DE102006003695B4

DE102006003695B4 - Hydraulikmodul zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeugheckklappe

Info

Publication number: DE102006003695B4
Application number: DE200610003695
Authority: DE
Inventors: Peter Michel; Manfred Rudlof; Jürgen HIRATH
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2026-01-27
Also published as: DE102006003695A1

Abstract

Hydraulikmodul (1) zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeugheckklappe, bestehend aus:
a) einem Zylinder (6), der über einen Ventilblock (17) mit einer Pumpe (3) verbunden ist,
b) einem Elektromotor (2), der zum Antrieb der Pumpe (3) verwendet wird,
c) einem Behältnis (4) zur Aufnahme einer hydraulischen Flüssigkeit, wobei Leitungen in Wirkverbindung mit dem mediengesteuerten Zylinder (6) stehen,
d) ein Verbindungselement (8) am Zylinder (6) angeordnet ist, das mit einem bewegbarem Bauteil verbunden ist oder in Eingriff steht,
wobei
e) der Zylinder (6) eine Gas- und/oder Druckfederunterstützung (7) aufweist,
f) mindestens eines der Bauteile: Verbindungselement (8), Kolben (16), Zylinderrohr (12), Zylinderkopf (13), Zylinderfuß (14), Ventilblock (17), Ventilkegel, Pumpenblock (18), Motorsockel (5) und Behältnis (4), zumindest teilweise, aus dem polymerem Werkstoff Polyamid besteht und
g) das Polyamid ein PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 1212, PA 1012, PA 610, PA 612, PA...

