Schwenkpedal, insbesondere Fahrpedal eines Kraftfahrzeugs

Abstract

 @ Bei einem Schwenkpedal (1) zur Einleitung einer Steuerkraft auf ein zu steuerndes Aggregat durch Fußbetätigung, insbesondere einem Fahrpedal eines Kraftfahrzeuges, sind eine stehende, schwenkbare Trittplatte (2) mit bodenseitiger Anlenkung (3) im Bereich des Fußhackenpunkts (HK) sowie ein hängendes schwenkbares Gestänge (5) mit oberseitiger Anlenkung (4) vorgesehen, wobei die Unterseite des freien Endes der Trittplatte (2) mit der Oberseite des freien Endes des Gestänges (5) in einem Gleit- oder Rolleingriff steht. Das hängende Gestänge (5) kann auch durch einen Bowdenzug ersetzt sein. Dadurch wird ein ergonomisch gut gestaltetes Schwenk- oder Steuerpedal (1) geschaffen, das für alle Einsatzfälle geeignet ist, in denen feindosierte Bewegungen mit dem Fuß gefordert sind. Im Fahrzeug trifft dies besonders auf ein Fahrpedal zu. (Fig. 3).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schwenkpedal zur Einleitung einer Steuerkraft auf ein zu steuerndes Aggregat durch Fußbetätigung, insbesondere Fahrpedal eines Kraftfahrzeugs.

[0002] Nach dem Stand der Technik sind Fahrpedale als sogenannte "hängende Pedale" ausgebildet, deren Drehpunkt an der Stirn- oder Vorderwand an hochgelegener Stelle im Fahrzeuginnenraum unterhalb des Armaturenbretts liegt. Bei einem hängenden Pedal wird beim Fuß einer Bedienungsperson, der sich bei einer Steuerbewegung des Fahrpedals um den Hackenpunkt dreht; eine gegenläufige Bewegung von Pedalfläche und Ballendruckpunkt ausgeführt. Die gegenläufige Bewegung bewirkt ihrerseits, daß sich der Abstand des Pedal drehpunkts zum Auftreffpunkt am Pedal je nach Fußstellung verändert. Im _Be- trieb "scheuert" die Fußfläche am Pedal. Eine Bedienungsperson gleicht dies insbesondere dadurch aus, daß der Fuß je nach Pedalstellung ständig um einen neuen Hackenpunkt eingestellt wird. Bei niedergetretenem, hängendem Pedal wandert der Hackenpunkt nach vorne.

[0003] Eine derartige "Nacheinstellung" erfordert von einer Bedienungsperson hohes Geschick, sofern eine feinfühlige Steuerbewegung eingeleitet werden soll. Es existiert keine definierte Korrelation zwischen der Fußbewegung und der Bewegung des Pedals.

[0004] Herkömmliche Fahrpedale sind auch als sogenannte "stehende Pedale" ausgebildet, deren Drehpunkt am Boden des Fahrzeugs liegt. Hierbei befindet sich der Pedaldrenpunkt in einem großen Abstand bezüglich des Hackenpunrts. Bei einer Fußbewegung werden zwar Fuß und Pedal gleichsinnig bewegt bzw. geschwenkt, da aber die wirksamen Schwenkradien und Drehpunkte (Pedaldrehpunkt/ Hackenpunkt) sehr voneinander abweichen, erfährt auch hier der Ballendruckpunkt eine Relativbewegung zur betätigten Pedalfläche, d.h. die Fußfläche "scheuert" auch hier am Pedal. Bei einer Schwenkbewegung des Fußes muß mithin auch hier der Hackenpunkt der Pedalbewegung nachgeführt werden. Wird das Pedal voll durchgetreten, dann kollidiert wegen der geraden Form der Pedalfläche der Schuhabsatz mit dem Pedal. Um dies zu verhindern, muß nach dem Stand der Technik der Fuß angehoben werden. Dies bedeutet eine weitere Veränderung des Hackenpunkts, und zwar in Höhenrichtung. Der Fuß dreht sich vielmehr eher um das Fußgelenk. Dies bedeutet ergonomisch eine völlig veränderte Situation für die _be-anspruchte Muskulator. Es werden andere Muskelgruppen bewegt und Gelenkbewegungen ausgeführt als bei einem Drehen des Fußes um den Hacken. Eine diesbezügliche Veränderung wird von der Bedienungsperson als sehr unangenehm empfunden, insbesondere dann; wenn die Bedienungsperson von Haus aus eine aufrechte Sitzposition im Fahrzeug einnimmt, beispielsweise in einem Nutzfahrzeug.

