DE19951589C1 - Pedalanordnung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Bei einer im Fußraum eines Kraftfahrzeuges vorgesehenen Pedalanordnung für ein hängend angeordnetes Bremspedal (25) soll verhindert werden, dass im Falle einer Frontalaufprallbelastung das Bremspedal (25) zu Verletzungen der unteren Extremitäten des Fahrers führen kann. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist das Bremspedal (25) an einem an der dem Fahrgastraum zugekehrten Seite einer diesen vom Motorraum trennenden Stirnwand (10) vorgesehenen Lagerbock (30) gelagert, der an dieser so gehalten ist, dass er im Falle einer Stirnwandintrusion in Richtung der Verformungskräfte um einen wandseitigen Anlenkpunkt (42) nach unten verschwenkbar ist, der unterhalb des Anlenkpunktes (24) einer Druckstange (26) eines Bremsgerätes (22) am Pedalhebel liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedalanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer einen Motorraum von einem Fahrgastraum trennenden Stirnwand, die zumindest ein hängend angeordnetes Bremspedal aufweist, dessen über eine Druckstange mit einem Bremsgerät gekoppelter Pedalhebel um eine obere Schwenkachse eines Lagerbockes schwenkbeweglich gelagert ist, der aufbauseitig derart gehalten ist, dass infolge einer durch eine Frontalkollision bedingten Vorbauverformung der Lagerbock samt Bremspedal in Richtung der Verformungskräfte um einen im Abstand unterhalb des Anlenkpunktes der Druckstange am Pedalhebel liegenden, aufbauseitigen Lagerpunkt nach unten verschwenkbar ist.

Eine Pedalanordnung mit diesen Merkmalen ist aus DE 28 41 988 C2 bekannt. Bei dieser Konstruktion bildet der Lagerbock mit dem Bremsgerät eine Baueinheit, die im Motorraum vor der Stirnwand der Fahrgastzelle montiert ist.

Um bei einem Unfallgeschehen mit entsprechend starker Verformung des Fahrzeugvorbaues dieser Baueinheit eine Schwenkbewegung zu ermöglichen, durch die der Pedalhebel, um Verletzungen der unteren Extremitäten des Fahrers zu vermeiden, so verlagert wird, dass er sich mit seiner Fussplatte zur Stirnwand hin bewegt, ist der zwischen Bremsgerät und Stirnwand vorgesehene Lagerbock im Motorraum so gehalten, dass sich die Baueinheit im Crashfall in Richtung auf die Stirnwand der Fahrgastzelle hin verschwenken wird.

Die Anordnung der Baueinheit erfordert deshalb im Motorraum einen entsprechend grossen Abstand zur Stirnwand. Um diesen Freiraum zu schaffen, ist der obere Stirnwandteil entsprechend ausladend ins Innere der Fahrgastzelle gerichtet, wobei der Pedalhebel durch diesen Stirnwandteil verlagerungsfähig und abgedichtet hindurchzuführen ist.

Des weiteren geht aus der DE 197 33 512 A1 eine Sicherheitseinrichtung für die Lagerung von Pedalen in Kraftfahrzeugen hervor, bei der der Lagerbock an einem karosseriefesten Querträger befestigt ist, während das Bremsgerät an der Stirnwand im Motorraum angeordnet ist. Bei dieser bekannten Anordnung wird das Pedal durch eine Aushebeeinrichtung nach oben aus dem Fußbereich des Fahrers herausbewegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pedalanordnungen der vorstehend erläuterten Art so auszubilden und vorzusehen, dass der Platzbedarf im Motorraum wesentlich reduziert und eine günstigere Pedalplazierung ermöglicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Lagerbock an der dem Fahrgastraum zugekehrten Seite der Stirnwand und das Bremsgerät, mit seiner Druckstange die Stirnwand durchsetzend sowie unabhängig vom Lagerbock, im Motorraum angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemässen Konstruktion ist somit lediglich noch das Bremsgerät innerhalb des Motorraumes zu montieren, während der Lagerbock samt Bremspedal im Fussraum einer Fahrgastzelle untergebracht sind. Im Crashfall können sich dabei Bremsgerät und Lagerbock unabhängig voneinander verlagern, wobei die erfindungsgemässe Anordnung des Lagerbockes ein abgedichtetes, schwenkbewegliches Hindurchführen des Pedalhebels durch die Stirnwand erübrigt und zugleich eine gute Zugänglichkeit zur Pedallagerung bietet.

