EP1570329A1

EP1570329A1 - Verstellbares fusshebelwerk

Info

Publication number: EP1570329A1
Application number: EP03782149A
Authority: EP
Inventors: Andree Burgstaler; Jan DÜTZ; Simone PAPKE PÄTZOLD; Wolfgang Meyer
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-09-07
Also published as: DE10328103A1; WO2004053617A1; US20050066764A1

Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen eines mittels einer Lagereinrichtung (1) schwenkbar gelagerten Anschlussteils (5), insbesondere eines Fusshebelwerks in einem Kraftfahrzeug, an das eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen der Bewegung des Anschlussteils (5) gekoppelt ist, umfassend einen Verstellmechanismus (7) zur Verstellung der Position des Anschlussteils (5), eine Sperreinheit (8), welche die ungewollte Positionsverstellung des Anschlussteils (5) verhindert, und eine Ausgleichseinheit (10) zum Ausgleich der durch die Positionsverstellung des Anschlussteils (5) hervorgerufenen Abstandsänderung der Übertragungseinheit (6) zum Anschlussteil (5), wobei die Lagereinrichtung (1) einen Schlitten (3) umfasst und mit einem eine Antriebseinheit (9) umfassenden Verstellmechanismus (7) gekoppelt ist, wobei der Schlitten (3) über die Antriebseinheit (9) linear bewegbar ist, und die an den Schlitten (3) und die Antriebseinheit (9) gekoppelte Ausgleichseinheit (10) im Wesentlichen die mit der Positionsverstellulng des auf dem Schlitten (3) angeordneten Anschlussteils (5) verbundene Abstandsänderung des Anschlussteils (5) zur an das An schlussteil (5) gekoppelten Übertragungseinheit (6) ausgleicht.

Description

Verstellbares Fußhebelwerk

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Norrichtung zum Einstellen eines mittels einer Lagereinrichtung schwenkbar gelagerten Anschlussteils, insbesondere eines Fußhebel werks in einem Kraftfahrzeug, an das eine Übertragungseinheit zum Übertragen der Bewegung des Anschlussteils gekoppelt ist, umfassend einen Nerstell echanismus zur Verstellung der Position des Anschlussteils, eine Sperreinheit, welche die ungewollte Positionsverstellung des Anschlussteils verhindert, und eine Ausgleichseinheit, zur Kompensierung der durch die Positionsverstellung des Ansclilussteils hervorgerufenen Änderung des Abstandes vom Anschlussteil zur Übertragungseinheit.

Derartige Vorrichtungen kommen üblicherweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen, zur Verstellung von Steuerungspedalen wie Brems-, Kupplungs- und Gaspedalen zum Einsatz. Obwohl sich in Personenkraftfahrzeugen bereits viele Komponenten wie Sitz, Lenkrad etc. individuell entsprechend den Körpermaßen der Bedienperson anpassen lassen, sind Lösungen zur Einstellung eines der am häufigsten benutzten Komponenten des Fahrzeuges - die Pedale - unüblich. Um jedoch eine optimale Anpassung des Fahrzeuges an die individuellen und unterschiedlichen Körpermaße der verschiedenen Fahrer zu gewährleisten, ist es notwendig, auch die Pedale individuell einstellbar, entsprechend ergonomischen Vorstellungen und Richtlinien zu gestalten und damit ein ermüdungsfreies und sicheres Fahren zu gewährleisten. Insbesondere kleinere Fahrer haben eine Sitzposition, die sich zu dicht am Lenkrad befindet. Damit befindet sich der Fahrer im Crashfall zu dicht am Airbag. Dies gilt es durch eine geeignete Sitzposition und insbesondere durch eine individuelle Einstellung der Pedale zu vermeiden. Aus der DE 100 26 751 AI ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der die translatorische und rotatorische Verstellung eines hier interessierenden Anschlussteils über zwei separate Verstellmechanismen realisiert wird, wobei separate Ausgleichsmittel die aus der Verstellung des Anschlussteils resultierende Veränderung des Abstandes der Übertragungseinheit zum Anschlussteil im Wesentlichen kompensieren.

Bei der bekannten Vorrichtung tritt der Nachteil auf, dass eine Vielzahl von Komponenten beziehungsweise Bauteilen zur Verstellung des Anschlussteils benötigt werden. Insbesondere sind die separaten Ausgleichsmittel aufwendig zu montieren und recht großbauend. Weiterhin weist der Verstellmechanismus eine komplizierte und aufwendig zu montierende Mechanik auf, die für jedes einzelne Pedal benötigt wird.

