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Die Erfindung betnfft eine hydraulische Anordnung zur Betätigung von beweglichen Teilen an Fahrzeugen, insbesonders von Heckdeckeln, Verdecken, etc., enthaltend zumindest einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder für den beweglichen Teil eine Pumpe für das Hydraulikmedium, eine Ventil-Düse-Anordnung zur Steuerung des Druckaufbaus im System und eine zweite Ventil-Düsen-Anordnung zur alternativen Ansteuerung der beiden Arbeitsräume des Arbeitszylinders, und einem Tank für das Hydraulikmedium, sowie ein Vorspannventil, insbesonders zur Anwendung in einer hydraulischen Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen im wesentlichen ebenen Ventilsitz und ein gegen diesen Ventilsitz mittels eines elastischen Elementes, beispielsweise einer Feder, beaufschlagtes Ventilelement.
Für die Betätigung von Heckklappen, Motorraumabdeckungen, Verdecken od. dgl. sind hydraulische Anordnungen bekannt, bei welchen nach elektrisch bewirktem Schliessen eines Ventils eine Pumpe Druck im System aufbaut, mit welchem dann über ein zweites Ventil alternierend der stangenseitige oder kolbenseitige Arbeitsraum zumindest eines hydraulischen Arbeitszylinders beaufschlagt werden kann. Um ein unbeabsichtigtes Absinken oder Zurückfallen des betätigten Fahrzeugteils in die Ausgangsposition zu verhindern, ist in der Zuleitung zu einem der Arbeitsräume ein Rückschlagventil vorgesehen, das bei plötzlichen Druckausfall das Ausströmen des Hydraulikmediums aus dem entsprechenden Arbeitsraum des Zylinders sperrt und so den Bauteil in der soeben erreichten Position hält.
Jedoch soll eine Notbetätigung möglich sein, durch welche der Bauteil händisch wieder in seine Ausgangsstellung gebracht werden kann, was aber durch das Rückschlagventil verhindert wird. Eine andere, jedoch nicht sehr verlässliche Methode sieht Bremsen in zumindest einem Zylinder vor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei welcher mit geringem konstruktiven Aufwand eine Sicherheitsfunktion gegen unerwünschte Bewegungen des bewegten Bauteils im Fall eines Defekts im Hydrauliksystem gewährleistet ist und gleichzeitig eine einfache Notbetätigung gestattet. Eine weitere Aufgabe ist es, diese Funktionen mit einer Anordnung mit möglichst geringem Bauvolumen und Gewicht zu erzielen.
Die erste Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, bei welcher erfindungsgemäss in der kolbenseitigen Druckleitung vor der zweiten Ventil-Düsen-Anordnung eine Anordnung aus zwei parallelen, gegensinnig orientierten Rückschlagventilen nachgeschaltet ist, wobei das in Richtung Tank öffnende Rückschlagventil als Vorspannventil ausgeführt ist Damit ist mit nur zwei sehr einfachen und bewährten Bauteilen in einfacher Schaltungsanordnung die gewünschte Sicherheitsfunktion gewährleistet, wobei bei entsprechender Auslegung des Vorspannventils auf das Gewicht des betätigten Bauteils eine geringe zusätzliche, beispielsweise manuell ausgeübte Kraft zur Notbetätigung des Bauteils ausreicht
Zur zusätzlichen Lösung der weiteren Aufgabenstellung ist diese Anordnung dadurch gekennzeichnet,
dass ein Rückschlagventil der Anordnung aus zwei parallelen Rückschlagventilen in das andere Ventil baulich integriert ist. Damit wird das Bauvolumen bedeutend verringert, der Einbau im Fahrzeug erleichtert bzw. die Wahl des Einbauortes wesentlich flexibler gestaltet
Die konstruktiv einfachere Variante der Kombination aus den beiden notwendigen Ventilen ist gegeben, wenn das Rückschlagventil in das Vorspannventil baulich integriert ist.
Vorteilhafterweise ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung auch noch ein Drosselelement, beispielsweise eine Düse, zur Geschwindigkeitsregulierung in das Rückschlagventil integnert.
Die Lösung der Aufgabe ist im konstruktiven Sinn ermöglicht durch ein Vorspannventil der eingangs definierte Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ventilelement mit einer Passage für das Hydraulikmedium versehen ist, in welche Passage ein in Richtung der vom elastischen Element ausgeübten Kraft öffnendes Rückschlagventil in das Ventilelement baulich integriert ist.
Eine einfache und funktionell sichere Ausführungsform ist gegeben, wenn das Ventilelement in Form eines in Richtung auf den Ventilsitz zulaufenden Kegels ausgebildet ist.