[0005] Aufbauend auf dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schwenk- bzw. Fahrpedal der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau auf einfache Weise die Ausübung einer feinfühligen Steuerbewegung ermöglicht, wobei der Fuß ergonomisch günstig bewegt wird.

[0006] Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß eine stehende, schwenkbare Trittplatte mit bodenseitiger Anlenkung im Bereich des Fußhackenpunkts sowie ein hängendes, schwenkbares Gestänge oder eine Bowdenzug mit oberseitiger Anlenkung vorgesehen sind, wobei die Unterseite des freien Endes der Trittplatte mit der Oberseite des freien Endes des Gestänges zumindest während eines Teils der Steuerbewegung in einem Gleit- oder Rolleingriff steht bzw. am freien Ende des Bowdenzugs fest oder beweglich angeordnet ist.

[0007] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Unterseite des freien Endes der Trittplatte konkav ausgebildet ist, während das freie Eingriffsende des Gestänges nach oben gekröpft verläuft.

[0008] Das Gestänge ist zweckmäßigerweise durch eine Feder gegen die Unterseite der Trittplatte vorgespannt, wobei die Nichbetätigungsstelle der Trittplatte vorzugsweise durch einen Schwenkanschlag festgelegt ist.

[0009] Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt die oberseitige Anlenkung des Gestänges in etwa in Höhe des obersten Randes der Trittplatte, wenn letztere die Nichtbetätigungsstellung einnimmt. Für eine gute Auflage des Fußes weist die Oberseite der Trittplatte zumindest teilweise Längsrippen auf, und zwar vorzugsweise im vorderen freien Endabschnitt der Platte.

[0010] Um das Pedal gut niedertreten zu können, besitzt das untere bzw. das hintere Ende des angelenkten Abschnitts der Trittplatte eine Kröpfung, welche bezüglich der Trittplattenoberseite konkav oder entsprechend stumpfwinklig ausgebildet ist.

[0011] Das Anlenkende der Trittplatte kann eine Scharnierplatte aufweisen, die am Boden, beispielsweise am Fahrzeug, befestigt werden kann.

[0012] Die Trittplatte einschließlich zugehöriges Gestänge sind so konzipiert, daß ein Schwenkbereich einer Trittplatte entsteht, der kleiner ist als der entsprechende Schwenkbereich des zugehörigen eingreifenden Gestänges. Insbesondere läßt sich in einer praktischen Ausführungsvariante die Trittplatte um ca. 20' schwenken, während das Gestänge eine Schwenkbewegung von ca. 40^* vollzieht.

[0013] Nach der Erfindung werden mithin die Nachteile bekannter Pedalformen der eingangs genannten Art im wesentlichen beseitigt. Die Trittplatte wird gleichsinnig zum Fuß bewegt, wobei der Fuß während seiner gesamten Schwenkbewegung seine Grundstellung bzw. seinen Hackenpunkt nicht verändern muß. Die Bedienungsperson kann somit auf die Steuerbewegungen feinfühlig eingehen. Durch die gekröpfte Pedalform kann der Drehpunkt der Trittplatte sehr nahe an den Hackenpunkt gelegt werden. Damit ergibt sich keine nennnenswerte Veränderung des Ballendruckpunkts auf der Trittplattenoberfläche. Mithin muß der Hackenpunkt der Pedalbewegung nicht nachgeführt werden. Die vorgenannte Kröpfung schafft genügend Raum für den Schuhabsatz in der untersten Pedalstellung. Die Obertragung der Pedalbewegung auf das hängende Gestänge oder einen Bowdenzug erfolgt in definierter bzw. zwangsgeführter Weise. Durch die Erfindung werden die Vorteile der konstruktiven Ausführung eines hängendes Pedals mit den Vorteilen eines stehenden Pedals in optimaler Weise verbunden. Das gekröpfte Pedal bzw. die gekröpfte Trittplatte kann als Metallpreßteil oder vorzugsweise als Kunststoffteil ausgeführt ein. Die Längsrippen auf der Oberseite der Trittplatte sorgen für eine rutschfeste, vergleichsweise geringe Auflagefläche zwischen Schuh und Pedal bzw. Trittplatte und ermöglichen gegebenenfalls ein leichtes Gleiten auf dem Pedal.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf den Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein hängendes Pedal nach dem Stand der Technik in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 ein stehendes Pedal nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 ein Schwenkpedal nach der Erfindung in einer Ansicht ähnlich den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 die Erfindung bei im wesentlichen niedergetretenem Pedal, und

Fig. 5 in perspektivischer schematischer Ansicht die stehende Trittplatte des erfindungsgemä3en Schwenkpedals.

