DE4426549A1 - Fahrpedal mit Sollwertgeber - Google Patents
Fahrpedal mit SollwertgeberInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu
gung eines Sollwert-Signals für die elektromotorische Lei
stungssteuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahr
zeug, bestehend im wesentlichen aus einer Montagebasis,
einem Drehpotentiometer, einem auf der Montagebasis
schwenkbar gelagerten Hebel, einer Rückstellfeder und einer
schwenkbar gelagerten Wippe, die von der Rückstellfeder
gegen eine Reibfläche des Hebels andrückbar ist.
Derartige Vorrichtungen sind aus den deutschen Patent
anmeldungen 43 00 096.7 und 43 41 827.9 bekannt. Dabei wird
über die Rückstellfeder und eine Wippe eine zur Pedalstel
lung proportionale Anpreßkraft und eine dementsprechende
Reibung für die angestrebte Hysterese der Pedalbewegung
erzeugt. Im Hinblick auf das Zusammenspiel mit den gleich
achsig im Gehäuse angeordneten Potentiometerbahnen ist eine
sehr sorgfältige und aufwendige Pedallagerung erforderlich,
damit das Potentiometersignal nicht durch Verschleiß ver
fälscht wird. Dies hat zur Folge, daß die Pedallagerung
selbst praktisch reibungsfrei ist und keinen Beitrag zur
Hysterese liefert.
Die Pedalkraft wirkt sich nur indirekt bei der Erzeugung
der Hysterese aus, wobei die erforderliche Anpreßkraft nur
bei entsprechender Abstimmung der Hebelverhältnisse und
passender Auslegung der Rückstellfeder erreicht werden
kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Pedallagerung
bzw. die Lagerung eines vom Fahrpedal beaufschlagten Hebels
so zu gestalten, daß die Pedalkraft unmittelbar zur Erzeu
gung von Reibung ausgenutzt werden kann. Außerdem soll die
Pedallagerung möglichst verschleißneutral sein, d. h. der
unvermeidliche Abtrag an den Reibflächen soll möglichst
ohne Einfluß auf das Potentiometersignal sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- - die Montagebasis zwischen zwei Lagerböcken eine offene, konkave Lagerstelle aufweist,
- - der Hebel ein konvexes Lagerteil mit einem Betäti gungsteil und einem dem Betätigungsteil gegenüber liegenden Mitnehmernocken umfaßt,
- - die Wippe ein konkaves Anpreßteil und ein Widerlager aufweist und mittels einer Welle in den Lagerböcken schwenkbar gelagert ist und
- - zwischen dem Mitnehmernocken und dem Widerlager eine Druckfeder eingespannt ist, mittels derer das konkave Anpreßteil der Wippe unter Einschluß des konvexen Lagerteils des Hebels gegen die offene, konkave La gerstelle der Montagebasis angedrückt wird.
Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, die Lagerung des
Pedals bzw. eines vom Pedal beaufschlagten Hebels als Reib
paarung auszubilden und dabei die Pedalkräfte unmittelbar
für die Erzeugung von Hysterese heranzuziehen. Dabei hat
man die Wahl, entweder das konkave Anpreßteil der Wippe und
die offene, konkave Lagerstelle der Montagebasis mit einem
Reibbelag zu versehen oder das konvexe Lagerteil des He
bels. Die Druckfeder wird zweckmäßigerweise als Schrauben
feder mit einem innenliegenden Führungszapfen ausgebildet,
so daß selbst bei einem Bruch der Druckfeder deren Rück
stellkraft im wesentlichen erhalten bleibt.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das konvexe Lagerteil des
Hebels einen axial vorspringenden Zapfen aufweist, auf dem
eine Potentiometergrundplatte frei drehbar gelagert ist,
wenn der zugehörige Schleiferträger mit dem Zapfen drehfest
verbunden ist und wenn die Potentiometergrundplatte durch
einen Stift oder dergleichen relativ zur Montagebasis dreh
fest fixiert ist. Auf diese Weise ist das Potentiometer
dauerhaft und verschleißneutral konzentrisch zur Lager
stelle des Fahrpedals bzw. des vom Fahrpedal betätigten
Hebels angeordnet. Der Hebel ist vorteilhafterweise gelen
kig mit dem Fahrpedal verbunden und sein Schwenkweg wird
durch Anschläge an der Montagebasis in beiden Drehrichtun
gen begrenzt.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist außerdem
vorgesehen, daß die offene, konkave Lagerstelle in drei
achsparallele Lagerstreifen unterteilt ist und daß das
konkave Anpreßteil aus einem achsparallelen Streifen
besteht, der je nach Drehrichtung des Hebel zusammen mit
zwei benachbarten der drei Lagerstreifen eine "Dreipunkt
lagerung" für das Lagerteil des Hebels bildet.
Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 bis
4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Teil des Ausführungsbeispiels, teils
in Ansicht, teils im Vertikalschnitt.
Fig. 2 zeigt die Anordnung des Potentiometers im
Schnitt.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbei
spiels.
Fig. 4 zeigt eine Alternative zur Lagerstelle gemäß
Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Montagebasis 1 mit einem einstückig
angeformten hinteren Lagerbock 2 dargestellt, in dem ein
Hebel 5 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 5 besteht aus
einem konvexen, zylindrischen Lagerteil 6 mit Betätigungs
teil 7 und einem diesem gegenüberliegenden Mitnehmernocken
8. Außerdem ist im Lagerbock 2 eine Wippe 9 mittels einer
Welle 12 schwenkbar gelagert. Die Wippe 9 weist ein konka
ves Anpreßteil 10 und ein Widerlager 11 auf. Zwischen dem
Mitnehmernocken 8 des Hebels 5 und dem Widerlager 11 der
Wippe 9 ist eine Druckfeder 13 so eingespannt, daß das kon
kave Anpreßteil 10 der Wippe 9 unter Einschluß des konvexen
Lagerteils 6 des Hebels gegen die offene, konkave Lager
stelle 4 der Montagebasis 1 angedrückt wird. Dabei ist die
Druckfeder 13 so ausgelegt, daß der Mitnehmernocken 8 bei
völlig entlastetem Fahrpedal mit einer vorgegebenen Kraft
gegen die Montagebasis 1 angepreßt wird. Im dargestellten
Beispiel ist sowohl das konkave Anpreßteil 10 als auch die
konkave Lagerstelle 4 mit einem Reibbelag 14, 15 versehen,
so daß sich mit dem konvexen Lagerteil 6 des Hebels 5 eine
wirksame Reibpaarung ergibt. Die Druckfeder 13 ist als
Schraubenfeder ausgebildet und besitzt einen innenliegenden
Führungszapfen 16.
Wild der Hebel 5 mit seinem Betätigungsteil 7 in Richtung
auf die Montagebasis 1 betätigt, hebt der Mitnehmernocken 8
von der Montagebasis 1 ab und komprimiert die Druckfeder
13, deren anderes Ende sich am Widerlager 11 der Wippe 9
abstützt. Dieses Widerlager 11 kann trotz der Schwenkmög
lichkeit der Wippe 9 um die Welle 12 als ortsfest angesehen
werden, weil ein Verschwenken der Wippe 9 nur in dem Maße
möglich ist, wie sich die Reibpaarung 15, 6, 14 abnutzt.
Die Schwenkmöglichkeit der Wippe 9 dient daher vornehmlich
der Kraftübertragung. In dem Maße, in dem die Druckfeder 13
weiter zusammengedrückt wird, erhöht sich - ausgehend von
der gewählten Vorspannung der Druckfeder 13 - die Kraft des
Anpreßteils 10 mit der die Reibpaarung 15, 6, 14 beauf
schlagt wird.
Man sieht ohne weiteres, daß sich die zur Erzeugung der
Hysterese maßgebliche Anpreßkraft mit dem Schwenkwinkel des
Hebels 5 derart ändert, daß mit zunehmenden Schwenkwinkel
- ausgehend von der dargestellten Position - eine größere
Hysterese erzeugt wird. Mit anderen Worten, die einer
unerwünschten Hebeldrehung entgegenstehende Reibkraft ist
umso größer, je weiter das Fahrpedal durchgetreten ist.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung des Poten
tiometers 18, 19. Das konvexe Lagerteil 6 des Hebels 5
weist einen axial vorspringenden Zapfen 17 auf, auf dem
eine Potentiometergrundplatte 18 frei drehbar und durch
einen Ring 25 axial fixiert gelagert ist. Der zugehörige
Schleiferträger 19 ist mit einem Vorsprung 24 des Zapfens
17 drehfest verbunden, d. h. er macht das Verschwenken des
Hebels 5 mit. Die Potentiometergrundplatte 18 hingegen ist
durch einen Stift 20 oder dergleichen relativ zur Montage
basis 1 bzw. einem Lagerbock 2 der Montagebasis 1 drehfest
fixiert, wobei das Radialspiel vorzugsweise in der Richtung
verläuft, in der eine Verlagerung des konvexen Lagerteils 6
relativ zu den Lagerböcken 2, 3 infolge Verschleiß an der
Reibpaarung 15, 6, 14 zu erwarten ist. Der Lagerbock 2 weist
noch eine Dichtung 28 und ein Gehäuseteil 26 mit Deckel 27
auf.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des kompletten Ausführungs
beispiels. Das elastisch gelagerte Fahrpedal 21 ist gelen
kig mit dem Hebel 5 verbunden, dessen Schwenkweg durch die
Anschläge 22 und 23 an der Montagebasis 1 begrenzt ist. Bei
der Montage wird das konvexe Lagerteil 6 des Hebels 5 in
die offene, konkave Lagerstelle 4 zwischen den Lagerböcken
2, 3 eingelegt. Danach wird die Druckfeder 13 montiert und
mittels der Wippe 9 zusammengepreßt, bis die Welle 12 seit
lich durch die Lagerböcke 2, 3 und die Wippe 9 eingesteckt
werden kann.
