DE102013103217B3 - Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung (01) für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs mit zumindest zwei hydraulischen Antriebszylindern (03, 16), wobei der erste Antriebszylinder (03) seine Stellbewegung auf eine erste Getriebeanordnung (10) überträgt, und der zweite Antriebszylinder (16) seine Stellbewegung auf eine zweite Getriebeanordnung (18) überträgt, und wobei zur Verstellung des Verdecksystems ein Synchronlauf der ersten Getriebeanordnung (10) und der zweiten Getriebeanordnung (18) erforderlich ist, und wobei der erste Antriebszylinder (03) und der zweite Antriebszylinder (16) hydraulisch in Reihe geschaltet sind, so dass das Ringvolumen (28) des ersten Antriebszylinders (03) und das Kreisvolumen (29) des zweiten Antriebszylinders (16) über eine Verbindungsleitung (27) hydraulisch miteinander verbunden sind. Zwischen der das Ringvolumen (28) bildenden Ringfläche des ersten Antriebszylinders (03) und der das Kreisvolumen (29) bildenden Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders (16) besteht eine Differenz, wobei die beiden Antriebszylinder (03, 16) bei Verstellung des Verdecksystems aufgrund der Differenz zwischen der Ringfläche des ersten Antriebszylinders (03) und der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders (16) mit einer definierten Geschwindigkeitsdifferenz aus- und eingefahren werden, und wobei die erste Getriebeanordnung (10) und/oder die zweite Getriebeanordnung (18) jeweils mit einem mechanischen Vorgelege (07, 17) zusammenwirken, und wobei die beiden Vorgelege (07, 17) eine unterschiedliche Geometrie und/oder Kinematik aufweisen, die die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder (03, 16) ausgleicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Betätigungseinrichtung für ein Verdeck eines Cabriolets ist aus der DE 195 18 071 A1 bekannt. Die dort beschriebene Betätigungseinrichtung wird hydraulisch betätigt. Das Verdeck selbst ist dabei an seiner linken bzw. rechten Seite jeweils auf einer Getriebeanordnung befestigt, die aus einer Vielzahl von mechanisch miteinander gekoppelten Lenkern zusammengesetzt sind. Die beiden Getriebeanordnungen haben dabei die Aufgabe, das Verdeck bei der Verstellung zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position mechanisch zu führen. Für eine einwandfreie Funktion des Verdecks ist ein Synchronlauf zwischen der linken Getriebeanordnung und der rechten Getriebeanordnung unerlässlich.
  • Zum Antrieb der beiden Getriebeanordnungen beschreibt die DE 195 18 071 A1 zwei hydraulische Antriebszylinder, die jeweils auf eine der beiden Getriebeanordnungen wirken. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die hydraulische Verstellung der beiden Antriebszylinder über das Ausfahren bzw. das Einfahren der beiden Kolbenstangen auf die Getriebeanordnungen übertragen wird, um auf diese Weise das Verdeck zu öffnen bzw. zu schließen. Die beiden Antriebszylinder der in dieser Druckschrift beschriebenen Betätigungseinrichtung sind dabei in Dreiecke geschaltet. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Ringvolumen des ersten Antriebszylinders, dessen Größe vom Innendurchmesser des Antriebszylinders und vom Außendurchmesser der Kolbenstange bestimmt wird, mit dem Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders, das vom Innendurchmesser des Antriebszylinders bestimmt wird, über eine Verbindungsleitung hydraulisch miteinander verbunden sind. Über diese Verbindungsleitung wird die hydraulische Antriebsflüssigkeit aus dem Ringvolumen des ersten Antriebszylinders in das Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders oder umgekehrt aus dem Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders in das Ringvolumen des ersten Antriebszylinders gedrückt. Diese hydraulische Reihenschaltung hat den Vorteil, dass der hydraulische Antrieb der beiden Antriebszylinder dadurch erfolgen kann, dass mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Hydraulikpumpe, der eine Antriebszylinder verstellt wird. Die Stellbewegung des einen Antriebszylinders wird dann durch Verdrängung der hydraulischen Antriebsflüssigkeit aus dem Ringvolumen des ersten Antriebszylinders bzw. aus dem Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders auf den jeweils nachgeordneten Antriebszylinder über die Verbindungsleitung übertragen. Auf diese Weise muss nur einer der beiden Antriebszylinder unmittelbar mit der hydraulischen Antriebsquelle verbunden werden.
