzeuges nach hinten verschoben.
Die Ausführungsformen der Erfindung, die vorstehend beschrieben wurden, können in der nachfolgend beschriebenen Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann der Hebelabschnitt 36 des Bremspedals 30 in Querrichtung des Fahrzeuges gebogen sein, so dass der Mittelpunkt PC der Pedalauflagefläche in bezug auf den vorstehenden Abschnitt 37 in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie CLS weg nach rechts versetzt ist (vom Fahrzeuglenker aus gesehen), so dass sich der Mittelpunkt PC rechts vom Pedalbefestigungspunkt PA befindet. Bei dieser Modifikation wird der Pedalmittelpunkt PC in Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben, wenn das Bremspedal 30 in der Horizontalebene durch Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug verschwenkt wird. Ferner wird die Distanz der Linksverschiebung des Pedalmittelpunktes PC in Richtung auf die Lenksäulenmittellinie reduziert. Daher wird das Bein des Fahrzeuglenkers, das die Pedalauflage 42 des verschwenkten Bremspedals 30 niederdrückt, auf wirksamere Weise von der Lenkvorrichtung weg bewegt.
Während vorstehend verschiedenartige Ausführungsformen beschrieben wurden, bei denen das Bremspedal 30 in der Horizontalebene bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug gedreht oder verschwenkt wird, werden nunmehr einige Ausführungsformen beschrieben, bei denen das Bremspedal 30 in einer Vertikalebene parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges bei Aufbringung der externen Kraft verschwenkt wird.
Als erstes wird auf 19 Bezug genommen, die einen Pedalarm und ein Bremspedal aus der Sicht des Fahrzeuglenkers, der auf dem Sitz des Fahrzeuglenkers sitzt, zeigt. Durchgezogene Linien zeigen den Arm und das Pedal vor der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug, während gestrichelte Linien den Arm und das Pedal nach der Kraftaufbringung zeigen. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Pedalarm eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn (in 19) des Bremspedals 30 um den Bremsauflagemittelpunkt PC in der Vertikalebene und eine folgende Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn der Pedalauflage 42 um den Mittelpunkt PC bewirken, wie in 19 angedeutet, wenn die Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Das Verschwenken der Pedalauflage 42 um den Mittelpunkt PC führt zu einer Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn des Fußes des Fahrzeuglenkers, der die Pedalauflage 42 niederdrückt, was wiederum zu einer Verschiebung des Beines des Fahrzeuglenkers von der Lenkvorrichtung 22 weg führt. 20 zeigt die Lenkvorrich tung 22, die Pedalauflage 42 und den Fuß, das Schienbein sowie das Knie des rechten Beines des Fahrzeuglenkers. Wie aus 20 hervorgeht, bedeutet die Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn des rechten Fußes des Fahrzeuglenkers eine Bewegung des Gelenkmittelpunktes K. P. des rechten Knies von der Lenkvorrichtung 22 weg.
Die Schwenkbewegung des Bremspedals 30 in der Vertikalebene parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges bewirkt eine Verschiebung des Verbindungspunktes zwischen dem Bremspedal 30 und der Druckstange 50 (2) vom Verbindungspunkt zwischen der Druckstange 50 und dem Bremskraftverstärker 46 weg.
Damit das Bremspedal 30 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in Vertikalrichtung verschwenkt werden kann, kann der Pedalarm, der das Bremspedal 30 schwenkbar lagert, beispielsweise in der in 21(a) gezeigten Art und Weise so konstruiert sein, dass der Pedalarm beispielsweise bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verformbar ist, wie in 21(b) gezeigt.
Der in 21(a) gezeigte Pedalarm 340 besitzt ein Paar von Seitenplatten 342, die sich parallel in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Eine vordere Fixierplatte 346 und eine hintere Fixierplatte 348 sind am vorderen und hinteren Endabschnitt (linken und rechten Endabschnitt in der Figur) der Seitenplatten 342 befestigt. Die vordere und hintere Fixierplatte 346, 348 sind an der Spritzwand 16 und dem Verstärkungselement 34 fixiert. Die hintere Fixier platte 348 erstreckt sich in Horizontalrichtung und verbindet die Seitenplatten 342.
Jede der beiden Seitenplatten 342 besitzt zwei Sicken 350, die an einem Zwischenabschnitt der Platten in Längsrichtung ausgebildet sind, so dass sie sich in Vertikalrichtung erstrecken, und zwei Sicken 352, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Paares der Zwischensicken 350 ausgebildet sind. Die beiden äußeren Sicken 352 sind nicht parallel zueinander und zu den Sicken 350 angeordnet, jedoch relativ zur Vertikalen geneigt, so dass der Abstand zwischen den beiden äußeren Sicken 352 allmählich in Abwärtsrichtung abnimmt. Die beiden parallelen Zwischensicken 350 an jeder der beiden Seitenplatten 342 sind so geformt, dass sie von der geeigneten Oberfläche der Seitenplatte 342 in einer Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg vorstehen, während die beiden äußeren Sicken 352 so geformt sind, dass sie in einer Richtung in Richtung auf die Lenksäulenmittellinie vorstehen.
Bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug wird jede der beiden Seitenplatten 342 an den vier Punkten entsprechend den vier Sicken 350, 352 so gebogen, dass ein Pedalbefestigungsabschnitt 354 zwischen den beiden parallelen Sicken 350 in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben wird, während die ursprüngliche Ebenheit im wesentlichen aufrechterhalten wird. Die Dimensions- und Positionsspezifikationen der parallelen Sicken 350 und der nichtparallelen Sicken 352 (d.h. die Abstände und Winkel der Sicken 352 relativ zu den Sicken 352) sind in geeigneter Weise so festgelegt, dass die Punkte P1 und P2 in den 19 und 21(a) des Pedalbefestigungsabschnittes 254 der Seitenplatte 342, die näher an der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, auf die Punkte P1' und P2' verschoben werden, wie in 21(b) angedeutet, während die Punkte P3 und P4 der 21(a) des Pedalbefestigungsabschnittes 354 der Seitenplatte 342, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist, auf die Punkte P3' und P4' der 21(b) verschoben werden. In den 19, 21(a) und 21(b) gibt CLP die Mittellinie des vorstehenden Abschnittes 37 oder die Schwenkachse des Bremspedals 30 wieder.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 21(a) und 21(b) bilden die Sicken 350, 352 Einrichtungen zur Herstellung einer geeigneten Festigkeitsverteilung des Pedalarmes 340, um eine Schwenkbewegung der Pedalbefestigungsabschnitte 354 der Seitenplatten 342 um den Pedalauflagemittelpunkt PC bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu ermöglichen und auf diese Weise eine Schwenkbewegung des vorstehenden Abschnittes 37 des Bremspedals 30 in der Vertikalebene zuzulassen. Bei den Sicken 350, 352 kann es sich entweder um gerade Sicken, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, oder um gekrümmte Sicken handeln, oder diese können einen bogenförmigen Querschnitt wie bei der vorliegenden Ausführungsform oder eine Winkelform oder irgendeine andere Form in Querschnittsrichtung besitzen.
Es wird nunmehr auf 22 Bezug genommen, die den Pedalarm und das Bremspedal vom Sitz des Fahrzeuglenkers aus gesehen zeigt. Durchgezogene und gestrichelte Linien zeigen den Arm und das Pedal vor und nach der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Pedalarm bewirken, dass das Bremspedal 30 als Ganzes nach rechts von der Lenksäulenmittellinie weg bewegt oder linear verschoben wird, und bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug eine Bewegung der Pedalauflage 42 nach rechts verursachen. Die Bewegung oder die lineare Verschiebung der Pedalauflage 42 nach rechts führt zu einer Verschiebung des Fußes des Fahrzeuglenkers, der die Pedalauflage 42 niederdrückt, in einer Richtung von der Lenkvorrichtung 22 weg. 23 zeigt die Lenkvorrichtung 22, die Pedalauflage 42 und den Fuß, das Schienbein und das Knie des rechten Beines des Fahrzeuglenkers. Die Verschiebung des rechten Fußes des Fahrzeuglenkers nach rechts bedeutet eine Bewegung des Gelenkmittelpunktes K. P. des rechten Knies von der Lenkvorrichtung 22 weg.
Die Verschiebung des Bremspedals 30 nach rechts bewirkt eine Verschiebung des Verbindungspunktes zwischen dem Bremspedal 30 und der Druckstange 50 (2) vom Verbindungspunkt zwischen der Druckstange 50 und dem Bremskraftverstärker 46 weg.
Damit das Bremspedal 30 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug nach rechts bewegt wird, kann der Pedalarm, der schwenkbar das Bremspedal 30 lagert, beispielsweise in der in 24(a) dargestellten Art und Weise konstruiert sein, so dass der Pedalarm bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug beispielsweise in der in 24(b) gezeigten Art und Weise verformbar ist.
Der in 24(a) gezeigte Pedalarm 340 besitzt ein Paar von Seitenplatten 362, die sich parallel in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken, und eine obere Platte 364, die die Seitenplatten 362 verbindet. Eine vordere Fixierplatte 366 und eine hintere Fixierplatte 368 sind am vorderen und hinteren Endabschnitt der Seitenplatten 362 befestigt. Die vordere und hintere Fixierplatte 346, 348 sind an der Spritzwand 16 und dem Verstärkungselement 34 fixiert. Das Paar der Seitenplatten 342, die obere Platte 364 und die hintere Fixierplatte 368 sind aus einer einzigen Stahlplatte als einstückiger Körper geformt.
Die Seitenplatten 362 lagern den vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 an einem Zwischenabschnitt desselben in Längsrichtung auf schwenkbare Weise. Die obere Platte 264 besitzt zwei Löcher 372 auf den gegenüberliegenden Seiten des vorstehenden Abschnittes 37. Jedes Loch 372 erstreckt sich bis zu den Innenflächen der Seitenplatten 362. Die Seitenplatten 362 haben Pedalbefestigungsabschnitte 374, die zwischen den beiden Löchern 372 in Längsrichtung angeordnet sind. Die Seitenplatten 362 sind vor ihrer Verformung durch die Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug so ausgebildet, dass die Pedalbefestigungsabschnitte 374 und die benachbarten Abschnitte entsprechend den Löchern 372 geringfügig gegenüber den Ebenen der Seitenplatten 362 in einer Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg versetzt oder gebogen sind, wie in 24(a) angedeutet. Dieser Versatz erleichtert das Knicken der Seitenplatten 262 an den Pedalbefestigungsabschnitten 374 in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg, wenn eine Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird, wie in 24(b) angedeutet.
