WO2002061520A1 - Rückstellvorrichtung für pedale eines kraftfahrzeuges - Google Patents

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friction
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motor vehicle
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Andree Burgstaler
Jan DÜTZ
Simone PÄTZOLD
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ZF Lemförder Metallwaren AG
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Definitions

  • the invention relates to a resetting device for pedals of a motor vehicle mounted on an axis of rotation with a spring element which is fixed on the one hand to a receptacle on the pedal and on the other hand to a receptacle fixed to the body.
  • Pedals of a motor vehicle for actuating the brake, clutch and gas with the generic features are known from the prior art in different configurations.
  • the spring elements usually consist of tension springs which are suspended at one end in a receiving device on the pedal and the other free end of which is articulated on the body side on a hook or the like.
  • reset devices equipped with compression springs are also known, in particular in the case of reset devices for electronic module units for scanning the accelerator pedal position and transmitting the data determined in this way to downstream assemblies (E-gas modules).
  • the springs used result in a hysteresis effect between the pedal actuation by the user and the return movement by the articulated spring, which is decisive for the feeling of actuation when using the pedal arrangement in question.
  • the hysteresis that occurs and thus the resulting pedal sensation is determined by the given springs in the reset devices known from the prior art and is therefore not adjustable or variable.
  • the generic reset devices do not have the ability to increase the hysteresis between the two directions of actuation of the pedal in question.
  • the object of the present invention is therefore to develop a reset device for pedals of motor vehicles of the generic type in such a way that the hysteresis caused by the return springs used between the actuation directions of the pedal can be made variable in a structurally simple and inexpensive manner.
  • the friction element in conjunction with the friction surfaces, for example in the form of planes or surfaces with a curved profile, ensures an increase in the hysteresis between the actuation direction of the pedal and its return movement.
  • differently dimensioned springs can be used in the friction element without any problems, whereby their spring identifications in connection with different helix angles an individual adjustment of the actuation feel for the pedal to different requirements.
  • additional damping of the return movement of the pedal can be brought about by the design according to the invention.
  • the helix angle between the plane of the friction surface and the plane of rotation of the pedal has a value in the range from 0.5 to 10 degrees.
  • the friction element to be formed from two adjoining cylindrical sections of different diameters, the cylindrical section with the smaller diameter being designed as a receptacle, which receives a compression spring, and the cylindrical section with a larger diameter at its free, the other Section facing end face has the friction surface.
  • the cylindrical section of larger diameter can be an obliquely cut cylinder as well as an obliquely cut circular cylinder.
  • the friction element is, if necessary, accommodated in a cup-shaped receptacle, which is designed as an integral part of the associated motor vehicle pedal, the second friction surface corresponding to the friction surface of the friction element being arranged on the side of the pedal, for example on a holding device for the pedal in question.
  • FIG. 1 shows a perspective front view of the reset device according to the invention
  • Figure 2 is an exploded view of the reset device of Figure 1 from a different angle
  • Figure 3 is a sectional view taken along line B-B of Figure 1.
  • FIG. 1 the upper part of a pedal 1 is shown, preferably for actuating an E-gas module.
  • the pedal 1 is in one with the body of the
  • the pedal holder 2 has two lateral cheeks 3, 4, which delimit an elongated slot 5 between them, in which the upper part of the pedal 1 is received.
  • the slot 5 receives a spring element 6 designed as a tension spring for generating restoring forces for the pedal 1.
  • the spring element 6 has hooks 7, 8 for articulating the spring element 6 on the one hand on a pedal-side receptacle 9 and on the other hand on a body-side receptacle 10.
  • the spring element 6 is elongated and pulls the pedal 1 back into its starting position after the deflection movement has ended due to its spring action.
  • the reset device shown is equipped with a spring-loaded friction element 12.
  • the friction element 12 is arranged between the pedal 1 and the cheek 3, the spring 19 (see FIG. 2 or 3) of the friction element 12 as a compression spring generating friction forces in a friction surface pairing with the associated friction surfaces 13 and 14.
  • the friction surface 13 is located on the outside of a cylindrical section 17 of the Friction element 12.
  • the assigned friction surface 14 is formed on the inside of the cheek 3.
  • the friction surface 14 forms an incline (see FIG. 3), which includes an acute angle ⁇ with the rotary plane 16, which is shown in dot-dash lines in FIG. 3 to clarify its position.
  • Friction surface 14 the friction forces generated by the friction element 12 increase as a result of the reduction in the distance between the friction surface 14 on the cheek 3 and the rotational plane 16 of the pedal 1, since this increases the spring action of the compression spring 19 of the friction element 12.
  • the structure of the friction element 12 is (but without the friction surface 14)
  • the friction element 12 has cylindrical sections 17 and 18.
  • the cylindrical section 18 has a smaller diameter than the adjacent section 17, at whose free end facing away from the section 18 is the friction surface 13.
  • the cylindrical section 18 serves to receive a compression spring 19, which is supported on the one hand on an end face of the cylindrical section 17 and on the other hand on the bottom of a receiving bore 20 which is made in the upper part of the pedal 1 adjacent to the receptacle 9 for the spring element 6 in the pedal body , wherein the receiving bore 20 is formed in a cup-shaped thickening of the pedal body.
  • this compression spring 19 can be provided in the friction element in different configurations and stiffness.
  • the design of the inclined friction surface 14 offers the possibility of making the pedal feel correspondingly variable when the pedal is pivoted by increasing or decreasing the frictional forces.
  • the angle of the friction surface 13 on the friction element 12 is adapted to the friction surface 14.
  • Another possible variation of the friction surface properties is the choice of the friction pairing, that is to say the choice of material for the surfaces in contact with one another.