Im Falle einer eine entsprechend starke Intrusion der Stirnwand bewirkenden Vorbauverformung wird dabei der Lagerbock eine ausgeprägte Schwenkbewegung um seinen aufbau- bzw. stirnwandseitigen Lagerpunkt in Abwärtsrichtung als gezielt geführte Drehbewegung zur Pedalverlagerung in Richtung auf die Stirnwand hin ausführen. Diese Zurückverlagerung des Pedals ist dabei mit und ohne Beaufschlagung des Bremspedals durch den Fahrer gewährleistet.

Die Erfindung bietet verschiedene Möglichkeiten zu ihrer Verwirklichung.

Eine Konstruktion sieht vor, dass der Lagerbock an der Stirnwand angelenkt und an dieser mittels eines Gesperres festgelegt ist, das nur durch ein durch Crash erzeugtes, auf den Lagerbock einwirkendes Drehmoment lösbar ist. Diese Ausführungsform bietet insbesondere den montagetechnischen Vorteil, den Lagerbock an der Stirnwand nur mit seinem unteren Teil anmontieren zu müssen.

Anstelle einer Anlenkung des Lagerbockes könnte dieser auch an einem relativ biegesteifen Stirnwandträger festgelegt sein, der sich lediglich bei Einwirken eines crashbedingten Drehmoments auf den Lagerbock zu dessen Verschwenken nach unten entsprechend verformen lässt.

Eine weitere, mit Vorzug zu gebrauchende Konstruktion ist dadurch gekennzeichent, dass der Lagerbock zusätzlich im Abstand oberhalb des pedalhebelseitigen Anlenkpunktes der Druckstange bzw. im Bereich seines oberen Endes zumindest mittelbar an einem weitgehend biegesteifen Querträger der Fahrgastzelle befestigt ist, derart, dass durch im Crashfall wirksam werdende Verformungskräfte sich die Verbindung zwischen Lagerbock und Querträger oder zwischen einem den Lagerbock mit dem Querträger verbindenden Teilstück der Stirnwand löst.

Die zusätzliche Anbindung des Lagerbockes in dessen oberem Bereich an der Stirnwand bietet einerseits den Vorteil, dessen untere, stirnwandseitige Anbindung relativ einfach ausbilden zu können; andererseits kommt es im Verformungsbereich der Stirnwand zu einer Relativbewegung zwischen dieser und dem Querträger, was dazu führt, dass sich die obere Anbindung des Lagerbockes an der Stirnwand zwangsläufig löst.

Die obere Anbindung kann dabei verschieden gestaltet und beispielsweise reibungsschlüssig ausgelegt sein.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, den Lagerbock an beiden Befestigungspunkten mit der Stirnwand zu verschrauben, im Motorraum an der Stirnwand zwischen diesen Befestigungspunkten das Bremsgerät festzulegen, den Lagerbock zwischen den Befestigungspunkten an einem Stirnwandteilstück abzustützen und ein weiteres Stirnwandteilstück vorzusehen, das unter Einwirkung von Verformungskräften zumindest relativ zum oberen Befestigungspunkt in Kraftrichtung derart verformbar ist, dass die obere Lagerbockverschraubung brechen wird bzw. ein Sollbruch entsteht.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das unter Krafteinwirkung in Richtung auf den Fahrgastraum verformbare, das Bremsgerät tragende Teilstück der Stirnwand zwischen oberem und unterem Befestigungspunkt des Lagerbockes zu dem am Querträger befestigten Stirnwandteilstück eine in den Motorraum gerichtete Stufe aufweist oder wenn der Querträger oberhalb und, in Fahrtrichtung betrachtet, vor dem Lagerbock angeordnet ist und einen nach unten abragenden Anschlag trägt, an den der Lagerbock im Crashfall zum Herbeiführen eines Sollbruches der oberen Verschraubung angelegt wird.