Bei dem Pedalarm 360 der 24(a) werden daher die Pedalbefestigungsabschnitte 374 der Seitenplatten 362 relativ einfach parallel zueinander in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg bewegt, was eine lineare Bewegung oder translatorische Bewegung des Bremspedals 30 als Ganzes in der obigen Richtung zur Folge hat, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bilden die Löcher 372 Einrichtungen zur Herstellung einer geeigneten Festigkeitsverteilung des Pedalarmes 370, um eine Bewegung der Pedalbefestigungsabschnitte 374 der Seitenplatten 362 nach rechts bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu ermöglichen und auf diese Weise eine Bewegung des vorstehenden Abschnittes 37 des Bremspedals 30 nach rechts zuzulassen. Jedes Loch 372 kann entweder ein rechteckiges Loch, wie in den 24(a) und 24(b) gezeigt, oder ein elliptisches oder kreisförmiges Loch sein.
Bei dem Pedalarm 360 der 24(a) und 24(b) sind die Seitenplatten 362 und die obere Platte 364 so geformt oder gestaltet, dass sie eine Bewegung des vorstehenden Abschnittes 37 des Bremspedals 30 nach rechts bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug ermöglichen und erleichtern. Es können aber auch andere geeignete Einrichtungen separat von den Seitenplatten und der oberen Platte vorgesehen sein, um ein entsprechendes Resultat zu erzielen.
Beispielsweise kann der Pedalarm so konstruiert sein, wie dies generell bei 380 in 25(a) gezeigt ist. Dieser Pedalarm 380 besitzt ein Paar von Seitenplatten 382, die nur über eine hintere Fixierplatte 384 miteinander verbunden sind, so dass die Seitenplatten 382 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug leicht nach rechts verformbar sind, so dass die Zwischenpedalbefestigungsabschnitte 386 der Seitenplatten 382 vom Fahrzeug nach rechts bewegt werden können, während die ursprüngliche Parallelität aufrechterhalten wird, wie in 25(b) angedeutet.
Im Detail ist eine der Seitenplatten 382, die entfernt von der Lenksäulenmittellinie angeordnet ist, an ihrer Außenfläche mit einem separaten Verschiebungs/Kraftumwandlungselement 388 versehen. Dieses Umwandlungselement 388 besitzt vier parallele gerade Biegungen 390, die fünf Segmente 390 bilden, welche in Längsrichtung angeordnet sind. Diese fünf Segmente umfassen ein Vorderendsegment 392, das am vorderen Endabschnitt der in Rede stehenden Seitenplatte 382 (hiernach als „entfernte Seitenplatte 382" bezeichnet) befestigt ist, und ein Hinterendsegment 394, das am hinteren Endabschnitt der Seitenplatte 382 befestigt ist. Diese Vorder- und Hinterendsegmente 392, 294 sind über geeignete Mittel, beispielsweise Punktschweißen oder irgendeinen anderen Schweißvorgang oder Bolzen oder irgendwelche andere Befestigungselemente, an der Seitenplatte 382 befestigt.
Das Umwandlungselement 388 ist ferner am Stufenbolzen 39 befestigt, der dazu verwendet wird, um den vorstehenden Abschnitt 37 an den entfernten Seitenplatten 382 schwenkbar zu lagern. Mit anderen Worten, eine Mutter 398 ist auf den mit Außengewinde versehenen Endabschnitt des Bolzens 39 geschraubt, der sich durch die entfernte Seitenplatte 382 erstreckt. Die vorstehend genannten fünf Segmente des Umwandlungselementes 388 umfassen ferner ein Mittelsegment 396, durch das sich der Gewindeendabschnitt des Bolzens 39 erstreckt und über die Mutter 398 und eine andere Mutter 400 und zwischen diese Muttern festgeklemmt wird, wobei die andere Mutter auf den Gewindeendabschnitt des Bolzens 39 geschraubt ist, der sich über das Mittelsegment 396 hinaus erstreckt. Wenn das Verschiebungs/Kraftumwandlungselement 388 auf diese Weise an der entfernten Seitenplatte 382 befestigt ist, wirken das Umwandlungselement 388 und die entfernte Seitenplatte 382 zusammen und bilden dazwischen einen trapezförmigen Raum, der eine obere Seite aufweist, die dem Mittelsegment 396 entspricht, und eine Unterseite besitzt, der der entfernten Seitenplatte 382 entspricht. Mit anderen Worten, das Umwandlungselement 388 wird so gebogen, dass es teilweise den vorstehend genannten trapezförmigen Raum bildet, so dass das Element 388 zwangsweise in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verformt wird, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Die fünf Segmente umfassen des weiteren zwei Schrägsegmente 402 auf den gegenüberliegenden Seiten des Mittelsegmentes 396. Diese Schrägsegmente 402 und das Mittelsegment 396 sind mit einem geeigneten Verstärkungselement, wie einer Rippe oder einem Flansch, versehen, um das Verbiegen des Elementes 388 an den Biegestellen 390 sicherzustellen und ein Verbiegen des Elementes 388 an Punkten innerhalb der Mittel- und Schrägsegmente 396, 402 bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug zu verhindern.
Bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug wird das Verschiebungs/Kraftumwandlungselement 388 in einer Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben, und eine Kraft, die zu dieser Zeit auf das Mittelsegment 396 nach rechts einwirkt, wirkt auf den vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30. Somit wird die Rückwärtsverschiebung der Spritzwand 16 in Richtung auf den hinteren Fixierabschnitt 384, wie durch den Pfeil in 25(b) angedeutet, vom Umwandlungselement 388 in eine nach rechts gerichtete Verschiebung des vorstehenden Abschnittes 37 umgewandelt. Mit anderen Worten, die auf das Umwandlungselement 388 in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges einwirkende Kraft wird in eine Kraft umgewandelt, die auf den vorstehenden Abschnitt 37 nach rechts einwirkt. Bei dieser Funktion des Umwandlungselementes 388 sind die Seitenplatten 382 an den Pedalbefestigungsabschnitten 386 in einfacher Weise verformbar, so dass sie in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben werden, wodurch das Bremspedal 30 linear nach rechts verschoben oder bewegt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der 25(a) und 25(b) werden auch die Pedalbefestigungsabschnitte 386 geringfügig rückwärts bewegt, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug einwirkt. Das Knie des Fahrzeuglenkers wird jedoch nach rechts von der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt.
Obwohl das Verschiebungs/Kraftumwandlungselement 388 bei den Pedalarmen 380 der 25(a) außerhalb des Paares der Seitenplatten 382 angeordnet ist, kann es auch innerhalb des Paares der Seitenplatten angeordnet sein.
Die obige Modifikation ist als beispielhafter Pedalarm 420 in 26(a) gezeigt. Dieser Pedalarm 420 besitzt ein Verschiebungs/Kraftumwandlungselemente 424, das in einem Paar von Seitenplatten 422 angeordnet ist. Die fünf Segmente des Umwandlungselementes 424 besitzen ein Mittelsegment 426, das zwischen dem vorstehenden Abschnitt 37 und der Seitenplatte 422 entfernt von der Lenksäulenmittellinie aufgenommen ist und hierdurch fixiert wird, und ein Vorderend- und Hinterendsegment 428, 430, die am vorderen und hinteren Endabschnitt der Innenfläche der Seitenplatte 422 näher an der Lenksäulenmittellinie befestigt sind.
Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ist die vorliegende Ausführungsform der 26(a) so ausgebildet, dass das Mittelsegment 426 des Kraftumwandlungselementes 424 in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben wird und eine Kraft, die auf das Mittelsegment 426 nach rechts einwirkt, auf den vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 nach rechts wirkt, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird. Infolgedessen wird das Paar der Seitenplatten 422 an einem Paar von Pedalbefestigungsabschnitten 432 in der Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verformt, wodurch das Bremspedal 30 als Ganzes nach rechts linear verschoben wird.
Obwohl die Pedalarme der 24–26 eine nach rechts gerichtete Bewegung des Bremspedals 30 als Ganzes ermöglichen können, um das Bein des Fahrzeuglenkers von der Lenkvorrichtung 22 weg zu bewegen, kann das Bein des Fahrzeuglenkers auch geschützt werden, indem der Fuß des Fahrzeuglenkers in Querrichtung des Fahrzeuges bewegt wird, wenn die Pedalauflage 42 in Querrichtung bewegt wird.
Beispielsweise kann der Pedalarm so ausgebildet sein, dass bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug das Bremspedal um den vorstehenden Abschnitt 37 in einer vertikalen Ebene parallel zum vorstehenden Abschnitt 37 verschwenkt wird, um auf diese Weise den Fuß des Fahrzeuglenkers, der die Pedalauflage 42 niederdrückt, nach links zu bewegen, wie in 27 gezeigt, in der das Bremspedal und der Bremsarm vom Sitz des Fahrzeuglenkers aus gesehen dargestellt sind. Diese Anordnung bewirkt eine solche Bewegung des Beines des Fahrzeuglenkers, dass der Zeh des Fußes in eine Position der Lenkvorrichtung 22 nach rechts zeigt, während das Knie des Fahrzeuglenkers von der Lenkvorrichtung 22 geringfügig weg nach rechts bewegt wird.
Ein Beispiel eines Pedalarmes, der die Bewegung des Bremspedals 30 in der vorstehend beschriebenen Weise ermöglicht, ist in 29 gezeigt. Dieser Pedalarm, der generell mit 440 in der Figur gezeigt ist, besitzt ein Paar von Seitenplatten 442, die sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Eine Verbindungsplatte 444 mit einer Horizontalfläche ist an den vorderen Endabschnitten der Seitenplatten 442 befestigt, und eine hintere Fixierplatte 466 mit einer Horizontalfläche ist an den hinteren Endabschnitten der Seitenplatten 442 fixiert. Der Pedalarm 440 ist am Verstärkungselement 34 an der hinteren Fixierplatte 446 fixiert. Die Seitenplatten 442, die Verbindungsplatte 444 und die hintere Fixierplatte 446 sind aus einer einzigen Stahlplatte als einstückiger Körper geformt. Zum Fixieren des Pedalarmes 440 an der Spritzwand 16 ist eine vordere Fixierplatte 448 mit einer vertikalen Fläche an den Vorderendflächen der Seitenplatten 442 fixiert. Eine andere Verbindungsplatte 450 mit einer vertikalen Fläche ist an den Hinterendflächen der Seitenplatten 442 befestigt. Die Verbindungsplatte 444 und die vordere Fixierplatte 448 verhindern einen, Anstieg der Distanz zwischen den Vorderendabschnitten der Seitenplatten 442, während die hintere Fixierplatte 446 und die Verbindungsplatte 450 einen Anstieg in der Distanz zwischen den Hinterendabschnitten der Seitenplatten 442 verhindern, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird.
