DE10100652B4

DE10100652B4 - Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines bewegten Teils an Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10100652B4
Application number: DE10100652A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Osterried; Peter Schmied
Original assignee: Hoerbiger Hydraulik GmbH
Current assignee: Hoerbiger Hydraulik GmbH
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-01-10
Also published as: DE10100652C5; ATA2772000A; AT408208B; US20010015127A1; JP2001263312A; US6446538B2; DE10100652A1

Abstract

Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines bewegten Teils an Fahrzeugen, insbesonders eines Verdecks, eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl., mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (1), dessen Arbeitsräume über eine Druckleitung (4) mit einer Druckquelle (5) in Verbindung stehen bzw. über ein Schaltventil (11) zumindest zeitweise damit verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (4) ein zur Druckquelle (5) hin sperrendes Rückschlagventil (16) eingesetzt ist, und dass von einer Stelle zwischen dem Rückschlagventil (16) und der Arbeitszylinder-Schaltventil-Anordnung (1, 11) eine Druckentlastungsleitung (17) ausgeht, in der ein bei Abfall des Druckes der Druckquelle öffnendes Sperrelement (19) eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines bewegten Teils an Fahrzeugen, insbesonders eines Verdecks, eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl., mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder, dessen Arbeitsräume über eine Druckleitung mit einer Druckquelle in Verbindung stehen bzw. über ein Schaltventil zumindest zeitweise damit verbindbar sind.

Derartige Anordnungen sind bekannt und ermöglichen beispielsweise die automatische Betätigung von Fahrzeugtüren, Motorhauben, Wartungsklappen oder auch von Abdeckklappen des Kofferraumes, eines ein Faltverdeck aufnehmenden Raumes oder auch des Verdeckes selbst. Beim Ausschalten oder Ausfallen des Betriebsdruckes, d.h. dem Ausschalten oder einer Störung des Aggregates für die automatische Bewegung, soll die Abdeckklappe, das Verdeck od. dgl. in der jeweiligen Stellung hydraulisch gesperrt stehen bleiben, um unkontrolliertes Zurückfallen und damit einhergehende Gefahren auszuschalten.

Dies wird in den meisten Systemen durch eine sogenannte Nothandschraube bewirkt, welche die Verbindungsbohrung zwischen den beiden Arbeitsräumen des hydraulischen Arbeitszylinders sperrt, welcher das besagte Bauteil bewegt. Durch diese Nothandschraube ist gewährleistet, dass beispielsweise beim Schließen eines Verdecks auf der Kolbenseite ein Druckaufbau vorhanden ist und gleichzeitig die Stangenseite drucklos bleibt (für Systeme, bei denen das Schließen des Verdecks durch Ausfahren des Arbeitszylinders bewerkstelligt wird). Für das Öffnen des Verdecks gilt mit vertauschter Kolben- und Stangenseite sinngemäß das gleiche. Bei Ausfall des Aggregates kann die Nothandschraube von Hand betätigt und damit die Verbindung zwischen Kolben- und Stangenseite geöffnet werden. Das System ist damit drucklos geschaltet und das Verdeck oder die Klappe od. dgl. kann händisch betätigt werden, wobei über die Verbindungsbohrung das Hydraulikmedium zwischen den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders verschoben wird.

Ist die Einbaulage des Aggregates im Fahrzeug sehr ungünstig, kann die Nothandschraube nur sehr umständlich betätigt werden. Das Aggregat ist zumeist im hinteren Radlauf untergebracht und um daher die Nothandschraube vom Kofferraum aus betätigen zu können, muß eine flexible Welle vorgesehen sein. Eine Variante mit einem elektrisch betätigbaren 2/2-Wege-Sitzventil ist wiederum teuer und störungsanfällig.

Aus der DE 42 36 517 C2 ist eine hydraulische Betätigungsanordnung für ein Fahrzeugverdeck bekannt, die mindestens eine am Verdeck angreifende Zylinder-Kolbenanordnung aufweist, deren Arbeitsräume über Hydraulikleitungen mit einer umschaltbaren Pumpe in Verbindung stehen. Bei dieser bekannten Anordnung ist in der Hydraulikleitung zu dem das Verdeck öffnenden Arbeitsraum ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Rückschlagfunktion beim hydraulischen Schließen des Verdecks aufgehoben ist. Hiermit wird erreicht, daß das geöffnete Fahrzeugverdeck nicht ungewollt durch den Fahrtwind oder andere entsprechend einwirkende Kräfte teilweise geschlossen werden kann.