Aus der US 5,172,606 ist eine Lösung bekannt, bei der die Anschlussteile mittels Rotation über ein Getriebe verstellt werden.

Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt der Nachteil auf, dass keine separate Ausgleichseinheit vorhanden ist und die gesamte VerStelleinrichtung auf Grund der Vielzahl an Komponenten aufwendig zu montieren und einzustellen ist.

Aus der EP 0 353 958 Bl geht ein Verstellmechanismus hervor, der über mehrere bogenförmige Führungsbahnen eine Verstellung eines Anschlussteils ermöglicht.

Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt ebenfalls der Nachteil auf, dass der Verstellmechanismus auf Grund der Vielzahl an Komponenten aufwendig zu montieren und einzustellen ist. Zudem ist der Verstellmechanismus aufgrund der bogenförmigen Führungsbahnen aufwendig herzustellen.

Gemeinsam ist den vorgenannten Vorrichtungen, dass die dort offenbarten Lösungen eine komplizierte und aufwendige Mechanik für jedes einzelne einzustellende Pedal aufweisen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei der mindestens ein Anschlussteil mit einem kompakten und einfachen Verstellmechanismus einstellbar ist, wobei die Kräfteverhältnisse durch die Positionsveränderung des Anschlussteils im Wesentlichen unverändert bleiben.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Lagereinrichtung einen Schlitten umfasst und mit einem eine Antriebseinheit umfassenden Verstellmechanismus gekoppelt ist, wobei der Schlitten über die Antriebseinheit linear bewegbar ist, und die an den Schlitten und die -Antriebseinheit gekoppelte Ausgleichseinheit im Wesentlichen die mit der Positionsverstellung des auf dem Schlitten angeordneten Anschlussteils verbundene Abstandsänderungen des Anschlussteils zur mit dem Anschlussteil gekoppelten Ubertragungsemheit ausgleicht.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass der Verstellmechanismus kompakt baut und kein zusätzlicher Bauraum für separate Komponenten durch Integration in die Lagereinrichtung benötigt wird, die gesamte Vorrichtung modular ausgebildet ist und die Sicherheit der Bedienperson nicht durch einzeln hervorstehende Komponenten oder Bauteile gefährdet wird. Damit entfallt zudem ein hoher Montageaufwand.

Vorzugsweise ist das Anschlussteil ein Fußpedal eines Kraftfahrzeuges. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere Anwendungen, in denen eine verstellbare Fußpedalerie oder vergleichbare, anpassbare Anschlussteile benötigt werden, mit der erfindungsgemäßen

Vorrichtung ausgestattet sind.

Die Bedienung muss dabei nicht zwingend mit dem Fuß ausgeübt werden. Es ist auch vorstellbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise zur Positionierung eines Handhebels oder dergleichen einsetzbar ist. Weiterhin vorstellbar ist auch, dass die

Vorrichtung nicht auf Menschen allgemein bezogen ist. Vielmehr kann die Vorrichtung auch in führerlosen und/oder automatisierten Systemen Anwendung finden. Die Vorrichtung ist somit für jegliche Art an Maschinen, Vorrichtungen etc. einsetzbar.

Von besonderem Vorteil ist es, dass die Übertragungseinheit mechanisch über ein Gestänge oder pneumatisch oder hydraulisch mittels eines fluiden Druckmittels eine Kraft an einen Kraftverstärker überträgt, der die Kraft als Stellgröße für ein Betätigungsteil entsprechend umformt und weiterleitet. Auf diese Weise lassen sich alle wesentlichen Typen an Übertragungseinheiten mit dieser Vorrichtung einsetzen.

Vorzugsweise ist die Übertragungseinheit zur mechanischen Übertragung einer Kraft als eine einzelne Druckstange ausgebildet. Diese Übertragungseinheit ist optimal auf ein Bremspedal ausgerichtet und vermittelt dem Bediener des Pedals eine optimale Möglichkeit zur Dosierung der einzusetzenden Kraft. Zudem entspricht die Druckstange den gesetzlichen Auflagen bezüglich der Sicherheit und beansprucht wenig Bauraum.

Eine weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass die Übertragungseinheit zur Übertragung mittels eines fluiden Druckmittels als eine flexible, bewegliche Leitung - vorzugsweise als Schlauch - ausgebildet ist, der die auf das Anschlussteil ausgeübte Kraft an einen Kraftverstärker weiterleitet, um die Kraft als Stellgröße für ein Betätigungsteil entsprechend umgeformt weiterzuleiten. Durch die

Ausbildung als flexibler Schlauch erfüllt die Übertragungseinheit sowohl die Funktionen der Bewegungsübertragung als auch eine Ausgleichsfunktion. Eine separate Ausgleichseinheit ist hierdurch nicht notwendig, wodurch Bauraum eingespart wird.

