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Vorrichtung zum Gasgeben und Bremsen von Kraftfahrzeugen mittels eines
Pedals Gegenstand des Hauptpatents ist eine Vorrichtung zum Gasgeben und Bremsen
von Kraftfahrzeugen mittels eines Pedals, bei der zwei Hebel miteinander kombiniert
.sind. Der eine idieser Hebel ist in der Art eines Bremspedals angeordnet und betätigt
bei der einem Bremspedal entsprechenden Bewegung die Bremse. Der andere Hebel steuert
bei Betätigung des Pedals entgegen der zum Bremsen führenden Richtung innerhalb
des Bremsansprechweges während des Fahrens die Drosselklappe von der Leerlaufstellung
zur Vollgasstellung, nachdem er im ersten Augenblick einer Beaufschlagung des Pedals
kurzzeitig von der der geschlossenen Drosselklappe entsprechenden Ausgangsstellung
über die Vollgasstellung in die Leerlaufstellunggeschwenkt worden ist. Die Betätigung
der Drosselklappe, d. h. die Regelung der Gaszufuhr bzw. Geschwindigkeit erfolgt
im Totgang der Bremsen. Da die Betätigung .der Drosselklappe so erfolgt, daß sich
die Bremsbetätigung an die Leerlaufstellung der Gasregeleinrichtung anschließt,
ist es möglich, die Gaszufuhr innerhalb des Totganges der Bremsen zu steuern, da
beispielsweise eine bei längerer Betriebsdauer durch Abnutzung der Bremsen eintretende
Vergrößerung des Totgang-es bei .dieser Ausführung nicht zu einer Unsicherheit führt.
Beim Bremsen des Fahrzeuges wird .das Pedal durchgetreten, wobei es unerheblich
ist,
ob zwischen der Leerlaufstellung für die Gaszuführung und dem Einsatz der Bremsen
ein zusätzlicher Weg von einigen Millimetern liegt oder nicht.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Vorrichtung des Hauptpatents
dahingehend zu verbessern, daß bei der anfänglichen Pedalbetätigung der die Drosselklappe
bewegende Hebel nicht erst von der Ausgangsstellung über die Vollgasstellung in
die Leerlaufstellung .geschwenkt werden muß Erfindungsgemäß ist der zweite Hebel
derart auf dem den ersten Hebel bildenden Bremspedal angeordnet, daß er am Ende
des Totganges der Bremse mit einem die Drosselklappe betätigenden Arm in Eingriff
kommt und diesen Arm freigibt, wenn das Bremspedal beispielsweise nach seiner Freigabe
unter der Wirkung einer Feder in seine Ruhestellung zurückgeführt ist.
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Der zweite Hebel ist in einer Ausführungsform der Erfindung als auf
dem Bremspedal schwenkbarer Reiter ausgeführt. Die Schwenkbarkeit wird durch einen
Anschlag einseitig begrenzt. Federnde Mittel .dienen dazu, den Reiter elastisch
an diesen Anschlag zu drücken.
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Wenigstens eine der miteinander in Eingriff kommenden Flächen des
Drosselarmes und des zweiten Hebels, der auf dem Bremspedal angeordnet ist, ist
mit einer Rolle od. dgl. ausgestattet, so daß diese Flächen nicht aufeinander reiben.
Beide Flächen können auch so profiliert ausgeführt werden, daß sie sich aufeinander
abwälzen. Die mit dem zweiten Hebel in Eingriff kommende .Flanke des Drosselarmes
verläuft vorzugsweise geradlinig durch. die Mitte der die Drosselklappe drehenden
Welle. Die Profilierung der miteinander in Eingriff kommenden Flächen .oder Flanken
kann jedoch auch so ausgeführt werden, daß wahlweise eine der Bewegung .des Pedals
direkt proportionale oder eine nach einer beliebigen Funktion abhängige Betätigung
der Drossel erzielt wird.
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Bei einer anderen beispielsweisen Ausführungsform ist der zweite Hebel
als im wesentlichen sägezahnartiger Nocken ausgeführt, dessen flache bzw. allmählich
ansteigende Flanke in der Richtung liegt, in der das Pedal zum Bremsen bewegt wird.
