Pedal

Abstract

 Ein Pedal (14) mit einem schwenkbar gelagerten, mittels eines als Schenkelfeder (11) ausgebildeten Rückstellfederelementes (12) in eine Grundstellung vorgespannten Pedalarm (3) hat einen Reibkörper (15), welcher mittels des Rückstellfederelementes (12) gegen eine Reibfläche (18, 19) vorgespannt ist. Der Reibkörper (15) ist erfindungsgemäß als Exzenterscheibe ausgeführt und ermöglicht so neben einer Hysterese auch einen nicht-linearen Verlauf der Pedalbetätigungskraft (F_P).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Pedal, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem in einem Halteteil um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Pedalarm, welcher mittels einer Pedalplatte durch Fußkraft auslenkbar und von zumindest einem Rückstellfederelement in eine Grundstellung zurückschwenkbar ist, und mit einem einen Reibkörper und eine Reibfläche umfassenden Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung der Bewegung des Pedalarmes, wobei der Reibkörper mit dem Pedalarm verbunden und gegen die Reibfläche mittels des Rückstellfederelementes vorgespannt ist.

[0002] Solche Pedale werden heute vielfach als Fahrpedal bei Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind damit bekannt. Bei einer Betätigung des Pedalarmes gleitet der Reibkörper über die Reibfläche und verhindert damit, dass geringfügige Veränderungen der Fußkraft auf den Pedalarm, beispielsweise unbeabsichtigt verursacht durch Rückwirkungen der Fahrzeugbewegung, zu einer Veränderung der Pedalstellung führen. Hierbei ist die im Reibungsdämpfer erzeugte Reibung in Betätigungsrichtung des Pedalarmes meist größer als in entgegengesetzter Richtung. Der Reibungsdämpfer hat hierdurch eine Hysterese, die ein zuverlässiges Zurückschwenken des Pedalarmes in eine Grundstellung sicherstellt.

[0003] Der Pedalarm trägt zumeist einen kreissegmentförmigen Reibkörper, welcher gegen eine an einem freien Ende eines zweiarmigen Hebels angeordnete Reibfläche anliegt. Gleichzeitig ist der Pedalarm mittels einer Druckfeder mit dem anderen Ende des Hebels verbunden. Dadurch wird die Anpresskraft zwischen Reibkörper und Reibfläche bei zunehmender Auslenkung des Pedalarmes größer, so dass die Dämpfung verstärkt wird. Das Pedal erfordert durch die beschriebene Konstruktion eine Vielzahl von Bauteilen, die aufwendig zu fertigen und zu montieren sind, wobei der Platzbedarf der Anordnung gleichzeitig relativ groß ist.

[0004] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Pedal der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass es möglichst einfach aufgebaut ist und gleichzeitig einen geringen Platzbedarf besitzt.

[0005] Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Reibkörper gegenüber der Schwenkachse exzentrisch angeordnet ist. Hierdurch wird die zunehmende Reibung bei großer Auslenkung um die Schwenkachse nicht durch das Rückstellfederelement, sondern vor allem durch die Exzentrizität des Reibkörpers bestimmt. Der Reibkörper gestattet hierbei nahezu beliebige Formgebungen und eine damit verbundene beliebige Bewegungscharakteristik des Pedalarmes. Gleichzeitig ist es auch möglich, die der Pedalbewegung entgegengesetzte Rückstellkraft durch die Formgebung des Reibkörpers so zu gestalten, dass eine Anpassung an eine gewünschte Kennlinie möglich wird, ohne dass hierzu ein spezielles Rückstellfederelement erforderlich ist.

[0006] Die Erfindung gestattet auch die Verwendung eines herkömmlichen Rückstellfederelementes. Besonders kompakt ist das Pedal gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wenn das Rückstellfederelement als Schenkelfeder oder Blattfeder ausgeführt ist. Hierdurch entfällt in vorteilhafter Weise der sonst erforderliche Hebel, so dass der Reibkörper unmittelbar gegen das Rückstellfederelement gerichtet ist.