Um mit geringem baulichen Aufwand beste Funktionssicherheit zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil durch einen im wesentlichen ebenen Ventilsitz und ein Ventilelement in Form einer Kugel gebildet ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Vorspannventil dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren konstruktiven Vereinfachung des Gesamtsystems in die Passage im Ventilelement des Vorspannventils ein Drosselelement für das Hydraulikmedium eingebaut ist.
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In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan gemäss der Erfindung für ein hydraulisches System zur Betätigung eines Heckdeckels eines Fahrzeuges oder der Verschlussklappe eines Cabriolets, Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Vorspannventil mit integriertem Rückschlagventil und Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Ventil der Fig. 3 in Höhe der Linie B-B.
Eine motorbetriebene Hydraulikpumpe 1 versorgt zwei Arbeitszylinder 2 mit unter Druck stehendem Hydraulikmedium aus dem Tank 3, wenn das Ventil 4 bestromt und damit in seine geschlossene Stellung gebracht ist. Das Hydraulikmedium gelangt in diesem Fall über die vor dem Ventil 4 abzweigende Leitung 5 zu den Arbeitszylindern 2. Dort wird über das zweite Ventil 6 gesteuert, ob das Hydraulikmedium über die kolbenseitige Druckleitung 8 auch zum kolbenseitigen oder nur zum stangenseitigen Arbeitsraum der Arbeitszylinder 2 geleitet wird.
Wenn das zweite Ventil 6 unbestromt ist (wie im Schaltplan dargestellt), ist die Verbindung von der Leitung 5 zum jeweiligen kolbenseitigen Arbeitsraum gesperrt und das Hydraulikmedium beaufschlagt den stangenseitigen Arbeitsraum, so dass die Arbeitszylinder 2 einfahren und das Hydraulikmedium aus dem kolbenseitigen Arbeitsraum jedes Arbeitszylinders 2 über die Leitung 7 in den Tank 3 abgesteuert.
Bei bestromtem Ventil 6 hingegen wird die Leitung 5 über die kolbenseitige Druckleitung 8 mit den kolbenseitigen Arbeitsräumen der Arbeitszylinder 2 verbunden und das Hydraulikmedium kann diese Arbeitsräume über die Leitung 8 beaufschlagen, so dass die Arbeitszylinder 2 aufgrund des Unterschieds in den druckbeaufschlagten Flächen ausfahren.
In den Leitungen 7 und 8 als auch in der vom Ventil 4 zum Tank 3 führenden Leitung sind zur Geschwindigkeitsregulierung Drosselelemente eingesetzt, vorzugsweise in Form von Düsen 9,10 und 11. Bekannt und üblich ist auch die Anordnung eines Vorspannventils 12 unmittelbar hinter der Hydraulikpumpe 1, welches Vorspannventil 12 in Richtung Pumpe 1 schliesst, sowie eines in den Tank 3 abgesteuerten Druckbegrenzungsventils 13 zur Vermeidung von zu hohen Systemdrücken.
In der kolbenseitigen Druckleitung 8 ist erfindungsgemäss eine Anordnung aus einem herkömmlichen Rückschlagventil 14 und einem vorzugsweise federbelasteten Vorspannventil 15 vorgesehen, wobei das Rückschlagventil 14 in Richtung Tank 3 hin sperrt und das parallel dazu geschaltete Vorspannventil 15 in Richtung auf das zweite Ventil 6 hin sperrt und in Gegenrichtung erst ab einem wählbaren Druck öffnet. Damit kann in baulich einfacher Weise eine sichere Nothaltefunktion für den Fall des Ausfalls des hydraulischen Systems realisiert werden, indem der Öffnungsdruck des Vorspannventils 15 auf die maximale Gewichtskraft des zu betätigenden Bauteils abgestimmt wird.
Gleichzeitig ist durch diese Abstimmung des Vorspannventil 15 aber auch gewährleistet, dass eine geringfügige zusätzliche Kraft zur Gewichtskraft des Heckdeckels, der Verdeckklappe od. dgl., beispielsweise manuell ausgeübt, den Öffnungsdruck des Vorspannventils
15 überschreiten lässt und somit die Notbetätigung des betätigten Bauteils per Hand mit Absteuerung des Differenzvolumens des Hydraulikmediums zwischen Kolben- und Stangenseite der Arbeitszylinder über das Vorspannventil 15, die Leitung 5, das in diesem Notfall stromlose Ventil 4 und die Düse 11in den Tank 3.
