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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Hilfsvorrichtung für
die Betätigung
eines um eine ortsfeste Achse schwenkenden Hebels.
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Sie bezieht sich insbesondere auf
eine Hilfsvorrichtung für
die Betätigung
eines Hebels zur Steuerung mindestens eines mechanischen Elements
eines Kraftfahrzeugs, der zwischen einer Ruhestellung und einer
aktiven Stellung um eine ortsfeste Achse schwenken kann, um die
Verschiebung dieses mechanischen Elements, insbesondere mit Hilfe
eines in einer Hülle
gleitenden Kabels, dessen eines Ende mit dem Hebel und dessen anderes
Ende mit dem mechanischen Element verbunden ist, zu steuern.
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Es sind bereits Hilfsvorrichtungen
bekannt (siehe zum Beispiel die Druckschrift FR-A-379 873, die dem
Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs entspricht), insbesondere für Kupplungspedale, die aus
einer Zugfeder bestehen, deren eines Ende mit dem Pedal – oder Hebel – und das
andere mit einem ortsfesten Punkt verbunden ist, derart, dass die
Feder eine zur Bedienungs- oder Betätigungskraft des Hebels komplementäre Kraft
ausübt.
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Solche Vorrichtungen ermöglichen
nur die Verbesserung eines bestimmten Bereichs der von einem Benutzer
auf den Hebel zur Steuerung der Verschiebung des oder der mechanischen
Elemente ausgeübten
Kraftkurve, so dass die Hilfskurve nicht der Steuerkraftkurve des
oder der mechanischen Elemente entspricht.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, eine Hilfsvorrichtung zur Betätigung eines Steuerhebels vorzuschlagen,
die es ermöglicht,
eine Unterstützung der
Kurve Kraft/Verschiebung des Steuerhebels an allen Punkten zu erhalten,
und die einfach herzustellen ist.
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Zu diesem Zweck hat die vorliegende
Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, eine Hilfsvorrichtung
für die
Betätigung
eines unter der Wirkung einer vom Benutzer ausgeübten Bedienungskraft zwischen
einer Ruhestellung und einer aktiven Stellung um eine ortsfeste
Achse schwenkenden Hebels zum Gegenstand, um insbesondere mit Hilfe
eines in einer Hülle
gleitenden Kabels, dessen eines Ende mit dem Hebel und dessen anderes
Ende mit mindestens einem mechanischen Element verbunden ist, eine
Steuerkraft für
dieses Element zu übertragen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem Profil besteht, das
fest mit dem Hebel verbunden ist und von einem auf die Achse zentrierten
Winkelsektor begrenzt wird, das mit einem Rollmittel zusammenwirkt,
das sich bei der Betätigung
des Hebels unter der Wirkung eines elastischen Mittels in einer
Richtung im wesentlichen senkrecht zur Achse bewegen kann, wodurch
ein Schub auf den Hebel ausgeübt
wird, der es ermöglicht,
eine zusätzliche Kraft
zur Bedienungskraft zu erhalten.
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Die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung kann auch
eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – das
Profil wird durch die Kante einer Nocke gebildet,
- – die
Nocke besitzt ein Profil mit unterschiedlichen Radien,
- – das
Rollmittel besteht aus einer Rolle, die in einer aus zwei parallelen
Zweigen bestehenden Gabel angeordnet ist, welche fest mit einem
Führungsblock
verbunden ist, und ist an diesem letzteren über eine parallel zur Schwenkachse
liegende Achse befestigt, die die Rolle und die Zweige der Gabel
von einer Seite zur anderen durchquert,
- – das
fest mit dem Führungsblock
verbundene Rollmittel wird in einer Richtung im wesentlichen senkrecht
zur Schwenkachse mit Hilfe der Achse geführt, die sich in Langlöcher einfügt, welche
in Längsrichtung
in zu den Zweigen der Gabel parallelen Seitenwänden ausgebildet sind,
- – das
elastische Mittel besteht aus einer Spiralfeder, die zusammengedrückt ist,
was es dem Rollmittel ermöglicht,
permanent mit dem Profil in Kontakt zu stehen.
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Die oben erwähnten Merkmale der Erfindung,
sowie andere, gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels hervor,
die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Kupplungspedals oder eines Bremspedals
im Längsschnitt
ist, das mit einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung
ausgestattet ist,
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1a eine
schematische Darstellung der Hilfskraft ist, die von der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung ausgeübt
wird,
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2 eine
Schnittansicht gemäß der Linie II-II
der 1 in vergrößertem Maßstab ist,
und
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3 eine
schematische Darstellung einer Handbremse im Längsschnitt ist, die mit einer
Hilfsvorrichtung gemäß der Erfindung
ausgestattet ist.
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In 1 ist
ein Kupplungs- oder Bremspedal 1 dargestellt, das zur Steuerung
einer Kupplung oder von nicht dargestellten Bremselementen zwischen einer
Ruhestellung 1a und einer aktiven Stellung 1b um
eine ortsfeste Achse 2 geschwenkt werden kann.
