IT201600104137A1

IT201600104137A1 - BRAKE PEDAL ASSEMBLY FOR VEHICLE DRIVER SIMULATION OR GAME SYSTEMS.

Info

Publication number: IT201600104137A1
Application number: IT102016000104137A
Authority: IT
Inventors: Michele Serra
Original assignee: Wave S R L
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2018-04-18

Description

“GRUPPO PEDALE FRENO PER SISTEMI DI SIMULAZIONE O DI GIOCO DI GUIDA DI VEICOLI”. “BRAKE PEDAL ASSEMBLY FOR VEHICLE DRIVING SIMULATION OR GAME SYSTEMS”.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto un gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli. The present invention relates to a brake pedal assembly for vehicle driving simulation or game systems.

Sono noti sistemi di simulazione o di gioco in cui l'utente deve pilotare un veicolo in un'ambientazione virtuale, che sono dotati di dispositivi hardware e di software congegnati per riprodurre il comportamento reale di un veicolo in diverse condizioni di guida. Simulation or game systems are known in which the user must drive a vehicle in a virtual setting, which are equipped with hardware and software devices designed to reproduce the real behavior of a vehicle in different driving conditions.

Tali sistemi prevedono generalmente una pedaliera costituita da vari gruppi pedale, che riproducono il funzionamento reale dei pedali dell'acceleratore, della frizione e del freno di un veicolo. These systems generally provide a pedal board consisting of various pedal units, which reproduce the actual operation of the accelerator, clutch and brake pedals of a vehicle.

Il gruppo pedale freno, in particolare, è essenzialmente costituito da un pedale incernierato ad un basamento e mobile tra una posizione di riposo ed una configurazione di frenata, tra i quali sono interposti mezzi di reazione atti a contrastare la movimentazione del pedale dalla configurazione di riposo alla configurazione di frenata. Tali mezzi di reazione sono atti a trasmettere al pedale, e dunque all'utilizzatore, una forza di reazione che simula la resistenza offerta da un veicolo in moto all'azione frenante, conferendo all'utilizzatore una sensazione del tutto simile a quella che si avverte nella guida di un veicolo reale in fase di frenata. The brake pedal unit, in particular, is essentially constituted by a pedal hinged to a base and movable between a rest position and a braking configuration, between which reaction means are interposed to counteract the movement of the pedal from the rest configuration. to the braking configuration. These reaction means are able to transmit to the pedal, and therefore to the user, a reaction force that simulates the resistance offered by a vehicle in motion to the braking action, giving the user a sensation quite similar to that felt. when driving a real vehicle under braking.

In una prima forma di attuazione, tali mezzi di reazione sono di tipo oleodinamico e prevedono una pompa di alimentazione di un pistone di contrasto della movimentazione del pedale nella corda di frenata, che è associato ad un trasduttore di pressione connesso al sistema elettronico di gestione della pedaliera. In a first embodiment, these reaction means are of the hydraulic type and provide a pump for feeding a piston to contrast the movement of the pedal in the braking cord, which is associated with a pressure transducer connected to the electronic system for managing the pedal. pedal board.

Tale soluzione consente di modulare la reazione esercitata dal pistone sul pedale in funzione della sua posizione angolare e delle esigenze del singolo utilizzatore mediante un opportuno controllo elettronico della pompa. This solution allows modulating the reaction exerted by the piston on the pedal according to its angular position and the needs of the individual user by means of an appropriate electronic control of the pump.

Tale soluzione oleodinamica non è scevra di inconvenienti, tra i quali va annoverato il fatto che risulta molto sofisticata e costosa da realizzare. This hydraulic solution is not free from drawbacks, among which the fact that it is very sophisticated and expensive to produce must be mentioned.

Inoltre, tale soluzione oleodinamica comporta il rischio che si verifichino perdite di olio, con conseguente necessità di eseguire costosi interventi di manutenzione e possibilità di danneggiare altri componenti. Furthermore, this hydraulic solution entails the risk of oil leaks, with the consequent need to perform expensive maintenance interventions and the possibility of damaging other components.

Ancora, tale soluzione oleodinamica necessita di adottare particolari accorgimenti anche nel trasporto delle pedaliere, per ridurre il rischio che si verifichino fuoriuscite di olio. Furthermore, this hydraulic solution needs to adopt particular precautions also in the transport of the pedal boards, in order to reduce the risk of oil leaks.

