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Dokumentenidentifikation DE102004002113B4 23.03.2006
Titel Kickdown-Element und Pedaleinheit
Anmelder AB Elektronik GmbH, 59368 Werne, DE
Erfinder Leone, Carmelo, 85375 Neufahrn, DE;
Schmidtke, Friedhelm, 59192 Bergkamen, DE
Vertreter Wenzel & Kalkoff, 58452 Witten
DE-Anmeldedatum 14.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004002113
Offenlegungstag 11.08.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.2006
IPC-Hauptklasse B60W 30/00(2006.01)A, F, I, 20051221, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60W 10/04(2006.01)A, L, I, 20051221, B, H, DE   B60W 10/10(2006.01)A, L, I, 20051221, B, H, DE   B60K 26/02(2006.01)A, L, I, 20051221, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Kickdown-Element nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine damit ausgerüstete Pedaleinheit, insbesondere für ein Kfz.

Ein Kickdown-Element umfaßt mindestens ein erstes und ein zweites Element. Bei Betätigung bewegen sich das erste und das zweite Element gegeneinander entlang eines Weges. Bei der Bewegung kann es sich beispielsweise um eine Rotation oder um eine lineare Bewegung handeln. Charakteristisch ist, daß die Kraft/Weg-Kennlinie der Bewegung eine Kraftspitze aufweist. Hierunter wird verstanden, daß bei der Betätigungsbewegung eine relativ hohe Gegenkraft (Kraftspitze) überwunden werden muß, wobei nach Überwindung der Kraftspitze eine geringere Kraft für die weitere Betätigungsbewegung aufzubringen ist.

Derartige Kickdown-Elemente und Pedaleinheiten mit derartigen Kickdown-Elementen sind bekannt und werden im Kfz-Bereich zur Steuerung von Fahrzeugen mit Automatikgetriebe verwendet. Hierbei weist eine Pedaleinheit ein Pedalelement und ein Kickdown-Element auf. Bei Betätigung (Auslenkung) des Pedalelements wird am Ende des Betätigungsbereiches das Kickdown-Element wirksam, so daß ein Fahrzeugführer die Kraftspitze spürt, die zum Erreichen der Endstellung des Pedalelements überwunden werden muß. Geschieht dies, so wird die Kickdown-Funktion (Herunterschalten beim Automatikgetriebe) aktiviert.

Es sind verschiedene Kickdown-Elemente bekannt. In der DE 100 097 C1 der Anmelderin wird zunächst von einem mechanischen Kickdown-Schalter berichtet, bei dem ein federgespeicherter zapfenförmiger Stößelkörper durch eine Ausnehmung mit federgespeicherten Kugeln gedrückt wird. Weiter wird in der Druckschrift ein magnetisches Kickdown-Element und verschiedene Pedaleinheiten mit Kickdown-Elementen beschrieben. Ein magnetisches Kickdown-Element umfaßt einen Stößelkörper, der bei einer bestimmten Pedalauslenkung auf ein Magnetelement trifft und dieses gegen eine Magnetkraft und eine Magnetgegenkraft bewegt. Die entsprechende Kraft/Weg-Kennlinie ist durch geeignete Wahl der Elemente und ihrer jeweiligen Anordnung einstellbar. In jedem Fall handelt es sich aber um Kraftsprung-Kennlinien, gekennzeichnet durch einen Kraftanstieg bis zu einer Kraftspitze und anschließendem Kraftabfall.

Dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende Kickdown-Elemente sind bereits bekannt aus den Druckschriften DE 100 10 432 A1, DE 195 21 821 C1, DE 34 11 455 C2, DE 199 39 809 A1, DE 198 14 750 A1 und DE 195 04 971 A1.

Bei der Anordnung gemäß DE 199 39 809 A1 wird die Kontaktfläche von der Stirnfläche einer Stellschraube gebildet und ist durch Drehen der Stellschraube in Betätigungsrichtung verstellbar.

Bei dem in einen Schalter integrierten Kickdown-Element nach DE 198 14 750 A1 kann das das Federelement tragende erste Element gegenüber dem die Kontaktfläche aufweisenden zweiten Element quer zur Betätigungsrichtung verstellt werden, wodurch der Schalter von einer Arbeitsstellung in eine Justierwinkelstellung gebracht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kickdown-Element und eine Pedaleinheit zu schaffen, mit denen bei möglichst einfacher Konstruktion die Kraft/Weg-Kennlinie veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kickdown-Element nach Anspruch 1 sowie durch eine Pedaleinheit nach Anspruch 15.

