EP0862522A1

EP0862522A1 - Rastvorrichtung für crashsichere betätigungseinrichtung insbesondere von bremsensystemen

Info

Publication number: EP0862522A1
Application number: EP97912110A
Authority: EP
Inventors: Jürgen GÜNTHER; Bernhard Jeuck
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1997-10-04
Publication date: 1998-09-09
Also published as: US6026706A; DE19642123A1; WO1998016404A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rasthülse zur Sicherung einer im Crashfall lösbaren Drehverbindung zwischen Betätigungsstange einer Bremsvorrichtung und einem Pedalhebel. Aufgabe der Erfindung ist es, eine schnelle und sichere Verrastung auch bei schlechten Sichtverhältnissen während der Montage zu erreichen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rastvorrichtung vormontiert vorzugsweise auf der Betätigungsstange angeliefert wird. Vorteilhafte Weiterbildungen beschäftigen sich mit Merkmalen, die eine zuverlässige Verrastung sicherstellen, indem Vorspannungskräfte die Verbindung lösen, falls die Raststellung nicht eindeutig erreicht wurde.

Description

Rastvorrichtung für crashsichere Betätigungseinrichtung insbesondere von Bremsensystemen

Bremssysteme, aber auch Kupplungen, werden mit Hilfe eines Pedalwerks durch Fußkraft betätigt. Dabei verschwenkt der Fahrer zum Betätigen des Bremssystems einen Pedalhebel, wodurch eine Betätigungsstange in eine Bremsvorrichtung eingeschoben und damit der Bremsvorgang ausgelöst wird. Derartige Pedalwerke besitzen eine große Wegübersetzung, so daß eine geringfügige, in Achsenlängsrichtung stattfindende Verschiebung der BetätigungsStange einem erheblichen Schwenkwinkel des Pedalhebels entspricht. Da bei Crashfall die Bremsvorrichtungen wie beispielweise Hauptzylinder oder Bremskraftverstärker erheblich verschoben werden können, kann dies zu gefährlichen Schwenkbewegungen des Pedalhebels führen. Aufgrund des Hebelausschlages kann somit entweder der Fuß des Fahrers gegen die Spritzwand eingeklemmt oder aber der Fuß des Fahrers durch einen unkontrollierten Ausschlag in den ohnedies recht engen Bodenbereich des Fahrzeugs führen. Ein derartiger Ausschlag ist besonders dann gefährlich, wenn der Fahrer ohnedies durch den Aufprall an das vordere Ende des Fahrgastraumes rutscht.

Man hat sich daher Gedanken gemacht, wie bei einem Crashfall eine derartige Schwenkbewegung des Pedalhebels vermieden werden kann. Ein Vorschlag geht beispielsweise dahin, die Tatsache auszunutzen, daß bei einem Crashfall die Betätigungsstange gegenüber dem Pedalhebel einen besonders großen Schwenkwinkel zurücklegen wird. Diese Tatsache wird dazu ausgenutzt, die Verbindung zwischen Betätigungsstange und Pedalhebel zu unterbrechen, indem die Betätigungsstange aus dem Drehlager am Pedalhebel geschoben wird. Dabei geht ein Vorschlag dahin, an der Betätigungsstange die Möglichkeit vorzusehen, daß diese beim Überschreiten eines bestimmten Schwenkwinkels seitlich von dem Lagerbolzen geschoben wird. Hierzu ist es nötig, die Lagerbohrung der Betätigungsstange seitlich mit einer Öffnung vorzusehen, die groß genug ist, daß unter Kraftwirkung der Lagerbolzen des Pedalhebels die Öffnung passieren kann.

Ein anderer Vorschlag geht dahin, die Drehbewegung der Betätigungsstange dazu auszunutzen, daß die Betätigungsstange axial zum Lagerbolzen aus dem Drehlager gehoben wird, in dem eine in diese Richtung wirkende Kraft die Bolzensicherung überwindet .

Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einer Einrichtung der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Bei den bekannten Rastvorrichtungen besteht die Schwierigkeit, daß diese bei schlechten Sichtverhältnissen im unteren Fahrgastraum schnell und sicher montiert werden müssen. Die bekannten Rastmittel hatten dabei den Nachteil, daß nicht erkennbar war, ob diese tatsächlich sicher verrastet waren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer gattungsgemäßen Einrichtung Rastmittel anzugeben, welche sich bei schlechten Sichtverhältnissen schnell und sicher montieren lassen. Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip darin, daß Auffädeln der Rastmittel au die Betätigungsstange oder auf den Bolzen des Pedalhebels zu vermeiden, indem die Rastmittel schon vor der Herstellung der Gelenkverbindung vormontiert (vorzugsweise auf der Betätigungsstange) geliefert werden.

Vielfach ist es wichtig, daß nicht nur die Rastmittel bei schlechter Beleuchtung schnell an die richtige Stelle gebracht werden, sondern es muß auch sichergestellt werden, daß die Rastmittel vollständig eingerastet sind. Hierzu schlägt die Erfindung die sich aus Anspruch 2 ergebenden Merkmale vor. Das Prinzip besteht hier darin, daß an der Rastvorrichtung Federelemente vorgesehen sind, welche der zum Einrasten benötigten Kraft entgegenstehen. Dabei sind diese Federkräfte derart bemessen, daß sie bei unvollständiger Verrastung die Rastvorrichtung aus der unvollständigen Rastverbindung herausheben, so daß die Rastvorrichtung nur locker auf dem Rastbolzen aufliegt. Erst wenn die Rastverbindung vollständig ist, sind die Federkräfte nicht in der Lage, diese Verbindung zu trennen. Dabei können die Federelemente gleichzeitig zu einer Schnappwirkung führen, die sicherstellt, daß mit hinreichender Kraft die Rastvorrichtung auf den mit Rastmittel versehenen Bolzen aufgepreßt wird. Ist die gewählte Kraft zu klein, so kann die Raststellung nicht erreicht werden und die Rastvorrichtung drückt sich von selbst aus der Raststellung heraus. Hinsichtlich der Federelemente können diese sowohl die Rastvorrichtung herausdrücken, indem sie an der Oberfläche der Betätigungsstange angreifen oder aber sich herausziehen, indem sie am Bolzenkopf angreifen.

Eine besonders einfache Art der Vormontage der Rastvorrichtung auf der Betätigungsstange ergibt sich durch die Merkmale nach Anspruch 5. Dabei können auch zusätzliche Rastmittel vorgesehen sein, welche die Rastvorrichtung an einer bestimmten Stelle der Betätigungsstange halten, indem etwa federnde Lappen an der Oberfläche der Betätigungsstange angreifen und in dort befindliche geeignete Ausnehmungen eingreifen.

Eine einfache Rastmöglichkeit der Rastvorrichtung auf dem Bolzen ist durch die Merkmalskombination nach Anspruch 6 gegeben. Dabei wird die Rastvorrichtung mit den Rastmitteln über den Bolzen geschoben, die bei dieser Bewegung um ein hinreichendes Stück ausgelenkt werden und dann schließlich in eine umlaufende Nut des Bolzens einrasten.

Für die erfindungsgemäße Rastvorrichtung ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau durch die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 7. Danach ist die Rastvorrichtung einstückig aus Blech herausgestanzt und dann entsprechend geformt. Eine sehr praktische Form stellte dabei eine Manschette dar, die die Betätigungsstange umgreift. Entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 7 kann die Rastvorrichtung auch noch mit einem Haltearm versehen sein, welcher mit einer federnden Klaue an der Betätigungsstange angreift und so die Haltevorrichtung in geeigneter Stellung auf der Betätigungsstange hält.

Um zu verhindern, daß die Rastvorrichtung seitenverkehrt montiert wird oder die mit der vormontierten Rastvorrichtung versehene Betätigungsstange seitenverkehrt auf den Bolzen aufgerastet wird, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 8. Durch die Finger wird verhindert, daß die seitenverkehrte Rastvorrichtung auf den Bolzen aufgesteckt werden kann, da diese die Rastmittel im Abstand von dem Bolzen halten.