Bei dieser Ausführung des zweiten Hebels ist der die Drosselklappe bewegende Arm
in einer Richtung beispielsweise federnd nachgiebig oder in seiner Längsrichtung
teleskopartig zusammendrückbar.
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Die Ausgestaltung der miteinander in Eingriff kommenden Hebel und/oder
ihrer Anordnung ist derart änderbar, daß die maximale Schwenkbarkeit der Drosselklappe
und :damit die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges wählbar ist. Eine derartige
Einstellung weist besonders beim Einfahren von Fahrzeugen Vorteile auf, da eine
Unaufmerksamkeit des Fahrers nicht zu einer Überbeanspruchung des Motors führen
kann. Auch bei Fahrschulen, insbesondere unter gleichbleibenden Fahrbedingungen,
ist eine derartige Einstellbarkeit der Höchstgeschwindigkeit angebracht, da Fahrschüler
im Gefahrenfall mitunter das Gaspedal durchtreten, ohne zuvor den Fuß auf das Bremspedal
gesetzt zu haben. Abgesehen davon, daß dieser Nachteil bei der erfindungsgemäßen
Ausführung nicht mehr vorkommen kann und ein Durchtreten des Pedals ohnehin zum
Bremsen führt, wäre selbst bei einer an sich psychologisch unnormalen Reaktion bei
der Verwendung des erfindungsgemäßen Pedals sichergestellt, daß der Wagen nicht
über eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt werden kann, und daß sich nach
Erreichen der entsprechenden Drosselklappenstellung die Drosselklappe selbsttätig
schließt.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. I eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei geschnittener
Bodenwand, Fig. 2 den zweiten Hebel in der Ausführung als schwenkbarer Reiter, Fig.
3 das betriebsmäßige Zusammenwirken des zweiten Hebels mit dem die Drosselklappe
betätigenden Arm, Fig. 4 und 5 besondere Ausführungsformen für eine Einstellbarkeit
der Höchstgeschwindigkeit, Fig.6 eine besondere Ausführung des die Drosselklappe
betätigenden Armes.
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Durch eine Öffnung in der geschnitten gezeichneten Bodenwand r, die
den Motorenraum abtrennt, tritt der Hebel 2 eines Pedals 3. Der Hebel :2 verläuft
kreisbogenförmig und geht hinter der Bodenwand I in einen um die Welle 5 schwenkbaren
Arm 4 über. Das Pedal folgt daher bei seiner Betätigung ebenfalls einer kreisbogenförmigen
Kurve. Der Arm 4 steht unter der Einwirkung einer Feder 6, die ihn ständig in Richtung
der Bodenwand I beaufschlagt, sowie der im Hauptbremszylinder befindlichen Feder,
die in gleicher Richtung wirkt. Die Betätigung der Bremse kann beispielsweisse über
die Welle 5 erfolgen. Auf dem Hebel 2 bzw. auf dem oberen Ende des Armes 4 ist im
Motorenraum hinter der Bodenwand I ein Reiter 7 angeordnet. Er ist beispielsweise
um die Achse 8 schwenkbar, wobei die Schwenkbarkeit nur nach einer Seite möglich
ist, während sich der Reiter 7 bei einer Beaufschlagung in der anderen Richtung
an einen Anschlag 9 anlegt. In Ruhestellung wird der Reiter ebenfalls durch die
Feder IO an diesen Anschlag gedrückt, so daß er sich ständig in der in Fig. i .dargestellten,
zu der Längsachse des Armes q. im wesentlichen parallelen Stellung befindet. Die
Feder io ist innerhalb einer Aussparung i i des_Hebels 2 bzw. des Armes q. angeordnet,
so daß sie .symmetrisch auf :den Reiter 7 einwirkt. ZurBefestigung der.Feder an
demkeiter7 dient beispielsweise der Steg 16. An seinem oberen freien Ende trägt
,der Reiter eine Rolle 12, über die er mit einem die Drosselklappe betätigenden
Arm 13 in Eingriff kommt. Der Arm 13 ist drehfest mit -der Welle 1q. verbunden.
