DE10119964B4

DE10119964B4 - Pedalbock

Info

Publication number: DE10119964B4
Application number: DE2001119964
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Dipl.-Ing. Hubbert; Ulrich Dipl.-Ing. Pytlik
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: DE10119964A1

Abstract

Pedalbock mit einer zwischen zwei Pedalstreben (4, 5) auf Achsstummeln schwenkbar gelagerten Pedalachse (2) eines Pedals (3), insbesondere eines Brems- oder Kupplungspedals, der an einer Stirnwand im Fußraum eines Fahrzeugs zwischen karosseriefesten Bauteilen angeordnet ist, wobei die Pedalstreben (4, 5) jeweils einen Umformbereich aufweisen, in dem sie, wenn eine über mindestens eines der Bauteile eingeleitete Kraft einen vorgegebenen Wert überschreitet, einer Formveränderung unterliegen und sich auseinanderbiegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalachse (2) auf der sich beim Auseinanderbiegen der Pedalstreben (4, 5) zuerst von der zugeordneten Lagerung lösenden Stirnseite mit einem Abreißbolzen (8) oder einer Abreißschraube (8') versehen ist, an die diese Pedalstrebe (4) beim Auseinanderbiegen zur Anlage kommt, wobei der Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') ein Lösen der gegenüberliegenden Stirnseite von der entsprechenden Lagerung bewirkt, bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraft abreißt und die Pedalachse (3) freigibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pedalbock mit einer zwischen zwei Pedalstreben auf Achsstummeln schwenkbar gelagerten Pedalachse eines Pedals, insbesondere eines Brems- oder Kupplungspedals, der an einer Stirnwand im Fußraum eines Fahrzeugs zwischen karosseriefesten Bauteilen angeordnet ist, wobei die Pedalstreben jeweils einen Umformbereich aufweisen, in dem sie bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes einer über mindestens eines der Bauteile eingeleiteten Kraft einer Formveränderung unterliegen und sich auseinanderbiegen.
Die EP 0 659 615 B1 offenbart ein Pedalwerk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Brems- oder Kupplungspedalwerk, mit einer Pedalstrebe, die zwei zueinander angeordnete Strebenschenkel sowie ein zwischen den beiden Strebenschenkeln schwenkbar gelagertes Pedal aufweist. An dem Pedal greift beabstandet zur Pedalschwenkachse ein Betätigungselement, insbesondere ein Brems- oder Kupplungselement, an. Eine Pedalachse ist mit ihren beiden Enden in zur Pedalachse hin offene Achslager eingesetzt und die Pedalstrebe ist im Bereich ihrer beiden Enden mit Aufnahmen zum Befestigen des Pedalwerks zwischen stationären Bauteilen des Kraftfahrzeugs versehen. Jeder Strebenschenkel weist einen Umformbereich auf und die mit den Strebenschenkeln verbundenen Achslager gelangen beim Überschreiten einer über mindestens eines der stationären Bauteile in die Pedalstrebe eingeleiteten Kraft außer Eingriff mit der Pedalachse. Bei Einleitung einer durch einen Aufprallunfall hervorgerufenen Kraft unterliegen die Strebenschenkel einer Formveränderung in ihrem Umformbereich und biegen sich auseinander, Wie die Praxis zeigte, verbiegen sich jedoch unter bestimmten Aufprallbedingungen die Strebenschenkel derart, dass die Pedalachse nur einseitig außer Eingriff mit der Pedalstrebe gelangt.
Aus der DE 196 31 212 C1 ist eine Pedaleinheit, insbesondere mit einem Kupplungs- und einem Bremspedal, mit einem Lagerbock bekannt, der an einer Stirnwand zwischen einem Fahrgastraum und einem Motorraum befestigt ist. Der Lagerbock weist eine derartige Höhe auf oder ist mit einem Verlängerungsteil derart versehen, dass er an einem Querträger befestigbar ist, der zwischen dem Motorraum und dem Fahrgastraum angeordnet und als stabiles, kräfteaufnehmendes Teil ausgebildet ist. Der Lagerbock oder ein an dem Lagerbock angeordnetes Teil ist mit einem Anschlagteil versehen. Die Höhe des Anschlagteiles ist so gewählt, dass sich das Anschlagteil im montierten Zustand vom Fahrer aus gesehen vor dem Querträger befindet, und dass die Pedale jeweils mit Bolzen derart an dem Lagerbock angebracht sind, dass die Bolzen beim Überschreiten einer vorgewählten Kraft brechen und dabei die Pedale freigeben. Bei dieser Ausgestaltung des Lagerbocks ist ein zusätzliches Teil, nämlich das Anschlagteil zwingend erforderlich, um das Pedal bei einem Aufprall des Fahrzeugs aus seiner Lagerung zu lösen.