Da zur Verbesserung der Drehlagereigenschaften ohnedies auf den Bolzen eine Lagerhülse aufgesteckt wird, die den Raum zwischen der Innenfläche der Öffnung in der Betätigungsstange und der äußeren Mantelfläche des Bolzens füllt, ergibt sich eine vorteilhafte Rastvorrichtung nach Anwendung der Merkmale nach Anspruch 9. Danach wird eine Kunststoffhülse in die Öffnung der Betätigungsstange vormontiert, die nicht nur gleichzeitig Rastmittel gegenüber dem Bolzen besitzt, sondern gleichzeitig die Laufeigenschaften der Betätigungsstange gegenüber dem Bolzen auf dem Pedalhebel verbessert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 und 2 die Vormontage eines ersten Ausführungsbeispiels einer Rastvorrichtung auf eine Betätigungsstange,

Fig. 3 bis 6 das Aufrasten der Betätigungsstange nach Fig. 1 auf einen Bolzen am Pedalhebel,

Fig. 7 und 8 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Vormontage eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 9 bis 12 die Aufrastung einer Betätigungsstange entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8,

Fig. 13 bis 16 die Anwendung eines dritten Ausführungsbeispiels ,

Fig. 17 bis 22 die Anwendung eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 23 bis 34 die Ausführung eines fünften Ausführungsbeispiels und

Fig. 39 bis 43 ein sechstes Ausführungsbeispiel. Eine mögliche Verbindung zwischen einer Betätigungsstange und dem Pedalhebel ist beispielsweise in der DE-OS 40 13 284 beschrieben. Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik, bei dem eine am Ende der Betätigungsstange befindliche Gabel mittels einer Öffnung in der Gabel und einen dem Bremspedal durchgreifenden Bolzen drehbar gelagert ist, geht die vorliegende Anmeldung davon aus, daß wie in Fig. 3 bis 6 angedeutet, die mit einer Öffnung versehene Betätigungsstange auf einen von dem Bremspedal abstehenden Bolzen aufgesteckt und mit diesem verrastet wird. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Betätigungsstange 1 mit durchgehender Öffnung 2. Auf diese Betätigungsstange wird in Form der Vormontage eine Rastvorrichtung 3 aufgesteckt. Die Rastvorrichtung kann in Draufsicht etwa wie in den Fig. 23,24 oder 37,38 gezeigt aussehen. Die Rastvorrichtung kann dabei im wesentlichen aus einer Blechmanschette, welche mit Rastvorsprüngen in das Innere eines in die Manschette eingearbeiteten Durchgangslochs ragen. Wie aus Fig. 2 zu erkennen, greifen Laschen 4 an den Innenwänden der Öffnung 2 der Betätigungsstange 1 an. Die vormontierte Einheit nach Fig. 2 wird auf einen von dem Pedalhebel 5 abstehenden Bolzen 6 aufgesteckt und kräftig so lange niedergedrückt, bis die Rastvorsprünge 7 in die umlaufende Nut 8 des Bolzens 6 eingreifen. Die Fig. 7 bis 12 zeigen einen entsprechenden Vorgang, nur daß hier die Rastvorrichtung 3 eine größere Breite hat, so daß die Rastvorsprünge länger sind und damit ein elastischeres Verhalten zeigen.

In den Fig. 3 bis 6 bzw. 9 bis 12 sind die einzelnen Stationen des Einrastvorgangs gezeigt.

Fig. 16 zeigt ausschnittsweise eine Rasthülse, die in eine Durchgangsöffnung 2 der Betätigungsstange 1 eingesetzt wird. Die Betätigungsstange selbst kann dabei die in den Fig. 29 bis 32 angedeutete Form haben, so daß sie über ihre wesentliche Länge zylinderförmig ist und dann an dem die Öffnung 2 aufnehmenden Ende eine vierkantige Form besitzt. Die Kunststoffhülse 10 ist über einen Haltearm 11 mit der Betätigungsstange 1 verbunden, wobei am Ende des Haltearms 11 eine Federkralle 12 elastisch angreift. Auf diese Weise ist die Lage der Kunststoffhülse 10 gegenüber der Betätigungsstange 1 festgelegt, wobei die Kunststoffhülse 10 in vormontierter Form mit der Betätigungsstange 1 angeliefert wird. Die Kunststoffhülse 10 besitzt weiterhin radial vorstehende Rastvorsprünge 13, die in die umlaufende Nut 8 des Bolzens 6 einrasten. Fig. 15 zeigt gleichzeitig noch zwei Rampen, deren schräge Keilflächen dafür sorgen, daß bei einer einen bestimmten Drehwinkel überschreitenden Drehbewegung der Betätigungsstange 1 gegenüber dem Pedalhebel 5 diese in Richtung des Pfeiles F von dem Bolzen 6 heruntergehoben wird. Hierdurch wird die zwangsweise Aufhebung der Lagerverbindung zwischen Bolzen 6 und Betätigungsstange 1 im Crashfall erreicht.

