EP1523426A1 - Hysteresebildung fahrpedalmodul - Google Patents

Hysteresebildung fahrpedalmodul

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Publication number
EP1523426A1
EP1523426A1 EP03764932A EP03764932A EP1523426A1 EP 1523426 A1 EP1523426 A1 EP 1523426A1 EP 03764932 A EP03764932 A EP 03764932A EP 03764932 A EP03764932 A EP 03764932A EP 1523426 A1 EP1523426 A1 EP 1523426A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
friction
bearing
pedal lever
pedal
friction member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03764932A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Löchle
Dieter Papenhagen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1523426A1 publication Critical patent/EP1523426A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K26/021—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20528—Foot operated
    • Y10T74/20534—Accelerator

Definitions

  • the invention relates to an accelerator pedal module with a pedal lever pivotally mounted in a receptacle about a pivot axis.
  • the force required to pivot or turn the pedal lever changes with the position of the pedal lift.
  • a friction member acts directly on the pedal lever or on a friction body arranged on the pedal lever.
  • the friction member is connected to a spring element such that the frictional force between the friction body and the friction member varies relative to the pivot position of the pedal lever due to the elongation of the spring element.
  • the pedal lever is pivotally mounted on a bearing pin, which is held in a vehicle part.
  • the pedal lever interacts with a friction element that generates a frictional torque when the pedal lever is moved.
  • a friction body is pressed under the action of the spring element against the friction surface of a fixed support part.
  • the friction body is with the Restoring force of the restoring spring supporting the pedal lever coupled as a spring element.
  • the invention is based on the object of designing and arranging an accelerator pedal module in such a way that the motion-dependent frictional force of the friction member can be dimensioned as a function of its position relative to the pedal lever and the accelerator pedal module including the friction member can be assembled more easily and quickly.
  • the friction member designed as a rigid body is pivotally mounted on the pedal lever and the friction member is connected to the receptacle via the spring element.
  • the pedal lever and the spring element are mounted in the receptacle.
  • the friction body which is attached or provided in the form of a cylinder and coaxially to the pivot axis on the pedal lever, serves as the pivot bearing of the pedal lever.
  • a bore is provided as a bearing for the friction member and a pin is provided on the pedal lever as a counter bearing.
  • the friction member can be rotatably mounted on the pedal lever at any point around the friction body.
  • the bearing and the counter bearing have to be provided at different positions on the pedal lever. The different positions result in different distances between the bearing of the friction member and the point at which the friction member is connected to the spring element. These distances are decisive for the transmitted friction force or for the generated friction torque.
  • the friction member is attached to the bearing on the pedal lever and attached or placed on the friction body.
  • the spring element is hung in the receptacle and in the fastening on the friction member. Dismantling is correspondingly simple if the accelerator pedal module is removed.
  • the friction member has a bearing, for example in the form of a bore or a pin. points.
  • a bearing is suitable for mounting and is basically maintenance-free. Due to the slight movement of the friction member, the bearing is almost wear-free.
  • the bearing of the friction member is attached to a counter bearing on the pedal lever, which is designed in the opposite manner.
  • the counter bearing is also suitable for mounting and is almost wear-free.
  • the bearing and the counter bearing have a tolerance that is free of play and cannot be tilted by appropriate chamfers in the edge area when plugging on.
  • the friction member has a fastening with a bore, a pin or a hook for the spring element.
  • the spring element is connected at its second end to the receptacle. The spring force presses or pulls the friction member against the friction surface of the friction body, depending on whether the spring element is designed for tension or pressure.
  • the attachment is provided with a sufficiently large elongated hole for easy hooking in of a spring element with hooks.
  • Linear or non-linear coil springs are primarily used as spring elements. With regard to the susceptibility to corrosion and in terms of weight, rubber or plastic straps are also used, which are also suspended or held in a type of pot bearing designed for pressure.
  • At least one friction surface of the friction body is cylindrical or conical. With this design, the friction member can be simply plugged on or put on.
  • a conical shape of the friction surface and thus of the friction body has the advantage that, depending on the orientation of the bevel of the cone, the resulting frictional force acting on the friction body being affected. Furthermore, the conical shape, which becomes narrower towards the pedal lever, forms a securing means for the bearing and the counter-bearing when the cone diameter decreases towards the pedal lever. The friction member is moved in the axial direction against the pedal lever when the pedal lever is actuated.
  • the friction body is arranged concentrically to the pivot axis of the pedal lever on the pedal lever, the friction body can simultaneously serve as a pivot bearing for the pedal lever.
  • these are arranged in the receptacle together with the pedal lever between the bearings of the pedal lever. This has the advantage that no further protection against displacement in the direction of the pivot axis is required for the friction members.
  • the friction member completely or partially surrounds or encloses the friction body of the pedal lever.
  • the friction member is essentially designed as a ring which is placed on the friction body.
  • the bearing and the attachment are provided in the outer region of the friction body.
  • the friction force to be transmitted can also be influenced by the length of the friction surface of the friction element in a friction element designed in this way.