Die Seitenplatten 442 lagern den vorstehenden Abschnitt 37 schwenkbar an Zwischenpedalbefestigungsabschnitten 451 (in Längsrichtung gesehen). Zwei Verschiebungs/Kraftumwandlungselemente 452 sind an den Innenflächen der Seitenplatten 442 befestigt und über und unter den Pedalbefestigungsabschnitten 451 angeordnet. Jedes Umwandlungselement 452 ist in Form und Funktion mit dem in 26 gezeigten Umwandlungselement 424 identisch. Wie das Umwandlungselement 424 haben die Umwandlungselemente 452 geeignete Verstärkungseinrichtungen, wie Rippen und Sicken, auf ihren Schrägsegmenten.
Wenn die vordere Fixierplatte 448 durch die Einwirkung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in Richtung auf die hintere Fixierplatte 446 verschoben wird, empfängt das obere Umwandlungselement 452 eine Kraft, die die Distanz zwischen den Seitenplatten 442 erhöht. Die Fixierplatten 448, 446 und die Verbindungsplatten 444, 450 funktionieren jedoch so, dass sie einen Anstieg in den Distanzen zwischen den Vorderendabschnitten und den Hinterendabschnitten der beiden Seitenplatten 442 verhindern. Daher wird die Seitenplatte 442 entfernt von der Lenksäulenmittellinie (obere Seitenplatte 442 in 29) an ihrem Längsmittelabschnitt in einer Richtung von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben, während die Seitenplatte 442 näher an der Lenksäulenmittellinie (untere Seitenplatte 442 in 29) an ihrem Längsmittelabschnitt in einer Richtung zur Lenksäulenmittellinie hin verschoben wird. Auf diese Weise werden die Pedalbefestigungsabschnitte 451 der Seitenplatten 442 gegen den Uhrzeigersinn in 29 um einen axial mittleren Abschnitt des vorstehenden Abschnittes 37 des Bremspedals 30 gedreht, wie in 27 angedeutet, während ihre Parallelität aufrechterhalten wird. Somit wird das Bremspedal 30 um die axial mittlere Position des vorstehenden Abschnittes 37 verschwenkt.
Eine andere Ausführungsform eines Pedalarmes, der eine Schwenkbewegung des Bremspedals 30 um den vorstehenden Abschnitt 37 ermöglichen kann, ist generell mit 460 in 30 bezeichnet. Wie der Pedalarm 440 der 29 hat dieser Pedalarm 460 ein Paar von Seitenplatten 462, eine Verbindungsplatte 464 und eine hintere Fixierplatte 466, die als einstückiger Körper aus einer einzigen Stahlplatte geformt sind. Des weiteren ist eine vordere Fixierplatte 468, die separat vom vorstehend erwähnten einstückigen Körper geformt ist, an den Vorderendabschnitten der Seitenplatten 462 fixiert. Wie der Pedalarm 440 der 29 ist auch der Pedalarm 460 mit einer Verschiebungs/Kraftumwandlungseinrichtung versehen. Diese Umwandlungseinrichtung ist jedoch konstruktiv von den Umwandlungselementen 452, die beim Pedalarm 440 Verwendung finden, verschieden. Während die Umwandlungselemente 452 der 29 separat von den Seitenplatten 442 ausgebildet sind, nimmt die im Pedalarm 460 vorgesehene Umwandlungseinrichtung die Form von Sicken an, wie sie bei dem Pedalarm 340 der 21 vorgesehen sind, wobei diese Sicken auf den Seitenplatten 462 ausgebildet sind, um eine geeignete Festigkeitsverteilung der Seitenplatten 462 herzustellen, d.h. um geeignete Biegeeigenschaften der Seitenplatten 462 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu erreichen.
Jede Seitenplatte 462 besitzt ein Paar von vertikal verlaufenden parallelen Mittelsicken 470, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Pedalbefestigungspunkts angeordnet sind, an dem der vorstehende Abschnitt 37 schwenkbar gelagert ist. Die Mittelsicken 470, die auf den beiden Seitenplatten 462 ausgebildet sind, stehen vom Pedalarm 460 in Querrichtung gesehen nach innen vor. Die beiden Mittelsicken 470 auf jeder Seitenplatte 462 bilden dazwischen ein Mittelsegment 472.
Jede Seitenplatte 462 besitzt ferner zwei zusätzliche Sicken auf jeder der vorderen und hinteren Seiten des Mittelsegmentes 472 zwischen den beiden Mittelsicken 470. Diese zusätzlichen Sicken sind so ausgebildet, dass sie bewirken, dass das Mittelsegment 472 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in der nachfolgend beschriebenen Weise verschoben wird. Mit anderen Worten, die beiden zusätzlichen Sicken sind vorgesehen, um eine Schwenkverschiebung des Mittelsegmentes 472 der Seitenplatte 462, die von der Lenksäulenmittellinie entfernt angeordnet ist, um den Pedalbefestigungspunkt zu bewirken, während dessen Ebenheit aufrechterhalten wird, so dass der obere Endabschnitt des Mittelsegmentes 472 von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben wird, während der untere Endabschnitt des Mittelsegmentes 472 in Richtung auf die Lenksäulenmittellinie verschoben wird, wobei die Verschiebung des unteren Endabschnittes des Mittelsegmentes 472 größer ist als die des oberen Endabschnittes. Des weiteren sind die zusätzlichen Sicken vorgesehen, um eine Schwenkverschiebung des Mittelsegmentes 472 der näher an der Lenksäulenmittellinie angeordneten Seitenplatte um den Pedalbefestigungspunkt zu bewirken, während dessen Ebenheit aufrechterhalten wird, so dass der obere Endabschnitt des Mittelsegmentes 472 in Richtung auf die Lenksäulenmittellinie verschoben wird, während der unter Endabschnitt von der Lenksäulenmittellinie weg verschoben wird, wobei die Verschiebung des oberen Endabschnittes größer ist als die des unteren Endabschnittes.
Im Detail besitzt die entfernt von der Lenksäulenmittellinie angeordnete Seitenplatte 462 (hiernach als „entfernte Seitenplatte 462" bezeichnet) zwei geneigte Zwischensicken 474 auf der Vorderseite und Rückseite des Mittelsegmentes 472, die von den beiden parallelen Zwischensicken 470 gebildet werden. Jede geneigte Zwischensicke 474 erstreckt sich vom oberen Ende der benachbarten Zwischensicke 470 aus und steht, im Querschnitt gesehen, vom Pedalarm 460 nach außen vor. Jedes Paar aus der benachbarten Mittelsicke 470 und der geneigten Zwischensicke 474 auf der entfernten Seitenplatte 462 bildet ein dreieckförmiges Segment 476, das bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug vom Pedalarm 460 nach innen gebogen wird, wie durch den Pfeil A in 30 angedeutet.
Die entfernte Seitenplatte 462 besitzt ferner zwei geneigte Außensicken 477, die jeweils auf einer Seite der benachbarten geneigten Zwischensicke 474 entfernt vom Mittelsegment 472 angeordnet sind. Jede geneigte Außensicke 477 erstreckt sich vom unteren Endabschnitt der benachbarten geneigten Zwischensicke 474 aus und steht, im Querschnitt gesehen, vom Pedalarm 460 nach innen vor. Jedes Paar aus der benachbarten Zwischensicke und geneigten Außensicke 474, 477 bildet ein dreieckförmiges Segment 478, das bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug vom Pedalarm 460 nach außen gebogen wird, wie durch den Pfeil B in 30 angedeutet. Da der Abstand zwischen den unteren Enden der benachbarten Mittelsicke und geneigten Zwischensicke 470, 474 größer gemacht ist als der Abstand zwischen den oberen Enden der benachbarten Mittelsicke und geneigten Außensicke 470, 477, ist die Verschiebung des unteren Endabschnittes des Mittelsegmentes 472 aufgrund der auf das Fahrzeug aufgebrachten Kraft größer als die des oberen Endabschnittes.
Während vorstehend die Verschiebungs/Kraftumwandlungseinrichtung oder Festigkeitseinstelleinrichtung der entfernten Seitenplatte 462 beschrieben wurde, ist die gleiche Festigkeitseinstelleinrichtung auf der Seitenplatte 462 näher an der Lenksäulenmittellinie (hiernach als „nähere Seitenplatte 462" bezeichnet) vorgesehen. Die nähere Seitenplatte 462 besitzt ein Paar von geneigten Zwischensicken 480 auf den gegenüberliegenden Seiten des Mittelsegmentes 462 und ein Paar von geneigten Außensicken 482 benachbart zu den geneigten Zwischensicken 480. Jedes Paar aus der benachbarten Mittelsicke 470 und geneigten Zwischensicke 480 bildet ein dreieckförmiges Segment 480, das bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug vom Pedalarm 460 nach innen gebogen wird, wie durch den Pfeil C in 30 angedeutet. Des weiteren bildet jedes Paar der benachbarten geneigten Zwischensicke und Außensicke 480, 482 ein dreieckförmiges Segment 486, das bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug vom Pedalarm 460 nach außen gebogen wird, wie durch den Pfeil D in 30 angedeutet.
Während vorstehend diverse Ausführungsformen der Bremspedalvorrichtung oder des Pedalarmes der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, bei denen das Bremspedal 30 als Ganzes verschwenkt oder gedreht wird, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, werden nunmehr einige Ausführungsformen beschrieben, bei denen nur die Pedalauflage 42 verschwenkt wird.
Bei einer dieser Ausführungsformen ist ein Element 500 mit Innengewinde am unteren Endabschnitt des Hebelabschnittes 36 des Bremspedals 30 befestigt, wie in 31 gezeigt.
Dieses Element 500 ist so angeordnet, dass es sich in Längsrichtung oder Laufrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Ein Element 502 mit Außengewinde ist so auf das Element 500 mit Innengewinde geschraubt, dass die beiden Elemente 500, 502 relativ zueinander drehbar sind. Die Pedalauflage 42 ist am hinteren Endabschnitt des Elementes 502 mit Außengewinde fixiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Mittelpunkt PC der Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 auf der Mittellinie des Elementes 502 mit Außengewinde angeordnet und ist die Pedalauflage 42 um den Mittelpunkt PC sowie die Mittellinie des Elementes 502 verschwenkbar. Die Betätigungsfläche der Pedalauflage 42 wird von einer Auflageabdeckung 504 abgedeckt, die aus Kunstharz oder Gummimaterial besteht. Das Element 502 mit Außengewinde ist an einem vorderen Endabschnitt desselben mit einer Antriebsvorrichtung 506 über einen Getriebemechanismus 508 verbunden. Die Antriebsvorrichtung 508 ist am Hebelabschnitt 36 befestigt. 32 zeigt die Antriebsvorrichtung 506, den Getriebemechanismus 508 und das Element 502 mit Außengewinde vom Sitz des Fahrzeuglenkers des Fahrzeuges aus gesehen.