Im Weiteren offenbart die DE 196 06 427 A1 ein Bremspedalwerk für ein Kraftfahrzeug, dessen Pedalbock an einem Bremskraftverstärker oder einer Stirnwand befestigt ist. In dem Pedalbock ist zur Betätigung des Bremspedalverstärkers ein Bremspedal schwenkbar gelagert. Um die Gefahr einer Fußverletzung bei einem Aufprallunfall weitgehend zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die Lagerstellen für eine Schwenkachse des Bremspedals durch kulissenartige Führungen ausgebildet sind, in denen die Schwenkachse mittels eines Halteteils gehalten wird, dessen Verschieben durch die Einwirkung einer bei einem Aufprallunfall entstehenden Kraft die Schwenkachse freigibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Pedalbock der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bei einem Fahrzeugaufprall eine Verletzung der unteren Extremitäten des Fahrers eines Fahrzeugs durch eine Verlagerung des Pedals weitgehend ausgeschlossen ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Pedalachse auf der sich beim Auseinanderbiegen der Pedalstreben zuerst von der zugeordneten Lagerung lösenden Stirnseite mit einem Abreißbolzen oder einer Abreißschraube versehen ist, an die diese Pedalstrebe beim Auseinanderbiegen zur Anlage kommt, wobei der Abreißbolzen oder die Abreißschraube ein Lösen der gegenüberliegenden Stirnseite von der entsprechenden Lagerung bewirkt, bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraft abreißt und die Pedalachse freigibt.
Der Abreißbolzen oder die Abreißschraube ist auf der Stirnseite der Pedalachse angeordnet, die sich aufgrund der Ausrichtung des karosseriefesten Bauteils zu den Pedalstreben beim Auseinanderbiegen der Pedalstreben bei einem Aufprallunfall zuerst von der zugeordneten Lagerung löst. Die entsprechende Seite des Pedalbocks wird mit geeigneten Berechnungsmethoden bzw. Simulationen von Aufprallunfällen ermittelt. Somit wird die Pedalachse von dem Abreißbolzen oder der Abreißschraube an der zugeordneten Pedalstrebe gehalten, wobei die entsprechende Lagerung bereits aufgehoben ist und die dem Abreißbolzen oder der Abreißschraube gegenüberliegende Lagerung wird beim weiteren Auseinanderbiegen der Pedalstreben gelöst. Wenn die Pedalachse nicht mehr zwischen den Pedalstreben gelagert ist, wirkt ein Biegemoment auf den Abreißbolzen oder die Abreißschraube und diese reißt ab, wodurch die Pedalachse und damit auch das Pedal freigegeben ist. Somit ist eine Verletzungsgefahr der unteren Extremitäten des Fahrers des Fahrzeugs bei einem Aufprallunfall aufgrund des Pedals nahezu ausgeschlossen.
Bevorzugt weist der Abreißbolzen oder die Abreißschraube einen Kopf mit einem konvexen Radius auf der der Pedalstrebe zugeordneten Seite auf, wobei sich der Radius von einer äußeren Umlaufkante des Kopfes bis zu einer Soll-Bruchstelle erstreckt. Nachdem die beiden Lagerungen der Pedalachse gelöst sind, verschwenkt der Kopf des Abreißbolzens oder der Abreißschraube entlang seines konvexen Radius in der zugeordneten Pedalstrebe.
Vorteilhafterweise schließt sich an die Soll-Bruchstelle ein Vierkantansatz an, von dem das Gewinde abgeht. Beim Verschwenken der Pedalachse mit dem Pedal zum Abreißen des Abreißbolzens oder der Abreißschraube liegt der konvexe Radius des Kopfes auf der einen Seite der zugeordneten Pedalstrebe und eine stirnseitige Kante des Vierkantansatzes auf der gegenüberliegenden Seite der Pedalstrebe an. Somit steht nur ein relativ geringer Weg zum freien Verschwenken des Pedals bis zum Abreißen des Abreißbolzens oder der Abreißschraube zur Verfügung.