Die Kontaktfläche ist hierbei so ausgebildet, daß sie an voneinander quer zur Betätigungsrichtung verschiedenen Positionen voneinander in Betätigungsrichtung verschiedene Stellungen am zweiten Element aufweist. Die Kontaktfläche, also die Fläche, die überhaupt mit dem Federelement in Kontakt kommen kann, weist bspw. eine schräge Komponente oder mehrere Abschnitte, z.B. mit dazwischen angeordneten Stufen, auf. Somit ergeben sich auf der Kontaktfläche mindestens zwei Positionen (die quer zur Betätigungsvorrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind), wobei die Kontaktfläche an den Positionen verschiedene Stellungen in Betätigungsrichtung aufweist.

Zusätzlich ist das zweite Element gegenüber dem ersten Element in einer Richtung quer zur Betätigungsrichtung verstellbar. Durch diese Verstellung wird der Ort der Kontaktfläche, an dem das Federelement mit der Kontaktfäche in Kontakt tritt, verändert. Aufgrund der besonderen bspw. gestuften oder schrägen Ausbildung der Kontaktfläche führt diese Verstellung dazu, daß die Lage der von dem Kickdown-Element erzeugten Kraftspitze auf der Kraft/Weg-Kennlinie verschoben ist, d.h. je nach Verstellung tritt das Federelement bereits bei einer geringeren oder erst bei einer größeren Bewegung in Betätigungsrichtung in Erscheinung.

Durch diese Verstellmöglichkeit kann ein fertiges Kickdown-Element für verschiedene Verwendungen jeweils entsprechend eingestellt werden. Beispielsweise können in großer Anzahl produzierte Kickdown-Einheiten zur Verwendung mit verschiedenen Typen von Pedaleinheiten jeweils geeignet eingestellt werden. Bevorzugt ist auch nach Einbau der Kickdown-Einheit in eine Pedaleinheit, oder auch nach Einbau der Pedaleinheit mit Kickdown-Einheit in ein Kfz, eine Verstellung des Kickdown-Elements möglich.

Durch geeignete Gestaltung der Kontaktfläche einerseits und der Form und Anordnung des Federelements andererseits kann auf einfache Weise eine gewünschte Lage und Form der Kraftspitze erreicht werden.

Die Bewegung der Elemente bei Betätigung ist bevorzugt linear, es ist aber auch eine Drehbewegung oder eine Bewegung entlang eines komplexen geometrischen Pfades möglich.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Federelement als Blattfederelement ausgebildet und relativ steil gegenüber der Betätigungsrichtung ausgerichtet. Das bevorzugt flache, in Betätigungsrichtung gerade Blattfederelement kann unter einem Winkel von weniger als 45°, bevorzugt sogar weniger als 15° zur Betätigungsrichtung ausgerichtet sein. Besonders bevorzugt ist das Blattfederelement im wesentlichen parallel zur Betätigungsrichtung, so daß eine entsprechend hohe Kraft für die erste Auslenkung, und danach ein relativ starker Abfall der für die weitere Betätigung notwendigen Kraft die Folge ist. Somit läßt sich ein gewünschter Verlauf der Kraft/Weg-Kennlinie (Kraftspitze) sehr gut erzeugen.

Weiter bevorzugt weist das Blattfederelement ein Kontaktelement auf. Bei Betätigung kommt dieses Kontaktelement zuerst, bevorzugt sogar ausschließlich, mit der Kontaktfläche in Kontakt, so daß eine definierte Betätigung gegeben ist. Das Kontaktelement ist bevorzugt abgerundet. Besonders bevorzugt handelt es sich mindestens teilweise um ein Kugelelement, wobei der kugelige Teil des Elements der Kontaktfläche zugewandt ist. So kommt es zu einem definierten Punkt-Kontakt mit der Kontaktfläche.

Die Verstellung kann manuell erfolgen, oder es kann ein steuerbarer Antrieb vorgesehen sein, um die Verstellung zu bewirken. Für den Fall der Verwendung eines steuerbaren Antriebs ist es möglich, die Verstellung im Betrieb des Kickdown-Elements bzw. der Pedaleinheit durchzuführen, also beispielsweise während der Fahrt eines hiermit ausgerüsteten Kfz. So kann eine Steuerelektronik, beispielsweise zur Begrenzung der Geschwindigkeit innerhalb geschlossener Ortschaften, die Kraftspitze innerhalb der Kraft/Weg-Kennlinie eines Fahrpedals auf einen der aktuellen Fahrsituation entsprechenden Maximalwert einstellen.

