EP1100704A1 - Bremspedalwerk für kraftfahrzeuge - Google Patents
Bremspedalwerk für kraftfahrzeugeInfo
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- EP1100704A1 EP1100704A1 EP00936642A EP00936642A EP1100704A1 EP 1100704 A1 EP1100704 A1 EP 1100704A1 EP 00936642 A EP00936642 A EP 00936642A EP 00936642 A EP00936642 A EP 00936642A EP 1100704 A1 EP1100704 A1 EP 1100704A1
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- EP
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- pedal
- brake
- actuating
- motor vehicles
- brake booster
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
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- G05G1/30—Controlling members actuated by foot
- G05G1/50—Manufacturing of pedals; Pedals characterised by the material used
- G05G1/506—Controlling members for foot-actuation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T7/00—Brake-action initiating means
- B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
- B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
- B60T7/06—Disposition of pedal
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
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- G05G1/30—Controlling members actuated by foot
- G05G1/32—Controlling members actuated by foot with means to prevent injury
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- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20576—Elements
- Y10T74/20888—Pedals
Definitions
- the invention relates to a brake pedal mechanism for motor vehicles with a pedal bracket fastened to the body of the motor vehicle, which has a bearing for the pivot axis of a rotatably mounted step surface
- Actuating pedal receives, wherein an actuating element for a brake booster is articulated on the actuating pedal.
- Brake pedal mechanisms of the generic type described above are installed in different designs in every motor vehicle. They serve to transmit the braking forces applied by the vehicle driver by operating the brake pedal via the brake booster to the master brake cylinder, where the braking forces are converted into hydraulic or pneumatic energy.
- the actuation pedal is rotatably mounted on its upper free end facing away from the tread, the articulation point for the between the tread and the mounting of the brake pedal
- Actuator of the brake booster is arranged.
- the power transmission through the actuating element from the actuating pedal to the brake booster or to the master brake cylinder is under pressure.
- the total length of the brake system from the master brake cylinder to the actuation pedal is approximately 400 mm and thus extends far into the engine compartment of the motor vehicle, which is disadvantageous in particular in the event of an accident.
- different solutions have been developed in the prior art.
- the entire brake module of the motor vehicle can be supported by a cross member, which causes the brake cylinder to tilt or the actuating pressure rod to bend.
- the object of the present invention is therefore to develop a brake pedal mechanism for motor vehicles, in which it is ensured that penetration of the brake pedal into the foot passenger compartment is reliably ruled out and, at the same time, cost-effective production is possible while minimizing the required installation space.
- pivot axis mounted on the pedal bracket is arranged on the actuating pedal between the tread and the articulation point of the actuating element for the brake booster.
- the actuation pedal is in the direction of the movement of the master cylinder and the brake booster Passenger compartment automatically swung away from the driver's foot area. This reliably eliminates the risk of injury or trapping for the driver's lower extremities.
- the central mounting of the actuation pedal allows a shortening of the pedal length, because a larger swivel angle of the brake pedal is possible due to the linear guidance of the actuating element for the brake booster. Due to the central mounting of the actuating pedal, it is of course necessary to design the brake booster and the master brake cylinder in such a way that they no longer react to compressive stress, but rather to tensile stress.
- Such a mode of operation can be realized in the master brake cylinder, for example, by turning the two working pistons or by using a pull piston rod that leads through a central central bore in both pistons. In this case, the overall length of the piston arrangement can even be reduced under certain circumstances.
- a pull actuation instead of a pressure actuation has the great advantage in the brake booster that it can be made much easier because the pull actuation leads to a contraction of the individual components of the brake booster. It is therefore no longer necessary to take special precautions against pulling apart the brake booster components. For this reason, the tie rods provided today for brake boosters can be omitted, the use of which makes additional construction work necessary with regard to the sealing of the pistons of the brake booster from the tie rod.
- Figure 1 a brake pedal mechanism according to the invention in side sectional view
- Figure 2 is a sectional view through a master cylinder as part of the brake system connected to the brake pedal assembly.