Die Fig. 17 bis 19 zeigen ein gegenüber der vorstehend beschriebenen Kunststoffhülse etwas abgeändertes viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei wird die Hülse nicht wie in Fig. 11 durch einen Haltearm 11 vormontiert auf der Betätigungsstange 1 gehalten, sondern mit Hilfe elastischer Haltefinger 18,19, die an der Oberfläche der Betätigungsstange 1 angreifen. Dabei wird die Kunststoffhülse 19 in Fig. 18 zur Vormontage von unten nach oben eingedrückt, bis sie die in Fig. 18 gezeigte Lage eingenommen hat. Fig. 20 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt von Fig. 17. Fig. 19 unterscheidet sich von Fig. 15 nur dadurch, daß statt zwei Rampen nur eine Rampe 14 vorgesehen ist. In den Fig. 21 und 22 ist die Kunststoffhülse nach den Fig. 18,20 mehr ins einzelne gehend dargestellt. Durch die Einfügung der Schiit- ze 20 wird eine verbesserte elastische Wirkung hinsichtlich der Haltefinger 18 und der Rastvorsprünge 13 erreicht. Während die Ausführungsbeispiele der Rastvorrichtungen nach den Fig. 13 bis 22 aus Kunststoff gebildet sind, zeigen die Fig. 25 bis 34 ein fünftes, aus Blech geformtes Ausführungsbei- spiel . Die Rastvorrichtung besteht dabei im wesentlichen aus einer Blechmanschette, die auf ihrer einen Seite (siehe Fig. 23) geschlitzt ist. Während Fig. 23 die obere Fläche der Rastmanschette zeigt, ist in Fig. 24 die Oberfläche der der Betätigungsstange zugewandte Unterseite zu sehen. Die Fig. 26,27,28 zeigen Schnitte durch die Manschette an den bezeichneten Stellen. Für die Erfindung wichtig ist, daß der für die Fertigung aus einem einzigen Blechteil sowieso notwendige Längsschlitz 21 gleichzeitig für die Elastizität der Rastvorsprünge 22 sorgt, welche in die umlaufende Nut 8 des Bolzens 6 eingreifen sollen. Die Fig. 26 bis 28 zeigen Schnitte durch die manschettenartige Rastvorrichtung an den angegebenen Stellen. Für die Erfindung bedeutend ist auch, daß an mindestens zwei Seiten der Rastvorrichtung 3 elastische Federlappen 23 vorgesehen sind, welche in entsprechende Ausnehraungen an den Seitenflächen der Betätigungsstange 1 einrasten können und somit die Lage der Rastvorrichtung 3 gegenüber der Betätigungsstange 1 sichern. Dies ist in Fig. 32 deutlich gezeigt. Für die Erfindung weiterhin wichtig sind die Federelemente 24, die vom Boden (Fig. 26) der Rastvorrichtung ausgehend vergleichsweise lang sind und bis in den Bereich der Rastvorsprünge 22 auf der Oberseite gemäß Fig. 23 der Rastvorrichtung 3 reichen. Diese Federelemente 24 haben nun nicht die Aufgabe, ebenfalls für eine Verrastung zu sorgen, sondern sie sollen eine Vorspannung schaffen, welche die Rastvorrichtung von dem Bolzen 6 herunterzieht, falls die Verrastung nicht vollständig durchgeführt wurde. Die Federelemente schaffen somit eine ständige Vorspannung in Richtung der Lösung der Verrastung. Gleichzeitig kann hierdurch ein Klappern der Rasthülse bzw. des Drehlagers durch die Vorspannung verhindert werden. Die Wirkung der Vorspannung ist sehr gut in Fig. 34 zu erkennen, während die Fig. 30 und 32 die auf der Betätigungsstange 1 vormontierte Rastvorrichtung 3 zeigen.