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikmodul zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeugheckklappe, mit einem Zylinder, einem Ventilblock, einer Pumpe, einem Elektromotor und einem Behältnis.
Es sind bereits elektro-hydraulisch angetriebene Vorrichtungen im Stand der Technik bekannt, die zum Öffnen und/oder Schließen von Türen eingesetzt werden. In der DE 8506336 U1 ist eine hydraulische Steuervorrichtung zum Öffnen und Schließen von Toren oder dgl. beschrieben. Diese Steuervorrichtung zeichnet sich durch den Fortfall der Rohrverbindungen, die Verringerung der Abdichtelemente sowie einfacher Anwendbarkeit aus. Auch werden Kolben, Pumpe und Motor in einer Reihe angeordnet.
Auch in der AT 405 631 B sowie der DE 103 10 930 A1 ist ein Hydraulikmodul für bewegliche Teile an Fahrzeugen, insbesondere für Heckdeckel offenbart. Die DE 40 40 372 C2 offenbart eine Einheit zum Betätigen einer Heckklappe, die zum Gewichtsausgleich mit einer Feder ausgestattet ist. Die DE 79 29 719 U1 beschreibt einen motorisch antreibbaren Fensterheber für Automobilscheiben.
Für den Einsatz elektro-hydraulisch angetriebener Vorrichtungen im Kraftfahrzeugbau sind zukünftig bestimmte Forderungen zu erfüllen. Eine Forderung des Automobilbaus ist, dass die Abmessungen der einzelnen Komponenten möglichst klein und kompakt sein sollen, damit bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung der Einbauraum verringert wird. Um aber mit einer elektro-hydraulisch angetriebenen Vorrichtung mit kleineren Abmessungen zum Ausführen von mechanischen Bewegungen die gleichen Kräfte, wie zuvor, aufbringen zu können, muss der Druck im Zylinder erhöht werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hydraulikmodul anzugeben, das eine kompakte und gewichtsreduzierte Bauweise ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Hydraulikmodul nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und in den Unteransprüchen angegeben.
Der Zylinder hat eine Gas- und/oder Druckfederunterstützung, so dass besonders beim Einsatz des Hydraulikmoduls zum Öffnen und/oder Schließen von Fahrzeugheckklappen das Eigengewicht der Fahrzeugheckklappe von der Gas- und/oder Druckfeder ausgeglichen wird. Damit kann die vom Zylinder aufzubringende Kraft geringer ausgelegt werden, wodurch die Abmessungen des Gesamtmoduls und/oder der Druck im Zylinder reduziert werden können.
Mit geringeren Arbeitsdrücken, z. B. durch die Gas- und/oder Druckfederunterstützung des Zylinders, können auch polymere Werkstoffe für bestimmte Bauteile, wie das Verbindungselement, den Kolben, das Zylinderrohr, den Zylinderkopf, den Zylinderfuß, den Ventilblock, der Ventilkegel, den Pumpenblock, den Motorsockel sowie dem Behältnis, zumindest teilweise, zum Einsatz kommen, wodurch die Gesamtmasse des Hydraulikmoduls weiter reduziert wird. Auch die Gestaltungsfreiheit der Bauteile wird durch den Einsatz polymerer Werkstoffe erhöht.
Unter einem „Hydraulikmodul” ist in diesem Erfindungszusammenhang ein kompaktes Hydraulikaggregat mit einem antreibenden Motor, einer Pumpe und einem bewegbaren Zylinder zu verstehen.
Mindestens eines der Hydraulikmodul-Bauteile, wie Verbindungselement und/oder Kolben und/oder Zylinderrohr und/oder Zylinderkopf und/oder Zylinderfuß und/oder Ventilblock und/oder Ventilkegel und/oder Pumpenblock und/oder Motorsockel und/oder Behältnis, ist zumindest teilweise aus dem polymeren Werkstoff Polyamid hergestellt. Als Polyamid wird ein PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 1212, PA 1012, PA 610, PA 612, PA 69, PA 6T, PA 6I, PA 10T, PA 12T, PA 12I, PA 6/612, PA 6/66, PA 12T/12, PA 10T/12; PA 12T/106; PA 10T/106; PA 6/612; PA 6/66/610; PA 6/66/12; PA 6/6T, nach ISO 1874/1, oder ein aromatisches Polyamid verwendet. Es sind auch Mischungen der Polymere möglich.
Es hat sich gezeigt, dass sowohl Einzelrohrzylinder als auch Doppelrohr- oder Profilzylinder eingesetzt werden können. Dabei wird bevorzugt ein Einzelrohrzylinder bei einer Gasdruckunterstützung verwendet, während bei einer Druckfederunterstützung des Zylinders sich ein Doppelrohr- oder Profilzylinder als vorteilhaft erwiesen hat. Es sind auch Kombinationen der vorgenannten Zylinder denkbar.
Für die Überwachung des Zylinderhubes ist es vorteilhaft, wenn Sensoren am und/oder im Hydraulikmodul angeordnet sind. Mit Hilfe der Sensoren und einer geeigneten elektronischen oder elektromechanischen Steuerung kann ein definierter Weg des Zylinderkolbens zurückgelegt/erreicht werden. Es können für die Bestimmung des Zylinderhubes potentiometrische oder kapazitive oder induktive Sensoren oder magnetostriktive Positionssensoren oder Ultraschallsensoren oder Hallsensoren eingesetzt werden. Der Zylinderhub kann auch, z. B. beim Öffnen und/oder Schließen von Fahrzeugheckklappen, über die Ermittlung des Winkels zwischen dem zu bewegenden Bauteil und einem Nullpunkt mit Hilfe von Neigungs- oder Winkelsensoren bestimmt werden.
Es ist somit z. B. möglich, eine Fahrzeugheckklappe gerade beim Öffnen in niedrigen Garagen, nur bis zu einem bestimmten Winkel zu öffnen, wodurch eine Berührung der Heckklappe mit der Garagendecke vermieden werden kann.
Besonders beim Öffnen/Schließen der Fahrzeugheckklappe ändert sich die aufzubringende Kraft in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Heckklappe. Durch die Bestimmung der aktuellen Position/Lage der Heckklappe mittels Sensoren, kann der Bewegungsablauf elektronisch/elektromechanisch so gesteuert werden, dass ein gleichmäßiges Öffnen/Schließen der Fahrzeugheckklappe gewährleistet ist.
Der Einsatz einer Radial- oder Axialkolbenpumpe oder einer Zahnradpumpe, gemäß Anspruch 3, erlaubt die Umkehr des Flüssigkeitsstroms durch Änderung der Motordrehrichtung im Hydraulikmodul. Auch ist der erzeugte Volumenstrom über die Motordrehzahl elektronisch ansteuerbar, so dass der Druck im Zylinder an den Bewegungsablauf angepasst werden kann.
Für die Erhöhung der Festigkeit können auch Verbundwerkstoffe der polymeren Werkstoffe mit Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Gesteinsfasern und/oder Metallfasern und/oder Polymerfasern als Verstärkungsstoffe zugesetzt werden. Besonders vorteilhaft auf die Festigkeit wirkt sich ein Glasfaseranteil zwischen 20 und 45%, bevorzugt zwischen 30 und 33%, aus. Auch können Füllstoffe, wie Metalloxide, Metalicarbide, Metallnitride, Aluminiumsilikat, Glimmer (Mica) und Russ, in das Polymer, gemäß Anspruch 6, eingebracht werden.
Der Pumpenblock und/oder der Motorsockel und/oder das Behältnis können auch, zumindest teilweise, aus einem polymeren Werkstoff der Gruppe Polyester, Polyacrylnitril, Polyoxymethylen, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Polycarbonat und/oder aus Elends der vorgenannten Stoffe und/oder aus verstärktem Polypropylen bestehen.
In dem Erfindungszusammenhang ist es möglich, dass der polymere Werkstoff mindestens zweier genannter Bauteile sich unterscheidet.
Die Erfindung wird anhand der einzigen 1 als Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Hydraulikmodul beschrieben.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Hydraulikmodul 1 im Schnitt ohne Anbindung an ein bewegbares Bauteil dargestellt. Bei diesem sind die einzelnen Komponenten in Reihe angeordnet. Diese Anordnung kann variieren, um den zur Verfügung stehenden Einbauraum optimal zu nutzen. Dabei ist der Elektromotor 2, der zum Antrieb der Pumpe 3 verwendet wird, innerhalb des Behältnisses 4 für die hydraulische Flüssigkeit angeordnet. Damit wird die hydraulische Flüssigkeit auch zum Schmieren und Kühlen des Elektromotors 2 eingesetzt, so dass keine Abdichtelemente für die Schmierung des Elektromotors 2 notwendig sind.
An den Motorsockel 5 ist auf einer Seite der Elektromotor 2 und das Behältnis 4 für die hydraulische Flüssigkeit und auf der anderen Seite eine Pumpe 3 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Zylinder 6 durch eine Druckfeder 7 unterstützt, die außerhalb des Zylinders 6 angeordnet ist. Das Verbindungselement 8 ist als Kugelgelenkkopf ausgeführt, mittels dessen das Hydraulikmodul 1 mit einem bewegbarem Bauteil in mechanischer Wirkverbindung bzw. Eingriff steht.
Die Versorgungsbohrungen für die Leitung der hydraulischen Flüssigkeit ausgehend von den Ventilen 9 in die Räume des Zylinders 10, 11 sind in dem mit einem polymeren Werkstoff umspritzten Zylinderrohr 12 und dem Zylinderkopf 13 und dem Zylinderfuß 14 integriert. Die Leitungen für die hydraulische Flüssigkeit können aber auch aus druckbeständigen Schlauchleitungen bestehen, die ein flexibles Verbindungselement zwischen Ventilblock 17 und Zylinder 6 darstellen, so dass damit unterschiedliche Einbausituationen realisiert werden können.
Zum Aus- und Einfahren der Kolbenstange 15 mit dem Kolben 16 wird, je nach Ansteuerung der Ventile 9 des Ventilblocks 17, die hydraulische Flüssigkeit entweder in einen ersten Raum 10 des Zylinderrohrs oder in einen zweiten Raum 11 des Zylinderrohres 12 gedrückt.
Das Hydraulikmodul 1 ist so ausgelegt, dass bei einem Versagen das bewegbare Bauteil auch manuell geöffnet/geschlossen werden kann.