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Das Pedal 1 ist mit der
Kupplung oder mit den Bremselementen über ein in einer Hülle 4 gleitendes
Kabel 3 verbunden, dessen zum Pedal 1 hin befindliches
Ende auf einem Anschlag 5 aufliegt, der am Boden 6 des
Kraftfahrzeugs befestigt ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist dieses Kabel 3 in üblicher
Weise mit dem oberen Bereich 1c des Pedals 1 über eines
seiner Enden verbunden, das mit einem Ansatzstück 3b versehen ist,
um es fest mit dem Pedal 1 zu verbinden, insbesondere durch
Einspannen des Ansatzstücks 3b zwischen zwei
Seitenwänden 1d des
Pedals 1, die durch eine Längsnut getrennt werden, um
den Durchgang des Kabels 3 zu erlauben.
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Die ortsfeste Achse 2 ist
fest mit zwei Seitenwänden 7 und 8 verbunden,
die vom Boden 6 in Richtung des Pedals 1 vorstehen
und so eine Gabel für den
Halt des Pedals bilden.
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Das Pedal 1 ist zu seiner
Betätigung
mit einer Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen.
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Diese Hilfsvorrichtung besteht aus
einem Profil 10, das fest mit dem Pedal 1 verbunden
ist und von einem auf die Achse 2 zentrierten Winkelsektor α begrenzt
wird, und das mit einem Rollmittel 11 zusammenwirkt, welches
sich unter der Wirkung – oder Beanspruchung – eines
elastischen Mittels 12 in einer Richtung X–X' im wesentlichen
senkrecht zur Schwenkachse 2 verschieben kann.
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Dieses Profil 10 wird durch
die Kante einer Nocke 13 gebildet, die vom Pedal 1 auf
der Seite des Bodens 6 vorsteht. Wie in 1 zu sehen, be sitzt diese Nocke 13 ein
Profil 10 mit beliebigen Radien in Bezug auf die Mitte
der Achse 2 in Richtung der Betätigung des Pedals 1 in
die aktive Stellung 1b.
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Das Rollmittel 11 besteht
aus einer Rolle – oder
Rädchen – 14,
die in einer aus zwei parallelen Zweigen 15a und 15b bestehenden
Gabel 15 angeordnet ist, die fest mit einem Führungsblock 16 verbunden
ist, und ist an diesem über
eine Achse 17 parallel zur Schwenkachse 2 befestigt,
die die Rolle 14 und die Zweige 15a, 15b der
Gabel 15 von einer Seite zur anderen durchquert.
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Diese Achse 17 durchquert
auch die Seitenwände 7 und 8 der
Pedalstützgabel
von einer Seite zur anderen, indem sie sich, wie in 2 zu sehen, in ein Langloch 7a, 8a einfügt, das
in jeder der Wände
in Längsrichtung
ausgebildet ist, um das fest mit dem Führungsblock 16 verbundene
Rollmittel 11 in einer Richtung im wesentlichen senkrecht
zur Schwenkachse 2 zu führen.
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Es ist anzumerken, dass diese Achse 17 axial
mit Hilfe von Sicherungsringen 18 gehalten wird, wie es
in 2 zu sehen ist.
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Der Führungsblock 16 besteht
aus einem zylindrischen Teil 16b, der aus einer senkrechten
Seite 16a auf der dem Pedal 1 entgegengesetzten Seite vorsteht,
auf die eines der Enden des elastischen Mittels 12 in Anlage
kommt, dessen anderes Ende auf einer Seite 19 des Bodens aufliegt,
die parallel zur Seite 16a des Blocks 16 ist.
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Dieses elastische Mittel 12 besteht
aus einer Spiralfeder, die bei der Montage des Führungsblocks 16 komprimiert
wird, so dass das Rollmittel 11 einen permanenten Kontakt
mit dem Profil 10 – oder
der Kante – der
Nocke 13 hat.
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Es ist anzumerken, dass dieses elastische Mittel 12 einerseits
von einem zylindrischen Teil 20, der aus der Fläche 19 des
Bodens 6 auf der Seite des Pedals 1 vorsteht,
und andererseits vom zylndrischen Teil 16b des Führungsblocks 16 axial
geführt wird.
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Aus der obigen Beschreibung geht
hervor, dass bei der Betätigung
des Pedals 1 durch den Benutzer gemäß dem Pfeil F das Rollmittel
einen Schub auf das Profil 10 der Nocke 13 ausübt, wodurch
eine Zusatzkraft F' erzeugt
wird, die es ermöglicht,
die Betätigungskraft
des Benutzers während
der ganzen Betätigung
des Pedals 1 zu unterstützen.