Vorteilhaft weist die Stirnwand am unteren Wandteilstück zur unteren Lagerbockbefestigung eine biegeweiche Befestigungslasche auf. Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Stirnwand aus mindestens zwei übereinander vorgesehenen Wandteilstücken zusammengesetzt ist, wobei das untere Wandteilstück aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen das eine die biegeweiche Lasche trägt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Personenwagenkarosserie im Bereich der die Fahrgastzelle vom Motorraum trennenden Karosseriestirnwand, mit einem Bremsgerät und einem Pedallagerbock für ein Bremspedal, die an die Stirnwand angebaut sind;

Fig. 2 und 3: Darstellungen ähnlich Fig. 1, jedoch mit durch einen Frontalaufprall unterschiedlich stark verformter Stirnwand und dadurch in Fahrtrichtung verschwenktem bzw. zurückgezogenem Bremspedal;

Fig. 4 bis 6: Darstellungen ähnlich denjenigen der Fig. 1 bis 3, wobei die obere Verschraubung des Pedallagerbockes im Crashfall durch einen Anschlag eines Karosseriequerträgers gebrochen wird.

In der Zeichnung bezeichnet 10 als Ganzes eine eine Fahrgastzelle von einem Motorraum eines Personenkraftwagens trennende Stirnwand. Sie ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und umfasst einen oberen Stirnwandteil 12, der an einem oberhalb des Fussraumes vorgesehenen, im wesentlichen biegesteifen Karosseriequerträger 14 festgelegt ist, einen mittleren Stirnwandteil 16 sowie einen sich daran anschliessenden, unteren Stirnwandteil, auf dessen Darstellung verzichtet worden ist.

Der obere Stirnwandteil 12 weist einen Verformungsabschnitt auf, der vorzugsweise durch eine sich in Richtung auf den Motorraum erstreckende Stufe 18 gebildet ist.

An den sich von der Stufe 18 nach unten erstreckenden Wandabschnitt 20 ist im Motorraum ein Bremsgerät 22 angeflanscht, dessen bei 24 an ein Bremspedal 25 angelenkte Druckstange 26 die Stirnwand 10 abgedichtet durchsetzt. Das Bremspedal 25 ist bei 27 am oberen Teilstück 28 eines Lagerbockes 30 angelenkt, der im vorderen Fussraum der Fahrgastzelle unabhängig vom Bremsgerät 22 an der Stirnwand 10 gehalten ist. Der Lagerbock 30 bildet vorzugsweise ein Kunststoffspritzteil.

Das das Bremspedal 25 haltende, obere Lagerbockteilstück 28 befindet sich in geringem Abstand unterhalb des Querträgers 14 und ist bei 32 mit der Stirnwand 10 verschraubt.

Vom Lagerbockteilstück 28 ragt ein Ansatzstück 34 ab, das sich unterhalb der Stufe 18 unmittelbar vor den sich nach unten erstreckenden Wandabschnitt 20 der Stirnwand erstreckt. 36 bezeichnet einen sich vom oberen Lagerbockteilstück 28 in Fahrtrichtung schräg nach unten erstreckenden Abstützschenkel, der mit seinem unteren Endstück bei 37 mit einer biegeweichen Haltelasche 38 des unteren Stirnwandteils 16 verschraubt ist, die ihrerseits vorzugsweise an einem am Stirnwandteil 16 angebrachten, unteren Schliessblech 40 vorgesehen ist.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, dass die beiden Befestigungspunkte 32 und 37 des Lagerbockes 30 jeweils in einem vertikalen Abstand entsprechend weit unterhalb bzw. oberhalb der Druckstange 26 vorgesehen sind. Im Falle einer zu einer Intrusion der Stirnwand 10 führenden Frontalkollision des Fahrzeuges ergibt sich folgendes:

Durch Einwirkung entsprechender Verformungskräfte bewirkt die durch die Stufe 18 geschaffene Verformungszone des Stirnwandteils 12 ein in etwa ziehharmonikaartiges Falten und damit ein Einkippen des Wandteils 20 gemäss Fig. 2 relativ zum Querträger 14 in Gegenuhrzeigerrichtung, d. h. in Richtung auf den Fahrgastraum. Dabei stützt sich der Wandabschnitt 20 des Stirnwandteils 12 am Ansatzstück 34 des Lagerbockes 30 ab, wodurch die Intrusionskräfte auch in den oberen Verschraubungspunkt 32 eingeleitet werden.

Aufgrund einer festigkeitsmässig entsprechend abgestimmten Auslegung dieser Verschraubung kommt es bei dieser zu einem Sollbruch, in dem sich das Bremspedal 25, wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet, relativ zum Querträger 14 geringfügig verlagert.

Wird dabei während der Frontalkollision das Bremspedal 25 betätigt, kommt es durch die Fußkraft, die Druckstange 26 und den Lagerbock 30 über das Bremspedal 25 zu einem Drehmoment um eine durch die Verbindungsstelle von Haltelasche 38 und Stirnwand 10 definierte, horizontale, zur Stirnwand 10 parallele Drehachse 42, was eine Verlagerung des Lagerbockes 30 bzw. des oberen Anlenkpunktes 27 des Bremspedals 25 nach unten und in Richtung auf den Fahrzeuglenker bewirkt. Aus dieser Schwenkbewegung resultiert zwangsläufig eine Verlagerung des Bremspedals 25 in Richtung auf die Stirnwand 10 bzw. aus dem Fußbereich.

Eine derartige Verlagerung des Bremspedals 25 in Fahrtrichtung stellt sich zwangsläufig auch dann ein, wenn sich nach dem Bruch der oberen Verschraubung (bei 32) die Intrusion des oberen Stirnwandteils 12 erhöht bzw. die Deformation des die Stufe 18 bildenden Stirnwandteils 20 noch ausgeprägter ausfällt.

Bei der Konstruktionsvariante gemäß den Fig. 4 bis 6 sind Teile, die denjenigen der Fig. 1 bis 3 entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Hier ist der obere Stirnwandteil 12 nicht stufenförmig abgesetzt; dementsprechend liegt der Lagerbock 30 über seine gesamte Höhe an diesem an. Der Karosseriequerträger 14 ist, im Unterschied zur vorbeschriebenen Konstruktion, oberhalb des Lagerbockes 30 diesem, in Fahrtrichtung gesehen, vorgelagert und trägt einen nach unten abragenden Anschlag 44, der sich im Abstand vom Lagerbock 30 befindet.

Durch eine crashbedingte Rückverlagerung der gesamten Stirnwand 10 kommt es in deren sich oberhalb des Lagerbockes 30 erstreckenden Wandteilstück 12' zu in Fig. 5 gezeigten Verformungen bzw. Faltungen, wobei der Lagerbock 30 auf den Anschlag 44 auftrifft. Dabei kommt es zu einem Sollbruch an der oberen Verschraubung bei 32.

Durch Einwirken einer Fußkraft, z. B. durch das bereits vor dem Crash getretene Bremspedal 25, kann dasselbe über den Lagerbock 30 und die Drehachse 42 der biegeweichen Haltelasche 38 verschwenken und sich dabei in Richtung auf die Stirnwand 10, d. h. vom Fahrer weg bewegen (siehe Fig. 6).