- the assembly shown in FIG. 1 for actuating a hydraulic brake system for motor vehicles consists of a pneumatic brake booster 1, a master brake cylinder 2 connected downstream of the brake booster, which is only shown schematically in FIG. 1, a pressure medium reservoir 3 arranged on the master brake cylinder 2 and one the brake booster 1 upstream pedal mechanism, which is generally provided with the reference number 4.
- the brake booster 1 has a brake booster housing 20 which is flanged to a pedal bracket 5 of the brake pedal mechanism 4.
- the pedal bracket 5 can be fixed by means of bores 19 on the body of the motor vehicle using fastening means (not shown here).
- the pedal bracket 5 has the
- Braking booster facing away from a bracket 16 which has a bearing 18 for a pivot axis 17 of the actuating or brake pedal 6.
- the brake booster 1 is actuated by the actuation pedal 6 with the aid of an actuation element 7, which is designed as a pull rod. This is mounted with its one free end projecting beyond the brake booster 1 in a pivot point 8 on the actuating pedal 6. As can be clearly seen from FIG. 1, the pivot axis 17 is located in a central region of the actuation pedal 6
- Another advantage of the train design according to the invention is that the air inlet of the brake booster 1 can be placed in the engine compartment. The usually with the operation of the brake booster 1
- Brake booster associated inevitable hissing noises when sucking in the air are thus reliably kept away from the vehicle interior.
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Abstract
Es wird ein Bremspedalwerk (4) für Kraftfahrzeuge vorgestellt, welches mit einem an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigten Pedalbock (5), der eine Lagerung (18) für die Schwenkachse (17) eines drehbar gelagerten mit einer Trittfläche (9) versehenen Betätigungspedales (6) aufnimmt, wobei an dem Betätigungspedal ein Betätigungselement (7) für einen Bremskraftverstärker (1) mit Hauptbremszylinder (2) angelenkt ist. Erfindungsgemäss ist die am Pedalbock gelagerte Schwenkachse am Betätigungspedal zwischen der Trittfläche und der Anlenkpunkt (8) des Betätigungselementes angeordnet. Durch diese erfindungsgemässe Massnahme wird zum einen ein erhöhter Insassenschutz in Bezug auf ein automatisches Verschwenken des Betätigungspedals in einer Unfallsituation aus dem Bereich der unteren Extremitäten des Fahrzeugführers gewährleistet, darüber hinaus bietet die neuartige Gestaltung in Bezug auf eine Reduzierung des Bauraumes und sonstiger Bauteile - insbesondere des Bremskraftverstärkers - erhebliche Vorteile.
Description
Bremspedalwerk für Kraftfahrzeuge
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Bremspedalwerk für Kraftfahrzeuge mit einem an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigten Pedalbock, der eine Lagerung für die Schwenkachse eines drehbar gelagerten mit einer Trittfläche versehenen
Betätigungspedals aufnimmt, wobei an dem Betätigungspedal ein Betätigungselement für einen Bremskraft Verstärker angelenkt ist.
Bremspedalwerke der oben geschilderten, gattungsgemäßen Art sind in unterschiedlicher Ausgestaltung in jedem Kraftfahrzeug eingebaut. Sie dienen dazu, beim Bremsvorgang die vom Fahrzeugfuhrer durch Betätigen des Bremspedals aufgebrachten Bremskräfte über den Bremskraftverstärker zum Hauptbremszylinder weiterzuleiten, wo die Bremskräfte in hydraulische oder pneumatische Energie umgewandelt werden. Das Betätigungspedal ist bei üblichen Anordnungen an seinem oberen, der Trittfläche abgewandten, freien Ende drehbar gelagert, wobei zwischen Trittfläche und Lagerung des Bremspedals der Anlenkpunkt für das
Betätigungselement des Bremskraftverstärkers angeordnet ist. Die Kraftübertragung durch das Betätigungselement vom Betätigungspedal zum Bremskraftverstärker bzw. zum Hauptbremszylinder ist druckbelastet. Die Gesamtlänge des Bremssystems vom Hauptbremszylinder bis zum Betätigungspedal beträgt etwa 400 mm und ragt somit weit in den Motorraum des Kraftfahrzeuges hinein, was insbesondere im Falle eines Unfalles nachteilig ist. Um zu verhindern, daß in Unfallsituationen das Betätigungspedal durch Rückverlagerung von Hauptbremszylinder und
Bremskraftverstärker in den Fahrgastraum eindringt, sind im Stand der Technik unterschiedliche Lösungsvorschläge erarbeitet worden.