Fig. 4 zeigt, wie die offene, konkave Lagerstelle 4 abge
wandelt werden kann. Anstelle einer durchgehenden Lager
schale sind 3 achsparallele Lagerstreifen 4a, 4b, 4c vor
gesehen, die in Verbindung mit einem, auf einen achsparal
lelen Streifen 10a reduziertes konkaves Anpreßteil 10 eine
"Dreipunktlagerung" für den Hebel 5 darstellen, wobei von
den benachbarten Lagerstreifen 4a und 4b bzw. 4c je nach
Drehrichtung des Hebels 5 immer nur eine Gruppe wirksam
ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt ersichtlich mit
einem Minimum an Bauteilen aus und ist als Baueinheit
kompakt und robust ausführbar. Durch entsprechende Auswahl
der Hebelverhältnisse und der Druckfeder können die erfor
derlichen Anpreßkräfte zur Erzeugung der Hysterese in
weiten Bereichen eingestellt werden. Außerdem kann die
Reibpaarung frei gewählt werden, so daß eine Abstimmung der
Vorrichtung auf jeden Anwendungsfall möglich ist.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Sollwert-Signals für
die elektromotorische Leistungssteuerung der Brenn
kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, bestehend im
wesentlichen aus einer Montagebasis, einem Drehpoten
tiometer, einem auf der Montagebasis schwenkbar gela
gerten Hebel, einer Rückstellfeder und einer schwenk
bar gelagerten Wippe, die von der Rückstellfeder gegen
eine Reibfläche des Hebels andrückbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Montagebasis (1) zwischen zwei Lagerböcken (2, 3) eine offene, konkave Lagerstelle (4) auf weist,
- - der Hebel (5) ein konvexes Lagerteil (6) mit einem Betätigungsteil (7) und einem dem Betä tigungsteil gegenüberliegenden Mitnehmernocken (8) umfaßt,
- - die Wippe (9) ein konkaves Anpreßteil (10) und ein Widerlager (11) aufweist und mittels einer Welle (12) in den Lagerböcken (2, 3) schwenkbar gelagert ist und
- - zwischen dem Mitnehmernocken (8) und dem Wider lager (11) eine Druckfeder (13) eingespannt ist, mittels derer das konkave Anpreßteil (10) der Wippe (9) unter Einschluß des konvexen Lagerteils (6) des Hebels (5) gegen die offene, konkave Lagerstelle (4) der Montagebasis (1) angedrückt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das konkave Anpreßteil (10) der Wippe (9) und die
offene, konkave Lagerstelle (4) der Montagebasis (1)
einen Reibbelag (14, 15) aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das konvexe Lagerteil (6) des Hebels (5) einen
Reibbelag aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckfeder (13) als Schrauben
feder mit innenliegendem Führungszapfen (16) ausge
bildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das konvexe Lagerteil (6) des He
bels (5) einen axial vorspringenden Zapfen (17) auf
weist, auf dem eine Potentiometergrundplatte (18) frei
drehbar gelagert ist, daß der zugehörige Schleifer
träger (19) mit dem Zapfen (17) drehfest verbunden ist
und daß die Potentiometergrundplatte (18) durch einen
Stift (20) oder dergleichen relativ zur Montagebasis
(1) drehfest fixiert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hebel (5) gelenkig mit einem
Fahrpedal (21) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwenkweg des Hebels (5)
durch Anschläge (22, 23) an der Montagebasis (1) in
beiden Richtungen begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die offene, konkave Lagerstelle
(4) unterteilt ist in drei achsparalle Lagerstreifen
(4a, 4b, 4c).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das konkave Anpreßteil (10) aus einem achsparal
lelen Streifen (10a) besteht, der je nach Drehrichtung
des Hebels (5) zusammen mit zwei benachbarten der La
gerstreifen (4a, 4b oder 4c, 4b) eine "Dreipunktlage
rung" für das Lagerteil (6) des Hebels (5) bildet.
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