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Abstract

Es wird eine Rückstellvorrichtung für Pedale eines Kraftfahrzeuges vorgestellt, die mit einem Federelement (6), welches einerseits an einer Aufnahme (9) am Pedal (1) und andererseits an einer karosseriefesten Aufnahme (10) festgelegt ist, vorgestellt, bei dem erfindungsgemäß zwischen Pedal (1) und Karosserie wenigstens ein federbelastetes Reibelement (12) mit mindestens einer Reibflächenpaarung (13, 14) angeordnet ist.

Description

Rückstellvorrichtung für Pedale eines Kraftfahrzeuges
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Rückstellvorrichtung für auf einer Drehachse gelagerte Pedale eines Kraftfahrzeuges mit einem Federelement, welches einerseits an einer Aufnahme am Pedal und andererseits an einer karosseriefesten Aufnahme festgelegt ist.
Pedale eines Kraftfahrzeuges für die Betätigung von Bremse, Kupplung und Gas mit den gattungsbildenden Merkmalen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt. Die Federelemente bestehen hierbei üblicherweise aus Zugfedern, die mit ihrem einen Ende in einer Aufhahmevorrichtung am Pedal eingehängt sind, und deren anderes freies Ende karosserieseitig an einem Haken oder dergleichen angelenkt ist. Neben Zugfedern sind insbesondere bei Rückstellvorrichtungen für elektronische Moduleinheiten zur Abtastung der Gaspedalstellung und Übermittlung der dabei ermittelten Daten an nachgeschaltete Baugruppen (E-Gas-Module) auch mit Druckfedern ausgestattete Rückstellvorrichtungen bekannt. Durch die eingesetzten Federn ergibt sich zwischen der Pedalbetätigung durch den Benutzer und der Rückstellbewegung durch die angelenkte Feder ein Hysterese- Effekt, der mit ausschlaggebend für das Betätigungsgefühl bei Benutzung der betreffenden Pedalanordnung ist. Die auftretende Hysterese und somit das daraus resultierende Pedalgefühl ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Rückstellvorrichtungen durch die vorgegebenen Federn festgelegt und somit nicht einstellbar bzw. variabel. Darüber hinaus besitzen die gattungsgemäßen Rückstellvorrichtungen nicht die Möglichkeit, die Hysterese zwischen den beiden Betätigungsrichtungen des betreffenden Pedales zu vergrößern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Rückstellvorrichtung für Pedale von Kraftfahrzeugen der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass sich auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise die durch die eingesetzten Rückstellfedern hervorgerufene Hysterese zwischen den Betätigungsrichtungen des Pedals variabel gestalten lässt.
Diese Aufgabe durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Ausgestaltungen der Erfindung werden in den sich anschließenden Unteransprüchen beschrieben.
Demgemäss wird eine mögliche erfindungsgemäße Lösung darin gesehen, zwischen Pedal und Karosserie wenigstens ein federbelastetes Reibelement mit mindestens einer Reibflächenpaarung anzuordnen, die aus miteinander korrespondierenden Reibflächen besteht.
Einem weiteren Vorschlag folgend ist darüber hinaus vorgesehen, zwischen Pedal und Karosserie wenigstens ein federbelastetes Reibelement mit mindestens einer Reibflächenpaarung anzuordnen, die aus miteinander korrespondierenden Reibflächen besteht, die zur Drehebene des Pedals einen spitzen Schrägungswinkel aufweisen.
Das Reibelement gewährleistet in Verbindung mit den beispielsweise als Ebenen oder als Flächen mit einem kurvenförmigen Verlauf ausgeführten Reibflächen eine Vergrößerung der Hysterese zwischen der Betätigungsrichtung des Pedals und dessen Rückstellbewegung. Unabhängig von den eingesetzten Rückstellfedern lassen sich hierbei im Reibelement problemlos unterschiedlich dimensionierte Federn einsetzen, wobei deren Federkennungen in Verbindung mit verschiedenen Schrägungswinkeln eine individuelle Anpassung des Betätigungsgefühls für das Pedal an unterschiedliche Anforderungen gewährleistet. Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung eine zusätzliche Dämpfung der Rückstellbewegung des Pedals herbeigeführt werden.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schrägungswinkel zwischen Reibflächenebene und Drehebene des Pedals einen Wert im Bereich von 0,5 - 10 Grad aufweist.
Eine kostengünstige Gestaltung sieht hierbei vor, das Reibelement aus zwei aneinander grenzenden zylinderförmigen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers zu bilden, wobei der zylinderförmige Abschnitt mit dem geringeren Durchmesser als Aufnahme ausgebildet ist, der eine Druckfeder aufnimmt, und der zylinderförmige Abschnitt größeren Durchmessers an seiner freien, dem anderen Abschnitt abgewandten Stirnfläche die Reibfläche aufweist. Der zylinderförmige Abschnitt größeren Durchmessers kann im Sinne der Erfindung ein schräg abgeschnittener Zylinder, wie auch ein schräg abgeschnittener Kreiszylinder sein.
Diese konstruktive Gestaltung schützt zum einen die Druckfeder zur Erzeugung der Reibkräfte vor Ausknickbewegungen, andererseits kann die erforderliche Reibfläche an der Stirnseite des vom Durchmesser her größeren zylinderförmigen Abschnittes ausreichend groß dimensioniert werden und gleichzeitig eine kompakte Platz sparende Gestaltung des gesamten Reibelementes gewährleistet werden. Das