Claims

Hydraulikmodul (1) zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeugheckklappe, bestehend aus: a) einem Zylinder (6), der über einen Ventilblock (17) mit einer Pumpe (3) verbunden ist, b) einem Elektromotor (2), der zum Antrieb der Pumpe (3) verwendet wird, c) einem Behältnis (4) zur Aufnahme einer hydraulischen Flüssigkeit, wobei Leitungen in Wirkverbindung mit dem mediengesteuerten Zylinder (6) stehen, d) ein Verbindungselement (8) am Zylinder (6) angeordnet ist, das mit einem bewegbarem Bauteil verbunden ist oder in Eingriff steht, wobei e) der Zylinder (6) eine Gas- und/oder Druckfederunterstützung (7) aufweist, f) mindestens eines der Bauteile: Verbindungselement (8), Kolben (16), Zylinderrohr (12), Zylinderkopf (13), Zylinderfuß (14), Ventilblock (17), Ventilkegel, Pumpenblock (18), Motorsockel (5) und Behältnis (4), zumindest teilweise, aus dem polymerem Werkstoff Polyamid besteht und g) das Polyamid ein PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 1212, PA 1012, PA 610, PA 612, PA 69, PA 6T, PA 6I, PA 10T, PA 12T, PA 12I, PA 6/612, PA 6/66, PA 12T/12, PA 10T/12; PA 12T/106; PA 10T/106; PA 6/612; PA 6/66/610; PA 6/66/12; PA 6/6T; ein aromatisches Polyamid oder eine Mischung aus mindestes zwei der vorgenannten Polyamide ist.
Hydraulikmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6) ein Einzelrohr- oder ein Doppelrohr- oder ein Profilzylinder ist.
Hydraulikmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) eine Radial- oder Axialkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe ist.
Hydraulikmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid Werkstoff Füll- und/oder Verstärkungsstoffe enthält.
Hydraulikmodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsstoff aus Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Gesteinsfasern und/oder Metallfasern und/oder Polymerfasern besteht.
Hydraulikmodul (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff ein Metalloxid und/oder ein Metallcarbid und/oder ein Metallnitrid und/oder ein Aluminiumsilikat und/oder ein Glimmer und/oder Russ ist.