  • the pedal lever or the friction body has a plurality of friction surfaces which are rotationally symmetrical to the pivot axis.
  • the end face of the friction body or that for Use the parallel surface of the pedal lever as a friction surface In relation to the conical friction surface explained above, the end face of the friction body or that for Use the parallel surface of the pedal lever as a friction surface.
  • the rotational symmetry ensures constant contact between the friction member and the friction surface.
  • the friction member has several bearings and the pedal lever has several counter bearings.
  • the bearing and the counter bearing are arranged at different positions both around the friction body and around the friction surface of the friction member.
  • the distance referred to as the friction radius between the bearing point of the friction member and the attachment point of the spring element is thus variable.
  • the frictional force resulting from the spring force is changed with the shifting of the bearing point or with the change in the friction radius.
  • the friction member and the pedal lever each have a bore as a bearing or counter bearing.
  • the bearing and counter bearing are rotatably connected by a further bearing member, for example in the form of a pin.
  • the friction member can be pivoted freely about its bearing point.
  • the accelerator pedal module on the pedal lever has a first pivot axis and the friction member has a bearing axis that is different from the pivot axis.
  • the bearing axis is assigned to the bearing and the counter bearing. The distance between these two axes and the geometric relationships for fastening the spring element have a significant influence on the invention.
  • a first connecting line from the center of the attachment to the pivot axis closes with a second connecting line from the center of the bearing to the swivel axis an angle between 0 ° and 359.99 ° degrees.
  • the pedal lever, the friction body and the counter bearing are of identical material and in one piece.
  • This component group can be produced in one work step without an additional joining process.
  • the wear between the bearing and counter bearing is largely reduced due to the same coefficients of friction.
  • the friction member come as a material, especially plastics or mixtures of plastics, consisting of • a matrix, and further, the sliding or adhesion properties influencing supporting plastics are used. Ceramic materials or metal alloys can also be used.
  • the friction member is no longer made of the same material and, depending on the training, has a multilayer structure.
  • At least two friction elements act on the pedal lever.
  • a friction body is provided on both sides of the pedal lever in the direction of the pivot axis.
  • At least one friction member is assigned to each friction body. The wear of a single friction element is reduced by several friction elements or the friction force is increased.
  • each friction member is connected to the receptacle via a spring element.
  • the possibilities of varying the number of friction elements which are coupled with one or more friction bodies and spring elements are very large.
  • the use of more than two friction members per friction body is advantageous with regard to the formation of hysteresis.
  • the friction member is designed as a molded or die-cast part. Just like the pedal lever including the friction body and counter bearing, the friction member is manufactured in one manufacturing process.
  • the spring element it is advantageous for the spring element to have a pretension that is dependent on the position of the pedal lever or that is independent of the position of the pedal lever.
  • the resulting hysteresis can contribute to ease of use, depending on the desired operating characteristics of the pedal lever.
  • the above-described friction radius as a connection between the counter bearing and the fastening of the spring element has a length between 20 and 200 mm.
  • the pedal radius which is also important for ease of use, as a connection between the thrust bearing and the accelerator pedal bearing has a length of between 100 and 500 mm.
  • the ratio of the friction radius to the pedal radius with a value between 1 and 10 is advantageous.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the components of an accelerator pedal module
  • FIG. 2 shows a side view of an accelerator pedal module
  • FIG. 3 shows a side view of the bearing and the counter bearing in a first position with a receptacle
  • FIG. 4 shows a side view of the bearing and the counter bearing in a second position
  • FIG. 5 shows a side view of the bearing and the counter bearing in a third position with connecting lines
  • Figure 6 is a side view of the bearing and the counter bearing in a fourth position.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the components of an accelerator pedal module 1.
  • the same parts have the same reference numbers in all the figures. Parts which are the same or have the same structure and which are provided on both sides of the accelerator pedal module 1 in accordance with FIG. 1 differ in one or more lines assigned to the reference numbers.
  • Figure 1 shows as a central part a pedal lever 2, on the left and right in the upper region in the direction of a pivot axis 10 of the pedal lever 2, a friction body 2.1 is provided.
  • the friction body 2.1 is cylindrical and is mounted concentrically relative to the pedal lever 2.
  • a bearing axis 11 runs parallel to the pivot axis 10.
  • Counter bearings 2.2 in the form of a pin are also arranged in the upper area on the pedal lever 2 in the upper region on the left and right in the direction of the bearing axis 11.
  • the counter bearing 2.2 are cylindrical, the end face of the counter bearing 2.2 is provided with a chamfer in the edge area for easier assembly.
  • Each of the two counter bearings 2.2 serves to mount a friction member 4.
  • the friction members 4 are annular and have a circular bore with a diameter that corresponds to the diameter of the circular friction bodies 2.1 with a corresponding fit tolerance. Depending on the design, these two diameters differ in micrometer or millimeter ranges up to five millimeters.
  • a friction surface is formed, which is at least partially brought into contact with a friction surface 2.3 of the friction body 2.1.
