DE102007023302B4

DE102007023302B4 - Hydraulische Schaltungsanordnung zur Betätigung eines hydraulischen Arbeitszylinders

Info

Publication number: DE102007023302B4
Application number: DE200710023302
Authority: DE
Inventors: Gerhard Huber; Klaus Schweiger; Andreas Lechleiter
Original assignee: Hoerbiger Automotive Komfortsysteme GmbH
Current assignee: Hoerbiger Automotive Komfortsysteme GmbH
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2027-05-17
Also published as: AT503811B1; US7788918B2; FR2901327A1; DE102007023302A1; US20070295416A1; AT503811A4

Abstract

Hydraulische Schaltungsanordnung zur Betätigung eines hydraulischen Arbeitszylinders (1) mit einseitiger Kolbenstange (1a), umfassend eine reversierbare Pumpe (4), deren beide Seiten über eine Versorgungsleitung (5) und ein erstes Wechselventil (6) mit einem Tank (7) für das Hydraulikmedium und über entsperrbare Drossel-Rückschlagventile (8) mit den Arbeitsräumen (2, 3) des Arbeitszylinders (1) verbunden sind, wobei beide Seiten der Anordnung weiters über je eine Entlastungsleitung (20, 30) mit je einem hydraulisch sperrbaren Ventil (21, 31) als auch über je eine Nachsaugleitung (22, 32) mit je einem Nachsaugventil (9) mit dem Tank (7) verbunden sind, und jedes dieser hydraulisch sperrbaren Ventile (21, 31) über ein zweites Wechselventil (10) von der Pumpe (4) angesteuert werden, und wobei allenfalls auf beiden Seiten der Anordnung in den Tank (7) absteuernde Druckbegrenzungsventile (11) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung (20, 30) jeweils einer Seite des Arbeitszylinders (1) mit der Entlastungsleitung (30, 20) und/oder der Nachsaugleitung (32, 22) der...