Die Welle 1q. ist mit bekannten Mitteln mit der Drosselklappe verbunden. Sie ist
mittels eines Lagerstückes 15 so im Abstand von der Bodenwand i angebracht, daß
der Reiter erst etwa am Ende des Totganges der Bremse mit .dem Arm 13 in Eingriff
kommt, der normalerweise durch eine leichte Vorspannung in einer
Stellung
gehalten wird, die einer geschlossenen Drosselklappe entspricht.
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Bei einer Betätigung des Pedals 3 wird der Hebel 2 so weit durch die
Öffnung in der Bodenwand i getreten, bis sich die Rolle 12 an die zur Bodenwand
i liegende Flanke .des Armes 13 anlegt. Bei einer weiteren Betätigung des Bremspedals
3 wird der Reiter 7 entgegen der Wirkung der Feder IO so geschwenkt, daß die Rolle
I2 hinter den Arm I3 greift. Die Bremse ist so eingestellt, daß ihr Totgang nach
Erreichen dieser Pedallage durchlaufen ist. Das Erreichen dieser Stellung wird dem
Fahrer durch das Einsetzen des Bremswiderstandes fühlbar. Ein weiteres Durchtreten
des Pedals 3 würde nunmehr zum Einsatz der Bremse -führen. Wenn dagegen .das Pedal
3 freigegeben wird, so ist es bestrebt, sich entsprechend der Freigabe unter der
Wirkung .der Feder 6 in Richtung auf die Bodenwand i zu bewegen. Da der Reiter 7
an seiner Schwenkung nach links durch den Anschlag 9 .gehindert ist, wird bei dieser
Bewegung der Arm 13 mitgenommen und :dabei über die Welle 14 die Drosselklappe verstellt,
so daß die Gaszuführung geregelt wird. In .der Fig. 3 ist dieser Ablauf in einzelnen
Phasen schematisch verdeutlicht. Beispielsweise die obere Kante des Hebels 2 bewegt
sich auf einem Kreisbogen 17, dessen Krümmung von der Länge des Armes 4. abhängt.
Die Rolle i2 hat bei der Bewegung des Pedals 3 bzw. des Armes 4 nach links und rechts
stets den :gleichen radialen Abstand von .diesem Kreisbogen 17. Nachdem durch eine
kurze Schwenkung des Reiters 7 die Rolle 12 hinter die Spitze des Armes 13 gebracht
worden ist, wie es aus der linken Stellung in Fig. 3 zu ersehen ist, wandert die
Rolle 12 bei einer allmählichen Rückführung des Armes 4 zur Bodenwand i allmählich
an der anliegenden Flanke des die Drosselbewegung steuernden Armes 13 in Richtung
zur Drosselwelle 14. Etwa in .der in Fig. 3 angedeuteten mittleren Stellung, in
der sich der Kreisbogen 17 und der durch das Ende des Armes 13 bei seiner Bewegung
beschriebene Kreisbogen am stärksten angenähert haben, hat die Rolle 12 durch diese
bezüglich des Armes 13 axiale Bewegung ihre obere Endlage erreicht. Bei einer weiteren
Bewegung des Armes 13 durch die Rolle 12 nähert sich letztere wiederum demEnde des
Armes 13. Die Länge dieses Armes ist so bemessen, daß er kurz vor Erreichen der
Endlage des Pedals 3 bzw. des Armes 4 an der Bodenwand i von dem Reiter 7 bzw. der
Rolle 12 freikommt und in seine linke in Fig. i dargestellte Ausgangslage unter
der Einwirkung des nicht dar-,gestellten Vorspannungsmittels zurückgeschwenkt wird,
so daß sich die Drosselklappe schließt. Die Drosselklappe bzw. die zu ihr führenden
Übertragungsmittel sind so eingestellt worden, daß eine Schwenkung des Armes 13
von seiner linken Ruhestellung bis zu der rechten Lage, 'in der er von der Rolle
12 freikommt, genügt, um den Motor vom Leerlauf bis zur Höchstgeschwindigkeit auszusteuern.