Für die Einstellbewegung werden das erste und das zweite Element quer zur Betätigungsrichtung gegeneinander verschoben. Hierbei wird unter einer Querbewegung zwar bevorzugt eine Bewegungsrichtung rechtwinklig zur Betätigungsrichtung verstanden, es sind aber selbstverständlich auch andere Winkel und Bewegungsrichtungen denkbar, bei denen es zu einer geeigneten Verstellung kommt. Bevorzugt allerdings ist das erste Element gegenüber dem zweiten Element zum Zwecke der Verstellung verdrehbar. Ein entsprechender Aufbau kann sehr einfach ausgestaltet sein, wobei bevorzugt die Betätigungsrichtung in Axialrichtung, und die Verstellbewegung als Verdrehbewegung realisiert ist. Für die manuelle Verstellung ist es bevorzugt, am ersten und/oder am zweiten Element eine Werkzeugöffnung für ein Werkzeug zum Drehen des ersten und/oder zweiten Elements vorzusehen, beispielsweise eine Sechskant-Öffnung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an dem Kickdown-Element ein Rückholelement vorgesehen, das der Betätigungsbewegung eine Gegenkraft entgegensetzt.

Die erfindungsgemäße Pedaleinheit weist zunächst ein Pedalelement auf, d.h. ein Element, das zur Betätigung ausgelenkt wird. Weiter weist die Pedaleinheit ein vorbeschriebenes Kickdown-Element auf. Bei Betätigung des Pedalelements wird bei einer bestimmten Auslenkung das Kickdown-Element wirksam, so daß sich die von ihm hervorgerufene Kraftspitze in der Kraft/Weg-Kennlinie der Pedaleinheit bemerkbar macht.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Kickdown-Einheit;

2 eine perspektivische Ansicht der Kickdown-Einheit aus 1, teilweise im Aufriß;

3 eine Draufsicht auf die Kickdown-Einheit aus 1;

4, 5 in einer Seitenansicht verschiedene Pedalstellungen einer Pedaleinheit mit Kickdown-Einheit;

6 eine Längsschnitt-Darstellung entlang der Linie C-C' aus 3 durch die Kickdown-Einheit aus 1;

7a eine perspektivische Darstellung eines Blattfederelements der Kickdown-Einheit aus 1;

7b eine Längsschnitt-Darstellung des Blattfederelements aus 7a;

8a eine Längsschnitt-Darstellung entlang der Linie D-D' in 6 mit einem Blattfederelement und einem Rampenelement;

8b eine Längsschnitt-Darstellung entsprechend 8a mit einer alternativen Form eines Rampenelements;

9a9d Längsschnitt-Darstellungen der Kickdown-Einheit aus 1 bei verschiedenen Betätigungsstellungen;

10a, 10b vergrößerte Darstellung eines Rampenelementes und eines Blattfederelementes in den 9b, 9c

11a, 11b Längsschnitt-Darstellungen der Kickdown-Einheit aus 1 bei verschiedenen Einstellungen;

12 eine weitere Ausführungsform einer Kickdown-Einheit mit Motor;

13a, 13b Kraft/Weg-Kennlinien der Pedaleinheit aus 3, 4 bei verschiedenen Einstellungen.

1 zeigt ein Kickdown-Element 10. Das Kickdown-Element 10 umfaßt einen Stößel 12 und eine Hülse 14. Der im wesentlichen zylindrische Stößel 12 ist innerhalb der Hülse 14 so angeordnet, daß er axial gegenüber der Hülse 14 beweglich ist. Stößel 12 und Hülse 14 sind bevorzugt aus Kunststoff gebildet, es sind aber auch andere Materialien (z.B. Metall) möglich.

Wie 2 in einer Aufriß-Darstellung zeigt, wirkt eine Feder als Rückholelement 16 innerhalb der Hülse 14 einer Betätigung des Stößels 12 in einer Betätigungsrichtung in Richtung des Pfeils B entgegen. Gegen die Kraft des Rückholelements 16 – und eines Kickdown-Federelements, das unten näher erläutert wird – kann der Stößel 12 bei Betätigung in die Hülse 14 hineingedrückt werden.

Weiter weist der Stößel 12 eine Rastfeder 18 auf, die rund um das Stößelelement 12 angeordnet ist.