  • the friction member 4 is rotatably mounted on the counter bearing 2.2 with a bearing 4.2, which is designed as a bore. In this position, as shown in FIG. 2, the friction member 4 surrounds or encloses the friction body 2.1.
  • the bearing 4.2 like the counter-bearing 2.2, has a chamfer in the edge areas, so that incorrect canting and unnecessary expenditure of time are avoided during assembly.
  • a fastening 4.1 in the form of an elongated hole is provided on the friction member 4, in which one end of a spring element 5 is suspended.
  • the spring element 5 is designed as a spiral spring, each with hooks formed at the end.
  • the other end of the spring element 5 is fastened to a receptacle 9, which is shown in FIG. 3 in the form of a bearing symbol.
  • the pedal lever 2 is mounted on the friction body 2.1.
  • the pedal lever 2 is shown in Figure 1 only in the upper area.
  • the upper part of the pedal lever 2 shown has a protective cover 8 in the transition area from the friction bodies 2.1 down to the actual pedal lever 2.
  • the protective cover 8 prevents the ingress of dirt.
  • a pin catch for a sensor shaft, not shown, is provided in the area of the protective screen 8 and is introduced into the catch via a ball pin.
  • Pedal lever 2 The friction body 2.1 and the counter bearing 2.2 are made in one piece and of identical material.
  • FIG. 2 shows the side view of an accelerator pedal module with the pedal lever 2, an accelerator pedal bearing 6 and a partially illustrated accelerator pedal 3.
  • a stop 7 is provided which, when the accelerator pedal 3 is depressed, encounters a counterstop (not shown) ,
  • FIG 2 the parallel arrangement of the pivot axis 10 and the bearing axis 11 is shown.
  • the pivot axis 10 runs through the center of the friction body 2.1 and the bearing axis 11 through the center points of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2.
  • the parallel distance with respect to the direction of the acting spring force from the center of the bearing arrangement of the bearing 4.2 and the counter-bearing 2.2 to the point of the attachment 4.1 is referred to as the friction radius a.
  • a further important distance for the adjustment of the hysteresis relates to the direction of the force acting on the accelerator pedal 3 for actuating the accelerator pedal 3. This distance, parallel to the actuating force, between the center of the bearing arrangement of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 to the center of the accelerator pedal bearing 6 is considered to be Pedal radius b designated.
  • the ratio of friction radius a to pedal radius b has a corresponding influence on the friction conditions on the friction body 2.1 and on the component loads.
  • Figure 3 shows a side view of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 in a first position.
  • the position of the bearing arrangement of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 varies.
  • the friction conditions and the areas of the friction surfaces vary between the friction member 4 and the friction body 2.1.
  • the friction member 4 is in frictional contact with the friction body 2.1 essentially in the lower region of the friction surfaces.
  • other areas are in frictional contact, for example according to FIG.
  • the side view of the accelerator pedal module 1 shows that the pedal lever 2 is supported around the spring element 5 by the receptacle 9.
  • the receptacle 9 is shown symbolically in the form of a monovalent bearing.
  • Figure 4 shows a side view of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 in a second position.
  • Friction member 4 and friction body 2.1 also rub essentially in the lower region.
  • the position of the bearing arrangement of bearing 4.2 and counter bearing 2.2 has enormous effects on the formation of hysteresis.
  • the hysteresis can be designed as a function of the friction values and the spring constants of the spring element 5 by displacing the bearing arrangement.
  • the protective cover 8 is provided on the pedal lever 2.
  • FIG. 5 shows a side view of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 in a third position.
  • a first connecting line 12 and a second connecting line 13 are also shown in FIG. These are used to describe the diverse positioning of the bearing arrangement of bearings 4.2 and 2.2.
  • the angle ⁇ enclosed by these two connecting lines can have a value between 0 ° and 359 ° degrees.
  • a gradation of the angle in the tenth of a degree range is provided.
  • Several bearings 4.2 and counter bearings 2.2 or only one bearing 4.2 and counter bearing 2.2 are provided on an accelerator pedal module 1.
  • Figure 6 shows a side view of the bearing 4.2 and the counter bearing 2.2 in a fourth position. According to FIGS. 3 to 5, only the upper area of the accelerator pedal module 1 is shown.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrpedalmodul (1) für Kraftfahrzeuge, welches zur Steuerung der Brennkraftmaschine einem Gaspedal (3) nachgeschaltet ist. Das Fahrpedalmodul (1) weist einen Pedalhebel (2) auf, der in Abhängigkeit seiner Stellung beim Verschwenken mit unterschiedlichen Reibmomenten beaufschlagt ist. Die Funktion der Pedalkraft in Abhängigkeit des Pedalweges beschreibt dabei eine Hysterese. Zum Erzeugen der positionsabhängigen Reibmomente ist ein Reibglied (4) konzentrisch zur Schwenkachse (10) des Pedalhebels vorgesehen, das am Pedalhebel (2) gelagert ist und über ein Federelement (5) mit der Aufnahme (9) des Pedalhebels (2) verbunden ist.