Aus der DE 196 41 428 C1 ist eine Einrichtung zum Verschwenken einer klappbaren Haube eines Kraftfahrzeuges wie beispielsweise eines Gepäckraumdeckels bekannt, die aus mindestens einem am Fahrzeugaufbau und an der klappbaren Haube angelenkten Hydraulikzylinder besteht, über den die Haube geöffnet und geschlossen werden kann. Die Haube weist dabei mindestens einen Neigungsgeber auf, durch den die Druckmittelbeaufschlagung des Hydraulikzylinders in Abhängigkeit von der jeweiligen Schräglage der Haube gesteuert wird, womit nicht nur eine zuverlässige Steuerung des Schließvorgangs der klappbaren Haube möglich ist, sondern wodurch die bekannte Einrichtung auch aus nur vergleichsweise wenig Einzelteilen bestehen kann und damit kostengünstig herstellbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bekannte Anordnung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass die beschriebenen Nachteile, insbesonders bezüglich des knappen Platzangebotes und der schwer zugänglichen Einbaulagen, vermieden werden und dass insbesondere auf einfache und sichere Weise bei Ausfall der Druckquelle automatisch eine Notbetätigung des normalerweise hydraulisch betätigten Fahrzeugteils, d.h. des Heckdeckels, der Abdeckklappe, des Verdecks od. dgl. in jeder Richtung per Hand möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Druckleitung ein zur Druckquelle hin sperrendes Rückschlagventil eingesetzt ist, und dass von einer Stelle zwischen dem Rückschlagventil und der Arbeitszylinder-Schaltventil-Anordnung eine Druckentlastungsleitung ausgeht, in der ein bei Abfall des Druckes der Druckquelle öffnendes Sperrelement eingesetzt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch den Einsatz des sperrbaren Rückschlagventils und des Sperrelementes kann die Nothandschraube ganz entfallen und es ist eine automatisch wirksam werdende Einrichtung zur Druckentlastung des Systems gegeben, welche dann eine manuelle Notbetätigung des normalerweise hydraulisch betätigten Fahrzeugteils gestattet. Bei funktionierendem Hydrauliksystem, d.h. dem normalen Betriebsdruck, wird der oder jeder Arbeitszylinder über die Druckleitung mit dem Arbeitsmedium versorgt. Bei einem Ausfall des Aggregates aber wird der Druck in der Druckleitung über die inneren Verluste der Druckquelle abgebaut. Durch das Rückschlagventil bleibt der Arbeitsdruck vorerst erhalten. Erst wenn das Sperrelement geöffnet wird, kann das Arbeitsmedium über die Druckentlastungsleitung entweichen und der Druck fällt soweit ab, dass die Arbeitszylinder und damit auch der bewegte Fahrzeugteil von Hand betätigt werden können. Je nach dem Druck, bei welchem das Sperrelement öffnet, kann dabei auch eine Nothaltefunktion verwirklicht werden, d.h. es kann im System ein derartiger Druck aufrecht erhalten werden, der die Gewichts- und/oder Schließkraft des bewegten Fahrzeugteils, etwa einer Heck- oder Verdeckklappe, hydraulisch kompensiert. Erst wenn zusätzlich durch die manuelle Betätigung eine Druckerhöhung über die Sperrwirkung des Sperrelementes hinaus stattfindet, wird das Arbeitsmedium über die Druckentlastungsleitung abgeführt und sind die Arbeitszylinder manuell bewegbar. Eine allfällige Drossel in der Druckentlastungsleitung verhindert ein zu rasches Druckloswerden des Systems und damit unkontrollierte Bewegungen des bewegten Fahrzeugteils.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Druckentlastungsleitung hinter dem Sperrelement eine Drossel vorgesehen ist. Damit ist ein langsamer Druckabbau im System gewährleistet, der zu rasche und unkontrollierte Bewegungen nach Druckausfall in der Druckleitung verhindert.