Obwohl die beiden Ventile 14 und 15 aufgrund ihrer Bauweise bereits nur geringen Bauraum beanspruchen, ist eine weitere Verringerung des nötigen Bauraums möglich, indem vorteilhafterweise ein Vorspannventil 20 wie in Fig. 2 verwendet wird. In diesem Vorspannventil 20 ist das
Rückschlagventil 14 bereits baulich integriert.
Das Vorspannventil 20 besteht aus einem Ventilkörper 21, mit einer Sackbohrung 22, die an einer den Ventilsitz definierenden Kante 23 in eine Bohrung 24 mit grösserem Durchmesser als jenem der Sackbohrung 22 übergeht. Von der Sackbohrung 22 geht vorzugsweise seitlich, vorzugsweise rechtwinkelig, der Arbeitsanschluss 25 zu dem oder jedem Arbeitszylinder 2 aus. Das
Ventilelement 26 des Vorspannventils 20 ist in seinem zentralen Längsbereich 27b, der mit dem
Ventilsitz 23 zusammenwirkt, konisch ausgebildet und weist an seinem breiteren Ende eine
Auskragung 27a aus, die als Angriffspunkt für die Vorspannfeder 28 dient, welche Feder 28 das
Ventilelement 26 gegen den Ventilsitz 23 hin presst. Der Versorgungsanschluss 29 mündet in die
Bohrung 24 mit grösserem Durchmesser, vorzugsweise ebenfalls seitlich, vorzugsweise ebenfalls rechtwinkelig.
Der Druck des Hydraulikmediums aus dem Versorgungsanschluss, welcher gemäss
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dem Schaltplan der Fig. 1 mit der Leitung 5 verbunden ist, wirkt in gleichem Sinn wie die Kraft der Vorspannfeder 28. Ein im wesentlichen zylindrischer, in der Sackbohrung 22 geführter Fortsatz 27c des Ventilelementes 26 dient der Zentrierung und Führung des Ventilelementes 26.
Das Ventilelement 26 weist erfindungsgemäss eine in seiner Längsrichtung verlaufende Passage 30 für das Hydraulikmedium auf In diese Passage ist ein Vorspannventil 14 integriert, welches gegensinnig zur Schliessrichtung des Vorspannventils 20 orientiert ist, d. h. in Richtung vom Versorgungsanschluss 29 zum Arbeitsanschluss 25 öffnet und in Gegenrichtung schliesst. Dieses Rückschlagventil 14 ist in herkömmlicher Bauart ausgebildet und umfasst eine durch den Druck des Hydraulikmediums gegen einen ringförmigen Ventilsitz 31 drückbare Ventilkugel 32, die in der Passage 30 beweglich gelagert ist.
Die Passage 30 verengt sich hinter dem Rückschlagventil 14 auf einen Abschnitt 30a mit geringerem Durchmesser, weshalb vor dem Übergang zu diesem Abschnitt 30a ein Sperrelement 33 vorgesehen ist, welches das Verschliessen der Passage 30 durch die Ventilkugel 32 bei Beaufschlagung mit Hydraulikmedium vom Versorgungsanschluss 29 zum Arbeitsanschluss 25 hin verhindert. Wie in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt ist, weist dieses Sperrelement 33 vorzugsweise die Form eines Kreuzes auf.
In besonders vorteilhafter Weise ist am Ende des engeren Abschnittes 30a der Passage 30, im im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 27c des Ventilelementes 26, auch ein Drosselelement, vorzugsweise eine Düse 34, für das Hydraulikmedium integriert Diese bauliche Integration der für die Geschwindigkeitsregulierung verwendeten Düse 34 erlaubt eine weitere Vereinfachung des Gesamtsystems und eine nochmalige Verringerung des Bauvolumens.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Hydraulische Anordnung zur Betätigung von beweglichen Teilen an Fahrzeugen, insbe- sonders von Heckdeckeln, Verdecken, etc., enthaltend zumindest einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (2) für den beweglichen Teil, eine Pumpe (1) für das Hydrau- likmedium, eine Ventil-Düse-Anordnung (4,11) zur Steuerung des Druckaufbaus im Sys- tem und eine zweite Ventil-Düsen-Anordnung (6,9, 10) zur alternativen Ansteuerung der beiden Arbeitsräume des oder jedes Arbeitszylinders (2), und einem Tank (3) für das Hyd- raulikmedium, dadurch gekennzeichnet, dass in der kolbenseitigen Druckleitung (8) vor der zweiten Ventil(6)-Düsen(10)-Anordnung eine Anordnung aus zwei parallelen, gegensinnig orientierten Rückschlagventilen (14,15) eingeschaltet ist, wobei das in Richtung Tank (3) öffnende Rückschlagventil (15) als Vorspannventil ausgeführt ist.