Es kann beispielsweise das gesamte Bremsmodul des Kraftfahrzeuges durch einen Querträger abgestützt werden, der ein Kippen des Bremszylinders oder ein Abknicken der Betätigungsdruckstange bewirkt. Diese Lösungen sind beispielsweise in der EP 0836 968 sowie der DE 196 06 690 und DE 196 06 427 offenbart.
Darüber hinaus ist die Lösung vorgeschlagen worden, ein Eindringen des Bremspedals in den Fußfahrgastraum dadurch zu verhindern, daß das Bremspedal in einer Unfallsituation aus seiner Lagerung gelöst wird (DE 196 51 013) oder aber den Bremskraftverstärker nicht längs, sondern quer anzuordnen, was sich aus der DE 196 32 330 ergibt.
Allen vorgeschlagenen Lösungsmöglichkeiten ist gemeinsam, daß sie zusätzliche Bauteile und Befestigungspunkte benötigen, in ihrer Gestaltung hinsichtlich des Bauraumes aufwendig sind und die gesamte Bremsanlage somit verteuern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bremspedalwerk für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, bei dem sichergestellt ist, daß ein Eindringen des Bremspedals in den Fußfahrgastraum zuverlässig ausgeschlossen wird und bei dem gleichzeitig eine kostengünstige Herstellung unter Minimierung des notwendigen Bauraumes realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die am Pedalbock gelagerte Schwenkachse am Betätigungspedal zwischen der Trittfläche und dem Anlenkpunkt des Betätigungselementes für den Bremskraftverstärker angeordnet ist.
Durch diese konstruktive Gestaltung wird das Betätigungspedal bei einer Bewegung des Hauptbremszylinders und des Bremskraftverstärkers in Richtung des
Fahrgastraumes automatisch aus dem Fußbereich des Fahrers weggeschwenkt. Somit ist eine Nerletzungs- oder Einklemmgefahr für die unteren Extremitäten des Fahrzeugf hrers zuverlässig ausgeschlossen. Darüber hinaus läßt die mittige Lagerung des Betätigungspedals eine Verkürzung der Pedallänge zu, weil infolge der Geradführung des Betätigungselementes für den Bremskraftverstärker ein größerer Schwenkwinkel des Bremspedals möglich ist. Durch die Mittenlagerung des Betätigungspedals ist es natürlich notwendig, den Bremskraftverstärker und den Hauptbremszylinder so zu gestalten, daß diese nicht mehr auf Druckbeanspruchung, sondern auf Zugbeanspruchung reagieren. Eine derartige Arbeitsweise kann beim Hauptbremszylinder beispielsweise durch das Umdrehen der beiden Arbeitskolben realisiert werden oder dadurch, daß eine Zugkolbenstange Nerwendung findet, die durch eine zentrale Mittelbohrung beider Kolben führt. Hierbei läßt sich unter Umständen sogar die Gesamtlänge der Kolbenanordnung reduzieren.
Eine Zugbetätigung anstelle einer Druckbetätigung hat beim Bremskraftverstärker den großen Vorteil, daß dieser sehr viel einfacher gestaltet werden kann, weil die Zugbetätigung zu einem Zusammenziehen der Einzelbauteile des Bremskraftverstärkers führt. Es ist somit nicht mehr notwendig, spezielle Vorkehrungen gegen ein Auseinanderziehen der Bremskraftverstärker-Bauhälften vorzusehen. Aus diesem Grunde können die heute bei Bremskraftverstärkern vorgesehenen Zuganker entfallen, deren Verwendung einen zusätzlichen Bauaufwand hinsichtlich der Abdichtung der Kolben des Bremskraftverstärkers gegenüber der Zugstange notwendig macht.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : ein erfindungsgemäßes Bremspedalwerk in Seitenschnittdarstellung und
Figur 2: eine Schnittdarstellung durch einen Hauptbremszylinder als Teil der mit dem Bremspedalwerk verbundenen Bremsanlage.