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltungsanordnung zur Betätigung eines hydraulischen Arbeitszylinders mit einseitiger Kolbenstange, umfassend eine reversierbare Pumpe, deren beide Seiten über eine Versorgungsleitung und ein erstes Wechselventil mit einem Tank für das Hydraulikmedium und über entsperrbare Drossel-Rückschlagventile mit den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders verbunden sind, wobei beide Seiten der Anordnung weiters über je eine Entlastungsleitung mit je einem hydraulisch sperrbaren Ventil als auch über je eine Nachsaugleitung mit je einem Nachaugventil mit dem Tank verbunden sind, und jedes dieser hydraulisch sperrbaren Ventile über ein zweites Wechselventil von der Pumpe angesteuert werden, und wobei allenfalls auf beiden Seiten der Anordnung in den Tank absteuernde Druckbegrenzungsventile vorgesehen sind.
Derartige Anordnungen sind beispielsweise zum automatischen Öffnen und/oder Schließen von Heckklappen, Heckdeckeln, usw. bei Fahrzeugen vorgesehen. Über die Umschaltung der reversierbaren Pumpe kann die Kolbenstange des Arbeitszylinders ein- oder ausgefahren werden, wodurch auch der daran direkt oder über ein Scharnier angeschlossene Fahrzeugteil bewegt wird. Neben dieser automatischen Funktion ist aber auch die Möglichkeit der Betätigung der Heckklappe, des Heckdeckels od. dgl. von Hand gefordert, um eine Notbetätigung im Fall einer Störung des hydraulischen Systems zu gewährleisten. Insbesondere bei schneller Handbetätigung und/oder langen Schlauchleitungen des hydraulischen Systems und/oder großen Zylinderdurchmessern kann nicht das komplette Volumen auf der Kolbenseite des Arbeitszylinders aufgefüllt werden. Somit gelangt Luft in das System, die sich bei wieder aufgenommenem automatischem Betrieb nachteilig auswirkt, insbesondere durch ihr veränderliches Volumen und damit nicht exakte Bewegungen des betätigten Bauteils, aber auch durch erhöhte Geräusche im Betrieb, Aus der AT 408 792 B ist eine hydraulische Betätigungsanordnung wie eingangs beschrieben offenbart, jedoch ohne das zweite Wechselventil und die zweite Nachsaugleitung. Eine Anordnung von Hydraulikzylindern, die über nicht sperrbare Rückschlagventile mit einer Sicherheitsrückleitung und weiter über Rückschlagventile mit dem Tank verbunden sind, ist in der CH 524 772 A offenbart.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die hydraulische Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art derart zu verbessern, dass deren Nachteile vermieden werden und auch bei Handbetätigung mit einfachen Mitteln die komplette Füllung des Systems mit Hydraulikmedium zu gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Entlastungsleitung jeweils einer Seite des Arbeitszylinders mit der Entlastungsleitung und/oder der Nachsaugleitung der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders verbunden ist, und dass die verbundenen Leitungen über eine Anordnung aus einem in Richtung Tank sperrenden Rückschlagventil sowie einem in Richtung Tank öffnenden Vorspannventil mit dem Tank verbunden sind. Über die verbundenen Entlastungsleitungen bzw. die Verbindung der Entlastungsleitung mit der gegenüberliegenden Nachsaugleitung kann das im Arbeitszylinder vorhandene Volumen an Hydraulikmedium einfach und direkt zwischen den beiden Seiten des Arbeitszylinders verschoben werden. Volumenüberschuss wird über das Vorspannventil in den Tank abgeführt, wobei dieses Vorspannventil dafür sorgt, dass zuerst soviel Volumen wie möglich von der Kolbenseite auf die Stangenseite des Arbeitszylinders verschoben wird, bevor die Absteuerung in den Tank einsetzt. Bei manuellem Ausziehen des Zylinders hingegen wird ebenfalls zuerst das komplette auf der Stangenseite befindliche Hydraulikmedium übergeschoben und lediglich das noch für des komplette Auffüllen der Kolbenseite zusätzlich notwendige Hydraulikmedium muss aus dem Tank über das Rückschlagventil nachgesaugt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung und die Nachsaugleitung auf beiden Seiten des Arbeitszylinders miteinander und mit der Entlastungsleitung und Nachsaugleitung der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders verbunden sind. Damit wird das Überschieben des Hydraulikmediums zwischen den beiden Seiten des Arbeitszylinders weiter erleichtert und das Entstehen von Luft im System sicher vermieden.
Wenn in vorteilhafter Weise vorgesehen, ist, dass die verbundenen Leitungen über die Anordnung mit dem Tank verbunden sind, und dass das erste Wechselventil unabhängig davon ebenfalls mit dem Tank verbunden ist, können die Versorgung für den automatischen Betrieb und jene für die Notbetätigung unabhängig voneinander optimal abgestimmt werden.
Für einen vereinfachten Schaltungsaufbau ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher das erste Wechselventil über die verbundenen Leitungen und die Anordnung mit dem Tank verbunden ist.
Eine weitere Vereinfachung bezüglich Leitungsführung und Schaltungsaufbau ist möglich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die verbundenen Leitungen, die Leitung zum ersten Wechselventil und die Leitung zum Tank mit der Anordnung an einem gemeinsamen Knoten zusammenlaufen.