Die Anordnung der Rastfeder 18 ist aus der Draufsicht in 3 besonders gut erkennbar. Die Innenseite der Hülse 14 weist eine Anzahl von Rillen 20 und dazwischen angeordneten Stegen auf, die sich mindestens im oberen Bereich der Hülse 14 in Axial-Richtung erstrecken. Die am Stößelelement 12 angeordnete Rastfeder 18 weist drei Ausbuchtungen 22 auf, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Jede der Ausbuchtungen 22 greift in eine Vertiefung 20 ein, so daß eine Rastposition erreicht ist. Die Rastfeder 18 ist mit dem Stößelelement 12 fest verbunden. So ist das Stößelelement 12 gegen die Hülse 14 in Betätigungsrichtung B verschiebbar (wobei die Ausbuchtungen entlang der Nuten 20 verschoben werden). Allerdings ist das Stößelelement 12 durch die Rastung der Feder 18 in den Ausbuchtungen 20 hinsichtlich ihrer Drehposition gegenüber der Hülse 14 festgelegt.

Das Stößelelement 12 mit der Rastfeder 18 kann gegenüber der Hülse 14 in verschiedene Raststellungen gedreht werden. Für eine manuelle Verstellung ist eine Werkzeugausnehmung 24 vorgesehen, in die im gezeigten Beispiel ein Sechskant-Schlüssel eingesteckt werden kann, um das Stößelelement 12 gegen den Widerstand der Rastfeder 18 zu verdrehen. Beim Verdrehen des Stößelelements 12 rastet die Rastfeder 18 jeweils in die nächste Rastposition (Rillen 20) ein.

In 4 ist eine Pedaleinheit 30 dargestellt. Die Pedaleinheit 30 umfaßt ein Grundelement 32 und ein Pedalelement 34. Beim Einbau der Pedaleinheit 30 in ein Kfz steht das Grundelement fest. Das Pedalelement 34 ist über ein Filmscharnier 36 verschwenkbar an der Grundeinheit 32 angelenkt. Das Pedalelement 34 kann durch Auslenkung entlang seines Pedalwegs (Richtung des Pfeiles A aus 4) betätigt werden. Hierbei verschwenkt das Pedalelement 34 gegenüber dem Grundelement 32. Der Pedalbewegung wirkt mindestens ein Rückholelement entgegen (nicht dargestellt).

Die Pedaleinheit 30 umfaßt weiter das Kickdown-Element zu aus 1. Die Hülse 14 ist bevorzugt gemeinsam mit dem Grundkörper 32 in einem Spritzgußverfahren aus Kunststoff geformt.

Fest mit dem Pedalelement 34 verbunden ist ein Druckelement 38. Bei Betätigung des Pedalelements 34 drückt das Druckelement 38 gegen das Stößelelement 12 der Kickdown-Einheit 10, so daß diese betätigt wird.

In 5 ist die Pedaleinheit 30 in einer zweiten Betätigungsstellung gezeigt, bei der das Pedalelement 34 relativ weit ausgelenkt ist. Es ist zu sehen, wie durch das Druckelement 38 das Stößelelement 12 der Kickdown-Einheit 10 in die Hülse 14 hineingedrückt wurde.

In 6 ist das Kickdown-Element 10 in einer Längsschnittdarstellung gezeigt. Wie hier sichtbar ist, befindet sich innerhalb der Hülse 14, fest mit dieser verbunden, ein Blattfeder-Element 40. Das Blattfeder-Element 40 steht aufrecht parallel zur Betätigungsrichtung B. An dem Blattfederelement 40 ist ein halbkugelförmiger Kontaktkörper 42 angeordnet.

Fest mit dem Stößelelement 12 verbunden ist ein Rampenelement 44 oberhalb des Blattfederelements 40 angeordnet.

Die Form des Rampenelements 44 und des Blattfederelements 40 mit seinem Kontakthörper 42 ist aus den 7a, 7b und 8a genauer ersichtlich.

Das Blattfederelement 40 ist ein flaches, längliches Teil aus Federstahl, das leicht gebogen ist. Wie im Querschnitt in 7b ersichtlich weist das Blattfederelement 40 an seiner Rückseite eine Versteifung 41 auf. In einem oberen Bereich 43 ist das Blattfederelement 40 zu einer Spitze geformt. Im Bereich der Spitze befindet sich an der Seitenfläche als halbkugelförmige Ausstülpung das Kontaktelement 42. Wie aus 6 ersichtlich, ist das Rampenelement 44 an der Innenseite des hülsenförmig ausgebildeten unteren Bereichs des Stößelelements 12 angebracht. Das Rampenelement 44 ist als halbrunder Vorsprung an der Innenwand des Stößelements 12 ausgebildet. Auf dieser erstreckt es sich in Umfangsrichtung.