Beispielsweise durch eine Abflachung (s. Fig. 6, 27) der Spitze des Armes 13 wird
erreicht, daß der Arm 13 noch ein kurzes Stück in der Vollgasstellung verbleibt
und nicht bei der geringsten Zurücknahme des Fußes - in der Vollgasstellung - ungewollt
in die Leerlaufstellung zurückfedert: Die miteinander in Eingriff kommenden Flächen
oder Flanken des Reiters 7 und .des Armes 13 sind vorzugsweise so profiliert, daß
die Schwenkung des Armes 13 der Bewegung des Pedals 3 proportional ist. Es ist jedoch
auch möglich, durch eine entsprechende Formgebung einer oder beider Flächen eine
besondere Charakteristik für das Gasgeben in Abhängigkeit von der Bewegung .des
Pedals 3 zu. erzeugen.
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Mitunter ist es erwünscht, beispielsweise zur Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit
eines Fahrzeuges, die Drosselklappe nicht über einen bestimmten Winkel zu schwenken.
Eine derartige Begrenzung .ist beispielsweise bei einzufahrenden Wagen angebracht.
Auch ein Versehen des Fahrers kann dann nicht zu einer schädlichen Überlastung des
Motors führen. Ebenfalls in Fahrschulwagen, die im Stadtverkehr ohnehin auf im wesentlichen
ebenen Straßen fahren, ist es erwünscht, eine infolge Unsicherheit des Fahrschülers
hervorgerufene, aber unangebrachte Beschleunigung des Wagens über eine gewisse Geschwindigkeit
hinaus zu verhüten. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird daher die Übertragung
zwischen .dem Betätigungspedal und der Drosselwelle veränderbar ausgeführt, so daß
die ohnehin bei der Erfindung erfolgende Freigabe der Drosselklappe nach Erreichen
der gewollten Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges bei einer wahlweise einstellbaren
Geschwindigkeit erfolgt.
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Ausführungsbeispiele für eine derartige Einstellbarkeit zeigen die
Fig. 4 und 5. In Fig. 4 ist der mit .der Drosselwelle 14 verbundene Arm 13 als herausnehmbarer
Stift ausgeführt. In der Welle 14 sind. beispielsweise drei Bohrrungen. 18, i9,
20 vorgesehen, die zur Lagerung des Stiftes 13 dienen und jeweils um einen bestimmten
Winkel gegeneinander versetzt sind. Die Bohrungen sind darüber hinaus so angeordnet,
daß die bei der Drosselklappenbetätigung mit dem Reiter 7 in Eingriff kommende Flanke
,geradlinig durch die Mitte der Welle 14 führt. Wenn der Stift 13 beispielsweise
in die Bohrung 2o einsgeführt ist, erfolgt ein normaler Betrieb, wie an Hand der
Fig. i bis 3 erläutert. Wird der Arm 13 jedoch in den Bohrungen 18 und i9 gelagert,
so bedarf es nur einer kürzeren Bewegung des Pedals 3, um den schwenkbaren Reiter
7 oder einen entsprechend angeordneten Hebel bzw. Anschlag hinter den Arm 13 zu
führen. Bei einer Freigabe des Pedals wird in diesen Fällen der Arm 13 in gleicher
Weise mitgenommen. Er erreicht aber die Endlage, in der er beispielsweise von dem
Hebel 7 bzw. der Rolle 12 freikommt, nach einer kürzeren Schwenkung als erforderlich
wäre, wenn der Arm 13 in der Bohrung 2o gelagert wäre. Der Grad der Schwenkung bildet
jedoch das Maß für die Betätigung der Drosselklappe, so daß die Drosselklappe bei
Lagerung des Armes 13 in den Bohrungen 18 oder i9 jeweils nur um einen geringeren
Betrag
geöffnet wird. Der Stift 2I dient zur Sicherung des lösbar gelagerten Armes 13.
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Bei der in Fig. 5 gezeichneten Ausführungsform ist die die Drosselklappe
betätigende Welle 14 nur mit einer Bohrung zur Lagerung des mit dem zweiten Hebel
an dem Pedal, beispielsweise dem schwenkbaren Reiter 7 in Eingriff kommenden Armes
22 ausgestattet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Arm 22 ebenfalls
lösbar gelagert. Er wird nach der Einfügung beispielsweise durch den Stift 23 gesichert.