Bei der Antriebsvorrichtung 506 handelt es sich um eine Aufblaseinrichtung einschließlich einer Zündvorrichtung 510, eine Gaserzeugungsquelle 512, die von der Zündvorrichtung 510 gezündet wird, um ein Gas zu erzeugen, und einen Luftmotor 152, der durch die Energie des erzeugten Gases gedreht wird, wie in 33 gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 506 ist vom gleichen Typ, der für eine Vorspannvorrichtung einer Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Motorfahrzeug Verwendung findet. Die Zündvorrichtung 510 ist mit einem Faden und einem Zündmaterial versehen und wird von einer Steuereinheit in der Form eines Computers 516 gesteuert, der in Abhängigkeit von einem Signal arbeitet, welches von einem Sensor 518 für eine äußere Kraft empfangen wird. Der Sensor 158 ist von einem freikragenden Typ, der einen Verzögerungswert o des Fahrzeuges detektieren kann, um auf diese Weise die auf das Fahrzeug aufgebrachte externe Kraft zu detektieren.
Obwohl der Computer 516 und der Sensor 518 für die externe Kraft ausschließlich für das Bremspedal 30 vorgesehen sein können, können diese Elemente 516, 518 auch für eine Luftkissenvorrichtung oder eine Sicherheitsgurtvorspannvorrichtung verwendet werden, wenn solche am Fahrzeug vorhanden sind.
Wie in 32 gezeigt, besitzt der Getriebemechanismus 508 ein Schneckenrad 520, das sich zusammen mit dem Luftmotor 154 dreht, und ein Ritzel 522, das sich mit dem Element 502 mit Außengewinde dreht und mit dem Schneckenrad 520 kämmt. Eine Drehbewegung des Luftmotors 514 wird in eine Drehbewegung des Elementes 502 mit Außengewinde überführt. Das Ritzel 522 ist am Element 502 mit Außengewinde so befestigt, dass eine Ringmutter 524 und eine Verriegelungsmutter 526, die auf das Element 502 geschraubt sind, zusammenwirken, um das Ritzel 522 dazwischen zu befestigen. Ein Abstandselement 528 aus Kunstharz ist zwischen der Ringmutter 524 und der entsprechenden Endfläche des Elementes 500 mit Innengewinde angeordnet. Der Bereich des Drehwinkels des Ritzels 522 wird durch den Winkelbereich festgelegt, über den die Zähne am Ritzel 522 ausgebildet sind. Das Schneckenrad 520 steht normalerweise mit einem vorderen Endabschnitt des Ritzels 522 in Eingriff, wie in 32 gezeigt. Wenn der Luftmotor 514 bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug betätigt wird, wird das Ritzel 522 in 32 im Uhrzeigersinn gedreht, bis der hintere Endabschnitt des Ritzels 522 in kämmenden Eingriff mit dem Schneckenrad 520 tritt. Der hintere Endabschnitt des Ritzels 522 funktioniert als Anschlag. Daher tritt das Schneckenrad 520 mit dem hinteren Endabschnitt des Ritzels 522 während der Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug in Eingriff.
Bei der vorliegenden Ausführungsform aktiviert der Computer 516 die Antriebsvorrichtung 506, um den Luftmotor 514 zeitweise zu betätigen, wenn der Sensor 158 für die externe Kraft detektiert, dass eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, und wenn eine vorgegebene Bedingung des Motorbetriebstimings erfüllt wird. Daher wird die Pedalauflage 42 um den Mittelpunkt PC und die Mittellinie des Elementes 502 in 34 im Uhrzeigersinn gedreht. Das hat zur Folge, dass der rechte Fuß des Fahrzeuglenkers so gedreht wird, dass der Zeh von der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt wird und das rechte Bein des Fahrzeuglenkers als Ganzes von der Lenkvorrichtung 22 weg bewegt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Bedingung des Motorbetriebstimings in der gewünschten Weise eingestellt werden. Bei den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen der Pedalarm verformt wird, um eine Verschiebung des Bremspedals 30 zu bewirken, kann das Bremspedal 30 nicht zu einem geeigneten Timing verschoben werden, wenn die Ver formung des Pedalarmes, die die Verschiebung des Bremspedals gestattet, eine beträchtliche Zeit benötigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch der Moment, bei dem die Pedalauflage 42 gedreht wird, relativ zu dem Moment der Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug in einfacher Weise so wie gefordert festgelegt werden, so dass der Kontaktgrad des Beines des Fahrzeuglenkers mit der Lenkvorrichtung 22 minimiert wird.
Die vorliegende Ausführungsform besitzt den weiteren Vorteil, dass dadurch, dass die Pedalauflage 42 nicht linear verschoben oder in Querrichtung des Fahrzeuges bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug bewegt wird, die Möglichkeit einer Trennung des rechten Fußes des Fahrzeuglenkers von der Pedalauflage 42 infolge eines Rutschens des Fußes auf der Pedalauflagefläche während der linearen Querverschiebung des Fußes verringert werden kann.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der 31 und 32 sich die Pedalauflage 42 um die Mittellinie der Elemente 500, 502, die zum Pedalauflagemittelpunkt PC ausgerichtet sind, verschwenken oder drehen kann, kann sich die Pedalauflage 42 auch um einen Punkt drehen, der unter dem Mittelpunkt PC angeordnet ist, wie in 35 gezeigt. In diesem Fall werden die Pedalauflage 42 und der rechte Fuß des Fahrzeuglenkers bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in der in 36 wiedergegebenen Weise gedreht, während der rechte Fuß des Fahrzeuglenkers in einer nahezu rechten Richtung des Fahrzeuges mit einer rechtsgerichteten Bewegung des Mittelpunktes PC auf den Punkt PC' verschoben wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher das rechte Bein des Fahrzeuglenkers infolge der rechtsgerichteten Bewegung sowie der Drehbewegung des rechten Fußes von der Lenkvorrichtung 22 weg verschoben.
Während bei den vorstehenden Ausführungsformen der 31–36 die Pedalauflage 42 des Bremspedals 30 vom Luftmotor mit einer relativ hohen Geschwindigkeit gedreht wird, kann auch ein Elektromotor Verwendung finden, um die Pedalauflage 42 mit einer hohen Geschwindigkeit zu drehen.
Mit sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Kontaktgrad des Beines des Fahrzeuglenkers mit der Lenksäule 22 durch Drehen (Verschwenken) der Pedalauflage 42 oder durch Verschieben der Pedalauflage 42 nach rechts verringert werden. Es werden nunmehr weitere andere Ausführungsformen der Pedalvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wenn der Hebelabschnitt 36 des Bremspedals 30 als Ganzes in einer Richtung verschoben wird, die nahezu parallel zur Abwärtsrichtung des Fahrzeuges verläuft, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, wird die Pedalauflage 42 abwärts verschoben und das Bein des Fahrzeuglenkers, das die Pedalauflage 42 niederdrückt, in entsprechender Weise von der Lenkvorrichtung 22 weg verschoben.
Damit der Hebelabschnitt 36 in der vorstehend beschriebenen Weise verschoben werden kann, kann der Pedalarm so ausgebildet sein, dass er bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug in der in 37 angedeuteten Weise verformt wird. In den 37–39 sind mit „La", „Lb" und „Lc" Linien am Pedalarm bezeichnet, die sich parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges vor der Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug erstrecken. Die Linie La ist auf der Oberseite des Pedalarmes und in der Nähe des Befestigungspunktes des Pedalarmes an der Spritzwand 16 angeordnet, während die Linie Lb auf der Oberseite des Pedalarmes und in einer Zwischenposition des Pedalarmes in Längsrichtung angeordnet ist. Die Linie Lc befindet sich auf der Oberseite des Pedalarmes und in der Nähe des Befestigungspunktes des Pedalarmes am Verstärkungselement 34. Bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug wird die Linie La in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges auf La' bewegt, während die Linie Lb infolge der Rückwärtsbewegung der Linie La auf La' und einer Schwenkverschiebung des Abschnittes zwischen den Linien La und Lb im Uhrzeigersinn um die Linie La in Rückwärtsrichtung und Abwärtsrichtung auf Lb' verschoben wird. Die Linie Lc bleibt im wesentlichen in der gleichen Position. Da die Schwenkachse O des Bremspedals 30 in der Nähe der Linie Lb angeordnet ist, wird die Schwenkachse O zusammen mit der Linie Lb in Rückwärts- und Abwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben, wodurch der Mittelpunkt PC der Pedalauflage 42 auf den Punkt PC' verschoben wird.
Um eine Verformung des Pedalarmes zu ermöglichen, kann dieser so ausgebildet sein, wie in den 38 bis 46 gezeigt. Es werden nunmehr die Pedalarme der 38–46 im einzelnen beschrieben.
Der generell bei 540 in 38 gezeigte Pedalarm weist einen Hauptrahmen 542 auf, der sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Der Hauptrahmen 542 hat drei Segmente, die in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind, d.h. ein vorderes Segment 546, ein mittleres Segment 548 und ein hinteres Segment 550, die in dieser Reihenfolge der Beschreibung in der Richtung des Fahrzeuges von vorne nach hinten angeordnet sind. Das vordere Segment 546 ist im Querschnitt generell C-förmig ausgebildet und öffnet sich vom Fahrzeug nach unten und ist generell in Längsrichtung des Fahrzeuges länglich ausgebildet. Das mittlere Segment 548 ist ein generell plattenförmiges Teil, das sich vom vorderen Segment 546 in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Das hintere Segment 550 ist ebenfalls ein plattenförmiges Teil, das sich vom mittleren Segment 548 in Rückwärtsrichtung erstreckt. Da keine Verstärkungseinrichtung, wie ein Flansch, an der Verbindung zwischen dem mittleren Segment 548 und hinteren Segment 550 vorgesehen ist, ist die Biegefestigkeit des Hauptrahmens 542 an der Verbindung des hinteren und mittleren Segmentes 548, 550 geringer ausgebildet, so dass der Hauptrahmen 542 in einfacher Weise zwischen dem mittleren Segment und hinteren Segment 548, 550 ausknickt, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Des weiteren liegt das Verstärkungselement 34 nicht auf einer Geraden, entlang der eine Last über das vordere Segment 546 übertragen wird, wie in der Seitenansicht des Hauptrahmens 542 gezeigt. Mit anderen Worten, das vordere Segment 546 ist vom Fahrzeug in bezug auf das Verstärkungselement 34 nach unten versetzt, so dass das vordere und mittlere Segment 546, 548 im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt werden, wie in 28 gezeigt, wenn der Hauptrahmen 542 aufgrund einer auf das Fahrzeug ausgeübten externen Kraft verformt wird.