Die in der Figur 1 gezeigte Baugruppe zur Betätigung einer hydraulischen Bremsanlage für Kraftfahrzeuge besteht aus einem pneumatischen Bremskraftverstärker 1, einem den Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptbremszylinder 2, der in der Figur 1 nur schematisch dargestellt ist, einem auf dem Hauptbremszylinder 2 angeordneten Druckmittel- Vorratsbehälter 3 sowie einem dem Bremskraftverstärker 1 vorgeschalteten Pedalwerk, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehen ist. Der Bremskraftverstärker 1 weist ein Bremskraftverstärkergehäuse 20 auf, welches an einen Pedalbock 5 des Bremspedalwerkes 4 angeflanscht ist. Der Pedalbock 5 ist mit hier nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln mittels Bohrungen 19 an der Karosserie des Kraftfahrzeuges festlegbar. Der Pedalbock 5 besitzt an seiner dem
Bremskraftverstärker abgewandten Seite eine Halterung 16, die eine Lagerung 18 für eine Schwenkachse 17 des Betätigungs- oder Bremspedals 6 aufweist.
Denkbar ist selbstverständlich auch eine Ausführung, bei der am Pedalbock 5 weitere Aufnahmen für beispielsweise ein Kupplungs- und/oder Gaspedal vorgesehen sind.
Die Betätigung des Bremskraftverstärkers 1 durch das Betätigungspedal 6 erfolgt mit Hilfe eines Betätigungselementes 7, welches als Zugstange gestaltet ist. Diese ist mit ihrem einen, freien, über den Bremskraftverstärker 1 vorstehenden Ende in einem Anlenkpunkt 8 am Betätigungspedal 6 gelagert. Wie aus der Figur 1 deutlich ersichtlich ist, befindet sich die Schwenkachse 17 in einem mittleren Bereich des
Betätigungspedales 6 zwischen der oberen Aufnahme 8 für die Zugstange 7 und dem unteren Ende des Betätigungspedals mit der Trittfläche 9. Durch diese spezielle Lagerungsanordnung ist gewährleistet, daß eine Bewegung der Zugstange 7 in
Richtung des Pfeiles P infolge eines Unfalles automatisch dazu führt, daß die Trittfläche 9 des Betätigungspedales 6 aus dem unmittelbaren Umfeld der Füße des Fahrzeugführers herausgeschwenkt wird.
Auf diese Weise ist das Verletzungs- bzw. Klemmrisiko für die unteren Extremitäten erheblich herabgesetzt.
Im normalen Fahrbetrieb wird durch ein Verschwenken des Betätigungspedals ebenfalls eine Bewegung der Zugstange 7 in Richtung des Pfeiles P herbeigeführt, wobei innerhalb des Bremskraftverstärkers zusätzliche Kräfte bereitgestellt werden, die für die Betätigung des Hauptbremszylinders 2 hilfreich sind. Die Verbindung zwischen der Zugstange 7 und der Kolbenstange 10 des Hauptbremszylinders 2 erfolgt, wie dies aus Figur 2 ersichtlich ist, an der vorderen, im Motorraum befindlichen Nahtstelle zwischen Bremskraftverstärkergehäuse 20 und Hauptbremszylindergehäuse 21. Da durch die neuartige Gestaltung des Bremspedalwerkes 4 die Kolbenstange 10 als Zugkolbenstange wirkt, ist eine gegenüber dem Stand der Technik neuartige Gestaltung des Hauptbremszylinders 2 notwendig. Diese neue Gestaltung geht aus der Figur 2 hervor und besteht im Wesentlichen darin, daß die Zugkolbenstange durch eine Mittenbohrung der im Hauptbremszylinder angeordneten Kolben 11 und 12 geführt ist. In der Figur 2 sind zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Stellungen der Kolben 11 und 12 in einer
Teildarstellung I der Hauptbremszylinder im sogenannten Ruhezustand dargestellt, bei dem die Kolbenstange 10 an der Endplatte 13 des Hauptbremszylinders 2 anliegt. Wird das Betätigungspedal 6 verschwenkt, so wird unter Zwischenschaltung der Zugstange 7 die Kolbenstange 10 in Richtung des Pfeiles Q verschoben, wobei die Kolben 11 und 12 in die in der Zeichnung im unteren Bereich dargestellte Position II gelangen, wodurch ein entsprechender Bremsdruck innerhalb der Bremsanlage des Kraftfahrzeuges erzeugt wird.