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Das Profil 10 der Nocke 13 wird
also entsprechend der Zusatzkraft oder der Größe der Hilfskraft bestimmt,
die man erzeugen möchte,
so dass es eine beliebige Form haben kann. Diese Zusatzkraft wird durch
die Neigung der Tangente zum Profil der Nocke 13 am Kontaktpunkt
zwischen Rolle und Nocke bei der Verschiebung der Rolle 14 bestimmt.
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Es ist anzumerken, dass die Kraft
F' aus zwei Kräften zusammengesetzt
ist, einerseits einer Hilfsantriebskraft F1, die senkrecht zur Tangente
zum Profil der Nocke liegt, und andererseits einer Kraft F2 der
Achse der Rolle in den Langlöchern,
die in einer Ebene senkrecht zur Kraft F' liegt, wie aus 1a hervorgeht.
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Die Hilfsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung kann auch auf einen Hebel 21 einer Handbremse
angewandt werden, wie in 3 gezeigt,
der um eine Achse 22 senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen
einer Ruhestellung 21a und einer aktiven Stellung 21b schwenkt,
um an nicht dargestellte Bremsorgane, die den Vorder- oder Hinterrädern des Fahrzeugs
zugeordnet sind, über
ein in einer Hülle 24 gleitendes
Kabel 23 eine Anziehkraft zu übertragen, wenn der Hebel 21 in
der aktiven Stellung 21b ist. Eines der Enden 23a des
Kabels 23 ist in bekannter Weise mit dem Hebel 21 verbunden.
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Um die Beschreibung zu vereinfachen,
tragen die Elemente, die gleich denen der oben beschriebenen Hilfsvorrichtung
sind, die gleichen Bezugszeichen.
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Die Hilfsvorrichtung besteht aus
einer fest mit dem Hebel 21 verbundenen Nocke 13,
die von einem Winkelsektor α' begrenzt wird, der
auf die Schwenkachse 22 zentriert ist. Diese Nocke 13 ist
mit einer Kante oder einem Profil 10 versehen, das permanent
mit einem Rollmittel 11 zusammenwirkt, welches sich bei
der Betätigung
des Hebels 21 unter der Einwirkung eines elastischen Mittels 12 in
einer Richtung Y–Y' im wesentlichen
senkrecht zur Achse 22 bewegen kann.
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Diese Hilfsvorrichtung ist in einer
Vertiefung 25 angeordnet, die im Boden 26 ausgebildet
ist, wie in 3 zu sehen
ist.
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Das Rollmittel 11 besteht
aus einer Rolle – oder
Rädchen – 14,
die in einer aus zwei parallelen Zweigen 15a und 15b bestehenden
Gabel 15 angeordnet ist, die fest mit einem Führungsblock 16 verbunden
ist, und ist an diesem über
eine Achse 17 parallel zur Schwenkachse 22 befestigt,
die die Rolle 14 und die Zweige 15a, 15b der
Gabel 15 von einer Seite zur anderen durchquert.
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Diese Achse 17 durchquert
ebenfalls die Seitenwände
der Vertiefung 25 von einer Seite zur anderen, indem sie
sich in ein Langloch 27 einfügt, das in der Richtung Y–Y' ausgebildet ist.
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Der Führungsblock 16 besteht
aus einem zylindrische Teil 16b, der von einer senkrechten
Fläche 16a auf
der dem Hebel 21 engegegengesetzten Seite vorsteht, auf
der eines der Enden des elastischen Mittels 12 aufliegt,
während
das andere Ende auf einer Seite 28 des Bodens 26 aufliegt,
die parallel zur Seite 16a des Blocks 16 ist.
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Dieses elastische Mittel 12 besteht
aus einer Spiralfeder, die bei der Montage des Führungsblocks 16 zusammengedrückt wird,
wodurch das Rollmittel 11 einen permanenten Kontakt mit
dem Profil 10 – oder
der Kante – der
Nocke 13 hat.
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Man sieht, dass dieses elastische
Mittel einerseits von einem zylindrischen Teil 29, der
von der Seite 28 des Bodens 26 auf der Seite des Hebels 21 vorsteht,
und andererseits vom zylindrischen Teil 16b des Führungsblocks 16 axial
geführt
wird.
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Man versteht bei der Lektüre der obigen
Beschreibung, dass die Hilfsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
besonders einfach herzustellen ist, und dass sie es ermöglicht, über eine
Hilfskraft, d. h. eine zusätzliche
Kraft zu verfügen,
die gemäß einer gewünschten
Zielkurve über
den ganzen Schwenkweg des Hebels definiert ist.
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Vorteilhafterweise ermöglicht eine
solche Vorrichtung es auch einem Benutzer, bei der Betätigung des
Hebels weniger Kraft aufwenden zu müssen.
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Natürlich kann diese Hilfsvorrichtung
auf alle Hebel zur Steuerung über
Kabel, über
Kurbelstange, hydraulisch oder anders, der mechanischen Elemente
angewandt werden.