Description

HYSTERESEBILDUNG FÜR FAHRPEDALMODUL
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrpedalmodul mit einem in einer Aufnahme um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Pedalhebel. Die Kraft, die zum Schwenken oder Drehen des Pedalhebels notwendig ist, verändert sich mit der Position des Pedal- hebeis. Hierzu wirkt ein Reibglied direkt am Pedalhebel oder an einem am Pedalhebel angeordneten Reibkörper. Das Reibglied ist mit einem Federelement derart verbunden, dass die Reibkraft zwischen dem Reibkörper und dem Reibglied relativ zur Schwenkposition des Pedalhebels aufgrund der Längung des Federelements variiert .
Es ist bereits eine Vorrichtung zur Betätigung von Einrichtungen in Kraftfahrzeugen, wie z. B. eines Regelglieds einer Brennkraftmaschine, bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die Kraft der Rückstellfeder des Pedalhebels gleichzeitig auch zur Erzeugung des Reibmoments für den Aufbau einer Kraft-Wege Hysterese genutzt, womit für die verschiedenen Bewegungsrichtungen des Pedalhebels unterschiedliche Kraft-Wege Hysteresen in Bezug auf die reibungsfreie Bewegung erzielt werden.
Hierzu ist der Pedalhebel schwenkbar auf einem Lagerbolzen gelagert, welcher in einem Fahrzeugteil gehalten ist. Der Pedal- hebel wirkt mit einem Reibelement zusammen, das bei einer Bewegung des Pedalhebels ein Reibmoment erzeugt . Ein Reibkörper wird unter Wirkung des Federelements gegen die Reibfläche eines festen Stützteils gedrückt. Der Reibkörper ist mit der die Rückstellkraft des Pedalhebels unterstützenden Rückstellfeder als Federelement gekoppelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrpedalmodul derart auszubilden und anzuordnen, dass die bewegungsabhängige Reibungskraft des Reibglieds abhängig von seiner Position relativ zum Pedalhebel dimensioniert werden kann und das Fahrpedal- modul samt Reibglied einfacher und schneller montierbar ist .
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das als Starrkörper ausgebildete Reibglied schwenkbar am Pedalhebel gelagert ist und das Reibglied über das Federelement mit der Aufnahme verbunden ist. Der Pedalhebel und das Federelement sind in der Aufnahme gelagert. Als Schwenklager des Pedalhebels dient der Reibkörper, der zylinderförmig und koaxial zur Schwenkachse am Pedalhebel befestigt oder vorgesehen ist. Als Lager für das Reibglied ist eine Bohrung und als Gegenlager am Pedalhebel ein Zapfen vorgesehen.
Hierdurch wird erreicht, dass das Reibglied an jeder beliebigen Stelle um den Reibkδrper herum am Pedalhebel drehbar gelagert werden kann. Hierfür sind das Lager und das Gegenlager an verschiedenen Positionen am Pedalhebel vorzusehen. Aus den verschiedenen Positionen resultieren unterschiedliche Abstände zwischen dem Lager des Reibglieds und dem Punkt, an dem das Reibglied mit dem Federelement verbunden ist. Diese Abstände sind maßgeblich für die übertragene Reibkraft bzw. für das erzeugte Reibmoment. Zur Montage wird das Reibglied auf das Lager am Pedalhebel aufgesteckt und auf den Reibkörper aufgesteckt oder -gelegt . Das Federelement wird in die Aufnahme und in die Befestigung am Reibglied gehängt. Die Demontage erfolgt entsprechend einfach, wenn das Fahrpedalmodul ausgebaut ist.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Reibglied ein Lager, beispielsweise in Form einer Bohrung oder eines Zapfens, auf- weist . Ein solches Lager ist zum Aufstecken geeignet und im Prinzip wartungsfrei. Aufgrund der geringen Bewegung des Reibglieds ist das Lager nahezu verschleißfrei. Das Lager des Reibglieds wird auf ein entsprechend umgekehrt gestaltetes Gegenlager am Pedalhebel aufgesteckt. Das Gegenlager ist ebenso zum Aufstecken geeignet und nahezu verschleißfrei . Das Lager und das Gegenlager weisen eine spielfreie Toleranz auf und können durch entsprechende Fasen im Randbereich beim Aufstecken nicht verkantet werden.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das Reibglied eine Befestigung mit einer Bohrung, einem Zapfen oder einem Haken für das Federelement aufweist. Das Federelement ist mit ihrem zweiten Ende mit der Aufnahme verbunden. Durch die Federkraft wird das Reibglied gegen die Reibfläche des Reibkörpers gedrückt oder gezogen, je nachdem ob das Federelement auf Zug oder auf Druck ausgelegt ist. Die Befestigung ist zum einfachen Einhängen eines Federelements mit Haken mit einem genügend großen Langloch versehen.
Als Federelemente kommen in erster Linie lineare oder nicht lineare Spiralfedern zum Einsatz. Hinsichtlich der Anfälligkeit gegen Korrosion und hinsichtlich des Gewichts werden auch Gummi- oder Kunststoffbänder eingesetzt, die ebenfalls eingehängt oder auf Druck ausgelegt in einer Art Topflager gehalten werden.