Aus der Figurenbeschreibung wird nochmals deutlich, daß durch die neuartige Gestaltung des Bremspedalwerkes zum einen die Verletzungsgefahr in einer Unfallsituation erheblich herabgesetzt wird und daß darüber hinaus gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ein Zusammenpressen der einzelnen Bauteile des Bremskraftverstärkers beim Aufbringen von Kräften auf das
Betätigungspedal erzeugt wird. Durch dieses Zusammenpressen der einzelnen Modulteile des Bremskraftverstärkers 1 kann das Gesamtsystem des Bremskraftverstärkers einfacher und kostengünstiger gestaltet werden, da früher übliche Maßnahmen zur Stabilisierung des Gehäuses, wie Zuganker und dgl. entfallen können, was eine Reduzierung der Bauteile mit sich bringt. Darüber hinaus ist es jedoch vom Kostenfaktor her gesehen wichtiger, daß aufgrund fehlender Zugstangen eine Abdichtung der Kolben zu den Zugstangen entfallen kann.
Als weiterer Vorteil ergibt sich durch die erfindungsgemäße Zuggestaltung am Bremskraftverstärker der Vorteil, daß der Lufteinlaß des Bremskraftverstärkers 1 in den Motorraum gelegt werden kann. Die üblicherweise mit dem Betrieb des
Bremskraftverstärkers verbundenen unvermeidlichen Zischgeräusche beim Einsaugen der Luft werden also auf diese Weise vom Fahrzeuginnenraum zuverlässig ferngehalten.
Bezugszeichenliste:
1. Brernskraftverstärker
2. Hauptbremszylinder
3. Druckmittelvorratsbehälter
4. Bremspedalwerk
5. Pedalbock
6. Betätigungspedal
7. B etätigungselement
8. Anlenkpunkt
9. Trittfläche
10. Kolbenstange
11. Kolben
12. Kolben
13. Endplatte
14. Langloch
16. Halterung
17. Schwenkachse
18. Lagerung
19. Durchgangsbohrungen
20. Bremskraftverstärkergehäuse
21. Hauptbremszylindergehäuse
Claims
1. Bremspedalwerk (4) für Kraftfahrzeuge mit einem an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigten Pedalbock (5), der eine Lagerung (18) für die Schwenkachse (17) eines drehbar gelagerten mit einer Trittfläche (9) versehenen Betätigungspedals (6) aufnimmt, wobei an dem Betätigungspedal (6) ein Betätigungselement (7) für einen Bremskraftverstärker (1) mit Hauptbremszylinder (2) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet daß die am Pedalbock (5) gelagerte Schwenkachse (17) am Betätigungspedal (6) zwischen der Trittfläche (9) und dem Anlenkpunkt (8) des Betätigungselemtes (7) angeordnet ist.
2. Bremspedalwerk für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (7) für den Bremskraftverstärker eine Zugstange ist, die am Betätigungspedal (6) in einem Langloch (14) geführt ist.
3. Bremspedalwerk für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (7) mit einer zentralen Zugkolbenstange (10) des Hauptbremszylinders (2) verbunden ist, wobei die Zugkolbenstange (10) in zentralen Bohrungen der Bremszylinderkolben (11, 12) angeordnet ist.
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