Eine weiterführende Verbesserung ist es, dass die Übertragungseinheit mit der

Ausgleichseinheit des Verstellmechanismusses über ein Drehgelenk gekoppelt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Übertragungseinheit über die Ausgleichseinheit entsprechend an veränderte Anforderungen wie sie durch Positionsänderung anderer an die Ausgleichseinheit gekoppelter Bauteile über eine Rotation entstehen, angepasst werden kann. Diese Art der Kopplung ist auf engstem Bauraum möglich. Dadurch, dass die Ausgleichseinheit mit der Antriebseinheit über ein Drehgelenk gekoppelt ist, um eine durch die Antriebseinheit erzeugte Bewegung entsprechend auf die Übertragungseinheit zu übertragen um gleichzeitig den Abstand von Anschlussteil zu Ubertragungsemheit über eine Drehung im Drehgelenk auszugleichen, ist auch hier eine äußerst platzsparende Kopplung möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist, dass die Ausgleichseinheit als Getriebe ausgebildet ist, um die durch die Antriebseinheit erzeugte Positionsveränderung entsprechend transformiert an die Übertragungseinheit zu übertragen. Durch den Einsatz eines Getriebes lassen sich verschiedene Übersetzungsmöglichkeiten einstellen, die speziell auf die Übertragungseinheit abgestimmt werden können.

In gleicher Weise wird ein Vorteil dadurch realisiert, dass die als Getriebe ausgebildete Ausgleichseinheit im Wesentlichen ein Gestänge mit mehreren Gliedern aufweist, die über Drehgelenke miteinander verbunden sind. Diese Ausbildung des Getriebes ermöglicht eine einfach herzustellende und raumsparende Möglichkeit zur Realisierung eines Getriebes. Über die verschiedenen geometrischen Ausformungen der einzelnen Glieder lassen sich auf einfache Weise verschiedenen Übersetzungen einstellen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist es, dass die Antriebseinheit über Spindelelemente, umfassend mindestens eine Spindel und mindestens eine Spindelmutter, mit dem Schlitten verbunden ist, um den geführten Schlitten linear zu bewegen. Über ein Spindelelement lässt sich auf kleinstem Bauraum ein Antrieb realisieren, der leicht innerhalb des durch die Lagereinrichtung begrenzten Raums unterzubringen ist.

Vorzugsweise weist die Spindel in dem Bereich der Spindelmuttern zwei unterschiedliche Gewinde auf, wobei die Gewinde sich hauptsächlich durch die Gewindesteigung unterscheiden. Die Gewindesteigung ist dabei so gewählt, dass eine Abstandsanderung des Anschlussteils zur Ubertragungsemheit optimal ausgeglichen wird. Einen optimalen Ausgleich erhält man unter anderem dadurch, dass die Kräfteverhältnisse zwischen Anschlussteil, Übertragungseinheit und Ausgleichseinheit im Wesentlichen unverändert bleiben.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung erreicht man dadurch, dass die Sperreinheit über eine Selbsthemmung der Spindelelemente in die Antriebseinheit integriert ist. So ist kein weiteres Bauteil, das die Funktion der Sperreinheit erfüllt notwendig, womit Bauraum und Montageaufwand eingespart werden.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit manuell und oder elektrisch über einen Kraftverstärker mit entsprechender Stelleinrichtung betätigbar.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit ortsfest mit der Grundplatte verbunden. Die Grundplatte stellt somit in Verbindung mit der Fahrzeugspritzwand ein Lager für die Antriebseinheit dar.

Nach einer möglichen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lagereinrichtung als räumliche Abschlusselemente eine Frontplatte und eine Grundplatte aufweist, zwischen denen im Wesentlichen alle Komponenten der Vorrichtung angeordnet sind, wobei die Grundplatte ortsfest mit der Fahrzeugspritzwand verbunden ist. So kann die gesamte Vorrichtung als vormontiertes Modul mit den beiden Platten als Abschlusselement leicht montiert, gehandhabt und gelagert werden.

Vorteilhaft ist es, dass die Grundplatte ortsfest mit den Führungen zur Führung des Schlittens verbunden ist.