Ferner ist es vorteilhaft, dass mindestens eine Reibfläche des Reibkörpers Zylinder- oder kegelförmig ausgebildet ist. Durch diese Ausbildungsweise kann das Reibglied einfach aufgesteckt oder aufgelegt werden.
Eine kegelige Form der Reibfläche und somit des Reibkörpers hat den Vorteil, dass je nach Ausrichtung der Schräge des Kegels die resultierende, auf den Reibkörper wirkende Reibkraft beeinflusst wird. Ferner ist durch die kegelige, zum Pedalhebel hin schmaler werdende Form eine Sicherung für das Lager und das Gegenlager gebildet, wenn der Kegeldurchmesser zum Pedalhebel hin abnimmt. Das Reibglied wird beim Betätigen des Pedalhebels in axialer Richtung gegen den Pedalhebel bewegt .
Dadurch, dass der Reibkörper konzentrisch zur Schwenkachse des Pedalhebels am Pedalhebel angeordnet ist, kann der Reibkörper gleichzeitig als Schwenklager für den Pedalhebel dienen. Dabei sind das oder im Falle zweier Reibglieder diese zusammen mit dem Pedalhebel zwischen den Lagern des Pedalhebels in der Aufnahme angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass für die Reibglieder keine weitere Sicherung gegen eine Verschiebung in Richtung der Schwenkachse erforderlich ist.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das Reibglied den Reibkörper des Pedalhebels ganz oder teilweise umgibt oder umschließt. Um den Reibkörper ganz zu umschließen, ist das Reibglied im Wesentlichen als Ring ausgebildet, der auf den Reibkörper aufgesteckt wird. Im äußeren Bereich des Reibkörpers ist das Lager und die Befestigung vorgesehen.
Für die Ausgestaltung eines den Reibkörper teilweise umgebenden Reibgliedes ist dieses im Wesentlichen sichel- oder halbkreisf rmig ausgebildet . Neben der Gewichtsersparnis kann bei einem derart ausgebildeten Reibglied die zu übertragende Reibkraft auch durch die Länge der Reibfläche des Reibglieds beeinflusst werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass der Pedalhebel oder der Reibkörper mehrere Reibflächen aufweist, die rotationssymmetrisch zur Schwenkachse ausgebildet sind. In Bezug zu der vorstehend erläuterten kegelförmigen Reibfläche ist vorgesehen, zusätzlich noch die Stirnseite des Reibkörpes oder die zur Stirnseite parallele Fläche des Pedalhebels als Reibfläche einzusetzen. Die Rotationssymmetrie gewährleistet hierbei einen stetigen Kontakt von Reibglied und Reibfläche.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Reibglied mehrere Lager und der Pedalhebel mehrere Gegenlager aufweist. Hierzu wird das Lager und das Gegenlager an verschiedenen Positionen sowohl um den Reibkörper als auch um die Reibfläche des Reibglieds herum angeordnet. Der als Reibradius bezeichnete Abstand zwischen der Lagerstelle des Reibglieds und dem Befestigungspunkt des Federelements ist somit variabel . Die durch die Federkraft resultierende Reibkraft wird mit der Verlagerung der Lagerstelle bzw. mit der Änderung des Reibradius verändert .
Um ein im Reibradius verstellbares Fahrpedalmodul zu gestalten, weisen das Reibglied und der Pedalhebel jeweils als Lager oder Gegenlager eine Bohrung auf. Durch ein weiteres Lagerglied, beispielsweise in Form eines Zapfens, werden Lager und Gegenlager drehbar verbunden. Durch die Ausbildung des Lagers und Gegenlagers als Bohrung kann das Reibglied ungehindert um seine Lagerstelle verschwenkt werden.
Erfindungsgemäß weist demnach das Fahrpedalmodul am Pedalhebel eine erste Schwenkachse und das Reibglied eine von der Schwenkachse verschiedene Lagerachse auf. Die Lagerachse ist dabei dem Lager und dem Gegenlager zugeordnet. Der Abstand dieser beiden Achsen und die geometrischen Verhältnisse zur Befestigung des Federelements haben einen wesentlichen Einfluss auf die Erfindung.
In vorteilhafter Weise schließt eine erste Verbindungslinie vom Mittelpunkt der Befestigung zur Schwenkachse, je nach Position der Lager, mit einer zweiten Verbindungslinie vom Mittelpunkt des Lagers zur Schwenkachse einen Winkel zwischen 0° und 359,99° Grad ein.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass der Pedalhebel, der Reibkörper und das Gegenlager materialidentisch und einstückig ausgebildet sind. Dies hat herstellungstechnische Vorteile. Diese Bauteilgruppe kann in einem Arbeitsgang ohne zusätzlichen Fügungsprozess hergestellt werden. Ferner wird der Verschleiß zwischen Lager und Gegenlager aufgrund gleicher Reibwerte weitgehend reduziert. Insbesondere für das Reibglied kommen als Werkstoff vor allem Kunststoffe oder Kunststoffgemische, bestehend aus • einer Matrix und weiteren, die Gleit- oder Haftungseigenschaften beeinflussende unterstützende Kunststoffe zum Einsatz. Auch keramische Werkstoffe oder Metallegierungen sind einsetzbar. Das Reibglied ist nicht mehr materialeinheitlich und je nach Ausbildung mehrschichtig aufgebaut .