[0015] In Fig. 1 ist ein hängendes Pedal mit dem Betätigungsfuß einer Bedienungsperson gezeigt, die im wesentlichen aufrecht in der Fahrerhauskabine eines Lastkraftwagens sitzt, wobei die Oberschenkel im wesentlichen horizontal verlaufen und die Unterschenkel in einem Winkel von ca. 107° zu den Oberschenkeln abgewinkelt sind. Wesentliche Punkte am Fuß sind das Fersengelenk FD (Fersendrehpunkt), der untere Hackenpunkt HK sowie der Ballendruckpunkt BD im Bereich der Pedalbetätigungsfläche.

[0016] Das Pedal hängt an einer SchwenkachsejPD (Pedaldrehpunkt) an der Stirn- oder Vorderwand des Fahrerhauses und beschreibt einen Betätigungsradius Rl. Die Anordnung von Pedaldrehpunkt PD und Hackenpunkt HK bewirkt eine gegenläufige Bewegung von Pedalfläche und Ballendruckpunkt BD. R1 und R2 zeigen in Fig. 1 die Bewegungsrichtung. Die gegenläufige Bewegung bewirkt, daß der Punkt BD sich zum Auftreffpunkt am Pedal verändert (Scheuern der Fußfläche am Pedal), sowie das Maß A verändert werden muß. Dies bedeutet, daß bei Pedalbewegungen der Fuß ständig der neuen Pedalstellung entsprechend nachgeführt werden muß.

[0017] Fig. 2 veranschaulicht die Wirkungsweise eines Fahrpedals herkömmlicher Bauart, das als sogenanntes "stehendes Pedal" ausgebildet ist und einen Drehpunkt PD am Boden des Fahrzeugs aufweist. Die große Entfernung der Drehpunkte A und die stark unterschiedlichen Radien Rl, R2 bewirken, daß der Punkt BD sich relativ zur Pedalfläche ändert (Scheuern der Fußfläche am Pedal), sowie der Hackenpunkt der Pedalbewegung nachgeführt werden muß. Wird das Pedal voll durchgedrückt, dann kollidiert wegen der geraden Form der Pedalfläche der Schuhabsatz mit dem Pedal. Um dies zu verhindern, muß der Fuß angehoben werden. Dann befindet sich der Drehpunkt für den Fuß nicht mehr im Hackenpunkt HK, sondern im Fußgelenk FD. Dies b_e- deutet ergonomisch eine völlig veränderte Situation für die beanspruchte Muskulatur. Es werden andere Muskelgruppen bewegt und Gelenkbewegungen ausgeführt als bei einem Drehen des Fußes im Hackenpunkt HK. Diese Veränderung wird von der Bedienungsperson als sehr unannehm empfunden. Zwar besitzt die bekannte Ausführungsform mit stehendem Fahrpedal die gleiche Richtung für Drehbewegungen von Fuß und Pedal, führt aber genauso wie im Falle des bekannten hängenden Pedals zu ständig veränderten Fußstellungen. Der Effekt ist besonders bei aufrechten Sitzpositionen von Nachteil, wie diese in Nutzfahrzeugen gegeben sind.

[0018] Demgegenüber zeigt Fig. 3 die erfindungsgemäße Pedalform, die in idealer Weise die Mängel der bekannten Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 beseitigt.

[0019] Das Schwenk- oder Fahrpedal 1 zur Einleitung einer Steuerkraft auf ein zu steuerndes Aggregat durch Fußbetätigung besitzt sowohl eine "stehende" schwenkbare Trittplatte 2 mit bodenseitiger Anlenkung 3 im Bereich des Fußhackenpunkts HK sowie ein "hängendes" schwenkbares Gestänge 5 mit oberseitiger Anlenkung 4 an der Stirn- oder Vorderwand des Fahrzeugs, wobei die Unterseite des freien Endes der Trittplatte 2 mit der Oberseite des freien Endes des Gestänges 5 in einem Rolleingriff steht. Das Gestänge 5 ist im Bereich seines freien Eingriffsendes nach oben gekröpft ausgebildet und greift an der Unterseite des freien Endes der Trittplatte 2 ein, welche ihrerseits konkav bezüglich des Gestänges 5 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Wölbung der Unterseite der Trittplatte 2 durch einen konstanten Radius definiert.

[0020] In der Nichtbetätigungsstellung sorgt eine (in Fig. 3 nicht veranschaulichte) Feder des Gestänges 5 für eine Vorspannkraft im Gegenuhrzeigersinn des Gestänges, so daß die Trittplatte 2 gegen einen nicht gezeigten Anschlag in einer vergleichsweise aufrechten Nichbetätigungs, stellung gehalten wird.