Per ovviare a tali inconvenienti è nota una ulteriore versione di gruppo pedale freno di tipo meccanico, in cui i mezzi resistenti sono costituiti da una serie di elementi in gomma comprimibile abbinati ad opportuni estensimetri connessi al sistema elettronico di gestione della pedaliera. To obviate these drawbacks, a further version of a mechanical brake pedal unit is known, in which the resistant means are constituted by a series of compressible rubber elements combined with suitable strain gauges connected to the electronic management system of the pedal board.

Tuttavia, anche questa soluzione meccanica non è scevra di inconvenienti, in quanto non consente di ottenere prestazioni costanti nel tempo a causa del deterioramento degli elementi in gomma e limita la possibilità di variare la reazione esercitata dai mezzi resistenti sul pedale in funzione della sua posizione angolare e/o delle specifiche esigenze dell'utilizzatore. However, even this mechanical solution is not free from drawbacks, as it does not allow constant performance over time due to the deterioration of the rubber elements and limits the possibility of varying the reaction exerted by the resistant means on the pedal according to its angular position. and / or the specific needs of the user.

Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota escogitando un gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli che risulti flessibile dal punto di vista della possibilità di modificare la forza di reazione agente sul pedale in funzione del suo spostamento angolare, pur presentando una struttura semplificata e di costo relativamente contenuto. The aim of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks of the prior art by devising a brake pedal assembly for simulation or vehicle driving systems which is flexible from the point of view of the possibility of modifying the reaction force acting on the pedal. as a function of its angular displacement, while presenting a simplified and relatively low cost structure.

Nell’ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di poter variare la reazione sul pedale in funzione della sua posizione angolare mediante la semplice sostituzione di parti componenti. Within this technical task, another object of the present invention is to be able to vary the reaction on the pedal as a function of its angular position by simply replacing component parts.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di offrire prestazioni costanti nel tempo. A further object of the present invention is to offer constant performance over time.

Altro scopo del presente trovato è quello di ridurre la necessità di eseguire interventi di manutenzione e riparazione e di consentire un agevole trasporto. Another object of the present invention is to reduce the need to carry out maintenance and repair operations and to allow easy transport.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di presentare una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto. A further object of the present invention is to present a simple structure, relatively easy to implement in practice, safe in use and effective in operation, as well as having a relatively low cost.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli comprendente un pedale associato articolato ad un basamento attorno ad un asse di incernieramento e mobile tra una posizione di riposo ed almeno una posizione di frenata, mezzi di reazione interposti tra detto basamento e detto pedale, che sono atti a esercitare una forza di reazione sul pedale stesso nella rotazione dalla configurazione di riposo all'almeno una configurazione di frenata, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di reazione comprendono una combinazione di molle a tazza. This task and these purposes are all achieved by the present brake pedal assembly for simulation or game driving systems of vehicles comprising an associated pedal articulated to a base around a hinging axis and movable between a rest position and at least one position of braking, reaction means interposed between said base and said pedal, which are adapted to exert a reaction force on the pedal itself in the rotation from the rest configuration to the at least one braking configuration, characterized in that said reaction means comprise a combination of disc springs.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a brake pedal assembly for simulation or vehicle driving systems, illustrated by way of example, but not of limitation. , in the joined tables of drawings in which:

la figura 1 è una vista in pianta dall'alto di un gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli, secondo il trovato, con il pedale in configurazione di riposo; Figure 1 is a top plan view of a brake pedal assembly for simulation or game driving systems of vehicles, according to the invention, with the pedal in the rest configuration;

la figura 2 è una vista in sezione secondo il piano di traccia II-II di figura 1; Figure 2 is a section view along the plane marked II-II of Figure 1;

la figura 3 è una vista come figura 2, ma con il pedale in configurazione di frenata. Figure 3 is a view like Figure 2, but with the pedal in the braking configuration.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un gruppo pedale freno per sistemi di simulazione o di gioco di guida di veicoli. With particular reference to these figures, the reference numeral 1 generally designates a brake pedal assembly for simulation or game driving systems of vehicles.