Vorteilhaft ist es ferner, dass mindestens zwei Reibglieder am Pedalhebel wirken. Hierzu ist beispielsweise beidseitig am Pedalhebel in Richtung der Schwenkachse jeweils ein Reibkδrper vorgesehen. Jedem Reibkörper ist mindestens ein Reibglied zugeordnet. Der Verschleiß eines einzelnen Reibglieds wird durch mehrere Reibglieder vermindert oder die Reibkraft erhöht. Jedes Reibglied ist hierzu jeweils über ein Federelement mit der Aufnahme verbunden. Die Variationsmöglichkeiten der Anzahl der Reibglieder, die mit ein oder mehreren Reibkörpern und Federelementen gekoppelt sind, sind sehr groß. Die Anwendung von mehr als zwei Reibgliedern pro Reibkörper ist hinsichtlich der Hysteresebildung vorteilhaft.
Hinsichtlich der Herstellung des Reibglieds ist es vorteilhaft, dassdas Reibglied als Form- oder Druckgussteil ausgebildet ist. Ebenso wie der Pedalhebel samt Reibkörper und Gegenlager wird das Reibglied in einem Fertigungsprozess hergestellt.
Je nach Einsatz des erfindungsgemäßen Fahrpedalmoduls ist es von Vorteil, dassdas Federelement eine von der Stellung des Pedalhebels abhängige oder eine von der Stellung des Pedalhebels unabhängige Vorspannung aufweist. Die dadurch variable Hysteresebildung kann, je nach gewünschten Betätigungseigenschaften des Pedalhebels, zum Bedienkomfort beitragen.
Der vorstehend beschriebene Reibradius als Verbindung zwischen Gegenlager und Befestigung des Federelements weist erfindungsgemäß eine Länge zwischen 20 und 200 mm auf. Der für Bedienungskomfort ebenso wichtige Pedalradius als Verbindung zwischen Gegenlager und Gaspedallager weist eine Länge zwischen 100 und 500 mm auf. Zur Abstimmung der Hysterese ist das Verhältnis von Reibradius zu Pedalradius mit einem Wert zwischen 1 und 10 vorteilhaft.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Komponenten eines Fahrpedalmoduls,
Figur 2 eine Seitenansicht eines Fahrpedalmoduls,
Figur 3 eine Seitenansicht des Lagers und des Gegenlagers in einer ersten Position mit Aufnahme, Figur 4 eine Seitenansicht des Lagers und des Gegenlagers in einer zweiten Position,
Figur 5 eine Seitenansicht des Lagers und des Gegenlagers in einer dritten Position mit Verbindungslinien,
Figur 6 eine Seitenansicht des Lagers und des Gegenlagers in einer vierten Position.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Komponenten eines Fahrpedalmoduls 1. Gleiche Teile weisen in allen Figuren gleiche Bezugsziffern auf. Gleiche oder gleich aufgebaute Teile, die gemäß Figur 1 beidseitig am Fahrpedalmodul 1 vorgesehen sind, unterscheiden sich in einem oder mehreren den Bezugsziffern zugeordneten Strichen.
Figur 1 zeigt als Zentralteil einen Pedalhebel 2, an dem im oberen Bereich jeweils links und rechts in Richtung einer Schwenkachse 10 des Pedalhebels 2 ein Reibkörper 2.1 vorgesehen ist. Der Reibkörper 2.1 ist Zylinderförmig ausgebildet und ist, relativ zum Pedalhebel 2 , konzentrisch gelagert.
Parallel zur Schwenkachse 10 verläuft eine Lagerachse 11. Konzentrisch zur Lagerachse 11 sind ebenfalls im oberen Bereich am Pedalhebel 2 jeweils links und rechts in Richtung der Lagerachse 11 Gegenlager 2.2 in Form eines Zapfens angebracht. In Figur 1 ist nur ein Gegenlager 2.2' dargestellt. Die Gegenlager 2.2 sind zylinderförmig, die Stirnseite der Gegenlager 2.2 ist im Randbereich zur einfacheren Montage mit einer Fase versehen. Jedes der beiden Gegenlager 2.2 dient zur Lagerung eines Reibglieds 4. Die Reibglieder 4 sind ringförmig ausgebildet und weisen eine kreisförmige Bohrung mit einem Durchmesser auf, der mit entsprechender Passtoleranz dem Durchmesser der kreisförmigen Reibkörper 2.1 entspricht . Je nach Ausgestaltung unterscheiden sich diese beiden Durchmesser in Mikrometer- oder in Millimeterbereichen bis zu fünf Millimeter.