Wie aus 8a ersichtlich ist das Rampenelement 44 nicht rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung B angeordnet, sondern schräg zu dieser, im dargestellten Beispiel unter einem Winkel von ca. 60°. Dementsprechend lassen sich auf der Oberfläche des Rampenelements 44 (Kontaktfläche) zwei Positionen P1, P2 definieren, die quer zur Betätigungsrichtung voneinander abweichen, d.h. mit einem Abstand angeordnet sind. Die jeweiligen Punkte der Kontaktfläche an den Positionen P1, P2 weisen aufgrund der schrägen Anordnung des Rampenelements 44 in Bewegungsrichtung verschiedene Stellungen am Stößelelement 12 auf, d.h. sind in 8a in verschiedener Höhe angeordnet.

8b zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der ein alternatives Rampenelement 45 gezeigt ist. Das Rampenelement 45 ist in drei Abschnitte 45a, 45b, 45c unterteilt, die innerhalb des Stößelements 12 in verschiedener Höhe angeordnet sind. Die Anordnung und Erstrechung der Abschnitte 45a, 45b, 45c entspricht bevorzugt den verschiedenen Raststellungen der Verdrehung des Stößelelements 12 gegenüber der Hülse 14, so daß das Kontaktelement 42 der darunter angeordneten Kontaktfeder 40 jeweils in einer Raststellung mittig unter einem der Abschnitte 45a, 45b, 45c des Rampenelements 45 angeordnet ist.

In den 9a9d ist das Kickdown-Element 10 jeweils in Längsschnitt-Darstellungen in verschiedenen Betätigungsstellungen gezeigt. Hierbei zeigt 9a eine Ausgangsstellung ohne Betätigung des Stößelelements 12. In 9b ist das Stößelelement 12 – bspw. durch das Druckelement 38 des Pedalelements 34 aus 4, 5 – in Betätigungsrichtung B in die Hülse 14 eingeschoben. Es ist zu sehen, wie das Stößelelement 12 mit der Rastfeder 18 gegenüber der feststehenden Hülse 14 nach unten verschoben ist, wobei das Rückstellelement 16 zusammengedrückt ist. In der in 9b gezeigten Betätigungsstellung berührt das Kontaktelement 42 des Blattfederelements 40 gerade die nach außen zugängliche Fläche (Kontaktfläche) 46 des Rampenelementes 44, und zwar an einer Kontaktstelle 48. Diese Position mit Kontakt des Kontaktelements 42 und des Rampenelements 44 ist in 10a noch einmal separat dargestellt.

Aufgrund des Kontaktes zwischen dem Blattfederelement 40 und dem Rampenelement 44 wird der weiteren Betätigung des Kickdown-Elements 10 ab der in 9b gezeigten Kontaktstellung eine zusätzliche, relativ hohe Gegenkraft entgegengesetzt. Die im wesentlichen parallel zur Betätigungsrichtung B angeordnete Blattfeder 40 muß für eine weitere Betätigung erst ausgelenkt werden, so daß das Rampenelement 44 das Kontaktelement 42 passieren kann. Erst durch Aufwenden einer relativ hohen Kraft kommt es zu einer flexiblen Verformung des Blattfederelementes 40, so daß eine weitere Betätigung des Kickdown-Elementes stattfinden kann und die in 9c dargestellte Position erreicht wird. Hierbei ist die Blattfeder 40 quer zu ihrer Längsrichtung ausgelenkt.

In 10b sind das Blattfederelement 40 und das Rampenelement 44 in der in 9c dargestellten Stellung noch einmal vergrößert dargestellt. Wie ersichtlich wurde das Kontaktelement 42 radial ausgelenkt.

Schließlich zeigt 9d eine Endstellung des Kickdown-Elements 10, bei dem das Stößelelement 12 vollständig in die Hülse 14 eingeschoben ist und an deren stirnseitiger Wand anstößt. Hierbei hat das Rampenelement 44 das Kontaktelement 42 der Blattfeder 40 vollständig passiert.