Nach einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist der Schlitten mit einer ersten Zahnstange versehen, welche über ein Zahnrad mit einer zweiten, ortsfest zur Grundplatte gehaltenen, Zahnstange in Wirkverbindung steht. Die Achse des Zahnrades ist dabei vorzugsweise koaxial zum Drehgelenk der Kopplung von Übertragungseinheit und Ausgleichseinheit des Verstellmechanismusses ausgerichtet. Das Drehgelenk wird dabei der Bewegung des Schlittens mit dem daran angelenkten Anschlussteil nachgeführt. Auf diese Weise wird die Abstandsanderung des Anschlussteiles zur Übertragungseinheit berücksichtigt.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten AusJ-ührungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Einstellen einer Lagervorrichtung

Fig. 2 eine Schnittansicht A-A einer Vorrichtung zum Einstellen einer Lagervorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zum Einstellen einer Lagervorrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht möglicher Pedalstellungen in vorderster verstellter Position in Fahrzeugrichtung,

Fig. 5 eine Seitenansicht möglicher Pedalstellungen in hinterster verstellter Position in Fahrzeugrichtung und

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Ausbildung eines verstellbaren Fußhebelwerkes mit einer gegenüber Fig. 1 veränderten Ausgleichseinheit.

Die Vorrichtung zum Einstellen einer Lagereinrichtung nach Fig. 1 umfasst eine Lagereinrichtung 1, umfassend eine die Lagereinrichtung 1 in der Höhe nach oben abschließende Frontplatte 2, eine die Lagervorrichtung 1 in der Höhe nach unten abschließende Grundplatte 4 und einen linear zwischen der Frontplatte 2 und der Grundplatte 4 verfahrbaren Schlitten 3, zwei Anschlussteile 5, welche je mit einer entsprechenden Übertragungseinheit 6 verbunden sind, und einen Verstellmechanismus 7, umfassend eine Sperreinheit 8, eine Antriebseinheit 9 und eine Ausgleichseinheit 10.

Die Lagereinrichtung 1 ist mittels der Frontplatte 2 an der oberen Seite mit einem Fahrzeugquerträger 11 ortsfest verbunden, wodurch die Lagereinrichtung 1 an einer Stelle gelagert ist.

An der Frontplatte 2, sind zwei voneinander beabstandete Führungen 12, 13, die senkrecht zu der Plattenebene gerichtet sind, an ihrer Kopfseite befestigt, an welchen der Schlitten 3, die beiden Führungen 12, 13 in entsprechend ausgebildeten Aufnahmen umschließend, linear bewegbar ist. Die Führungen 12, 13 sind an ihrer Fußseite mit der Grundplatte 4, ebenfalls senkrecht zu der Plattenebene ausgerichtet, befestigt, wobei die Führung 12 als Vierkantstab und die Führung 13 als Rundstab ausgebildet sein kann. Die Grundplatte 4 ihrerseits ist mit der Fahrzeugspritzwand (hier nicht dargestellt) ortsfest verbunden, und stellt so die zweite Lagerstelle der Lagereinrichtung 1 dar.

Mit der Grundplatte 4 zudem ortsfest verbunden ist die Antriebseinheit 9. Diese umfasst einen Elektromotor, ein Getriebe, eine Spindel 14 und zwei Spindelmuttern 15, 16, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Spindel 14 wird über einen Elektromotor und dem daran anschließenden Getriebe in Rotation versetzt, wodurch sich beide Spindelmuttern 15, 16 in Spindellängsrichtung bewegen.

An der Spindelmutter 16 ortsfest befestigt ist der Schlitten 3. Über die Bewegung der Spindelmutter 16 wird der Schlitten 3 entlang der Führungen 12, 13 relativ zu der Grundplatte 4 und der Frontplatte 2 linear bewegt. Die Führung 12 auf der Seite des E-Gas-Moduls, welches die elektronischen Gaspedalübertragung regelt, führt den

Schlitten 3 nur in axiale Richtung, um eine Überbestimmung des Systems und somit ein Verkanten des Schlittens 3 zu vermeiden. Mit dem Schlitten 3 ortsfest verbunden sind unter anderem die beiden Anschlussteile 5 und die Ausgleichseinheiten 10. Bei der linearen Bewegung des Schlittens 3 bewegen sich die Anschlussteile 5 entsprechend mit. Dies hat zur Folge, dass der Abstand zwischen Anschlussteil 5 und Übertragungseinheit 6 nicht mehr dem ursprünglichen Wert entspricht. Gemäß Fig. 2 ist der Fahrzeugträger 11 als Rohr ausgebildet. Die Frontplatte 2 ist über eine Halterung 17, welche lösbar mit der Frontplatte 2 verbunden ist, mit dem Fahrzeugträger 11 verbunden, wobei die Halterung 17 an die Außenkontur des Fahrzeugträgers 11 anpassbar ist, um eine optimale Verbindung herzustellen. Die