Damit der Abreißbolzen oder die Abreißschraube beim Abreißen keiner größeren Verformung standhält, ist zweckmäßigerweise der Abreißbolzen oder die Abreißschraube aus einem spröden Material gefertigt.
Bevorzugt ist der Abreißbolzen oder die Abreißschraube aus einer spröden Aluminium-Legierung gefertigt. Dieses Material weist ein geringes spezifisches Gewicht auf, weshalb eine Verletzungsgefahr durch lose Teile des abgerissenen Abreißbolzens oder der Abreißschraube gering ist. Im Weiteren bricht dieses Material bereits unter einer relativ geringen Biegebeanspruchung.
Zweckmäßigerweise sind die Achsstummel zur Lagerung der Pedalachse als Trägerachsstummel zum Einsetzen in gegenüberliegende Lagerbohrungen der Pedalstreben auf den gegenüberliegenden Stirnseiten der Pedalachse ausgebildet, wobei der eine Trägerachsstummel mit einem Innengewinde für den Abreißbolzen oder die Abreißschraube versehen ist. Somit werden beim Auseinanderbiegen der Pedalstreben die Trägerachsstummel der Pedalachse aus den zugeordneten Lagerbohrungen herausgezogen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 bis 4 schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Pedalbocks in unterschiedlichen Zuständen und
5 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit V nach 1.
Ein Pedalbock 1 umfasst zur schwenkbaren Lagerung einer Pedalachse 2 eines Pedals 3 zwei zueinander beabstandete Pedalstreben 4, 5, die jeweils einen nicht dargestellten Umformbereich aufweisen, in dem sie sich bei Überschreiten einer über ein karosseriefestes Bauteil eingeleiteten Kraft auseinanderbiegen. Die Pedalachse 2 ist zur Lagerung zwischen den Pedalstreben 4, 5 an ihren Stirnseiten jeweils mit einem Trägerachsstummel 6 versehen, die in korrespondierende Lagerbohrungen 7 der Pedalstreben 4, 5 eingesetzt sind. Einer der Trägerachsstummel 6 weist ein Innengewinde zum Einschrauben eines Abreißbolzens 8 mit entsprechendem Gewinde oder einer Abreißschraube 8' auf. Auch denkbar ist der Einsatz eines Abreißbolzens 8 ohne entsprechendes Gewinde, wobei die Verbindung mit dem Trägerachsstummel 6 mittels Einlöten, Einstecken, Einpressen oder dergleichen realisiert wird.
Der Abreißbolzen 8 oder die Abreißschraube 8' umfasst einen Kopf 9 mit einem konvexen Radius 10, der sich von einer äußeren Umlaufkante 11 des Kopfes 9 bis zu einer Soll-Bruchstelle 12 erstreckt. Die freie Stirnseite 13 des Kopfes 9 ist mit einem konkaven Radius 14 versehen. An die Soll-Bruchstelle 12 schließt sich ein Vierkantansatz 15 an, von dem das Gewinde 16 abgeht.
Der Abreißbolzen 8 oder die Abreißschraube 8' ist auf der Seite der Pedalachse 2 angeordnet, die sich aufgrund der Ausrichtung des karosseriefesten Bauteils zu den Pedalstreben 4, 5 beim Auseinanderbiegen derselben bei einem Aufprallunfall zuerst aus der zugeordneten Lagerbohrung 7 löst. Bei einem Aufprallunfall und dem damit einhergehenden Auseinanderbiegen der Pedalstreben 4, 5 kommt der Kopf 9 des Abreißbolzens 8 oder der Abreißschraube 8' an der zugeordneten Pedalstrebe 4 zur Anlage, wenn der mit dem Abreißbolzen 8 oder der Abreißschraube 8' versehene Trägerachsstummel 6 aus der entsprechenden Lagerbohrung 7 geglitten ist. Bei einem weitergehenden Auseinanderbiegen der Pedalstreben 4, 5 gelangt auch der andere Trägerachsstummel 6 außer Eingriff mit der entsprechenden Lagerbohrung 7 der zugeordneten Pedalstrebe 5.
Nachdem der nicht mit dem Abreißbolzen 8 oder der Abreißschraube 8' versehene Trägerachsstummel 6 die Lagerbohrung 7 verlassen hat, erfährt die Pedalachse 2 eine Schwenkbewegung. Dabei gleitet der konvexe Radius 10 des Kopfes 9 des Abreißbolzens 8 oder der Abreißschraube 8' in der entsprechenden Lagerbohrung 7 und eine der oberen Kanten 17 des Vierkantansatzes 15 kommt auf der Pedalstrebe 4 zur Anlage. Hierbei erfährt der Abreißbolzen 8 oder die Abreißschraube 8' ein Biegemoment und bricht aufgrund des spröden Materialverhaltens an der Soll-Bruchstelle 12. Sonach sind die Pedalachse 2 und das Pedal 3 komplett freigegeben.
Bezugszeichenliste