Fig. 34 zeigt im übrigen noch die Verwendung einer Lagerhülse 25 zur Verbesserung des Drehlagers zwischen der Betätigungsstange 1 und dem Bolzen 6.

Die Fig. 35 bis 43 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbei- spiel der Rastvorrichtung gemäß den Fig. 23 bis 34. Ein wesentlicher Unterschied des sechsten Ausführungsbeispiels gegenüber dem genannten fünften Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Federelemente 24, die wie aus Fig. 39 ersichtlich, versuchen, die Rastvorrichtung 3 durch Anlage gegen die Oberfläche des Pedalhebels 5 aus der Verrastung zu drük- ken. Eine gewisse Änderung haben auch die Rastvorsprünge 22 erfahren, wobei statt vier Rastvorsprüngen in den Fig. 22 bis 34 nur noch zwei Rastvorsprünge 22 mit verminderter Elastizität vorgesehen sind, die sich an den Längsschlitz 21 anschließen.

Aus Fig. 29 ist noch das Prinzip zur Lösung der Drehverbindung im Crashfall zu entnehmen. Dabei sind die Rampen 14,15 von oben gesehen gezeigt, die dafür sorgen, daß bei einer weiteren Drehung der Betätigungsstange 1 im Uhrzeigersinn die Betätigungsstange 1 in Richtung zum Betrachter hin von dem Bolzen 6 abgezogen wird.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Betätigung einer Vorrichtung eines Bremsensystems für Fahrzeuge, bestehend aus einem schwenkbar angeordneten Pedalhebel (5) sowie einer Betätigungsstange (1), die an einem mit dem Pedalhebel (5) starr verbundenen Bolzen (6) begrenzt drehbar angelenkt ist, wobei die Verbindung zwischen Pedalhebel (5) und Betätigungsstange (1) durch die Wirkung einer bei einem zu Verformungen des Fahrzeugvorderteils führenden Unfall auftretenden Kraft lösbar ist und wobei die Verbindung zwischen der Betätigungsstange (1) und dem Bolzen (6) durch eine Rastvorrichtung gesichert ist, welche durch Einwirkung einer in Richtung Achse des Bolzens (6) auftretenden Kraft lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (3) mit einem Halteelement (11,23) versehen ist, welches die Rastvorrichtung (3) vor dem Verrasten auf der Betätigungsstange (1) oder dem Betätigungspedal hält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (3) mit mindestens einem Federelement (24) versehen ist, dessen gegen die Verrastungs- richtung der Rastvorrichtung (3) wirkende Kraft überwunden werden muß, um den Rastvorgang sicherzustellen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des bzw. der Federelemente (24) so groß gewählt ist, daß bei nicht ordnungsgemäß erfolgter Rastung die Rastvorrichtung (3) außer Rasteingriff zum Bolzen (6) gehalten wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Federelemente (24) sich am Kopf des Bolzens (6) und/oder an dem Pedalhebel (5) im Bereich des Bolzenfußes abstützen.

5. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (3) die Betätigungsstange (1) manschettenartig umgreift.

6. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (3) als Rastmittel (22) federnde Vorsprünge besitzt, die in eine zugeordnete umlaufende Nut (8) am Bolzen (6) einrastbar sind.

7. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung einstük- kig aus Blech gefertigt ist und vorzugsweise mit einem Haltearm (11) versehen ist, welcher im Abstand zu den Rastmitteln (22) an der Betätigungsstange (11) angreift.

8. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (3) an ihrer die Rastmittel (22) aufweisenden Seite im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Vorrichtung abstehende Finger besitzt, die derart lang gewählt sind, daß ein Verrasten in verkehrter Einbaulage nicht möglich ist, in der die Finger auf die Oberfläche der Betätigungsstange (1) weisen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (10) eine Kunststoffhülse ist, deren Rastmittel (13) senkrecht von der inneren Mantelfläche abstehen und daß die Rastvorrichtung vorzugsweise mit von der äußeren Mantelfläche abstehenden Haltefingern (18,19) versehen ist, welche die Hülse (10) in einer Lageröffnung (2) in der Betätigungsstange (1) sichern.