[0007] Besonders vorteilhaft ist die Erfindung weitergebildet, wenn der Reibkörper als Kurvenscheibe ausgeführt ist. Hierdurch lässt sich die durch den Bediener aufzubringende Pedalbetätigungskraft optimal einer gewünschten Charakteristik anpassen. Insbesondere lassen sich Bereiche der Auslenkung des Pedalarmes mit einem stark erhöhten Widerstand und Bereiche mit niedrigem Widerstand stufenlos kombinieren. Beispielsweise können progressive Bereiche dargestellt werden, in denen dem Fahrer die Leistungsgrenzen des Antriebs als stark erhöhter Widerstand zurückgemeldet werden.

[0008] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gegeben, wenn der Reibkörper punktsymmetrisch ausgebildet und zwischen den Schenkeln einer Schenkelfeder eingespannt ist. Hierdurch sind die Federkräfte, die jeweils von den beiden Schenkeln der Schenkelfeder auf den Reibkörper aufbracht werden, in etwa gleich groß und besitzen in etwa einander entgegengesetzte Wirkrichtungen. Auf die Lagerung der Schenkelfeder wirken daher nur sehr geringe Kräfte, wodurch das Pedal besonders einfach ausgeführt werden kann.

[0009] Die Erfindung ist besonders wirtschaftlich ausgeführt, wenn das Rückstellfederelement auf seiner dem Reibkörper zugeneigten Seite als Reibfläche ausgebildet ist. Hierdurch entfällt das umständliche Anbringen einer separaten Reibfläche an dem elastischen Rückstellfederelement. Gleichzeitig entfällt ein Arbeitsgang bei der Montage, wodurch diese Ausführung besonders wirtschaftlich wird.

[0010] Eine besonders einfache Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, wenn der Reibkörper ein Exzenternocken ist. Die Ausführung erfordert lediglich einen äußerst geringen fertigungstechnischen Aufwand und erleichtert die Umstellung herkömmlicher Pedale entsprechend der vorliegenden Erfindung. Gleichzeitig sind bei dieser Ausführungsform besonders platzsparende Gestaltungen möglich.

[0011] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gegeben, wenn das Rückstellfederelement eine progressive Federkennlinie hat. Hierdurch kann die Wirkung der exzentrischen Anordnung des Reibkörpers weiter unterstützt werden. Gleichzeitig kann eine besonders feinfühlige und exakte Abstimmung an eine vorgegebene Bewegungscharakteristik vorgenommen werden.

[0012] Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind drei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pedals mit zwei Reibkörpern,

Fig. 2

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pedals mit nur einem Reibkörper,

Fig. 3

eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Pedals.

[0013] Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Pedal 1 in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung. Zu erkennen ist ein eine Pedalplatte 2 aufweisender Pedalarm 3, welcher um eine Schwenkachse 4 schwenkbar gelagert und mit zwei als Nocken ausgebildeten Reibkörpern 5 und 6 verbunden ist. Die Reibkörper 5 und 6 besitzen jeweils einen Oberflächenabschnitt 7, 8, welcher gegen einen Schenkel 9, 10 eines als Schenkelfeder 11 ausgeführten Rückstellfederelementes 12 anliegt. Die Schenkelfeder 11 umschließt eine Achse 13, welche der Fixierung der Schenkelfeder 11 dient. Bei Betätigung des Pedalarmes 3 mittels der Pedalplatte 2 spreizen die Reibkörper 5 und 6 die beiden Schenkel 9 und 10 gegen den Widerstand der Schenkelfeder 11. Der Verlauf der Kennlinie der Pedalbetätigungskraft wird dabei wesentlich von den Konturen der Oberflächenabschnitte 7 und 8 der Reibkörper 5 und 6 bestimmt. Hierbei lassen sich in einfacher Weise sowohl lineare als auch progressive und degressive Kennlinienverläufe der Pedalbetätigungskraft erreichen. Weiterhin ist die Reibungsdämpfung beim Niederdrücken des Pedalarmes 3 größer als beim Loslassen, wodurch eine Hysterese erreicht wird. Durch die Hysterese führen kleinere, möglicherweise ungewollte Veränderungen der auf die Pedalplatte 2 ausgeübten Fußkraft nicht zu einem Verschwenken des Pedalarmes und damit zu keiner Stellbewegung.