Bei dieser Ausführungsform sind mehrere Arme 22 vorgesehen, bei denen der beispielsweise
mit .dem verschwenkbaren Reiter 7 in Eingriff kommende Teil 23 gegenüber .dem in
der Welle 14 gelagerten Teil 24 abgekröpft ist. Auch bei dieser Ausführung wird
entsprechend der verschieden starken Abkröpfungen der verwendeten Arme 22 eine jeweils
gegenüber der geradlinigen Ausführung des Armes 25, die strichelt angedeutet ist,
versetzte Ausgangsstellung des Betätigungsteiles 23 erreicht, so daß die erforderliche
Schwenkung bis zum Erreichen der Endlage, in der der Arm 22 von dem auf dem Pedal
angeordneten Hebel freikommt, eine entsprechend kürzere Bewegung des Pedals 3 erfordert.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Profilierung der mit der Rolle I2
in Eingriff kommenden Flanke des die Drosselwelle 14 verdrehenden-Armes ist in Fig.6
gezeigt. Die Flanke ist hier bei 26 so .ausgeführt, daß bei einem Entlanggleiten
der Rolle 12 an dem Arm 25 in Richtung auf die Drosselwelle 14 die gleiche Bewegung
des Bremspedalhebels 2 unabhängig von der Stellung der Rolle 12 an dem Arm 25 die
gleiche Schwenkung dieses Hebels bewirkt. Außerdem ist das Ende des Drosselarmes
25 mit einer Fläche versehen, die zu der Bewegungskurve des oberen mit dem Arm 25
kurz vor Erreichen der Endlage des Armes 4 in Berührung kommenden Teiles der Rolle
I2 parallel. verläuft. Durch diese Fläche wird verhindert, daß unmittelbar nach
Erreichen der Höchstgeschwindigkeit bzw. nach der vollständigen Öffnung der Drosselklappe
der Arm 25 von dem Hebel 7 bzw. der Rolle 12 freikommt, so daß sich dann bei einer
unbeabsichtigten Bewegung des Pedals 3 die Drosselklappe unter der Einwirkung ihrer
Vorspannung schließen würde. Die Fläche 27 gestattet ein gewisses Spiel der Rolle
12 in der Endlage unterhalb der Fläche 27 des Drosselarmes 25, wobei durch dieses
Spiel eine Verschwenkung des Drosselarmes 25 nicht stattfindet.
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Die Anordnung des zweiten Hebels auf dem Pedalhebel 2 bzw. dem Arm
4 kann auch anders als in der Fig. I dargestellt durchgeführt werden, wobei die
gleichen Steuerungsbedingungen erzielt werden. Bei der jeweiligen Ausführung ist
darauf zu achten, daß die gegeneinander bewegbaren und miteinander in Eingriff kommenden
Teile ihre gegenseitige Bewegung nicht hemmen. Bei der Ausführung gemäß Fig. I ist
zu diesem Zweck eine Aussparung 26 vorgesehen, die bei einer Schwenkung des Armes
13 verhindert, daß das Ende des Armes 13 außerhalb der Rolle 12 an den Reiter 7
stößt. Der obere Rand des Armes 4 bzw. des Hebels 2 ist im Bereich des Reiters 7
ebenfalls so profiliert, daß der Arm 13 nicht mit diesen Teilen in Berührung kommen
kann.
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Beispielsweise besteht auch die Möglichkeit, den zweiten an dem Pedalhebel
angeordneten Hebel auf der .unteren Seite des Hebels 2 anzuordnen, wobei die Drosselwelle
14 beispielsweise ebenfalls unterhalb der Durchtrittsöfbnung für den Hebel 2 an
der Bodenwand I angebracht werden könnte. Alle Ausführungsformen sind darauf gerichtet,
den zweiten auf dem Pedal angeordneten Hebel erst am Ende des Totganges der Bremsen
mit dem die Drosselklappe betätigen-den Arm derart in Eingriff zu bringen, daß die
Drosselklappe nach Durchlaufen des Bremsansprechweges betätigt werden kann, indem
dann das Pedal 3 anstatt in Bremsrichtung in der zu dieser entgegengesetzten Richtung
freigegeben wird.