Wenn das Sperrelement gemäß einem weiteren vorteilhaften Erfindungsmerkmal ein hydraulisch schaltbares Ventil ist, können zusätzliche, einen baulichen und steuerungstechnischen Mehraufwand darstellende Steuersysteme für das Sperrelement entfallen und ist eine störungsfreie und einfache, direkt und unmittelbar über den Druck in der Druckleitung erfolgende Steuereinwirkung auf das Sperrelement gegeben.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Sperrelement ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil ist. Damit ist über die Einstellung der Sperrkraft des Ventils direkt die hydraulische Gegenkraft definierbar, welche bei Ausfall des hydraulischen Systems die Gegenkraft zur Gewichts- bzw. Schließkraft des bewegten Fahrzeugteils ergibt und damit die Nothaltefunktion dafür realisieren lässt. Andererseits ist durch die Ausführung als von den Arbeitszylindern weg öffnendes Rückschlagventil gewährleistet, dass bei Ausübung einer manuellen Zusatzkraft auf den normalerweise hydraulisch bewegten Bauteil das Ventilelement des Rückschlagventils aufgrund der damit verbundenen Druckerhöhung geöffnet, das Arbeitsmedium über die Druckentlastungsleitung abgeführt und somit die Notbetätigung von Hand aus möglich ist.

Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Ventilelement des hydraulisch sperrbaren Rückschlagventils über einen hydraulisch betätigten Steuerkolben mit größerer Fläche als der Ventilsitz sperrbar ist. Diese Ausführungsform erleichtert das sichere Geschlossenhalten des Ventils, da aufgrund dieser Flächenverhältnisse ein geringerer Druck als der Arbeitsdruck des Systems zum Sperren des Rückschlagventils ausreicht.

Weiters ist von Vorteil, wenn bei der eben beschriebenen Ausführungsform des Sperrelementes als Rückschlagventil der Steuerkolben einstückig mit dem Ventilelement ausgeführt ist. Damit verringert sich der bauliche und wirtschaftliche Aufwand und ist eine hohe Funktionssicherheit gegeben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerleitung für das hydraulisch schaltbare Ventil von einer Stelle vor dem Rückschlagventil der Druckleitung ausgeht. Damit ist die Sperrwirkung des die Druckentlastung steuernden Ventils unmittelbar und direkt vom Druck in der Druckleitung abhängig und es können zusätzliche Steuerkreise oder -vorrichtungen entfallen. Damit sind der bauliche Aufwand und der Platzbedarf besonders gering und ist die Funktionssicherheit der Anordnung bedeutend erhöht.

Für eine Anordnung mit zumindest einem differentiell angesteuerten, doppeltwirkenden Arbeitszylinder, dessen kolbenseitiger Arbeitsraum über ein Schaltventil und allenfalls eine Rückschlagventil-Anordnung mit der Druckquelle verbindbar ist, wird die eingangs gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckentlastungsleitung von einer Stelle vor dem Schaltventil und allenfalls der Rückschlagventil-Anordnung ausgeht. Damit ist keine negative Beeinflussung der Ansteuerung der Arbeitszylinder durch die für die Notbetätigung verantwortlichen Systemteile zu befürchten und ist auch eine klare bauliche Trennung der einzelnen Untersysteme gegeben, was Einbau und Wartung der Gesamtanlage vereinfacht.