Vorteilhafterweise ist unter Einsparung von Bauteilen, Leitungsführung und somit weiterer Vereinfachung der Schaltungsanordnung vorgesehen, dass das Rückschlagventil und das Vorspannventil in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das hydraulisch sperrbare Ventil des stangenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil gebildet.
Ebenso kann das hydraulisch sperrbare Ventil des kolbenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch betätigbares Sperrventil gebildet sein.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Darstellung eines Schaltplanes eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung naher erläutert werden.
Ein hydraulischer Arbeitszylinder 1, welcher beispielsweise zur automatischen Betätigung von Heckklappen, Heckdeckeln, usw. bei Fahrzeugen vorgesehen sein kann, mit einseitiger Kolbenstange 1a, wird durch ein hydraulisches System mit Hydraulikmedium versorgt. Die Ausfahrbewegung des Zylinders 1 kann durch ein Federelement 1b unterstützt werden. Der kolbenseitige Arbeitsraum 2 und der stangenseitige Arbeitsraum 3 werden über eine reversierbare Pumpe 4 abwechselnd mit Hydraulikmedium beaufschlagt, wobei die beiden Seiten der Pumpe 4 über eine Versorgungsleitung 5 und ein erstes Wechselventil 6 mit einem Tank 7 für das Hydraulikmedium verbunden sind. Die Versorgung des Arbeitszylinders 1 erfolgt in bekannter Weise über eine Anordnung von entsperrbaren Drossel-Rückschlagventilen 8, wobei beide Seiten der Anordnung weiters über je eine Entlastungsleitung 20, 30 mit je einem hydraulisch sperrbaren Ventil 21, 31 als auch über je eine Nachsaugleitung 22, 32 mit je einem Nachsaugventil 9 mit dem Tank 7 verbunden sind. Jedes der hydraulisch sperrbaren Ventile 21, 31 wird über ein zweites Wechselventil 10 von der jeweils gegenüberliegenden Seite der Pumpe 4 angesteuert. Typischerweise kann das hydraulisch sperrbare Ventil 31 des stangenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil gebildet sein, während das hydraulisch sperrbare Ventil 21 des kolbenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch betätigbares Sperrventil gebildet sein wird. Auf beiden Seiten der Anordnung sind darüber hinaus in den Tank 7 absteuernde Druckbegrenzungsventile 11 vorgesehen.
Anstelle der bisherigen Lösung der Absteuerung auch der Entlastungsleitungen 20, 30 in den Tank 7 werden erfindungsgemäß nun diese Leitungen auf der den hydraulisch sperrbaren Ventilen 21, 31 abgewandten Seite des Arbeitszylinders 1 miteinander über einen Leitungsabschnitt 40 verbunden. Allenfalls könnte alternativ oder auch zusätzlich eine Verbindung jeweils einer der Entlastungsleitungen 20 oder 30 des kolbenseitigen Arbeitsraumes 2 bzw. des stangenseitigen Arbeitsraumes 3 mit der den jeweils gegenüberliegenden Arbeitsraum 3 bzw. 2 versorgenden Nachsaugleitung 32 bzw. 22 vorgesehen sein. Damit kann bei Ausfall bzw. aus anderen Gründen stillstehender pumpe 4, wodurch aufgrund des fehlenden Drucks die Ventile 21, 31 entsperrt sind, Hydraulikmedium über die Leitungen 20 bzw. 30 aus den Arbeitsräumen 2 bzw. 3 über diese Ventile 21, 31 und weiter über die Leitung 40 in den gegenüberliegenden Arbeitsraum 3 bzw. 2 übergeschoben werden.
Weiterhin sind die verbundenen Leitungen, vorzugsweise im Abschnitt der Verbindungsleitung 40, über eine kombinierte Versorgungs- und Absteuerleitung 12 eine Anordnung 13 aus einer in Richtung Tank 7 sperrenden Rückschlagventil 14 sowie einem in Richtung Tank öffnenden Vorspannventil 15 mit dem Tank 7 verbunden. Des Rückschlagventil 14 sowie das Vorspannventil 15 können dabei auch in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sein. Damit kann beim Überschieben von Hydraulikmedium vom kolbenseitigen Arbeitsraum 2 in den stangenseitigen Arbeitsraum 3 der Überschuss an Hydraulikmedium über das Vorspannventil 15 in den Tank 7 abgeführt werden, wobei dieses Vorspannventil 15 aber dafür sorgt, dass das Hydraulikmedium zuerst den stangenseitigen Arbeitsraum 3 komplett auffüllt, bevor die Absteuerung in den Tank 7 einsetzt. Bei manuellem Ausziehen des Zylinders 1 hingegen, wird ebenfalls durch die Vorspannung des Vorspannventils 15 gewährleistet, dass zuerst das komplette im stangenseitigen Arbeitsraum 3 befindliche Hydraulikmedium in den kolbenseitigen Arbeitsraum 2 übergeschoben wird. Das schließlich dann noch für das komplette Auffüllen der des kolbenseitigen Arbeitsraums 2 zusätzlich notwendige Hydraulikmedium wird über das Rückschlagventil 14 der Anordnung 13 aus dem Tank 7 nachgesaugt.
Die in der Zeichnung dargestellte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Entlastungsleitung 20 bzw. 30 und die Nachsaugleitung 22 bzw. 32 auf beiden Seiten des Arbeitszylinders 1 miteinander (bei 42 bzw. 43) und – über die Verbindungsleitung 40 – mit der Entlastungsleitung 30 bzw. 20 und der Nachsaugleitung 32 bzw. 22 der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders 1 verbunden sind. Damit ist aufgrund der addierten Querschnitte des Überschieben des Hydraulikmediums zwischen den beiden Seiten des Arbeitszylinders 1 mit noch weniger Widerstand möglich.
Während die Verbindungsleitung 40 bzw. die verbundenen Leitungen 20, 22, 30, 32 über die Anordnung 13 sowie des erste Wechselventil 6 unabhängig voneinander mit dem Tank 7 verbunden sein können, ist ein einfacherer Aufbau des Systems möglich, wenn die Leitung 5 zum ersten Wechselventil 6 ebenfalls über die Anordnung 13 mit dem Tank 7 verbunden ist. Dabei bilden die Leitungen 5, 12 und 40 einen gemeinsamen Knoten 44.