Eine separate vordere Fixierplatte 552 ist am vorderen Ende des vorderen Segmentes 546 befestigt, so dass der Hauptrahmen 542 an der vordern Fixierplatte 552 an der Spritzwand 16 fixiert ist. Am hinteren Segment 550 ist der Hauptrahmen 542 am Verstärkungselement 34 fixiert, wobei das hintere Segment als hinterer Fixierabschnitt des Pedalarmes 540 wirkt.
Bei diesem Pedalarm 540 bewirkt eine Rückwärtsbewegung der Spritzwand 16 infolge einer auf das Fahrzeug ausgeübten Kraft, dass das vordere Segment 546 in Richtung auf das hintere Segment 550 verschoben wird. Zu diesem Zeitpunkt wirkt eine Kraft auf das mittlere Segment 548, so dass dasselbe gegen den Uhrzeigersinn um die Linien Lb und Lc verschwenkt wird, während seine Ebenheit aufgrund der Anordnung der Verstärkungseinrichtung 553 in der Form von Flanschen aufrechterhalten wird, wodurch ein Moment auf das vordere Segment 546 im Uhrzeigersinn der 38 einwirkt. Da die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass das vordere Segment 546 an seiner Unterseite als an seiner Oberseite ausknickt, knickt ein Paar von Seitenplatten 556 des vorderen Segmentes 546 an ihren unteren Endabschnitten, wobei die Linie Lb im Uhrzeigersinn entlang einem Bogen um die Linie La bewegt wird, während eine obere Platte 554 des vorderen Segmentes 546 ihre Ebenheit aufrechterhält. Infolgedessen wird ein Pedalbefestigungsabschnitt 558 des Pedalarmes 540 in 38 um die Linie La im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Jede Seitenplatte 556 kann mit einer radialen Anordnung von zwei oder mehr Sicken, einer einzigen Sicke oder einem sektoriellen Loch versehen sein, um das Ausknicken der Seitenplatte 556 infolge einer auf das Fahrzeug ausgeübten Kraft zu erleichtern. Die Sicken der radialen Anordnung besitzen im wesentlichen die gleiche Breite und sind so geformt, dass sie sich in Abwärtsrichtung des Fahrzeuges radial erstrecken. Die einzige Sicke hat eine Breite, die in Abwärtsrichtung des Fahrzeuges allmählich zunimmt. Das sektorielle Loch besitzt eine Breite, die ebenfalls in Abwärtsrichtung allmählich zunimmt.
Der generell bei 560 in 39 gezeigte Pedalarm besteht aus einem Hauptrahmen 562, der einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt hat und sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt, und einer vorderen Fixierplatte 565, die am vorderen Ende des Hauptrahmens 562 befestigt ist. Wie der in 39 gezeigte Hauptrahmen 542 hat der Hauptrahmen 562 ein vorderes Segment 566, ein mittleres Segment 568 und ein hinteres Segment 570, die von den Linien Lb und Lc gebildet werden. Der Hauptrahmen 562 hat einen reduzierten Querschnittsmodul an einer Stelle, die der Linie Lb entspricht. Wenn die vordere Fixierplatte 564 in Richtung auf das hintere Segment 570, das als hinterer Fixierabschnitt wirkt, verschoben wird, weil eine Kraft auf das Fahrzeug einwirkt, wird das vordere Segment 566 in 39 um die Linie La im Uhrzeigersinn verschwenkt und das mittlere Segment 568 gegen den Uhrzeigersinn um die Linie Lc verschwenkt, wodurch ein Pedalbefestigungsabschnitt 572 des Pedalarme 560 in 39 um die Linie La im Uhrzeigersinn verschwenkt wird.
Obwohl die Pedalarme 540, 560 der 38 und 39 beide am Verstärkungselement 34 fixiert sind, können diese Arme 540, 560 nur dann mit dem Verstärkungselement 34 oder irgendeinem anderen stationären Element in Kontakt treten, wenn das Fahrzeug eine externe Kraft empfängt. Beispiele dieser Modifikationen sind in den 40 und 41 dargestellt.
Ein in 40 gezeigter Pedalarm 580 besteht aus einem Hauptrahmen 582, der zu dem vorderen Segment 546 des Pedalarmes 540 der 38 äquivalent ist. Der Hauptrahmen 582 ist ein Element, das aus einer einzigen Stahlplatte geformt ist und einen C-förmigen Querschnitt besitzt sowie ein Paar von Seitenplatten 584 und eine obere Platte 586, die die Seitenplatten 584 verbindet, aufweist. Eine vordere Fixierplatte 594 ist am vorderen Ende des Hauptrahmens 582 befestigt. Der Hauptrahmen 582 ist so angeordnet, dass der hintere Endabschnitt einem stationären Element 596 gegenüberliegt und im Abstand hiervon gehalten wird, wobei dieses stationäre Element am Verstärkungselement 34 befestigt und bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug nicht verschiebbar ist. Bei dem stationären Element 596 handelt es sich um ein Plattenelement, das sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt und einen vorderen geneigten Abschnitt mit einer geneigten Fläche 598 aufweist, die relativ zur Horizontalebene und Vertikalebene geneigt ist. Das hintere Ende des Hauptrahmens 582 wird normalerweise von der geneigten Fläche 598 auf Abstand gehalten, jedoch mit der geneigten Fläche 598 in Kontakt gebracht, wenn die Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Bei dieser Anordnung empfängt der Hauptrahmen 582 ein Moment vom stationären Element 596, wenn die Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird, so dass der Hauptrahmen 582 über das aufgebrachte Moment in 40 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Somit wird der Hauptrahmen 582 nach rückwärts verschoben, während er durch die geneigte Fläche 598 des stationären Elementes 596 an seinem hinteren Endabschnitt nach unten gedrückt wird, wodurch ein Ausknicken im unteren Teil eines vorderen Abschnittes des Hauptrahmens 582 vor einem Pedalbefestigungsabschnitt 600 auftritt, so dass die Schwenkachse O des Bremspedals 30 in 37 nach hinten und nach unten auf O' verschoben wird.
Jede der beiden Seitenplatten 584 des Hauptrahmens 584 hat ein sektorielles Loch 602, das vor dem Pedalbefestigungsabschnitt 600 ausgebildet ist. Das Loch 602 besitzt eine Breite, die in Abwärtsrichtung des Fahrzeuges allmählich ansteigt. Mit diesem sektoriellen Loch 602 knickt der Hauptrahmen 582 an seinem unteren Endabschnitt bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug leicht aus. Das Loch 602 kann jedoch auch entfallen.
Wie der in 40 gezeigte Pedalarm 580 kann auch ein in 41 gezeigter Pedalarm 610 mit einem stationären Element in Kontakt treten, wenn eine Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Während der Pedalarm 580 der 40 mit seinem hinteren Endabschnitt mit dem stationären Element in Eingriff treten kann, kann der Pedalarm 610 mit dem sta tionären Element an seinem Zwischenabschnitt in Eingriff treten.
Der Pedalarm 610 der 41 besitzt einen Hauptrahmen 612, der dem Hauptrahmen 582 des Pedalarmes 580 der 40 entspricht. Eine obere Platte 614, die Seitenplatten 620 des Hauptrahmens 612 verbindet, ist jedoch gebogen. Dabei hat die obere Platte 614 einen vorderen Abschnitt, der sich von einer vorderen Fixierplatte 616 in Horizontalrichtung (Längsrichtung des Fahrzeuges) erstreckt, und einen hinteren Abschnitt, der sich vom hinteren Ende des Vorderabschnittes in Rückwärtsrichtung erstreckt und in Abwärtsrichtung geneigt ist. Jede der Seitenplatten 620 ist mit einer radialen Anordnung von drei Sicken 622 an einem Abschnitt, der der Biegung der oberen Platte 614 entspricht, versehen. Die drei Sicken 622 besitzen die gleiche Breite und sind so angeordnet, dass sie sich so in Radialrichtung erstrecken, dass die Abstände zwischen den benachbartren Sicken 622 in Abwärtsrichtung zunehmen. Diese radiale Anordnung der Sicken 622 erleichtert das Ausknicken des Hauptrahmens 612 an seinem unteren Endabschnitt. Die Sicken 622 können auch entfallen.
Der hintere Abschnitt der oberen Platte 614 besitzt eine geneigte Fläche 624. Der Hauptrahmen 612 ist so angeordnet, dass die geneigte Fläche 624 normalerweise vom stationären Element 626 auf Abstand und diesem gegenüberliegend gehalten wird. Das stationäre Element 626 ist ein Plattenelement, das sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt und rechtwinklig gebogen ist, wie in der Seitenansicht der 41 gezeigt. Somit wird die obere Fläche 624 des Hauptrahmens 612 normalerweise von einem Eckabschnitt 628 des stationären Elementes 626 auf Abstand gehalten, so dass die obere Fläche 624 mit dem Eckabschnitt 628 des stationären Elementes 626 in Kontakt gebracht wird, wenn das Fahrzeug eine externe Kraft empfängt. Dabei wirkt vom stationären Element 626 auf den Hauptrahmen 612 ein Moment ein, das zu einer Schwenkbewegung des Hauptrahmens 612 in 41 im Uhrzeigersinn führt, wodurch der Hauptrahmen 612 nach hinten verschoben wird, wobei sein hinterer Endabschnitt vom Eckabschnitt 628 nach unten gedrückt wird. Daher knickt der Hauptrahmen 626 am unteren Teil eines Abschnittes vor einem Pedalbefestigungsabschnitt 618 aus, so dass die Schwenkachse O des Bremspedals 30 in Rückwärts- und Abwärtsrichtung der 37 auf O' verschoben wird.