Letzterer Vorteil ist auch dann gegeben, wenn bei einer Anordnung mit einer Druckquelle, die zumindest eine einfachwirkende Pumpe, einen Tank für das Arbeitsmedium und allenfalls Zusatzbauteile wie eine Rückschlagventil-Anordnung und/oder ein Druckbegrenzungsventil und/oder eine Drossel aufweist, erfindungsgemäß das Rückschlagventil in der Druckleitung hinter allen der Druckquelle zugeordneten Zusatzbauteilen vorgesehen ist, und die Druckentlastungsleitung mit dem Tank verbunden ist, wodurch auch kein Arbeitsmedium verloren geht bzw. die Umwelt belastet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt dabei einen schematischen hydraulischen Schaltplan einer beispielhaften hydraulischen Anordnung und 2 ist eine schematische Darstellung der Funktionsweise für ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil als Sperrelement.
Die in 1 dargestellt Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines Verdecks, einer Abdeckklappe, eines Heckdeckels oder eines sonstigen beweglichen Fahrzeugteils weist beispielsweise zwei doppeltwirkende hydraulische Arbeitszylinder 1 auf, die einerseits am Fahrzeug und andererseits an einem Teil beispielsweise des Verdecks oder einer zwischengeschalteten Hebelanordnung angelenkt sind. Die Arbeitszylinder 1 werden differentiell angesteuert, wozu sowohl die kolbenseitigen als auch die stangenseitigen Arbeitsräume der Arbeitszylinders 1 über Leitungen 2, 3 über eine Druckleitung 4 mit einem Hydraulikaggregat 5 als Druckquelle verbunden sind, welches zur Energieversorgung vorteilhafterweise mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeuges in Verbindung steht.
Das Hydraulikaggregat 5 umfasst eine einfachwirkende Pumpe 6 samt Antriebsmotor, eine Rückschlagventil-Anordnung 7, ein Druckbegrenzungsventil 8 zur Einstellung des maximalen Systemdrucks und einen Tank 9 für das Arbeitsmedium Hydrauliköl. Vor dem Austritt aus dem Hydraulikaggregat 5 kann auch noch eine Drossel 10 eingebaut sein.
Zur differentiellen Ansteuerung der Arbeitszylinder 1 ist in den Leitungen 2 zum kolbenseitigen Arbeitsraum ein Steuerventil 11 mit Rückschlagventil-Anordnung 12 vorgesehen, welches diesen Arbeitsraum wechselweise mit der Druckleitung 4 und einer Ableitung 13, allenfalls mit eingesetzter Drossel 14, zum Tank 9 verbindet, während der stangenseitige Arbeitsraum des oder jedes Arbeitszylinders 1 immer mit der Druckleitung 4 in Verbindung steht.
Schließlich können auch Anschlüsse 15 für weitere hydraulische Arbeitseinheiten, etwa weitere Arbeitszylinder, vorgesehen sein.
In der Druckleitung 4 vom Hydraulikaggregat 5 zu den Arbeitszylindern 1, vorteilhafterweise noch vor dem Steuerventil 11 und/oder der Rückschlagventil-Anordnung 12, ist ein zum Hydraulikaggregat 5 hin sperrendes Rückschlagventil 16 eingesetzt, welches bei Ausfall des Hydraulikaggregates 5 vorerst den Arbeitsdruck im nachfolgenden Systemabschnitt aufrecht erhält. Hinter diesem Rückschlagventil 16 zweigt eine Druckentlastungsleitung 17 zum Tank 9 hin aus der Druckleitung 4 ab. In dieser Druckentlastungsleitung 17 ist ein vorteilhafterweise hydraulisch über die Steuerleitung 18 schaltbares Sperrventil 19 eingesetzt und anschließend noch zur Vermeidung von zu raschem Druckabbau im System eine Drossel 20. Da die Steuer leitung 18 für das Sperrventil 19 von einer Stelle zwischen dem Hydraulikaggregat 5 und dem Rückschlagventil 16 ausgeht, ist eine unmittelbare Steuereinwirkung auf das Sperrventil 19 abhängig vom Druck, den das Hydraulikaggregat 5 liefert, gewährleistet. Das Sperrventil 19 selbst ist in einer Art und Weise ausgeführt, dass eine Beaufschlagung in Sperrrichtung, beispielsweise durch eine Schließfeder 21, vorgesehen ist, welche durch einen Druckanstieg im System hinter dem Rückschlagventil 16 überwunden werden kann, etwa über eine zweite Steuerleitung 22 oder funktionell äquivalente Bauteile oder Bauweise des Sperrventils 19.
In 2 ist in schematischer Darstellung eine vorteilhafte Ausführungsform des Sperrventils 19 in Form eines hydraulisch sperrbaren Rückschlagventils dargestellt. Im Gehäuse des Rückschlagventils 19, ist ein Ventilsitz 23 ausgebildet und durch ein Ventilelement 24 verschließbar. Das Ventilelement 24 hat vorzugsweise konische Form und der Querschnitt des Ventilsitzes 23 ist geringer als der Querschnitt eines Steuerkolbens 25, welcher über die Steuerleitung 18 mit dem Druck beaufschlagt ist, der vor dem Rückschlagventil 16 vorliegt. Vorteilhafterweise sind Ventilelement 14 und Steuerkolben 25 einstückig ausgeführt, mit einer umlaufenden Nut zur Aufnahme einer Dichtung 26. Dabei wirkt auch die Schließfeder 21 zur Beaufschlagung des Ventilelementes 24 mittelbar über den Steuerkolben 25 auf das Ventilelement 24 ein. Bei normalem Betriebsdruck in der Druckleitung 4 wird durch die größere Querschnittsfläche des Steuerkolbens 25 als jene des Ventilsitzes 23 das sichere Geschlossenhalten des Sperrventils 19 gewährleistet. Bei Druckabfall vor dem Rückschlagventil 16 fällt auch der Druck in der Steuerleitung 18 auf diesen Wert ab, so dass der Öffnungsdruck des Sperrventils 19 nun im wesentlichen nur mehr von der Kraft der Schließfeder 21 abhängt. Solange dieser Öffnungsdruck in dem dem Rückschlagventil 16 nachgeordneten Druckleitungsabschnitt gegeben oder noch überschritten ist, wird dadurch das Ventilelement 14 gegen die Wirkung der Schließfeder 21 vom Ventilsitz 23 abgehoben und das Arbeitsmedium kann über die Druckentlastungsleitung 17 vorzugsweise in den Tank 9 des Hydraulikaggregates 5 entweichen.