Claims

Hydraulische Schaltungsanordnung zur Betätigung eines hydraulischen Arbeitszylinders (1) mit einseitiger Kolbenstange (1a), umfassend eine reversierbare Pumpe (4), deren beide Seiten über eine Versorgungsleitung (5) und ein erstes Wechselventil (6) mit einem Tank (7) für das Hydraulikmedium und über entsperrbare Drossel-Rückschlagventile (8) mit den Arbeitsräumen (2, 3) des Arbeitszylinders (1) verbunden sind, wobei beide Seiten der Anordnung weiters über je eine Entlastungsleitung (20, 30) mit je einem hydraulisch sperrbaren Ventil (21, 31) als auch über je eine Nachsaugleitung (22, 32) mit je einem Nachsaugventil (9) mit dem Tank (7) verbunden sind, und jedes dieser hydraulisch sperrbaren Ventile (21, 31) über ein zweites Wechselventil (10) von der Pumpe (4) angesteuert werden, und wobei allenfalls auf beiden Seiten der Anordnung in den Tank (7) absteuernde Druckbegrenzungsventile (11) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung (20, 30) jeweils einer Seite des Arbeitszylinders (1) mit der Entlastungsleitung (30, 20) und/oder der Nachsaugleitung (32, 22) der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders (1) verbunden ist, und dass die verbundenen Leitungen über eine Anordnung (13) aus einem in Richtung Tank (7) sperrenden Rückschlagventil (14) sowie einem in Richtung Tank öffnenden Vorspannventil (15) mit dem Tank (7) verbunden sind.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung (20, 30) und die Nachsaugleitung (22, 32) auf beiden Seiten des Arbeitszylinders (1) miteinander (bei 42 bzw. 43) und mit der Entlastungsleitung (30, 20) und Nachsaugleitung (32, 22) der gegenüberliegenden Seite des Arbeitszylinders (1) verbunden sind.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verbundenen Leitungen über die Anordnung (13) mit dem Tank (7) verbunden sind, und dass das erste Wechselventil (6) unabhängig davon ebenfalls mit dem Tank (7) verbunden ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselventil (6) über die verbundenen Leitungen und die Anordnung (13) mit dem Tank verbunden ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verbundenen Leitungen, die Leitung (5) zum ersten Wechselventil (6) und die Leitung (12) zum Tank (7) mit der Anordnung (13) an einem gemeinsamen Knoten (44) zusammenlaufen.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (14) und das Vorspannventil (15) in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sind.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch sperrbare Ventil (31) des stangenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch sperrbares Rückschlagventil gebildet ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch sperrbare Ventil (21) des kolbenseitigen Bereiches der Anordnung durch ein hydraulisch betätigbares Sperrventil gebildet ist.