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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, wobei in der Druckleitung ein zur Druckquelle
hin sperrendes Rückschlagventil
eingesetzt ist, und wobei 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.
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Stand der Technik
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Eine
Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist in der älteren Patentanmeldung
EP 1 046 533 A1 beschrieben.
Derartige Anordnungen 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.
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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 da mit 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.
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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.
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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 zudem 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.
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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.
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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 insbesonders 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.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art gelöst durch
die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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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.
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Gemäß der Erfindung
ist also 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ausführungsbeispiel
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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.
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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.
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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.
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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.
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Schließlich können auch
Anschlüsse 15 für weitere
hydraulische Arbeitseinheiten, etwa weitere Arbeitszylinder, vorgesehen
sein.
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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
Steuerleitung 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.
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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.