Spindel 14 ist auf einer Seite über einen Spindelzapfen in der Frontplatte 2 gelagert. Auf der anderen Seite ist die Spindel 14 durch die Grundplatte 4 geführt. Unterhalb der Grundplatte 4 ist eine vorzugsweise als Elektromotor mit integriertem Getriebe ausgebildete Antriebseinheit 9 angebracht, die die Spindel 14 antreibt. Die zwischen der Frontplatte 2 und der Grundplatte 4 befindlichen Spindelmuttern 15, 16, transformieren die Rotationsbewegung der Spindel in eine translatorische Bewegung, wodurch der mit der zweiten Spindelmutter 16 verbundene Schlitten 3 und die mit der ersten Spindelmutter 15 verbundene, als Gestänge ausgebildete Ausgleichseinheit 10 verstellbar sind. Die als Gestänge ausgebildete Ausgleichseinheit 10 ist als kinematische Kette bzw. allgemein als Getriebe ausgebildet. Dabei ist das erste Gestängeteil mit dem Schlitten 3 über ein

Drehgelenk verbunden. Das zweite Gestängeteil ist wiederum über ein Drehgelenk mit dem ersten Gestängeteil verbunden. Zudem ist das zweite Gestängeteil etwa in dem Bereich seines Schwerpunktes mit der ersten Spindelmutter 15 drehbar verbunden, mit welcher das Gestänge der Bewegung des Schlittens 3 nachfährt. Das andere Ende des zweiten Gestängeteils ist drehbar mit der als Druckstange ausgebildeten Übertragungseinheit 6 verbunden. Durch die als Ausgleichsgestänge, bestehend aus Koppel und Umlenkhebel ausgebildete Ausgleichseinheit 10 wird somit bei einer Positionsänderung des als Bremspedal ausgebildeten Anschlussteils 5 die relative Positionsänderung des Anschlussteils 5 zu der Druckstange derart ausgeglichen, dass die zweite Spindelmutter 16 und damit auch der obere Verbindungspunkt des Umlenkhebels sich doppelt so schnell bewegen, wie die erste Spindelmutter 15, wodurch der Verbindungspunkt zwischen Druckstange und Umlenkhebel annährend auf seiner Position verbleibt.

Neben einem als Bremspedal ausgebildeten Anschlussteil 5 ist auch ein als Kupplungspedal ausgebildetes Anschlussteil 5 zu sehen. Die mit dem Kupplungspedal gekoppelte Übertragungseinheit 6, welche in Form eines Kupplungsgeberzylinders gestaltet ist, ist mit einer Ausgleichseinheit 10 - hier als flexibler Schlauch gestaltet - gekoppelt. Der aus der Positionsveränderung des Schlittens 3 resultierende, notwendige Positionsausgleich erfolgt hier durch einfaches Nachführen des flexiblen Schlauchs.

Der Schlitten 3 gemäß Fig. 3 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt um Gewicht einzusparen. Zur Erhöhung der Festigkeit und der Steifigkeit sind entsprechende Rippen vorgesehen. Auf der hier dargestellten Lagereinrichtung 1 sind zwei Anschlussteile 5 untergebracht, wobei ein Anschlussteil 5 als Bremspedal und das andere als Kupplungspedal ausgebildet ist. Es können auf der Lagereinrichtung 1 jedoch noch weitere Anschlussteile wie zum Beispiel ein Gaspedal untergebracht werden.

In Fig. 4 ist ein als Fußpedal ausgebildetes Anschlussteil 5 und ein erfindungsgemäßer Verstellmechanismus in verschiedenen Positionen dargestellt. Der Verstellmechanismus umfasst dabei eine Übertragungseinheit 6, eine Ausgleichseinheit 10 und eine Spindel 14 mit zwei Spindelmutte n. Dabei ist das Pedal so eingestellt, dass die Position des Pedals für eine sehr große Person geeignet ist, das heißt das Pedal ist in einer von der Person am weitesten entfernten Position angeordnet. Es sind in Fig. 4 zwei Positionen des Pedals dargestellt: die erste Position zeigt ein Pedal in unbetätigter Position, die zweite Position ein Pedal in betätigter Position. Die unbetätigte Stellung des Pedals ist mit durchgezogenen Linien dargestellt, die betätigte Stellung des Pedals ist mit gestichelten Linien dargestellt. Wird das Pedal betätigt, so wird diese Bewegung über eine Drehpunkt des Pedals auf der Ausgleichseinheit 10 an die Übertragungseinheit 6 übertragen. Dabei wird die Übertragungseinheit 6 in die gleiche Richtung wie das Pedal bewegt. Die Übertragung erfolgt dabei mechanisch über verschiedene Hebel bzw. Hebellängen. Aufgrund zweier unterschiedlicher Gewinde im Bereich der beiden Spindelmuttem bewegen sich die