Ein in 42 gezeigter Pedalarm 640 besitzt einen Hauptrahmen 646 mit einem Paar von Seitenplatten 642 und einer oberen Platte 644, die die Seitenplatten 642 verbindet. Der Hauptrahmen 646 ist so angeordnet, dass er sich in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Der Hauptrahmen 646 ist als einstückiger Körper aus einer einzigen Stahlplatte geformt. Eine vordere Fixierplatte 648 ist am Vorderende des Hauptrahmens 646 befestigt, während eine hintere Fixierplatte 650 am hinteren Ende des Hauptrahmens 646 befestigt ist. Die vordere Fixierplatte 648 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Hauptrahmens 646, während die hintere Fixierplatte 650 relativ zum Hauptrahmen 646 so geneigt ist, dass sich das vordere Ende der hinteren Fixierplatte 650 in Längsrichtung des Fahrzeuges gesehen vor dem hinteren Ende befindet. Der Hauptrahmen 646 wird an seiner hinteren Fixierplatte 650 am Verstärkungselement 34 fixiert gehalten.
Jede Seitenplatte 642 des Hauptrahmens 646 hat zwei Löcher 654, 656, die an der Vorderseite und Hinterseite eines Pedalbefestigungsabschnittes 652 ausgebildet sind. Die obere Platte 644 besitzt zwei Löcher 658, 660, die den Löchern 654, 656 entsprechen. Der Hauptrahmen 646 wird von diesen Löchern 654, 656, 658, 660 in drei Segmente unterteilt, die in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind, nämlich ein vorderes Segment 672 vor dem Pedalbefestigungsabschnitt 652, ein mittleres Segment 674 einschließlich des Pedalbefestigungsabschnittes 652 und ein hinteres Segment 676 hinter dem Pedalbefestigungsabschnitt 652.
Das vordere Segment 672 auf jeder Seitenplatte 642 besitzt ein Paar von Streifenabschnitten 677a, 677b, die sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Der obere Streifenabschnitt 677a hat eine Sicke 677c, die so ausgebildet ist, dass sie sich in Längsrichtung de Fahrzeuges erstreckt, so dass der obere Streifenabschnitt 677a eine höhere Knickfestigkeit oder einen höheren Knickwiderstand besitzt als der untere Streifenabschnitt 677b. Mit anderen Worten, der untere Streifenabschnitt 677b funktioniert als Abschnitt mit geringer Festigkeit des Pedalarmes 640. Um die Festigkeit des oberen Streifenabschnittes 677a zu erhöhen, kann ein Flansch entlang einem Längsrand des oberen Streifenabschnittes 677a anstelle der Sicke 677c oder zusätzlich zu dieser ausgebildet sein.
Das hintere Segment 676 einer jeden Seitenplatte 642 besitzt ein Paar von Streifenabschnitten 678, 680, die sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Der obere Streifenabschnitt 678 hat eine Sicke 682, die sich in Vertikalrichtung des Fahrzeuges mit einer Breite x1 erstreckt, während der untere Streifenabschnitt 780 eine Sicke 684 besitzt, die sich in Vertikalrichtung mit einer Breite x2 erstreckt, die größer ist als die Breite x1. Somit wirkt der obere Streifenabschnitt 678 als Abschnitt mit geringer Festigkeit des Pedalarmes 640, der in einfacher Weise stark ausknickt und sich daher in Längsrichtung zusammenzieht, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, während der untere Streifenabschnitt 680 in einfacher Weise infolge dieser Kraft an der Sicke 684 gebogen wird.
Bei Aufbringung der Kraft auf das Fahrzeug wird der Pedalarm 640 in der nachfolgend beschriebenen Weise verformt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Festigkeit des unteren Streifenabschnittes 677b des vorderen Segmentes 672 geringer als die des oberen Streifenabschnittes 677a, so dass daher das vordere Segment 672 am unteren Streifenabschnitt 677b ausknickt, wie in 44 angedeutet, wenn das Fahrzeug eine externe Kraft empfängt. Im Gegensatz zum vorderen Segment 672 knickt das hintere Segment 676 am oberen Streifenabschnitt 678, wie ebenfalls in 44 angedeutet, da die Festigkeit des oberen Streifenabschnittes 678 geringer ist als die des unteren Streifenabschnittes 680. Des weiteren wird der untere Streifenabschnitt 680 in einfacher Weise um die Sicke 684 in einer Vertikalebene parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges gebogen. Infolgedessen wird der Pedalbefestigungsabschnitt 652 nach unten verschoben, wodurch auch der Hebelabschnitt 36 des Bremspedals 30 nach unten verschoben wird.
In 43 ist ein anderer Pedalarm 700 gezeigt, dessen Konstruktion im wesentlichen der des Pedalarmes 640 der 42 entspricht. Der untere Streifenabschnitt 677b des vorderen Segmentes 672 des Pedalarmes 700 hat jedoch eine vertikal verlaufende Sicke 702 und kann daher wahrscheinlicher ausknicken als der untere Streifenabschnitt 677b des Pedalarmes 640.
Es wird nunmehr noch eine andere Ausführungsform eines Pedalarmes erläutert.
Ein in 45 gezeigter Pedalarm 720 besitzt einen Hauptrahmen 722, der einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt besitzt und sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Der Hauptrahmen 722 hat ein Paar von Seitenplatten 724 und eine obere Platte 726, die die Seitenplatten 724 verbindet, und ist als einstückiger Körper aus einer einzigen Stahlplatte geformt. Eine vordere Fixierplatte 728 ist am vorderen Ende des Hauptrahmens 722 befestigt. Jede Seitenplatte 724 besitzt zwei Abschnitte mit geringer Festigkeit an der Vorderseite und Rückseite eines Pedalbefestigungsabschnittes 730. Genauer gesagt, der vordere Abschnitt mit geringer Festigkeit besitzt eine sektorielle Sicke 732 mit einer Breite, die in Aufwärtsrichtung zunimmt, während der hintere Abschnitt mit geringer Festigkeit eine radiale Anordnung von drei Sicken 734 aufweist, die die gleiche Breite besitzen und so ausgebildet sind, dass sie sich so erstrecken, dass der Abstand zwischen den benachbarten Sicken 734 in Aufwärtsrichtung zunimmt. Die obere Platte 726 hat zwei Löcher 736, 738, die der Sicke 732 und der Sickenanordnung 734 entsprechen. Der Hauptrahmen 722 besitzt fünf Segmente 740, 742, 744, 746 und 748, die in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind.
Das erste Segment 740 ist benachbart zur vorderen Fixierplatte 728 angeordnet und hat einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt, der aus einem vorderen Abschnitt der oberen Platte 726 und generell trapezförmigen Vorderabschnitten der Seitenplatten 724 besteht.
Das zweite Segment 742 ist rückwärts benachbart zum ersten Segment 740 angeordnet und besteht aus generell invertierten trapezförmigen Abschnitten der Seitenplatten 724, die teilweise von der sektoriellen Sicke 732 gebildet werden. Dieses zweite Segment 742 umfasst keinen Abschnitt der oberen Platte 726.
Das dritte Segment 744 ist rückwärts benachbart zum zweiten Segment 742 angeordnet und im wesentlichen C-förmig im Querschnitt ausgebildet. Es besteht aus einem Zwischenabschnitt der oberen Platte 726 und generell trapezförmigen Abschnitten der Seitenplatten 724, die den Pedalbefestigungsabschnitt 730 bilden, an dem der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 am Pedalarm 720 befestigt ist.
Das vierte Segment 746 ist rückwärts benachbart zum dritten Segment 744 angeordnet und besteht aus generell invertierten trapezförmigen Abschnitten der Seitenplatten 724, die die radiale Anordnung der drei Sicken 734 enthalten. Das dritte Segment 746 umfasst keinen Abschnitt der oberen Platte 726.
Das fünfte Segment 748 ist rückwärts benachbart zum vierten Segment 746 angeordnet und im wesentlichen C-förmig im Querschnitt ausgebildet. Es besteht aus einem hinteren Abschnitt der oberen Platte 726, an dem der Pedalarm 700 am Verstärkungselement 34 befestigt ist, und generell trapezförmigen Abschnitten der Seitenplatten 724.
Der Pedalarm 720 kann durch die Ansicht der 46(a) schematisch dargestellt werden. Bei dieser Ansicht besitzt ein erstes Segment s1 eine normale trapezförmige Gestalt (die durch die Form eines normalen gleichseitigen Dreieckes ersetzt werden kann), während ein zweites Segment s2 die Form eines invertierten gleichseitigen Dreieckes hat (die durch eine invertierte Trapezform ersetzt werden kann). Ein drittes Segment s3 hat eine normale trapezförmige Gestalt (die durch die Form eines normalen gleichseitigen Dreieckes ersetzt werden kann), während ein viertes Segment s4 die Form eines invertierten gleichseitigen Dreieckes hat (die durch die Form eines invertierten Trapezes ersetzt werden kann). Ein fünftes Segment s5 hat die Form eines normalen Trapezes (die durch die Form eines normalen gleichseitigen Dreieckes ersetzt werden kann).
Von diesen fünf Segmenten s1–s5 ist es am wahrscheinlichsten, dass das zweite und vierte Segment s2, s4 ausknicken. Daher wird davon ausgegangen, dass diese Segmente s2, s4 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug nahezu vollständig zusammenbrechen, wodurch diese beiden Segmente s2, s4 nicht auf den deformierten Pedalarmen 720 auftreten. Während das fünfte Segment s5 daran gehindert wird, sich nach hinten in Richtung auf das Verstärkungselement 34 zu verschieben, kann sich das fünfte Segment s5 verformen. Bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug kann die Spritzwand 16 nach hinten verschoben werden, während sie relativ zur Vertikalebene geneigt ist. Die an der Spritzwand 16 befestigte vordere Fixierplatte 728 bleibt jedoch in ihrer Vertikalposition im wesentlichen unverändert.
Daher wird davon ausgegangen, dass sich der schematisch in 46(a) gezeigte Pedalarm 720 in der in 46(b) gezeigten Art und Weise verformt, wenn eine Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, wodurch die Schwenkachse O des Bremspedals 30 nach hinten und nach unten auf O' verschoben wird, wie in 37 angedeutet.
Die sektorielle Sicke 32 kann durch eine radiale Anordnung von Sicken, die die gleiche Breite besitzen, oder ein sektorielles Loch 760 mit der gleichen Form wie die Sicke 32 ersetzt werden. Das Loch 760 kann durch eine Vielzahl von Löchern ersetzt werden.
Die radiale Anordnung von drei Sicken 734 kann durch eine einzige sektorielle Sicke ersetzt werden, die eine Breite besitzt, die allmählich in Aufwärtsrichtung zunimmt. Die Sickenanordnung 734 kann entfallen, wie in 46 angedeutet.