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The invention relates to a hydraulic arrangement for actuating moving parts on vehicles, in particular boot lids, covers, etc., comprising at least one double-acting hydraulic working cylinder for the moving part, a pump for the hydraulic medium, a valve-nozzle arrangement for controlling the pressure build-up in the System and a second valve-nozzle arrangement for the alternative control of the two working spaces of the working cylinder, and a tank for the hydraulic medium, as well as a preload valve, in particular for use in a hydraulic arrangement according to one of the preceding claims, comprising a substantially flat valve seat and a against this valve seat by means of an elastic element, for example a spring, acted upon valve element.
For the actuation of tailgates, engine compartment covers, covers or the like, hydraulic arrangements are known in which, after electrically closing a valve, a pump builds up pressure in the system, with which the rod-side or piston-side working space then alternates via a second valve, at least one hydraulic working cylinder can be applied. In order to prevent the actuated vehicle part from dropping or falling back unintentionally into the starting position, a check valve is provided in the supply line to one of the work spaces, which blocks the outflow of the hydraulic medium from the corresponding work space of the cylinder in the event of a sudden loss of pressure and thus the component that has just been reached Holds position.
However, an emergency actuation should be possible, by means of which the component can be brought back into its initial position by hand, but this is prevented by the check valve. Another, but not very reliable method provides brakes in at least one cylinder.
The object of the present invention is an arrangement of the type specified in the introduction, in which a safety function against undesired movements of the moving component is ensured in the event of a defect in the hydraulic system with little construction effort and at the same time permits simple emergency actuation. Another task is to achieve these functions with an arrangement with the smallest possible construction volume and weight.
The first object is achieved by an arrangement in which, according to the invention, an arrangement of two parallel, oppositely oriented check valves is connected in the piston-side pressure line upstream of the second valve-nozzle arrangement, the check valve opening in the direction of the tank being designed as a preload valve only two very simple and proven components in a simple circuit arrangement ensure the desired safety function, with a corresponding additional design of the preload valve on the weight of the actuated component, a small additional, for example manually exerted force is sufficient for emergency actuation of the component
To additionally solve the further task, this arrangement is characterized in that
that a check valve of the arrangement of two parallel check valves is structurally integrated in the other valve. This significantly reduces the construction volume, facilitates installation in the vehicle and makes the choice of installation location much more flexible
The structurally simpler variant of the combination of the two necessary valves is provided if the check valve is structurally integrated in the preload valve.
According to a further feature of the invention, a throttle element, for example a nozzle, for speed regulation is advantageously also integrated into the check valve.
The solution to the problem is made possible in a constructive sense by a preload valve of the type defined at the outset, which is characterized in that the valve element is provided with a passage for the hydraulic medium, into which passage a check valve opening in the direction of the force exerted by the elastic element into the Valve element is structurally integrated.
A simple and functionally safe embodiment is provided if the valve element is designed in the form of a cone tapering towards the valve seat.
In order to achieve the best functional reliability with little structural effort, it is provided that the check valve is formed by an essentially flat valve seat and a valve element in the form of a ball.
According to a further feature of the invention, the preload valve is characterized in that a throttle element for the hydraulic medium is installed in the passage in the valve element of the preload valve to further simplify the design of the overall system.
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In the following description, the invention is to be explained in more detail using a specific exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings.
1 shows a schematic circuit diagram according to the invention for a hydraulic system for actuating a boot lid of a vehicle or the closing flap of a convertible, FIG. 2 shows a longitudinal section through a preload valve according to the invention with an integrated check valve and FIG. 3 is a cross section through the valve 3 at the level of line BB.
A motor-operated hydraulic pump 1 supplies two working cylinders 2 with pressurized hydraulic medium from the tank 3 when the valve 4 is energized and thus brought into its closed position. In this case, the hydraulic medium reaches the working cylinders 2 via the line 5 branching off the valve 4. There, the second valve 6 controls whether the hydraulic medium is also conducted via the piston-side pressure line 8 to the piston-side or only to the rod-side working chamber of the working cylinder 2 ,
If the second valve 6 is de-energized (as shown in the circuit diagram), the connection from the line 5 to the respective piston-side working space is blocked and the hydraulic medium acts on the rod-side working space, so that the working cylinders 2 retract and the hydraulic medium from the piston-side working space of each working cylinder 2 controlled via line 7 into tank 3.