[0014] Figur 2 zeigt ein gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Pedal 1 leicht abgewandeltes Pedal 14. Der lediglich abschnittsweise dargestellte Pedalarm 3 ist hierbei mit einem einteiligen Reibkörper 15 verbunden. Die den beiden Schenkeln 9, 10 der Schenkelfeder 11 zugeneigten Oberflächenabschnitte 16, 17 des Reibkörpers 15 liegen hierbei jeweils gegen einen als Reibfläche 18, 19 ausgeführten Abschnitt der Schenkel 9, 10 an. Zum besseren Verständnis sind bei dieser Figur die Pedalbetätigungskraft F_P, welche durch den Bediener auf den Pedalarm 3 aufgebracht wird, und die Federkraft F_F, welche jeweils von den beiden Schenkeln 9, 10 der Schenkelfeder 11 auf den Reibkörper 15 aufgebracht wird, schematisch eingezeichnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wirkt sich vor allem vorteilhaft aus, dass die Wirklinien der durch die beiden Schenkel 9, 10 jeweils aufgebrachten Federkraft F_F in etwa fluchten. Das Hebelverhältnis, welches jeweils durch den Abstand zwischen der Achse 13 und der Kontaktfläche zwischen dem jeweiligen Schenkel 9, 10 und dem Reibkörper 15 bestimmt ist, bleibt auch bei unterschiedlichen Auslenkungen des Pedalarmes 3 um die Schwenkachse 4 unverändert. Auf die Achse 13 wirken daher nur sehr geringe Kräfte. Gleichzeitig lässt sich die erforderliche Pedalbetätigungskraft F_P in Abhängigkeit von der Auslenkung des Pedalarms 3 leicht definieren.

[0015] Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung eines Pedals 20 mit einem konventionellen, als Druckfeder ausgeführten Rückstellfederelement 21. Bei dieser Ausführungsform besitzt der um die Schwenkachse 4 schwenkbare und nur teilweise dargestellte Pedalarm 3 einen Hebelarm 22, an dessen freien Ende ein Reibkörper 23 angeordnet ist. Dieser Reibkörper 23 liegt gegen eine Reibfläche 24 eines um eine Achse 25 schwenkbaren Hebels 26 an. An dem der Achse 25 gegenüberliegenden freien Ende des Hebels 26 ist das als Druckfeder ausgeführte Rückstellfederelement 21 angeordnet, welches die an dem Hebel 26 angeordnete Reibfläche 24 gegen den Reibkörper 23 presst. Ein dem Hebel 26 abgewandtes Ende des Federelements 21 ist an einer Wandung 27 eines nicht weiter dargestellten Pedalgehäuses abgestützt. Bei Betätigung des Pedalarmes 3 reibt der Reibkörper 23 entlang der Reibfläche 24 in Richtung der Achse 25 des Hebels 26, wobei sich das Hebelverhältnis und damit die einer weiteren Auslenkung entgegenwirkende Kraft ändert. Dies führt zu einer mit steigender Auslenkung des Pedalarmes 3 zunehmenden Pedalbetätigungskraft, wodurch ein im wesentlichen progressiver Verlauf gegeben ist. Zusätzlich kann das Rückstellfederelement 21 selbst eine beliebige, insbesondere progressive Federkennlinie oder Mittel zur Voreinstellung der Federkraft besitzen.

Ansprüche

1. Pedal, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem in einem Halteteil um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Pedalarm, welcher mittels einer Pedalplatte durch Fußkraft auslenkbar und von zumindest einem Rückstellfederelement in eine Grundstellung zurückschwenkbar ist, und mit einem einen Reibkörper und eine Reibfläche umfassenden Reibungsdämpfer zur Erzeugung einer Dämpfung der Bewegung des Pedalarmes, wobei der Reibkörper mit dem Pedalarm verbunden ist und gegen die Reibfläche mittels des Rückstellfederelementes vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (5, 15, 23) gegenüber der Schwenkachse (4) exzentrisch angeordnet ist.

2. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellfederelement (12) als Schenkelfeder (11) oder Blattfeder ausgeführt ist.

3. Pedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (5, 15) als Kurvenscheibe ausgeführt ist.

4. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper punktsymmetrisch ausgebildet und zwischen den Schenkeln (9, 10) einer Schenkelfeder (11) eingespannt ist.

5. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellfederelement (12) auf seiner dem Reibkörper (15) zugeneigten Seite als Reibfläche (18, 19) ausgebildet ist.

6. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkörper (23) ein Exzenternocken ist.

7. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellfederelement (12, 21) eine progressive Federkennlinie hat.

Zeichnung