Wie in den 10a und 10b dargestellt, bewirkt das im wesentlichen kugelförmige Kontaktelement 42, daß zwischen dem Blattfederelement 40 und dem Rampenelement 44 stets ein Punktkontakt stattfindet. Bei der Betätigung ergibt sich eine charakteristische Kraft/Weg-Kennlinie. Während die Blattfeder 40 bei der in 10a dargestellten Stellung der weiteren Betätigung in Betätigungsrichtung B zunächst einen relativ großen Widerstand entgegensetzt, ist nach erfolgter Verformung der Blattfeder 40 und Auslenkung des Kontaktelements 42 eine weitere Bewegung mit erheblich geringerem Kraftaufwand möglich.

Entsprechend ergibt sich für die Kraft/Weg-Kennlinie eine Kraftspitze. In 13a ist eine Kraft/Weg-Kennlinie der Pedaleinheit 30 aus 4 dargestellt, wobei die Gegenkraft F über die Auslenkung A gezeigt ist. Nach einem ersten, monotonen Bereich 62 ergibt sich ab einer Auslenkung A1 zunächst durch das Rückholelement 16 eine Stufe, und dann bei einer Auslenkung A2 eine Kraftspitze 60. Während im ersten, monotonen (im gezeigten Beispiel linearen) Bereich 62 lediglich die Rückholelemente der Pedaleinheit 30 (nicht dargestellt) wirkam sind, wird ab der Auslenkung A1 das Kickdown-Element wirksam. Die Auslenkung A2 entspricht hierbei der in 9b, 10a dargestellten Kontaktposition des Blattfederelements 40 mit dem Rampenelement 44. Die Folge ist ein sehr schneller Kraftanstieg, und nach Überwinden der Kraftspitze 60 ein relativ steiler Abfall der Kraft F.

Eine Besonderheit bei der Kickdown-Einheit zu besteht nun darin, daß die Kraft/Weg-Kennlinie einstellbar ist. Hierfür ist der Stößel 12 gegenüber der Hülse 14, wie im Zusammenhang mit den 13 erläutert, verdrehbar. Durch die besondere Form des Rampenelementes 44, das, wie im Zusammenhang mit 6 erläutert, in Umfangsrichtung schräg innerhalb des Stößelelements 12 angeordnet ist, ergibt sich durch die Drehung des Stößelelements 12 mit dem Rampenelement 44 gegenüber der Hülse 14 mit dem darin feststehenden Blattfederelement 40 eine Veränderung der Betätigungsstellung, bei der es zu einem Kontakt zwischen dem Kontaktelement 42 und der Kontaktfläche 46 kommt. Denn die Kontaktfläche 46 ist so gestaltet, daß sie an verschiedenen Positionen in Umfangsrichtung (d.h. quer zur Betätigungsrichtung) eine verschiedene Höhe (in Betätigungsrichtung) innerhalb des Stößelelementes aufweist. Eine Verdrehung entspricht hierbei einer Verstellung quer zur Betätigungsrichtung B.

Die Wirkung der entsprechenden Verstellung ist aus den 11a und 11b ersichtlich. Hier ist das Kickdown-Element in zwei verschiedenen Verstellpositionen dargestellt.

In 11a befindet sich das Stößelelement in einer ersten Drehposition, bei der das Rampenelement 44 oberhalb des Kontaktelementes 42 relativ weit oben am Stößelelement 12 angeordnet ist. Bei einer Betätigung des Stößelelements 12 trifft das Kontaktelement 42 somit erst nach einem relativ weiten Betätigungsweg auf die Kontaktstelle der Kontaktfläche 46 des Rampenelementes 44 (vgl. 10a).

Im Gegensatz zu 11a ist in der Darstellung von 11b das Stößelelement 12 gegenüber der Hülse 14 um einen bestimmten Winkelbetrag gedreht, bspw. durch Eingriff eines Werkzeuges in die Werkzeugöffnung 24. Aufgrund der in Umfangsrichtung schrägen Anordnung des Rampenelementes 44 rückt dieses in der Schnittebene – und damit oberhalb des Kontaktelementes 42 der Blattfeder 40 – in Betätigungsrichtung B näher an die Blattfeder 40 heran. Die Kontaktstelle 48 auf der Kontaktfläche 46 verlagert sich in Umfangsrichtung. Die hierdurch erzielte Verstellung (Verschiebung des Rampenelementes 44 nach unten in 11b gegenüber 11a) resultiert aus der Form und Anordnung des Rampenelementes 44. Im gezeigten Beispiel weist dieses eine durchgehende, in Umfangsrichtung schräg angeordnete Kontaktfläche 46 auf. Alternativ ist es ebenso möglich, das Rampenelement 44 gestuft auszubilden, wobei die verschiedenen Stufen jeweils in Umfangsrichtung gerade verlaufende Teil-Kontaktflächen aufweisen, die aber gegeneinander in Betätigungsrichtung B versetzt sind (vgl. 8b).