Auch in diesem Falle ist die Funktion einer definierten Verschiebung des Bremspedals 25 mit und ohne dessen Beaufschlagung durch den Fahrer gewährleistet.

Claims (8)

1. Pedalanordnung für Kraftfahrzeuge, mit einer einen Motorraum von einem Fahrgastraum trennenden Stirnwand (10), die ein hängend angeordnetes Bremspedal (25) aufweist, dessen über eine Druckstange (26) mit einem Bremsgerät (22) gekoppelter Pedalhebel um eine obere Schwenkachse(27) eines Lagerbockes (30) schwenkbeweglich gelagert ist, der aufbauseitig derart gehalten ist, dass infolge einer durch eine Frontalkollision bedingten Vorbauverformung der Lagerbock (30) samt Bremspedal (25) in Richtung der Verformungskräfte um einen im Abstand unterhalb des Anlenkpunktes (24) der Druckstange (26) am Pedalhebel (25)liegenden, aufbauseitigen Lagerpunkt (42) nach unten schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (30) an der dem Fahrgastraum zugekehrten Seite der Stirnwand (10) und das Bremsgerät (22) mit seiner Druckstange (26), die Stirnwand (10) durchsetzend sowie unabhängig vom Lagerbock (30), im Motorraum angeordnet sind.

2. Pedalanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (30) an der Stirnwand (10) angelenkt und an dieser mittels eines Gesperres festgelegt ist, das nur durch ein durch Crash erzeugtes, auf den Lagerbock einwirkendes Drehmoment lösbar ist.

3. Pedalanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (30) zusätzlich im Abstand oberhalb des pedalhebelseitigen Anlenkpunktes (24) der Druckstange (26) bzw. im Bereich seines oberen Endes zumindest mittelbar an einem weitgehend biegesteifen Querträger (14) der Fahrgastzelle befestigt ist, derart, dass durch im Crashfall wirksam werdende Verformungskräfte sich die Verbindung zwischen Lagerbock (30) und Querträger (14) oder zwischen einem den Lagerbock (30) mit dem Querträger (14) verbindenden Teilstück der Stirnwand löst.

4. Pedalanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (30) an beiden Befestigungspunkten (32, 37) mit der Stirnwand (10) verschraubt ist, dass im Motorraum an der Stirnwand (10) zwischen diesen Befestigungspunkten (32, 37) das Bremsgerät (22) befestigt ist, dass der Lagerbock (30) zwischen den Befestigungspunkten (32, 37) an einem Stirnwandteilstück (20) abgestützt ist und dass ein Stirnwandteilstück (12'; 20) unter Einwirkung von Verformungskräften zumindest relativ zum oberen Befestigungspunkt (32) in Kraftrichtung derart verformbar ist, dass die obere Lagerbockverschraubung bricht (bei 32).

5. Pedalanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Krafteinwirkung in Richtung auf den Fahrgastraum verformbare, das Bremsgerät (22) tragende Teilstück (20) der Stirnwand (10) zwischen oberem und unterem Befestigungspunkt (32, 37) des Lagerbockes (30) zu dem am Querträger (14) befestigten Stirnwandteilstück eine in den Motorraum gerichtete Stufe (18) aufweist.

6. Pedalanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (14) oberhalb und, in Fahrtrichtung gesehen, vor dem Lagerbock (30) angeordnet ist und einen nach unten abragenden Anschlag (44) trägt, an den der Lagerbock (30) im Crashfall zum Herbeiführen eines Sollbruches (bei 32) der oberen Verschraubung angelegt wird.

7. Pedalanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (10) am unteren Wandteilstück (16) zur unteren Lagerbockbefestigung eine biegeweiche Befestigungslasche (37) aufweist.

8. Pedalanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (10) aus mindestens zwei übereinander vorgesehenen Wandteilstücken (12, 16) zusammengesetzt ist, wobei das untere Wandteilstück (16) aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen das eine (40) die biegeweiche Lasche (37) trägt.