Die in den 38 bis 46 dargestellten Pedalarme sind alle so ausgebildet, dass eine Last, die der Pedalarm von der Spritzwand 16 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug empfängt, nicht vollständig auf das Verstärkungselement 34 übertragen wird, sondern hierauf nach einer Dämpfung durch Ausknicken und Verbiegen des Pedalarmes in der Vertikalebene parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges übertragen wird. Diese Anordnung stellt eine erhöhte Eignung des Pedalarmes zur Absorption der Verschiebung der Spritzwand 16 und der von der Spritzwand 16 aufgenommen Kraft bei Aufbringung einer Kraft auf das Fahrzeug sicher, während gleichzeitig der Pedalarm eine erhöhte Festigkeit oder Steifigkeit zum Lagern der Lenkvorrichtung aufweisen kann.
Jeder der Pedalarme der 38–46 besitzt keinen Abschnitt, der eine Rückwärtsbewegung aufgrund einer auf das Fahrzeug ausgeübten Kraft ermöglicht, zwischen seinem vorderen Fixierabschnitt, an dem der Pedalarm an der Spritzwand 16 befestigt ist, und seinem Pedalbefestigungsabschnitt, an dem der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 schwenkbar am Pedalarm fixiert ist. Der Pedalarm ist daher nicht so ausgebildet, dass er zwangsweise im wesentlichen gleiche Beträge einer Rückwärtsverschiebung an der Oberseite und Unterseite an seinem Abschnitt zwischen dem vorderen Fixierabschnitt und dem Pedalbefestigungsabschnitt zulässt, wenn die Kraft auf das Fahrzeug aufge bracht wird. Daher hat dieser Abschnitt eine relativ hohe Festigkeit in bezug auf eine Zugkraft, die auf den Pedalbefestigungsabschnitt des Pedalarmes in Längsrichtung des Fahrzeuges einwirkt, wenn das Bremspedal 30 vom Fahrzeuglenker niedergedrückt wird. Somit wird der Pedalarm vor einer unerwünschten Elongation an seinem Abschnitt zwischen dem vorderen Fixierabschnitt und dem Pedalbefestigungsabschnitt während der Betätigung des Bremspedals 30 geschützt. Diese Anordnung ermöglicht es dem Fahrzeuglenker, zu erkennen, dass das Bremspedal 30 mit hoher Steifigkeit und Stabilität gelagert ist. Andererseits sind die Pedalarme der 38–46 so ausgebildet, dass sie zwangsweise eine Verschiebung und Verformung zwischen dem Pedalbefestigungsabschnitt und dem hinteren Fixierabschnitt (an dem der Pedalarm am Verstärkungselement 34 befestigt ist) ermöglichen, so dass die Rückwärtsverschiebung der Spritzwand bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug absorbiert wird. Daher stellen diese Pedalarme eine erhöhte Steifigkeit und Stabilität sicher, um das Bremspedal 30 während eines Normalbetriebes des Fahrzeuges zu lagern, und sichern gleichzeitig eine hohe Kapazität in bezug auf die Absorption der Verschiebung der Spritzwand 16 bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der 48–51 erläutert.
Mit den vorstehend in Verbindung mit den 37–47 beschriebenen Ausführungsformen kann der Hebelabschnitt 36 als Ganzes in Abwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben werden, um auf diese Weise eine Bewegung des Beines des Fahrzeuglenkers in Richtung auf die Lenkvorrichtung 22 zu verhindern, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen der 37–47 kann bei den Ausführungsformen der 48–51 der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 in Aufwärtsrichtung des Fahrzeuges, d.h. in der Richtung, in der das Bein des Fahrzeuglenkers gegen die Lenkvorrichtung 22 bewegt wird, verschoben werden, während gleichzeitig die Pedalauflage 42 in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges bis in eine Position verschoben wird, die so weit weg wie möglich vom Fahrzeuglenker ist, um auf diese Weise schließlich eine Bewegung des Beines des Fahrzeuglenkers in Richtung auf die Lenkvorrichtung 22 zu verhindern.
Um die Verschiebungen des vorstehenden Abschnittes 37 und der Pedalauflage 42 des Bremspedals 30 in der vorstehend beschriebenen Weise zu ermöglichen, kann der Pedalarm so ausgebildet sein, dass er sich bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug verformt, wie bei n in 48 angedeutet. In 48 bedeuten „La", Lb" und „Lc" die gleichen Linien wie vorstehend in Verbindung mit den 37–39 erläutert. Bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug wird die Linie La in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges auf La' bewegt, während die Linie Lb in Rückwärts- und Aufwärtsrichtung auf Lb' verschoben wird, wenn eine Rückwärtsbewegung der Linie La auf La' und eine Schwenkverschiebung des Abschnittes zwischen den Linie Lb und Lc im Uhrzeigersinn um die Linie Lc erfolgen. Die Linie Lc bleibt im wesentlichen in der gleichen Position.
Der Pedalarm wird durch die Linien La, Lb und Lc in drei Segmente unterteilt, nämlich ein vorderes Segment, ein mittleres Segment und ein hinteres Segment, die in dieser Reihenfolge der Beschreibung in Längsrichtung des Fahrzeuges von vorne nach hinten angeordnet sind. Bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug erfährt das hintere Segment im wesentlichen keine Verformung, während das mittlere Segment um die Linie Lc verschwenkt wird, wobei es im wesentlichen seine Konfiguration aufrechterhält, wodurch das vordere Segment um die Linie La gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Da der vorstehende Abschnitt 37 des Bremspedals 30 am mittleren Segment befestigt ist, wird die Schwenkachse O zusammen mit dem mittleren Segment verschoben, d.h. auf O' in Rückwärts- und Aufwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben, und zwar zusammen mit der Linie Lb, wodurch der Mittelpunkt PC der Pedalauflage auf PC' verschoben wird, wie in 48 angedeutet.
Einige Beispiele des Pedalarmes, der in der vorstehend beschriebenen Weise verschoben oder verformt werden kann, sind in den 49 bis 51 dargestellt. Diese Pedalarme werden nunmehr im einzelnen beschrieben.
Ein Pedalarm 780, der in 49(a) gezeigt ist, besitzt einen Hauptrahmen 786, der einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist und aus einem Paar von Seitenplatten 782 sowie einer oberen Platte 784 besteht, die die Seitenplatten 782 verbindet. Eine vordere Fixierplatte 788 ist am Hauptrahmen 786 befestigt.
Der Hauptrahmen 786 hat drei Segmente, die in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind, nämlich ein vorderes Segment 790, das sich von der vorderen Fixierplatte 788 im wesentlichen rechtwinklig hierzu erstreckt, ein mittleres Segment 794, das rückwärts benachbart zum vorderen Segment 790 angeordnet ist und einen Pedalbefestigungsabschnitt 792 aufweist, und ein hinteres Segment 789, das rückwärts benachbart zum mittleren Segment 794 angeordnet ist und sich nach hinten in der Form einer Platte erstreckt, die als hinterer Fixierabschnitt wirkt, an dem der Pedalarm 780 am Verstärkungselement 34 fixiert ist.
Auf einem Abschnitt der oberen Platte 784, der zum vorderen Segment 790 gehört, ist ein Paar von Sicken 800, 802 ausgebildet, die sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Diese Sicken 800, 802 sind vorgesehen, um ein Knicken des vorderen Segmentes 790 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu erleichtern. Ein Abschnitt einer jeden Seitenplatte 782, der zum vorderen Segment 790 gehört, besitzt einen Schlitz 804, welcher einen Längsabschnitt aufweist, der sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt, sowie gegenüberliegende Endabschnitte, die sich in Vertikalrichtung aufwärts bis zu den entsprechenden Enden der beiden Sicken 800, 802 erstrecken. Die Schlitze 804, die in den Seitenplatten 782 ausgebildet sind, erleichtern das Knicken der Seitenplatten 782 an ihren Abschnitten im vorderen Segment 790, wenn die externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Des weiteren ist ein Abschnitt der oberen Platte 784 zwischen den beiden Sicken 800, 802 im vorderen Segment 790 an seinen gegenüberliegenden Querenden mit entsprechenden Flanschen 806 versehen, die eine wesentliche Verformung dieses Abschnittes der oberen Platte 784 infolge der auf das Fahrzeug ausgeübten Kraft verhindern, um auf diese Weise wirksam die von der Spritzwand 16 empfangene Kraft in eine Kraft zum Verschwenken des mittleren Segmentes 794 im Uhrzeigersinn umzuwandeln, wie in 49(a) gezeigt.
Bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise konstruierten Pedalarm 780 wird das vordere Segment 790 gegen den Uhrzeigersinn in 49(b) um die vordere Sicke 800 als Linie La verschwenkt, während die hintere Sicke 802 als Linie Lb auf Lb' verschoben wird, wie in 48 angedeutet, wenn die externe Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird. Gleichzeitig wird das mittlere Segment 794 im Uhrzeigersinn um die Linie Lc verschwenkt, die an der Verbindung zwischen dem mittleren und hinteren Segment 792, 794 angeordnet ist, wie in den 48 und 49(b) angedeutet. Infolgedessen wird der Pedalbefestigungsabschnitt 792 im Uhrzeigersinn um die Linie Lc verschwenkt.
Ein in 50 gezeigter Pedalarm 820 hat einen vorderen Rahmen 822 und einen hinteren Rahmen 824, die durch Schweißen oder andere Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Der vordere Rahmen 822 besteht aus einer vorderen Fixierplatte 826, einer oberen Platte 828, die sich vom oberen Ende der vorderen Fixierplatte 826 im wesentlichen rechtwinklig hierzu hinten erstreckt, und einem Paar von Flanschen 830, die an den gegenüberliegenden Querenden der oberen Platte 828 angeordnet sind.
Die obere Platte 828 besitzt eine Sicke 836, die sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Die Sicke 836 steht in der Richtung vor, in der sich die Flansche 830 von der oberen Platte 828 aus erstrecken. Die Sicke 836 reduziert die Biegefestigkeit des vorderen Rahmens 822 an einer örtlichen Stelle desselben entsprechend der Sicke 836, um auf diese Weise ein Knicken des vorderen Rahmens 822 an der Sicke 836 bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu erleichtern.
Andererseits hat der hintere Rahmen 824 einen Vorderendfixierabschnitt 838, der am vorderen Rahmen 822 befestigt ist, einen Zwischenabschnitt 840, an dem der vorstehende Abschnitt 37 am Pedalarm 820 befestigt ist, und einen Hinterendabschnitt 842, an dem der Pedalarm 820 am Verstärkungselement 34 befestigt ist. Sowohl der Vorderendabschnitt 838 als auch der Hinterendabschnitt 842 besitzen die Form einer Platte, während der Zwischenabschnitt 840 an seinen gegenüberliegenden Querenden mit einem Paar von Seitenplatten 844 versehen ist. Der hintere Rahmen 824 hat eine reduzierte Biegefestigkeit an der Verbindung zwischen dem Vorderendabschnitt 838 und dem Zwischenabschnitt 840 und an der Verbindung zwischen dem Zwischenabschnitt 840 und dem Hinterendabschnitt 842, so dass der hintere Rahmen 824 an diesen Verbindungen bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug leicht ausknickt. Die Seitenplatten 844 lagern den vorstehenden Abschnitt 37 des Bremspedals 30 in schwenkbarer Weise.