Die Wirkung der Verstellung des Kickdown-Elementes 10 wird auch aus dem Vergleich der Kraft/Weg-Kennlinien aus 13a und 13b deutlich, wobei die Darstellung in 13a der Einstellung aus 11a und die Darstellung in 13b der Einstellung in 11b entspricht. Aufgrund der in beiden Fällen gleichen Anordnung des Kickdown-Elementes 10 innerhalb der Pedaleinheit 30 (vgl. 4) wird in beiden Fällen bei einem Auslenkungswert A1 das Kickdown-Element als solches aktiv, und das Rückstellelement 16 des Kickdown-Elements 10 bewirkt zunächst eine erhöhte Steigerung der Gegenkraft, die sich mit steigender Auslenkung weiter vergrößert.

Während bei der Einstellung wie in 11a gezeigt es erst bei einer relativ großen Auslenkung A2 zum Wirksamwerden des eigentlichen Kickdown-Elementes (Zusammenwirken der Blattfeder 40 mit dem Rampenelement 44) und damit zur Ausbildung der Kraftspitze 60 kommt, erfolgt dies nach der Verstellung gemäß 11b bereits bei einer geringeren Auslenkung A3. Die Form und Höhe der Kraftspitze 60 ist hier dieselbe wie in 13a, allerdings ist die Kraftspitze 60 gegenüber der Einstellung aus 11a und der Kraft/Weg-Kennlinie aus 13a zu einer geringeren Auslenkung A hin verschoben.

Die in 7a, 7b gezeigte Form des Kontaktelements 42 und der bspw. in 6 gezeigte Querschnitt des Rampenelements 44 kann geändert werden, um einen gewünschten Kennlinienverlauf zu erhalten. Soll bspw. die Form der Kraftspitze 60 so geändert werden, daß die Kraftspitze 60 höher wird, so ist Kontaktelement 42 oder Rampenelement 44 entsprechend größer auszubilden, so daß eine stärkere Auslenkung der Blattfeder 40 erfolgt. Soll der Anstieg oder Abfall an der Kraftspitze 60 geringer sein, so daß die Kraftspitze 60 breiter wird, kann dies durch Ausbildung von allmählich ansteigenden Flanken des Rampenelements 44 erreicht werden. Entsprechend sind verschiedene Querschnitte des Rampenelements 44 möglich.

12 zeigt ein Kickdown-Element 10a, das eine Abwandlung des Kickdown-Elements 10 darstellt. Das Kickdown-Element 10a ist im wesentlichen wie das Kickdown-Element 10 ausgebildet, so daß sein Aufbau und seine Funktion hier nicht noch einmal beschrieben werden sollen. Im Unterschied zum Kickdown-Element 10 weist das Kickdown-Element 10a aber am Hülsenelement 14 einen angeformten Antriebsflansch 50 auf. Das Stößelelement 12 ist demgegenüber verdrehfest angeordnet. Ein Elektromotor 52 treibt über ein Antriebsritzel 54 das Hülsenelement 14 an, so daß es sich gegenüber dem Stößelelement 12 dreht.

Hierbei kann, wie oben im Zusammenhang mit dem Kickdown-Element 10 beschrieben, auch das Kickdown-Element 10a über verschiedene Raststellungen der gegenseitigen Verdrehung der Hülse 14 und des Stößelelements 12 verfügen. Bevorzugt ist aber, daß beim alternativen Kickdown-Element 10a die Verstellung des Stößelelements 12 gegenüber der Hülse 14 stufenlos erfolgt. Hierbei ist das aus dem Antriebsflansch 50 und dem Ritzel 54 gebildete Getriebe bevorzugt selbsthemmend ausgestaltet, so daß bei stromlosem Motor 52 die Hülse 14 feststeht.

Bevorzugt ist der Motor 52 an eine Steuereinrichtung angeschlossen. Diese steuert den Motor 52 so an, daß für das Kickdown-Element 10a eine gewünschte Kraft/Weg-Kennlinie, d.h. eine entsprechende Lage der Kraftspitze 60 erreicht wird. Hierfür kann auch ein Positionsensor für die Drehposition der Hülse 14 vorgesehen sein.