Reibelement ist in der beschriebenen konstruktiven Gestaltung Bedarfsweise in einer topfförmigen Aufnahme, die als integraler Bestandteil des zugehörigen Kraftfahrzeugpedales ausgebildet ist, aufgenommen, wobei die mit der Reibfläche des Reibelementes korrespondierende zweite Reibfläche seitlich des Pedales beispielsweise an einer Haltevorrichtung für das besagte Pedal angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Bei der Darstellung der Figuren wurden nur Ausschnittsweise einzelne Bereiche gezeigt, so dass auf eine Gesamtdarstellung des Kraftfahrzeugpedals incl. seiner Lagerung bzw. Aufnahme am Karosseriekörper verzichtet wurde.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Vorderansicht der erfindungsgemäßen Rückstellvorrichtung,
Figur 2 eine Explosionsdarstellung der Rückstellvorrichtung aus Figur 1 aus einem anderen Blickwinkel und
Figur 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B aus Figur 1.
i der Figur 1 ist der obere Teil eines Pedals 1, vorzugsweise für die Betätigung eines E-Gas-Moduls, dargestellt. Das Pedal 1 ist hierbei in einer mit der Karosserie des
Kraftfahrzeuges verbundenen Pedalhalterung 2 aufgenommen. Die Pedalhalterung 2 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei seitliche Wangen 3, 4 auf, die zwischen sich einen länglichen Schlitz 5 begrenzen, in welchem zum einen der obere Teil des Pedals 1 aufgenommen ist. Darüber hinaus nimmt der Schlitz 5 ein als Zugfeder gestaltetes Federelement 6 zur Erzeugung von Rückstellkräften für das Pedal 1 auf. Das Federelement 6 besitzt an seinen freien Enden jeweils Haken 7, 8 zur Anlenkung des Federelementes 6 zum einen an einer pedalseitigen Aufnahme 9 und andererseits an einer karosserieseitigen Aufiiahme 10. Bei einer Drehung des Pedals 1 um eine zwischen den Wangen 3 und 4 befindliche Drehachse 11 (siehe Figur 2) wird das Federelement 6 gelängt und zieht durch seine Federwirkung das Pedal 1 nach Beendigung des Auslenkbewegung in seine Ausgangslage zurück.
Erfindungsgemäß ist die dargestellte Rückstellvorrichtung mit einem federbelasteten Reibelement 12 ausgestattet. Das Reibelement 12 ist bei der gezeigten Ausführung zwischen Pedal 1 und der Wange 3 angeordnet, wobei die Feder 19 (siehe Figur 2 oder 3) des Reibelementes 12 als Druckfeder Reibkräfte in einer Reibflächenpaarung mit den zugehörigen Reibflächen 13 und 14 erzeugt. Die Reibfläche 13 befindet sich vorliegend an der Außenseite eines zylinderförmigen Abschnittes 17 des Reibelementes 12. Die zugeordnete Reibfläche 14 ist an der Innenseite der Wange 3 ausgebildet. Die Reibfläche 14 bildet eine Schräge (siehe Figur 3), welche mit der Drehebene 16, die zur Verdeutlichung ihrer Lage in der Figur 3 strichpunktiert dargestellt ist, einen spitzen Winkel α einschließt. Bei einer Drehung des Pedals 1 und einer damit verbundenen Verlagerung des Reibelementes 12 entlang der
Reibfläche 14 verstärken sich die durch das Reibelement 12 erzeugten Reibkräfte infolge der Verringerung des Abstandes zwischen der Reibfläche 14 an der Wange 3 und der Drehebene 16 des Pedales 1, da sich hierdurch die Federwirkung der Druckfeder 19 des Reibelmenetes 12 verstärkt.
Der Aufbau des Reibelementes 12 ist (allerdings ohne Reibfläche 14) zur
Verdeutlichung in der Figur 2 dargestellt. Das Reibelement 12 weist zylinderförmige Abschnitte 17 und 18 auf. Der zylinderförmige Abschnitt 18 weist dabei einen geringeren Durchmesser auf, als der angrenzende Abschnitt 17, an dessen dem Abschnitt 18 abgewandten, freien Ende sich die Reibfläche 13 befindet. Der zylinderförmige Abschnitt 18 dient zur Aufnahme einer Druckfeder 19, welche sich einerseits an einer Stirnfläche des zylinderförmigen Abschnittes 17 und andererseits am Boden einer Aufhahmebohrung 20 abstützt, die im oberen Bereich des Pedals 1 benachbart der Aufnahme 9 für das Federelement 6 in den Pedalkörper eingebracht ist, wobei die Aufhahmebohrung 20 in einer topfförmigen Verdickung des Pedalkörpers ausgebildet ist.
Zur Erzeugung unterschiedlich starker Reibkräfte kann diese Druckfeder 19 in dem Reibelement in unterschiedlicher Ausgestaltung und Steifigkeit vorgesehen werden. Darüber hinaus bildet die Gestaltung der schrägen Reibfläche 14 die Möglichkeit, das Pedalgefühl bei der Verschwenkung des Pedals durch Erhöhung oder Erniedrigung der Reibkräfte entsprechend variabel gestalten zu können. Die Reibfläche 13 an dem Reibelement 12 ist in ihrer Schrägung an die Reibfläche 14 angepasst. Eine weitere Variationsmöglichkeit der Reibflächeneigenschaften besteht in der Wahl der Reibpaarung, das heißt in der Werkstoffwahl der miteinander in Kontakt befindlichen Oberflächen. Bezugszeichenliste
1 Pedal
2 Pedalhalterung
3 Wange
4 Wange
5 Schlitz
6 Federelement
7 Haken
8 Haken
9 Aufnahme
10 Aufnahme
11 Drehachse
12 Reibelement
13 Reibfläche
14 Reibfläche
16 Drehebene
17 Abschnitt
18 Abschnitt
19 Druckfeder
20 Aufhahmebohrung