Wenn das Fahrzeug eine externe Kraft empfängt, wird ein hinterer Abschnitt der beiden Abschnitte des Vorderrahmens 822 an der Vorder- und Rückseite der Sicke 836 in 50 um die Sicke 836 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, während der hintere Rahmen 824 um die Verbindung zwischen dem Zwischenabschnitt 940 und dem Hinterendabschnitt 842 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wodurch ein Pedalbefestigungsabschnitt 846 im Zwischenabschnitt 840 in 50 im Uhrzeigersinn um die Verbindung zwischen dem Zwischenabschnitt 840 und Hinterendabschnitt 842 des hinteren Rahmens 824 verschwenkt wird.
Obwohl die Pedalarme 780, 820 der 49 und 50 am Verstärkungselement 34 fixiert gehalten werden, kann der Pedalarm mit dem Verstärkungselement 34 oder anderem stationären Element nur dann in Kontakt treten, wenn die externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Ein Beispiel dieses Typs eines Pedalarmes ist in 51(a) dargestellt.
Dieser in 51(a) gezeigte Pedalarm 860 hat einen Hauptrahmen 866, der aus einem Paar von Seitenplatten 862 und einer oberen Platte 864, die die Seitenplatten 862 verbindet, besteht. Eine vordere Fixierplatte 868 ist am vorderen Ende des Hauptrahmens 866 so befestigt, dass sich der Hauptrahmen 866 von der vorderen Fixierplatte 868 im wesentlichen rechtwinklig hierzu nach hinten erstreckt. Der Hauptrahmen 866 ist so angeordnet, dass das hintere Ende des Hauptrahmens 866 im Abstand von einer geneigten Fläche 872 eines stationären Elementes 870 angeordnet ist und dieser gegenüberliegt. Das stationäre Element 870 hat eine kastenförmige Konstruktion, die sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt und im wesentlichen keine Verschiebung in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges erfährt, wenn eine externe Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Bei der geneigten Fläche 872 handelt es sich um eine ebene Fläche, die so geneigt ist, dass das obere Ende hinter dem unteren Ende in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet ist. Wenn die Kraft auf das Fahrzeug aufgebracht wird, wird der hintere Endabschnitt des Hauptrahmens 866 mit der geneigten Fläche 872 in Kontakt gebracht.
Die obere Platte 864 besitzt eine Sicke 874, die in einem Zwischenabschnitt derselben so ausgebildet ist, dass sie sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Der Hauptrahmen 866 hat zwei Segmente auf den gegenüberliegenden Seiten dieser Sicke 874, d.h. ein vorderes Segment 876 und ein hinteres Segment 878. Jede Seitenplatte 862 ist mit einem Flansch 880 versehen, der entlang einem Abschnitt seines freiliegenden Randes im hinteren Segment 878 ausgebildet ist. Kein Flansch ist jedoch entlang dem freiliegenden unteren Rand der Seitenplatte 862 im vorderen Segment 876 angeordnet. Die Seitenplatte 862 besitzt eine reduzierte Höhe an einem örtlichen Abschnitt derselben, der der Sicke 874 entspricht. Somit hat der Hauptrahmen 866 eine reduzierte Biegefestigkeit an einem örtlichen Abschnitt, der der Sicke 874 entspricht, so dass bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug der Hauptrahmen 866 an diesem örtlichen Abschnitt ausknickt und das hintere Segment 878 gegen den Uhrzeigersinn in 51(b) um den örtlichen Abschnitt entsprechend der Sicke 874 verschwenkt wird, ohne dass das hintere Segment 878 wesentlich verformt wird.
Bei dem vorliegenden Pedalarm 860 der 51(a) wird der hintere Endabschnitt des Hauptrahmens 866 mit der geneigten Fläche 872 des stationären Elementes 870 in Kontakt gebracht und durch die geneigte Fläche 872 nach oben verschoben, wie in 51(b) gezeigt, wenn die externe Kraft vom Fahrzeug empfangen wird. Daher wird das hintere Segment 878 gegen den Uhrzeigersinn um den örtlichen Abschnitt, der der Sicke 874 entspricht, verschwenkt, ohne dass eine wesentliche Verformung des hinteren Segmentes 878 auftritt, wodurch der Pedalbefestigungsabschnitt gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird.
Während die Bremspedalvorrichtungen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen an einem Motorfahrzeug Verwendung finden können, bei dem der Bremskraftverstärker 46 im Motorraum 14 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise bei einer Bremspedalvorrichtung zur Verwendung bei einem Motorfahrzeug anwendbar, bei dem der Bremskraftverstärker 46 im Fahrgastabteil 15 angeordnet ist.
Im obigen Fall kann beispielsweise ein in 52 gezeigter Pedalarm 900 oder ein in 53 gezeigter Pedalarm 910 verwendet werden. Der Pedalarm 900 ist so ausgebildet, dass der im Fahrgastabteil 15 angeordnete und an der Rückseite der Spritzwand 16 befestigte Bremskraftverstärker 46 zwischen den Vorderabschnitten der Seitenplatten des Pedalarmes 900 in Querrichtung des Fahrzeuges angeordnet ist, wie in 52 gezeigt. Der Pedalarm 910 ist so ausgebildet, dass der im Fahrgastabteil 15 angeordnete Bremskraftverstärker 46 an seiner Rückseite (von der aus sich die Druckstange 50 nach hinten erstreckt) an den vorderen Endabschnitten der Seitenplatten des Pedalarmes 910 befestigt ist. In den 52 und 53 sind mit den Bezugszeichen 902 und 904 eine Lüfterklappe und ein am Verstärkungselement 34 befestigter Arm 904 bezeichnet.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend mit bestimmten Besonderheiten der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Erfindung diverse Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen aufweisen kann, die für den Fachmann deutlich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert ist.
Da die verschiedenen Ausführungsformen unter Verwendung einer großen Zahl von Bezugszeichen beschrieben wurden, sind die in den Ansprüchen eingesetzten Bezugszeichen auf diejenigen beschränkt, die die Elemente von typischen Spezies dieser Ausführungsformen bezeichnen.

Claims

Pedalvorrichtung (26) für ein Fahrzeug mit einer Karosserie (16), einem Fahrgastabteil (15) und einer Lenkvorrichtung (22), die im Fahrgastabteil angeordnet ist, wobei die Pedalvorrichtung im Fahrgastabteil angeordnet ist und (a) einen Pedalarm, der an der Karosserie befestigt ist, und (b) ein Pedal (30) aufweist, das vom Pedalarm schwenkbar gelagert wird und an einem unteren Ende eine Pedalauflage (42) besitzt, die vom Fuß eines Fahrzeuglenkers niedergedrückt wird, wobei ein Pedalauflagenverschiebungsmechanismus, der den Pedalarm umfasst, vorgesehen ist, um bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug zu ermöglichen, dass die Pedalauflage (42) so verschoben wird, dass ein Bein des Fahrzeuglenkers, dessen Fuß die Pedalauflage niederdrückt, in einer Richtung von der Lenkvorrichtung (22) weg bewegt wird, und wobei ein verformbarer Abschnitt des Pedalarmes bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der verformbare Abschnitt des Pedalarmes (360; 380, 420; 540; 560; 580; 610; 700; 720; 780; 820; 860) eine Konstruktion (372, 374; 390; 424; 542; 562; 602; 622; 672, 676; 732, 734; 900, 802, 804; 836; 874) besitzt, die die Verformung des Pedalarmes bei Aufbringung einer externen Kraft auf das Fahrzeug in eine vorgegebene Form erleichtert, wodurch der Pedalarm (42) bei einer linearen Verschiebung des Pedals (30) linear verschoben wird, wenn der Pedalarm in Gegenwart der Konstruktion bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug in die vorgegebene Form verformt wird.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Pedalarm zwei Elemente (16, 34) der Karosserie mindestens bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug kontaktiert, wobei diese beiden Elemente infolge der externen Kraft relativ zueinander bewegbar sind, und bei der die Konstruktion die Verformung des Pedalarmes in die vorgegebene Form erleichtert, wenn die beiden Elemente bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug relativ zueinander bewegt werden.
Pedalvorrichtung nach Anspruch 2, bei der sich der Pedalarm in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt und einen an einem (16) der beiden Elemente fixierten vorderen Endabschnitt (366; 392; 428; 546; 672; 740; 790; 82; 837; 874), der infolge der externen Kraft in Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges verschoben wird, und einen hinteren Endabschnitt (368; 394; 430; 550; 676; 748; 792; 824) aufweist, der das andere (34) der beiden Elemente mindestens bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug kontaktiert und dessen Rückwärtsverschiebung infolge der externen Kraft geringer ist als die Rückwärtsverschiebung des einen der beiden Elemente (16, 34).
Pedalvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Konstruktion Einrichtungen (372; 390; 602; 622; 672, 676; 732, 734; 804; 836; 874) zum Verringern der Biegefestigkeit eines örtlichen Abschnittes des Pedalarmes und dadurch zur Erleichterung der Verformung des örtlichen Abschnittes bei Aufbringung der externen Kraft auf das Fahrzeug aufweist.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konstruktion (372, 374; 390; 424) die Verformung des verformbaren Abschnittes so erleichtert, dass die Pedalauflage (42) mit dem Pedal (30) in einer rechtsgerichteten oder linksgerichteten Richtung des Fahrzeuges linear verschoben wird, wodurch die Pedalauflage von der Lenkvorrichtung (22) weg bewegt wird, wenn der verformbare Abschnitt verformt wird.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konstruktion (542; 562; 602; 622; 672, 676; 732, 734) die Verformung des verformbaren Abschnittes derart erleichtert, dass die Pedalauflage (42) mit dem Pedal (30) in einer Abwärtsrichtung des Fahrzeuges linear verschoben wird, wenn der verformbare Abschnitt verformt wird.
Pedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konstruktion (800, 802, 804; 836; 874) die Verformung des verformbaren Abschnittes so erleichtert, dass die Pedalauflage (42) mit dem Pedal (30) in Aufwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges linear verschoben wird, wenn der verformbare Abschnitt verformt wird.