Anspruch[de]
  1. Kickdown-Element mit

    – einem ersten Element (14) und einem zweiten Element (12),

    – wobei das erste und das zweite Element (12, 14) bei Betätigung gegeneinander entlang eines Weges in Betätigungsrichtung (B) beweglich sind und die Kraft/Weg-Kennlinie der Betätigungsbewegung eine Kraftspitze (60) aufweist,

    – und wobei auf dem ersten Element (14) ein Federelement (40) angeordnet ist,

    – und auf dem zweiten Element (12) eine Kontaktfläche (46) angeordnet ist,

    – so daß bei Betätigung das Federelement (40) mit der Kontaktfläche (46) in Kontakt kommt,

    – und wobei eine weitere Betätigung nur mit einer zur Verformung des Federelements (40) notwendigen Kraft möglich ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    – die Kontaktfläche (46) so ausgebildet ist, daß sie mindestens an zwei voneinander quer zur Betätigungsrichtung (B) verschiedenen Positionen (P1, P2) voneinander in Betätigungsrichtung (B) verschiedene Stellungen am zweiten Element (12) aufweist,

    – und das zweite Element (12) gegenüber dem ersten Element (14) in einer Richtung quer zur Betätigungsrichtung (B) verstellbar ist, so daß der Ort (48) der Kontaktfläche (46), an dem das Federelement (40) mit der Kontaktfläche (46) in Kontakt kommt, und damit die Lage der Kraftspitze auf der Kraft/Weg-Kennlinie verschiebbar ist.
  2. Kickdown-Element nach Anspruch 1, bei dem

    – das Federelement als Blattfederelement (40) ausgebildet ist.
  3. Kickdown-Element nach Anspruch 2, bei dem

    – das erste und zweite Element (12, 14) bei Betätigung linear zueinander beweglich sind,

    – und das Blattfederelement (40) mit der Betätigungsrichtung (B) einen Winkel von weniger als 45° einschließt.
  4. Kickdown-Element nach Anspruch 3, bei dem

    – das Blattfederelement (40) mit der Betätigungsrichtung (B) einen Winkel von weniger als 15° einschließt.
  5. Kickdown-Element nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem

    – das Blattfederelement (40) ein abgerundetes Kontaktelement (42) aufweist,

    – wobei bei Betätigung das Kontaktelement (42) mit der Kontaktfläche (46) in Kontakt tritt.
  6. Kickdown-Element nach Anspruch 5, bei dem

    – das Kontaktelement (42) mindestens teilweise kugelförmig ist.
  7. Kickdown-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem

    – die Kontaktfläche (46) mindestens zwei Abschnitte aufweist, die quer zur Betätigungsrichtung (B) an verschiedenen Positionen angeordnet sind,

    – wobei die beiden Abschnitte in Betätigungsrichtung (B) verschiedene Stellungen aufweisen.
  8. Kickdown-Element nach Anspruch 7, bei dem mindestens eine Stufe zwischen den Abschnitten gebildet ist.
  9. Kickdown-Element nach Anspruch 7, bei dem

    – die Kontaktfläche (46) durchgehend ist und einen Winkel zur Betätigungsrichtung (B) aufweist, der von 90° abweicht.
  10. Kickdown-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem

    – ein steuerbarer Antrieb (52) vorgesehen ist, um das erste Element (14) gegenüber dem zweiten Element (12) quer zur Betätigungsrichtung (B) linear oder rotatorisch zu verstellen.
  11. Kickdown-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem

    – das erste Element (14) über Rastmittel (20, 22) mit dem zweiten Element (12) gekoppelt ist, so daß für eine Bewegung quer zur Betätigungsrichtung (B) eine Anzahl von Raststellungen vorgesehen sind.
  12. Kickdown-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem

    – das erste Element (14) gegenüber dem zweiten Element (12) verdrehbar ist.
  13. Kickdown-Element nach Anspruch 12, bei dem

    – am ersten und/oder am zweiten Element (12, 14) eine Werkzeugöffnung (24) zum Einsetzen eines Werkzeuges zum Drehen des ersten und/oder zweiten Elements (12, 14) vorgesehen ist.
  14. Kickdown-Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem

    – zwischen dem ersten Element (14) und dem zweiten Element (12) mindestens ein Rückholelement vorgesehen ist, das der Betätigung eine Gegenkraft entgegensetzt.
  15. Pedaleinheit mit

    – einem Pedalelement (34),

    – und einem Kickdown-Element (10, 10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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