Claims

Rückstellvorrichtung für Pedale eines KraftfahrzeugesPatentansprüche
1. Rückstellvorrichtung für auf einer Drehachse (11) gelagerte Pedale ( 1 ) eines Kraftfahrzeuges mit einem Federelement (6), welches einerseits an einer Aufnahme (9) am Pedal (1) und andererseits an einer karosseriefesten Aufnahme (10) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Pedal (1) und Karosserie wenigstens ein federbelastetes Reibelement (12) mit mindestens einer Reibflächenpaarung (13, 14) angeordnet ist, die aus korrespondierenden Reibflächen besteht.
2. Rückstellvorrichtung für auf einer Drehachse (11) gelagerte Pedale ( 1 ) eines Kraftfahrzeuges mit einem Federelement (6), welches einerseits an einer Aufnahme (9) am Pedal (1) und andererseits an einer karosseriefesten Aufnahme (10) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Pedal (1) und Karosserie wenigstens ein federbelastetes
Reibelement (12) mit mindestens einer Reibflächenpaarung (13, 14) angeordnet ist, die aus korrespondierenden Reibflächen besteht, die zur
Drehebene (16) des Pedals (1) einen spitzen Schrägungswinkel (α) aufweisen. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schrägungswinkel (α) einen Wert im Bereich von 0,5 - 10 Grad aufweist.
Rückstellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (12) aus zwei aneinander grenzenden zylinderförmigen Abschnitten (17, 18) unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist, wobei der zylinderförmige Abschnitt (18) eine Druckfeder (19) aufnimmt und der zylinderförmige Abschnitt (17) größeren Durchmessers an seiner freien dem anderen Abschnitt (18) abgewandten Stirnfläche eine Reibfläche (13) aufweist und das Reibelement in einer Aufhahmebohrung (20) des Pedals (1) aufgenommen ist.
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FIGUR 3
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