Il gruppo 1 comprende un pedale 2 articolato ad un basamento 3 attorno ad un asse di incernieramento A, sostanzialmente orizzontale nell'uso, e mobile tra una configurazione di riposo (figure 1 e 2) e almeno una configurazione di frenata (figura 3) tra loro angolarmente distanziate attorno all'asse stesso. The unit 1 comprises a pedal 2 articulated to a base 3 around a hinge axis A, substantially horizontal in use, and movable between a rest configuration (Figures 1 and 2) and at least one braking configuration (Figure 3) between they are angularly spaced around the axis itself.

Il gruppo 1 comprende, inoltre, mezzi di reazione 4 interposti tra il pedale 2 e il basamento 3 che sono atti ad esercitare una forza di reazione sul pedale stesso nella rotazione dalla configurazione di riposo all'almeno una configurazione di frenata (in senso anti-orario rispetto a figura 2). The unit 1 also comprises reaction means 4 interposed between the pedal 2 and the base 3 which are adapted to exert a reaction force on the pedal itself in the rotation from the rest configuration to the at least one braking configuration (in the anti- time compared to figure 2).

Preferibilmente, il gruppo 1 presenta una pluralità di configurazioni di frenata attraverso il quale il pedale 2 transita con continuità ruotando attorno all'asse di incernieramento A fino ad una posizione angolare di fine corsa. Preferably, the unit 1 has a plurality of braking configurations through which the pedal 2 passes continuously by rotating around the hinging axis A up to an angular end-of-stroke position.

Tali mezzi di reazione 4 comprendono una combinazione di molle a tazza 5 costituita da uno o più pacchi di molle a tazza 5 disposte in serie o in parallelo. Said reaction means 4 comprise a combination of cup springs 5 consisting of one or more packs of cup springs 5 arranged in series or in parallel.

Il pedale 2 presenta un lato frontale che nell'uso viene premuto dall'utilizzatore e un lato posteriore al quale sono associati i mezzi di reazione 4. The pedal 2 has a front side which is pressed by the user in use and a rear side to which the reaction means 4 are associated.

Vantaggiosamente, combinando molle a tazza 5 di opportuno materiale e spessore disposte in serie e/o in parallelo è possibile ottenere una determinata forza di reazione esercitata sul pedale 2 al variare della sua posizione angolare attorno all'asse di incernieramento A. Variando tale combinazione di molle a tazza 5 è possibile modulare diversamente la forza di reazione in funzione delle specifiche esigenze dell'utilizzatore o della destinazione d'uso del gruppo 1. Advantageously, by combining Belleville washers 5 of a suitable material and thickness arranged in series and / or in parallel, it is possible to obtain a certain reaction force exerted on the pedal 2 as its angular position varies around the hinging axis A. By varying this combination of Belleville washers 5 it is possible to modulate the reaction force differently according to the specific needs of the user or the intended use of group 1.

Inoltre i mezzi di reazione 4 possono prevedere una o più molle elicoidali a compressione disposte in serie con le molle a tazza 5, non rappresentate nelle figure. Furthermore, the reaction means 4 can provide one or more helical compression springs arranged in series with the cup springs 5, not shown in the figures.

Ancora i mezzi di reazione 4 possono prevedere uno o più inserti in materiale rigido, ad esempio metallico, interposti tra le molle a tazza 5 per modificare la forza di reazione esercitata dai mezzi stessi sul pedale 2 in funzione del suo spostamento angolare. Again, the reaction means 4 can provide one or more inserts made of rigid material, for example metal, interposed between the cup springs 5 to modify the reaction force exerted by the means on the pedal 2 as a function of its angular displacement.

Utilmente, il gruppo 1 comprende mezzi ammortizzatori 6 interposti tra il pedale 2 e il basamento 3, che sono attivi nella rotazione di ritorno del pedale stesso dall'almeno una configurazione di frenata alla configurazione di riposo. Conveniently, the unit 1 comprises shock absorber means 6 interposed between the pedal 2 and the base 3, which are active in the return rotation of the pedal itself from the at least one braking configuration to the rest configuration.