[0021] Im Anschluß an den konkaven Abschnitt der Trittplatte 2 im Bereich des freien Endes besitzt die Trittplatte eine weitere gegengerichtete Kröpfung 7 oder Abwinklung, die sich bis hin zum Pedaldrehpunkt PD der Trittplatte 2 erstreckt. Die gegengerichtete Kröpfung sorgt dafür, daß der Drehpunkt PD der Trittplatte 2 in die Nähe des Hackenpunkts HK des Fußes der Bedienungsperson gelegt werden kann, so daß Rl und R2 praktisch gleich groß gewählt werden können, und auch die Fußbewegung gleichsinnig mit der Trittplattenbewegung durchgeführt werden kann, so daß der Ballendruckpunkt BD auf der Oberseite der Trittplatte 2 im Bereich des vorderen Kröpfungsabschnitts praktisch während der gesamten Steuerbewegung des Fahrpedals unverändert bezüglich der Trittplatte 2 bleibt, wie dies insbesondere auch aus Fig. 4 hervorgeht.

[0022] Fig. 5 zeigt die eigentliche Trittplatte 2 der Fig. 3 in perspektivischer schematischer Ansicht. Der vordere Trittplattenbereich im Bereich des Ballendruckpunkts BD sieht trittplattenoberseitig Längsrippen 6 vor. Dem konkaven Längsrippenabschnitt schließt sich einstückig eine gegengerichtete Kröpfung 7 bis hin zur Drehachse PD der Trittplatte an, die genügend Freiraum für den Fußabsatz einer Bedienungsperson auch bei niedergedrücktem Pedal schafft. Auf der der Kröpfung 7 abgewandten anderen Trittplattenseite jenseits der Schwenkachse PD befindet sich eine Scharnierplatte 8 mit Durchgängen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben zwecks Befestigung des Trittpedals 2 auf dem Fußboden des Fahrerhauses.

[0023] Durch die Erfindung findet mithin am Punkt BD kaum eine Relativbewegung zwischen Fußballen und Trittplatte statt. Damit ist gewährleistet, daß der Hackenpunkt nicht der Pedalbewegung nachgeführt werden muß. Das Maß A bleibt im wesentlichen konstant, wie dies insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht. Das gekröpfte Pedal kann als Metallpreßteil oder vorzugsweise als Kunststoffteil ausgebildet sein.

Ansprüche

1. Schwenkpedal zur Einleitung einer Steuerkraft auf ein zu steuerndes Aggregat durch Fußbetätigung, insbesondere Fahrpedal eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß eine stehende schwenkbare Trittplatte (2) mit bodenseitiger Anlenkung (3) im Bereich des Fußhackenpunkts (HK) sowie ein hängendes, schwenkbares Gestänge (5) oder ein Bowdenzug mit oberseitiger Anlenkung (4) vorgesehen sind, wobei die Unterseite des freien Endes der Trittplatte (2) mit der Oberseite des freien Endes des Gestänges (5) zumindest während eines Teils der Steuerbewegung in einem Gleit- oder Rolleingriff steht bzw. am freien Ende des Bowdenzugs fest oder beweglich angeordnet ist.

2. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des freien Endes der Trittplatte (2) konkav ausgebildet ist, während das freie Eingriffsende des Gestänges (5) nach oben gekröpft verläuft (Fig. 3)

3. Pedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (5) durch eine Feder gegen die Unterseite der Trittplatte (2) vorgespannt ist.

4. Pedal nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nichbetätigungsstellung der Trittplatte (2) durch einen Schwenkanschlag bestimmt ist.

5. Pedal nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberseitige Anlenkung (4) des Gestänges (5) etwa in Höhe des obersten Randes der Trittplatte (2) liegt, wenn letztere die Nichtbetätigungsstellung einnimmt.

6. Pedal nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite zumindest des freien Endabschnitts der Trittplatte (2) Längsrippen (6) aufweist.

7. Pedal nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere bzw. hintere Abschnitt des angelenkten Endes der Trittplatte (2) eine Kröpfung (7) aufweist, die bezüglich der Trittplattenoberseite konkav oder entsprechend stumpfwinklig ausgebildet ist.

8. Pedal nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlenkende der Trittplatte (2) eine Scharnierplatte (8) aufweist, die am Boden befestigt werden kann.

9. Pedal nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittplatte (2) einen Schwenkbereich aufweist, der kleiner ist als der entsprechende Schwenkbereich des eingreifenden Gestänges (5).

10. Pedal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittplatte (2) einen Schwenkbereich von ca. 20' aufweist, während der entsprechende Schwenkbereich des eingreifenden Gestänges (5) bei ca. 40° liegt.

Zeichnung