1: Pedalbock
2: Pedalachse
3: Pedal
4: Pedalstrebe
5: Pedalstrebe
6: Trägerachstumel
7: Lagerbohrung
8: Abreißbolzen
8': Abreißschraube
9: Kopf
10: konvexer Radius
11: Umlaufkante
12: Soll-Bruchstelle
13: Stirnseite
14: konkaver Radius
15: Vierkantansatz
16: Gewinde
17: Kante

Claims

Pedalbock mit einer zwischen zwei Pedalstreben (4, 5) auf Achsstummeln schwenkbar gelagerten Pedalachse (2) eines Pedals (3), insbesondere eines Brems- oder Kupplungspedals, der an einer Stirnwand im Fußraum eines Fahrzeugs zwischen karosseriefesten Bauteilen angeordnet ist, wobei die Pedalstreben (4, 5) jeweils einen Umformbereich aufweisen, in dem sie, wenn eine über mindestens eines der Bauteile eingeleitete Kraft einen vorgegebenen Wert überschreitet, einer Formveränderung unterliegen und sich auseinanderbiegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalachse (2) auf der sich beim Auseinanderbiegen der Pedalstreben (4, 5) zuerst von der zugeordneten Lagerung lösenden Stirnseite mit einem Abreißbolzen (8) oder einer Abreißschraube (8') versehen ist, an die diese Pedalstrebe (4) beim Auseinanderbiegen zur Anlage kommt, wobei der Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') ein Lösen der gegenüberliegenden Stirnseite von der entsprechenden Lagerung bewirkt, bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraft abreißt und die Pedalachse (3) freigibt.
Pedalbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') einen Kopf (9) mit einem konvexen Radius (10) auf der der Pedalstrebe (4) zugeordneten Seite aufweist, wobei sich der Radius von einer äußeren Umlaufkante (11) des Kopfes (9) bis zu einer Soll-Bruchstelle (12) erstreckt.
Pedalbock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Soll-Bruchstelle (12) ein Vierkantansatz (15) anschließt, vom dem das Gewinde (16) abgeht.
Pedalbock nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') aus einem spröden Material gefertigt ist.
Pedalbock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') aus einer spröden Aluminium-Legierung gefertigt ist.
Pedalbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsstummel zur Lagerung der Pedalachse (2) als Trägerachsstummel (6) zum Einsetzen in gegenüberliegende Lagerbohrungen (7) der Pedalstreben (4, 5) auf den gegenüberliegenden Stirnseiten der Pedalachse (2) ausgebildet sind, wobei der eine Trägerachsstummel (6) mit einem Innengewinde für den Abreißbolzen (8) oder die Abreißschraube (8') versehen ist.