Spindelmuttem relativ zueinander unterschiedlich. Dadurch ändert sich bei gleichzeitiger Verstellung des Pedals auch der Abstand zwischen den beiden Spindelmuttem. Der variable Abstand ermöglicht es, den Verbindungspunkt von Übertragungseinheit zum gesamten System in seiner Position nahezu konstant zu halten. In Fig. 5 ist ebenfalls ein als Fußpedal ausgebildetes Anschlussteil 5 und ein erfindungsgemäßer Verstellmechanismus in verschiedenen Positionen dargestellt. Der Verstellmechanismus umfasst dabei eine Ubertragungsemheit 6, eine Ausgleichseinheit 10 und eine Spindel 14 mit zwei Spindelmuttem. Dabei ist das Pedal so eingestellt, dass die Position des Pedals für eine sehr kleine Person geeignet, das heißt das Pedal ist in einer von der Person am wenigsten entfernten Position angeordnet. Für die Position des Pedals in betätigter und unbetätigter Position sowie dessen Bewegungsänderung zwischen diesen Positionen gilt das zu Fig. 4 vorstehend beschriebene. Im Vergleich zu Fig. 4 erkennt man bei gleicher Pedalauslenkung die unterschiedlichen Abstände der Spindelmuttem, an denen das Pedal beziehungsweise die Ausgleichseinheit 10 gelagert ist. In Fig. 5 ist der Abstand der Spindelmuttem etwa doppelt so groß wie in Fig. 4. Trotz der Veränderung der Pedalposition durch die Ausgleichseinheit 10 sind die Auswirkungen für den Bediener durch den erfindungsgemäßen Verstellmechanismus praktisch nicht bemerkbar.

Das in Fig. 6 dargestellte verstellbare Fußhebelwerk besitzt eine von Fig. 1 abweichende Ausgleichseinheit 10, die über eine Druckstange 18 mit der Übertragungseinheit 6 gekoppelt ist.

Die Bewegung des Schlittens3 erfolgt analog Fig. 1 und muss daher an dieser Stelle nicht wiederholt erläutert werden. Mit dem Schlitten 3 ortsfest und drehbar verbunden ist unter anderem das zumindest eine Anschlussteil 5, welches hier als ein Bremspedal eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, und die Ausgleichseinheit 10, welche im Wesentlichen aus einem Koppelhebel 19 sowie einem Umlenkhebel 20 gebildet wird. Bei der linearen Bewegung des Schlittens 3 bewegt sich das Anschlussteil 5 entsprechend mit. Dies hat zur Folge, dass der Abstand zwischen Anschlussteil 5 und Übertragungseinheit 6 nicht mehr dem ursprünglichen Wert entspricht.

Mit dem Schlitten 3 verbunden ist weiterhin eine erste Zahnstange 21. Korrespondierend hierzu ist eine zweite Zahnstange 22 ortsfest an der Grundplatte 4 befestigt. Zwischen den

n beiden Zahnstangen 21, 22 ist des Weiteren ein Zahnrad 23 angeordnet, dass eine Wirkverbindung der beiden Zahnstangen 21, 22 herstellt.

Die Koppelstange 19 und der Umlenkhebel 20 sind in einem Drehpunkt 24 schwenkbar zueinander gelagert. Weiterhin ist die Ausgleichseinheit 10 einenends über einen Drehpunkt 25 an das Anschlussteil 5 angelenkt und anderenends über einen weiteren Drehpunkt 26 mit einer auf die Übertragungseinheit wirkenden Druckstange 18 gelenkig verbunden. Mittig am Umlenkhebel 20, zwischen den beiden Drehpunkten 24 und 26, ist dieser über ein Drehgelenk 27 mit dem Zahnrad 23 schwenkbar verbunden. Die Achse des Zahnrades 23 und die Achse des Drehgelenkes 27 sind koaxial zueinander ausgerichtet.