Durch die Bohrung oder kreisförmige Öffnung des Reibglieds 4 wird eine Reibfläche, gebildet, die mit einer Reibfläche 2.3 des Reibkδrpers 2.1 zumindest teilweise in Kontakt gebracht wird. Hierzu ist das Reibglied 4 mit einem Lager 4.2, das als Bohrung ausgebildet ist, auf dem Gegenlager 2.2 drehbar gelagert. In dieser Position umgibt oder umschließt, wie in Figur 2 dargestellt, das Reibglied 4 den Reibkörper 2.1. Das Lager 4.2 weist ebenso wie das Gegenlager 2.2 in den Randbereichen eine Fase auf, damit bei der Montage eine fehlerhafte Verkantung und unnötiger Zeitaufwand vermieden wird.
Am Reibglied 4 ist eine Befestigung 4.1 in Form eines Langlochs vorgesehen, in das ein Ende eines Federelements 5 eingehängt ist. Das Federelement 5 ist als Spiralfeder mit jeweils am Ende ausgebildeten Haken ausgebildet. Das andere Ende des Federelements 5 ist an einer Aufnahme 9 befestigt, die in Figur 3 in Form eines Lagersymbols dargestellt ist. Zudem ist in der Aufnahme 9, wie ebenfalls in Figur 3 symbolisch dargestellt, der Pedalhebel 2 über die Reibkörper 2.1 gelagert.
Der Pedalhebel 2 ist in Figur 1 nur im oberen Bereich dargestellt. Der gezeigte obere Teil des Pedalhebels 2 weist im Übergangsbereich von den Reibkörpern 2.1 nach unten zum eigentlichen Pedalhebel 2 hin eine Schutzblende 8 auf. Die Schutzblende 8 verhindert das Eindringen von Schmutz. Ferner ist im Bereich der Schutzblende 8 eine Stiftverrasterung für eine nicht dargestellte Sensorwelle vorgesehen, die über einen Kugelstift in die Verrasterung eingebracht wird. Pedalhebel 2, Reibkörper 2.1 und Gegenlager 2.2 sind einstückig und materialidentisch ausgebildet.
Figur 2 zeigt die Seitenansicht eines Fahrpedalmoduls mit dem Pedalhebel 2, einem Gaspedallager 6 und einem teilweise dargestellten Gaspedal 3. Auf der dem Gaspedallager 6 gegenüberliegenden Rückseite des Pedalhebels 2 ist ein Anschlag 7 vorgesehen, der beim Durchtreten des Gaspedals 3 an einen nicht dargestellten Gegenanschlag stößt .
In Figur 2 ist die parallele Anordnung der Schwenkachse 10 und der Lagerachse 11 dargestellt. Die Schwenkachse 10 verläuft durch den Mittelpunkt des Reibkörpers 2.1 und die Lagerachse 11 durch die Mittelpunkte von Lager 4.2 und Gegenlager 2.2.
Der bezüglich der Richtung der angreifenden Federkraft parallele Abstand vom Mittelpunkt der Lageranordnung des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 zum Punkt der Befestigung 4.1 ist als Reibradius a bezeichnet. Ein für die Abstimmung der Hysterese weiterhin wichtiger Abstand bezieht sich auf die Richtung der am Gaspedal 3 wirkenden Kraft zum Betätigen des Gaspedals 3. Dieser zur Betätigungskraft parallele Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Lageranordnung des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 zum Mittelpunkt des Gaspedallagers 6 wird als Pedalradius b bezeichnet.
Das Verhältnis von Reibradius a zu Pedalradius b hat entsprechenden Einfluss auf die Reibverhältnisse am Reibkörper 2.1 und auf die Bauteilbelastungen.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 in einer ersten Position. Wie in den weiteren Figuren 4 bis 6 dargestellt, variiert die Position der Lageranordnung von Lager 4.2 und Gegenlager 2.2. Dadurch variieren auch die Reibverhältnisse und die Bereiche der Reibflächen zwischen dem Reibglied 4 und dem Reibkörper 2.1. Gemäß Figur 3 steht das Reibglied 4 mit dem Reibkδrper 2.1 im Wesentlichen im unteren Bereich der Reibflächen in Reibkontakt. Entsprechend andere Bereiche stehen beispielsweise nach Figur 6 in Reibkontakt. Hier reiben im Wesentlichen die oberen Bereiche der Reibflächen von Reibglied 4 und Reibkörper 2.1 aneinander.-
Ferner ist in der Seitenansicht des Fahrpedalmoduls 1 dargestellt, dass durch die Aufnahme 9 der Pedalhebel 2 um das Federelement 5 gelagert ist. Die Aufnahme 9 ist symbolisch in Form eines einwertigen Lagers dargestellt.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 in einer zweiten Position. Reibglied 4 und Reibkörper 2.1 reiben auch hier im Wesentlichen im unteren Bereich. Auf die Hysteresebildung hat die Position der Lageranordnung von Lager 4.2 und Gegenlager 2.2 enorme Auswirkungen. Die Hysterese kann in Abhängigkeit der Reibwerte und der Federkonstanten des Federelements 5 durch Verschieben der Lageranordnung beliebig gestaltet -werden. Rechts neben dem Reibglied 4 ist die Schutzblende 8 am Pedalhebel 2 vorgesehen.