When the valve 6 is energized, on the other hand, the line 5 is connected via the piston-side pressure line 8 to the piston-side working spaces of the working cylinders 2 and the hydraulic medium can act on these working spaces via the line 8, so that the working cylinders 2 extend due to the difference in the pressurized areas.
In lines 7 and 8 and in the line leading from valve 4 to tank 3, throttle elements are used for speed regulation, preferably in the form of nozzles 9, 10 and 11. The arrangement of a preload valve 12 directly behind the hydraulic pump 1 is also known and customary , which preload valve 12 closes in the direction of pump 1, and a pressure-limiting valve 13, which is diverted into tank 3, to avoid excessive system pressures.
According to the invention, an arrangement of a conventional check valve 14 and a preferably spring-loaded preload valve 15 is provided in the piston-side pressure line 8, the check valve 14 blocking in the direction of tank 3 and blocking the preload valve 15 connected in parallel in the direction of the second valve 6 and in The opposite direction only opens from a selectable pressure. In this way, a safe emergency stop function in the event of a failure of the hydraulic system can be implemented in a structurally simple manner by the opening pressure of the preload valve 15 being matched to the maximum weight of the component to be actuated.
At the same time, this tuning of the preload valve 15 also ensures that a slight additional force to the weight of the boot lid, the top flap or the like, for example manually exerted, the opening pressure of the preload valve
15 and thus the emergency actuation of the actuated component by hand with control of the differential volume of the hydraulic medium between the piston and rod side of the working cylinder via the preload valve 15, the line 5, in this emergency valve 4 and the nozzle 11 into the tank 3.
Although the two valves 14 and 15 already take up little space due to their design, a further reduction in the space required is possible by advantageously using a preload valve 20 as in FIG. 2. In this bias valve 20 that is
Check valve 14 already structurally integrated.
The biasing valve 20 consists of a valve body 21 with a blind bore 22 which merges at an edge 23 defining the valve seat into a bore 24 with a larger diameter than that of the blind bore 22. The working connection 25 to the or each working cylinder 2 preferably extends from the blind bore 22 laterally, preferably at right angles. The
Valve element 26 of the biasing valve 20 is in its central longitudinal region 27b, which with the
Valve seat 23 interacts, is conical and has one at its wider end
Cantilever 27a, which serves as the point of application for the biasing spring 28, which spring 28 the
Valve element 26 presses against the valve seat 23. The supply connection 29 opens into the
Bore 24 with a larger diameter, preferably also laterally, preferably also at right angles.
The pressure of the hydraulic medium from the supply connection, which according to
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1 is connected to the line 5, acts in the same sense as the force of the biasing spring 28. An essentially cylindrical extension 27c of the valve element 26 guided in the blind bore 22 serves to center and guide the valve element 26.
According to the invention, the valve element 26 has a passage 30 for the hydraulic medium which runs in its longitudinal direction. A preload valve 14 is integrated into this passage, which is oriented in the opposite direction to the closing direction of the preload valve 20, i. H. opens in the direction from the supply connection 29 to the working connection 25 and closes in the opposite direction. This check valve 14 is of conventional design and comprises a valve ball 32 which can be pressed against an annular valve seat 31 by the pressure of the hydraulic medium and which is movably mounted in the passage 30.
The passage 30 narrows behind the check valve 14 to a section 30a with a smaller diameter, which is why a blocking element 33 is provided before the transition to this section 30a, which blocks the passage 30 by the valve ball 32 when hydraulic medium is applied from the supply connection 29 to the working connection 25 prevented. As shown in cross section in FIG. 3, this blocking element 33 preferably has the shape of a cross.
In a particularly advantageous manner, a throttle element, preferably a nozzle 34, for the hydraulic medium is also integrated at the end of the narrower section 30a of the passage 30, essentially the cylindrical section 27c of the valve element 26. This structural integration of the nozzle 34 used for the speed regulation allows one further simplification of the overall system and a further reduction in the construction volume.
CLAIMS:
1. Hydraulic arrangement for actuating moving parts on vehicles, in particular boot lids, covers, etc., containing at least one double-acting hydraulic working cylinder (2) for the moving part, a pump (1) for the hydraulic medium, a valve - Nozzle arrangement (4, 11) for controlling the pressure build-up in the system and a second valve-nozzle arrangement (6, 9, 10) for alternative control of the two working spaces of the or each working cylinder (2), and a tank ( 3) for the hydraulic medium, characterized in that an arrangement of two parallel, oppositely oriented check valves (14, 15) is switched on in the piston-side pressure line (8) upstream of the second valve (6) nozzle (10) arrangement, the check valve (15) opening in the direction of the tank (3) is designed as a preload valve.