Più nel dettaglio, i mezzi di reazione 4 comprendono uno stelo 7 di guida lungo il quale sono disposte le molle a tazza 5, che presenta una prima estremità associata ruotabile al basamento 3 e una seconda estremità lungo la quale è accoppiato in scorrimento uno stantuffo 8 articolato al pedale 2 ed atto a premere sulle molle a tazza 5 nella rotazione dalla configurazione di riposo all'almeno una configurazione di frenata. More in detail, the reaction means 4 comprise a guide rod 7 along which the cup springs 5 are arranged, which has a first rotatable associated end to the base 3 and a second end along which a piston 8 is slidingly coupled articulated to the pedal 2 and able to press on the cup springs 5 in rotation from the rest configuration to the at least one braking configuration.

Inoltre, i mezzi di reazione 4 prevedono un anello di fermo 9 associato solidale allo stelo 7 in corrispondenza della prima estremità, sui cui si riscontrano le molle a tazza 5, e un anello di spinta 10 scorrevole lungo lo stelo 7 in corrispondenza della seconda estremità, che è interposto tra lo stantuffo 8 e le molle stesse. Vantaggiosamente, i mezzi di reazione 4 prevedono un involucro 11 al cui interno sono alloggiate le molle a tazza 5 e lo stelo 7, che comprende un fondo 12 incernierato al basamento 3 e un cielo 13 forato per il passaggio dello stantuffo 8 raccordati da un mantello 14 cilindrico laterale. Il gruppo 1 prevede una staffa 15 sporgente superiormente dal basamento 3, a cui sono incernierati i mezzi ammortizzatori 6 e il fondo 12 dell'involucro 11. Furthermore, the reaction means 4 provide a stop ring 9 associated integral with the stem 7 at the first end, on which the cup springs 5 are found, and a thrust ring 10 sliding along the stem 7 at the second end , which is interposed between the piston 8 and the springs themselves. Advantageously, the reaction means 4 have a casing 11 inside which the cup springs 5 and the stem 7 are housed, which comprises a bottom 12 hinged to the base 3 and a top 13 with holes for the passage of the piston 8 connected by a shell 14 lateral cylindrical. The unit 1 provides a bracket 15 protruding above from the base 3, to which the shock absorber means 6 and the bottom 12 of the casing 11 are hinged.

Vantaggiosamente, i mezzi di reazione 4 assumono una configurazione “a cartuccia” e possono essere sostituiti rimuovendo l'involucro 11 e sostituendolo con un altro contenente una diversa combinazione di molle a tazza 5. Advantageously, the reaction means 4 assume a "cartridge" configuration and can be replaced by removing the casing 11 and replacing it with another one containing a different combination of Belleville washers 5.

Anche dal punto di vista produttivo questa forma costruttiva consente di ottenere ampia flessibilità, in quanto predisponendo differenti tipologie di mezzi di reazione 4, con dedicate combinazioni di molle a tazza 5 all'interno di involucri 11 aventi conformazione standard, si possono agevolmente ottenere gruppi 1 con differenti prestazioni nell'utilizzo. Also from the production point of view, this constructive form allows to obtain ample flexibility, since by arranging different types of reaction means 4, with dedicated combinations of cup springs 5 inside casings 11 having standard conformation, it is possible to easily obtain groups 1 with different performance in use.

Il gruppo 1 prevede, infine, una cella di carico 16 associata alle molle a tazza 5 da parte opposta dello stantuffo 8, che è connessa in ingresso a mezzi elettronici di gestione e controllo del gruppo stesso, non rappresentati in quanto di tipo noto al tecnico del ramo. Finally, the unit 1 provides for a load cell 16 associated with the cup springs 5 on the opposite side of the piston 8, which is connected at the input to electronic management and control means of the unit itself, not shown as of a type known to the technician. of the branch.

La cella di carico 16 può essere agevolmente interposta tra il fondo 12 dell'involucro 11 e le molle a tazza 5. The load cell 16 can be easily interposed between the bottom 12 of the casing 11 and the cup springs 5.