Wird der Schlitten 3 mit dem daran angebunden Anschlussteil 5 verschoben, wird diese Bewegung über die Zahnstangen 21 und 22 auf das Zahnrad 23 übertragen. Das Zahnrad 23 wird auf Grund der Zahnpaarung lediglich um die Hälfte des Weges des Schlittens 3 verschoben, so dass der Umlenkhebel 20, der mit dem Zahnrad 23 und über den Koppelhebel 19 mit dem Anschlussteil 5 gekoppelt ist, um seine Achse des Drehgelenkes 27 verschwenkt. Der Drehpunkt 26 zwischen der Druckstange 18 und dem Umlenkhebel 20 verändert dabei seine Lage nur unwesentlich, so dass die mit der Verstellung des Anschlussteiles 5 einhergehende Abstandsanderung zwischen Anschlussteil 5 und Übertragungseinheit 6 mit der Ausgleichseinheit 10 ausgeglichen wird. Die Winkellage des Anschlussteiles 5 bleibt während des gesamten Verstellvorganges unverändert. Das Übersetzungsverhältnis wird mit der Verstellung des Anschlussteils nur geringfügig beeinflusst, da die wirksamen Hebellängen sich nicht wesentlich ändern.

Damit die Anschlussteile für eine leichtere Bedienung in Richtung des Bedieners abgesenkt werden können, kann femer vorgesehen werden, dass die Lagervorrichtung insgesamt geneigt gegenüber dem Fahrzeugboden in die Karosserie eingesetzt wird, dass mit einer Verstellung der Anschlussteile in Richtung des Bedieners diese sich dem Fahrzeugboden annähern. Damit wird gewährleistet, dass auch kleinere Bediener mit allgemein kleineren Füßen die Anschlussteile, welche hier als Pedale ausgebildet sind, optimal erreichen können. Bei einer derartigen Anordnung der Lagervorrichtung ist insbesondere die Spindel 14 in Richtung des Bedieners abwärts gerichtet angeordnet, wobei die übrigen Bauteile für die Funktionssicherung der Verstellvorrichtung daran angepasst angeordnet sind.

Wird das Anschlussteil 5 mit einer Kraft F beaufschlagt, um die an die

Übertragungseinheit 6 angeschlossene Bremsvorrichtung zu betätigen, wird das Anschlussteil gegenüber dem Schlitten verschwenkt und das Gestänge der Ausgleichseinheit 10, der Koppelhebel 19 und der Umlenkhebel 20, ausgelenkt. Dabei schwenkt der Umlenkhebel 20 um seine koaxial zur Achse des Zalmrads 23 ausgerichtete Achse und überträgt auf die Druckstange 18 eine Druckkraft, welche auf die

Ubertragungseinheit einwirkt. Der Umlenkhebel 20 stützt sich dabei über das Zahnrad 23 gegenüber den Zahnstangen 21 und 22 ab.

Sofern auf dem Schlitten 3 mehrere Anschlussteile 5 in Form von Pedalen oder ähnlichen Vorrichtungen montiert sind, können vorteilhafterweise alle Anschlussteile 5 gleichzeitig verschoben werden. Zum Ausgleich der Abstandsänderungen zwischen dem jeweiligen Anschlussteil und der dazugehörenden Übertragungseinheit kann die hier vorgestellte erfindungsgemäße Ausgleichseinheit als auch jede andere bekannte Einrichtung eingesetzt werden. Da der Verstellmechanismus in die Lagereinrichtung 1 integriert ist, ist weiterhin eine günstige Modulbauweise erleichtert. Sofern die Anschlussteile 5 und gegebenenfalls andere Bauteile aus Kunststoff gefertigt werden ergibt sich des Weiteren der Vorteil einer Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichen Fußhebelwerken und die Möglichkeit, gängige Bauteile aus feststehenden Pedalerien, wie zum Beispiel E-Gas-Module, wiederzuverwenden.

Hinsichtlich zukünftiger Technologien, wie zum Beispiel brake-by-wire (ähnlich dem E-Gas-Modul), können mit der Erfindung ohne großen Aufwand auch ausschließlich elektronische Pedale zum Einsatz kommen, ohne dass eine Kraftübertragung notwendig ist. Bezugszeichenliste