Claims

Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines bewegten Teils an Fahrzeugen, insbesonders eines Verdecks, eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl., mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (1), dessen Arbeitsräume über eine Druckleitung (4) mit einer Druckquelle (5) in Verbindung stehen bzw. über ein Schaltventil (11) zumindest zeitweise damit verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (4) ein zur Druckquelle (5) hin sperrendes Rückschlagventil (16) eingesetzt ist, und dass von einer Stelle zwischen dem Rückschlagventil (16) und der Arbeitszylinder-Schaltventil-Anordnung (1, 11) eine Druckentlastungsleitung (17) ausgeht, in der ein bei Abfall des Druckes der Druckquelle öffnendes Sperrelement (19) eingesetzt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckentlastungsleitung (17) hinter dem Sperrelement (19) eine Drossel (20) vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (19) ein hydraulisch schaltbares Ventil ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (19) ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24) des hydraulisch sperrbaren Rückschlagventils (19) über einen hydraulisch betätigten Steuerkolben (25) mit größerer Fläche als der Ventilsitz (23) sperrbar ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (25) einstückig mit dem Ventilelement (24) ausgeführt ist.
Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (18) für das hydraulisch schaltbare Ventil (19) von einer Stelle vor dem Rückschlagventil (16) der Druckleitung (4) ausgeht.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen differentiell angesteuerten, doppeltwirkenden Arbeitszylinder (1), dessen kolbenseitiger Arbeitsraum über ein Schaltventil (11) und allenfalls eine Rückschlagventil-Anordnung (12) mit der Druckquelle (5) verbindbar ist, wobei die Druckentlastungsleitung (17) von einer Stelle vor dem Schaltventil (11) und allenfalls der Rückschlagventil-Anordnung (12) ausgeht.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckquelle, die zumindest eine einfachwirkende Pumpe (6), einen Tank (9) für das Arbeitsmedium und allenfalls Zusatzbauteile wie eine Rückschlagventil-Anordnung (7) und/oder ein Druckbegrenzungsventil (8) und/oder eine Drossel (10) aufweist, wobei das Rückschlagventil (16) in der Druckleitung (4) hinter allen der Druckquelle (5) zugeordneten Zusatzbauteilen (6 bis 10.) vorgesehen ist, und wobei die Druckentlastungsleitung (17) mit dem tank (9) verbunden ist.