Il gruppo 1 può essere integrato in pedaliere utilizzate come periferiche di gioco o montate in apparati di simulazione per la guida di veicoli. Il funzionamento del presente trovato è il seguente: nell'uso,quando l'utilizzatore aziona il pedale 2 facendolo ruotare dalla configurazione di riposo all'almeno una configurazione di frenata, lo stantuffo 8 mediante l'anello di spinta 10 comprime le molle a tazza 5 che esercitano una forza di reazione calibrata sul pedale stesso e la cella di carico 16 rileva un dato utile alla gestione del gruppo stesso. Group 1 can be integrated into pedal boards used as game peripherals or mounted in simulation equipment for driving vehicles. The operation of the present invention is as follows: in use, when the user actuates the pedal 2 by rotating it from the rest configuration to the at least one braking configuration, the piston 8 compresses the cup springs by means of the thrust ring 10 5 which exert a calibrated reaction force on the pedal itself and the load cell 16 detects a data useful for the management of the group itself.

Al rilascio, il pedale 2 ritorna nella configurazione di riposo sotto l'azione delle molle a tazza 5 smorzata dai mezzi ammortizzatori 6. When released, the pedal 2 returns to the rest configuration under the action of the cup springs 5 damped by the shock-absorbing means 6.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che il gruppo pedale freno secondo il trovato consente di modificare agevolmente la forza di reazione agente sul pedale in fase di frenata, consentendo anche la realizzazione di versioni personalizzate, senza complicazioni produttive e con costi contenuti. In practice it has been found that the described invention achieves the proposed aims and in particular it is emphasized that the brake pedal unit according to the invention allows to easily modify the reaction force acting on the pedal during braking, also allowing the realization of versions customized, without production complications and with low costs.

Inoltre il gruppo secondo il trovato presenta prestazioni costanti nel tempo e non richiede particolari interventi di manutenzione. Furthermore, the unit according to the invention exhibits constant performance over time and does not require particular maintenance interventions.

Ancora il gruppo secondo il trovato può essere agevolmente trasportato senza necessitare di particolari precauzioni. The unit according to the invention can also be easily transported without requiring particular precautions.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements without thereby departing from the scope of the protection of the following claims.

Claims

CLAIMS 1) Group (1) brake pedal for simulation or game driving systems of vehicles comprising an associated pedal (2) articulated to a base (3) around a hinging axis (A) and movable between a rest position and at least one braking position, reaction means (4) interposed between said base (3) and said pedal (2), which are able to exert a reaction force on the pedal itself in the rotation from the rest configuration to the at least one configuration of braking, characterized in that said reaction means (4) comprise a combination of cup springs (5).

2) Group (1), according to claim 1, characterized in that said reaction means (4) comprise a guide rod (7) along which said cup springs (5) are arranged, having a first associated rotatable end to said base (3) and a second end along which a piston (8) hinged to said pedal (2) and able to press on said combination of cup springs (5) in rotation from the rest configuration to the at least one braking configuration.

3) Group (1), according to claim 2, characterized by the fact that it comprises a stop ring (9) integral with said stem (7) at the first end on which said combination of cup springs (5) is found and a thrust ring (10) associated in sliding along said stem (7) at the second end, which is interposed between said piston (8) and said combination of cup springs (5).

4) Group (1), according to claim 2 or 3, characterized in that said reaction means (4) comprise a casing (11) inside which said combination of cup springs (5) and said stem (7) are housed ), which comprises a bottom (12) associated hinged to said base (3) and a top (13) drilled for the passage of said piston (8).

5) Group (1), according to claim 2, characterized in that it comprises a load cell (16) associated with said combination of cup springs (5) on the opposite side of said piston (8) and connected at the inlet to means electronic management and control of the group itself.

6) Group (1), according to claims 4 and 5, characterized in that said load cell (16) is interposed between said combination of cup springs (5) and the bottom of said casing (11).

7) Group (1), according to claim 1, characterized in that said combination of cup springs (5) comprises at least one pack of cup springs (5) arranged in series and / or in parallel.

8) Group (1), according to claim 1, characterized in that said reaction means (4) comprise at least one helical compression spring arranged in series with said combination of cup springs (5).

9) Group (1), according to claim 1, characterized in that said reaction means (4) comprise at least one insert made of rigid material interposed between said combination of cup springs (5).

10) Group (1), according to claim 1, characterized in that it comprises shock-absorbing means (6) interposed between said pedal (2) and said base (3) active in rotation from the at least one braking configuration to the rest configuration.

11) Pedalboard of a vehicle driving simulation or game system characterized in that it comprises a brake pedal unit (1) according to one or more of claims 1-10.