Lagereinrichtung

Frontplatte

Schlitten

Grundplatte

Anschlussteil

Ubertragungseinheit

Verstellmechanismus

Sperreinheit

Antriebseinheit

Ausgleichseinheit

Fahrzeugquerträger

Führung 1

Führung 2

Spindel

Erste Spindelmutter

Zweite Spindelmutter

Halterung

Druckstange

Koppelhebel

Umlenkhebel

Zahnstange

Zahnrad

Drehpunkt

Drehgelenk

Claims

Verstellbares FußhebelwerkPatentansprüche

1. Vorrichtung zum Einstellen eines mittels einer Lagereinrichtung (1) schwenkbar gelagerten Anschlussteils (5), insbesondere eines Fußhebelwerks in einem Kraftfahrzeug, an das eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen der Bewegung des Anschlussteils (5) gekoppelt ist, umfassend einen Verstellmechanismus (7) zur Verstellung der Position des Anschlussteils (5), eine Sperreinheit (8), welche die ungewollte Positionsverstellung des Anschlussteils (5) verhindert, und eine Ausgleichseinheit (10) zur Kompensierung der durch die Positionsverstellung des Anschlussteils (5) hervorgerufenen Abstandsanderung der Übertragungseinheit (6) zum Anschlussteil (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (1) einen Schlitten (3) umfasst und mit einem eine Antriebseinheit (9) umfassenden Verstellmechanismus (7) gekoppelt ist, wobei der Schlitten (3) über die Antriebseinheit (9) linear bewegbar ist, und die an den Schlitten (3) und die Antriebseinheit (9) gekoppelte Ausgleichseinheit (10) im Wesentlichen die mit der Positionsverstellung des auf dem Schlitten (3) angeordneten Anschlussteils (5) verbundenen Abstandsänderungen des Anschlussteils (5) zur mit dem Anschlussteil (5) gekoppelten Übertragungseinheit (6) ausgleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (5) ein Fußpedal eines Kraftfahrzeuges ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinheit (6) mechanisch über ein Gestänge oder pneumatisch oder hydraulisch mittels eines fluiden Druckmittels eine Kraft an einen Kraftverstärker überträgt, der die Kraft als Stellgröße für ein Betätigungsteil entsprechend umformt und weiterleitet.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinheit (6) zur Übertragung mittels eines fluiden Dmckmittels als eine flexible, bewegliche Leitung - vorzugsweise als Schlauch - ausgebildet ist, der die auf das Anschlussteil (5) ausgeübte Kraft an einen Kraftverstärker weiterleitet, um die Kraft als Stellgröße für ein Betätigungsteil entsprechend umgeformt weiterzuleiten.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinheit (6) mit der Ausgleichseinheit (10) des Verstellmechanismusses (7) über ein Drehgelenk (27) gekoppelt ist,

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (10) mit der Antriebseinheit (9) über ein Drehgelenk (27) gekoppelt ist, um eine durch die Antriebseinheit (9) erzeugte Bewegung entsprechend auf die Übertragungseinheit (6) zu übertragen und gleichzeitig den Abstand von Anschlussteil (5) zu Übertragungseinheit (6) über eine Drehung im Drehgelenk (27) auszugleichen.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (10) als Getriebe ausgebildet ist, um die durch die Antriebseinheit (9) erzeugte Positionsveränderung entsprechend transformiert an die Übertragungseinheit (6) zu übertragen.

8. Vorrichtung nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass die als Getriebe ausgebildete Ausgleichseinheit (10) im Wesentlichen ein Gestänge mit mehreren Gliedern aufweist, die über Drehgelenke miteinander verbundene sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (9) über Spindelelemente, umfassend mindestens eine Spindel (14) und mindestens eine Spindelmutter (15, 16), mit dem Schlitten (3) verbunden ist, um den geführten Schlitten (3) linear zu bewegen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (14) in dem Bereich der Spindelmuttem (15, 16) zwei unterschiedliche Gewinde aufweist, wobei die Gewinde sich hauptsächlich durch die Gewindesteigung unterscheiden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (8) über eine Selbsthemmung der Spindelelemente in die Antriebseinheit (9) integriert ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (9) manuell oder elektrisch über einen Kraftverstärker mit zugeordneter Stelleinrichtung antreibbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (9) ortsfest mit der Grundplatte (4) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (1) als räumliche Abschlusselemente eine Frontplatte (2) und eine Grundplatte (4) aufweist, zwischen denen im Wesentlichen alle Komponenten der Vorrichtung angeordnet sind, wobei die Grundplatte (4) ortsfest mit der Fahrzeugspritzwand verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (4) ortsfest mit den Führungen (12, 13) zur Führung des Schlittens (3) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk (27) der Ausgleichseinheit (10) mit einem zwischen zwei gegeneinander verschiebbar angeordneten Zahnstangen (21, 22) befindlichen Zahnrad (23) in Wirkverbindung steht.

17. Vorrichtung nach Ansprach 5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk (27) mittig zwischen zwei äußeren Anlenkpunkten (24, 26) eines Umlenkhebels (20) der Ausgleichseinheit (10) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Ansprach 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Zahnrades (23) und die Achse des mit der Ausgleichseinheit (10) verbundenen Drehgelenkes (27) koaxial zueinander angeordnet sind

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Zahnstange (21) verschiebbar mit dem Schlitten (3) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Zahnstange (22) ortsfest zur Grundplatte (4) des Fußhebelwerkes und/oder der Karosserie gehalten ist.