Figur 5 zeigt eine Seitenansicht des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 in einer dritten Position. Ebenfalls in Figur 5 sind eine erste Verbindungslinie 12 und eine zweite Verbindungslinie 13 dargestellt. Diese dienen zur Beschreibung für die vielfältige Positionierung der Lageranordnung von Lager 4.2 und Gegenlager 2.2. Der durch diese beiden Verbindungslinien eingeschlossene Winkel α kann erfindungsgemäß einen Wert zwischen 0° und 359° Grad betragen. Eine Abstufung des Winkels im zehntel Gradbereich ist vorgesehen. Es sind mehrere Lager 4.2 und Gegenlager 2.2 oder auch nur jeweils ein Lager 4.2 und Gegenlager 2.2 an einem Fahrpedalmodul 1 vorgesehen. Figur 6 zeigt eine Seitenansicht des Lagers 4.2 und des Gegenlagers 2.2 in einer vierten Position. Entsprechend den Figuren 3 bis 5 ist nur der obere Bereich des Fahrpedalmoduls 1 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrpedalmodul (1) mit einem in einer Aufnahme (9) um eine Schwenkachse (10) schwenkbar gelagerten Pedalhebel (2) , wobei ein über mindestens ein Federelement (5) vorgespanntes Reibglied (4) mit mindestens einem am Pedalhebel (2) angeordneten Reibkörper (2.1) derart in Wirkverbindung steht, dass die Reibkraft zwischen dem Reibkörper (2.1) und dem Reibglied (4) relativ zur Schwenkposition des Pedalhebels (2) variiert d a d u r c h g e k' e n n z e i c h n e t , dass das als Starrkörper ausgebildete Reibglied (4) schwenkbar am Pedalhebel (2) gelagert ist und das Federelement (5) das Reibglied (4) mit der Aufnahme (9) verbindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Reibglied (4) ein Lager (4.2), beispielsweise in Form einer Bohrung oder eines Zapfens, aufweist und das Reibglied (4) mittels des Lagers (4.2) in einem Gegenlager (2.2) am Pedalhebel (2) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Reibglied (4) eine Befestigung (4.1), z.B. in Form einer Bohrung, eines Zapfens oder eines Hakens, aufweist und das Reibglied (4) über das Federelement (5) mit der Aufnahme (9) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens eine Reibfläche des Reibkörpers (2.1) zylinder- förmig oder kegelförmig ausgebildet ist und/oder der Reibkörper (2.1) konzentrisch zur Schwenkachse (10) des Pedalhebels (2) am Pedalhebel (2) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Reibglied (4) den Reibkorper (2.1) des Pedalhebels (2) ganz oder teilweise umgibt oder umschließt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass der Pedalhebel (2) oder der Reibkorper (2.1) mehrere Reibflächen (2.3) aufweist, die rotationssymmetrisch zur Schwenk- achse (10) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Reibglied (4) mehrere Lager (4.2)" und/oder der Pedalhebel (2) mehrere Gegenlager (2.2) aufweist, wobei jeweils ein Lager (4.2) und ein Gegenlager (2.2) direkt oder durch ein weiteres Lagerglied in Wirkverbindung stehen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Pedalhebel (2) die erste Schwenkachse (10) und das Reibglied (4) eine von der Schwenkachse (10) abweichende Lagerachse (11) aufweist, wobei die Lagerachse (11) dem Lager (4.2) und dem Gegenlager (2.2) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine erste Verbindungslinie (12) vom Mittelpunkt der Befestigung (4.1) zur Schwenkachse (10) mit einer zweiten Verbindungslinie (13) vom Mittelpunkt des Lagers (4.2) zur Schwenkachse (10) einen Winkel zwischen 0° und 359,99° Grad einschließt .
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Pedalhebel (2), der Reibkörper (2.1) und das Gegenlager (2.2) materialidentisch und einstückig ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei Reibglieder (4) am Pedalhebel (2) wirken und den Reibgliedern (4) mindestens ein Reibkörper (2.1) und mindestens ein Federelement (5) zugeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Reibglied (4) als Form- oder Druckgussteil ausgebildet ist und mit dem Pedalhebel (2) oder mit dem Reibkörper (2.1) reibschlüssig in Wirkverbindung steht .
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Federelement (5) eine von der Stellung des Pedalhebels (2) abhängige oder eine von der Stellung des Pedalhebels (2) unabhängige Vorspannung aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Länge von Reibradius (a) zwischen 20 und 200 mm, die Länge von Pedalradius (b) zwischen 100 und 500 mm und das Verhältnis von Reibradius (a) zu Pedalradius (b) einen Wert zwischen 1 und 10 aufweist.
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