  • Sind die beiden Antriebszylinder hydraulisch in Reihe geschaltet, so wird das Antriebsfluid aus dem Ringvolumen bzw. aus dem Kreisvolumen des vorgeschalteten Antriebszylinders in das Kreisvolumen bzw. Ringvolumen des nachgeschalteten Antriebszylinders übergeführt. Der verdrängte Volumenstrom aus dem vorgeschalteten Antriebszylinder entspricht also dem eingepumpten Volumen des nachgeordneten Antriebszylinders. Dabei ist allerdings zu beachten, dass bei gleichem Innendurchmesser der Antriebszylinder bzw. bei gleichem Außendurchmesser der Kolbenstangen dieser konstante Volumenstrom zwischen den beiden Antriebszylindern dazu führt, dass die beiden Kolbenstangen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgefahren werden. Denn das Ringvolumen eines Antriebszylinders ist aufgrund des Durchmessers der das Ringvolumen durchgreifenden Kolbenstange jeweils kleiner als das Kreisvolumen. Ist nun beispielsweise ein Antriebszylinder mit einem zweiten Antriebszylinder derart in Reihe geschaltet, dass das Hydrauliköl aus dem Ringvolumen des ersten Antriebszylinders in das Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders über die Verbindungsleitung überströmt, so führt das, bei jedenfalls baugleichen Antriebszylindern, dazu, dass die Kolbenstange des zweiten Antriebszylinders aufgrund der Volumendifferenz zwischen Ringvolumen des zweiten Antriebszylinders und Kreisvolumen des ersten Antriebszylinders langsamer ausgefahren wird.
  • Wird nun für ein Verdecksystem ein Synchronlauf zwischen der ersten Getriebeanordnung und der zweiten Getriebeanordnung benötigt, so ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass das Ringvolumen des ersten Antriebszylinders und das Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders, die jeweils über eine Verbindungsleitung hydraulisch miteinander verbunden sind, geeignet aufeinander abgestimmt werden müssen. Diese Abstimmung besteht darin, dass die das Ringvolumen bildende Ringfläche des ersten Antriebszylinders und die das Kreisvolumen bildende Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders genau gleich groß sind. Durch diese flächenmäßige Übereinstimmung der Ringfläche des ersten Antriebszylinders, die sich aus der Differenz zwischen dem Innenquerschnitt des Antriebszylinders und dem Außenquerschnitt der Kolbenstange ergibt, und der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders, die sich aus dem Innenquerschnitt des zweiten Antriebszylinders ergibt, wird erreicht, dass sich die beiden Antriebszylinder trotz ihrer hydraulischen Reihenschaltung synchron zueinander verfahren lassen.
  • Auch die WO 2007/076768 beschreibt eine gattungsgemäßen Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs. Die Betätigungseinrichtung ist mit in Reihe geschalteten hydraulischen Antriebszylindern ausgestattet, die ihre Stellbewegungen auf unterschiedliche Getriebeanordnungen übertragen.
  • Nachteilig an dieser Art der aus dem Stand der Technik bekannten Reihenschaltung von zwei Antriebszylindern eines verstellbaren Verdecksystems ist es, dass die Auswahl an möglichen Antriebszylindern zur Realisierung des Verdecksystems erheblich beschränkt wird. Denn bei Verwendung von Standard-Antriebszylindern ist es üblicherweise nicht möglich, durch Auswahl unterschiedlicher Baugrößen für die beiden Antriebszylinder dafür zu sorgen, dass die Ringfläche des ersten Antriebszylinders mit der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders übereinstimmt. Für die Realisation von verstellbaren Verdecksystemen mit in Reihe geschalteten Antriebszylindern war es deshalb bisher erforderlich, die entsprechenden Antriebszylinder entsprechend der notwendigen Dimensionierung als Spezialanfertigungen herzustellen. Wurde beispielsweise der erste Antriebszylinder als Standard-Hydraulikzylinder ausgewählt, so musste der zweite Antriebszylinder auf die Baumaße des ersten Antriebszylinders genau abgestimmt werden, was nur durch entsprechend teure Einzelanfertigungen möglich war.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue Betätigungseinrichtung vorzuschlagen, bei der das Verdecksystem trotz Verwendung von in Reihe geschalteten Antriebszylindern die Verwendung von Standard-Antriebszylindern ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Grundlage der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist es, dass die Ringfläche des ersten Antriebszylinders und die das Kreisvolumen bildende Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders eine Differenz aufweisen. Durch das Zulassen dieser Differenz zwischen der Ringfläche des ersten Antriebszylinders und der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders wird es möglich, die Antriebszylinder weitgehend frei zu dimensionieren, ohne dass bei der Dimensionierung der Antriebszylinder auf eine Abhängigkeit zwischen der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders und der Ringfläche des ersten Antriebszylinders Rücksicht genommen werden muss. Durch die Flächendifferenz zwischen der Ringfläche des ersten Antriebszylinders einerseits und der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders andererseits ist bauartbedingt aufgrund der Reihenschaltung eine Geschwindigkeitsdifferenz beim Ein- bzw. Ausfahren der beiden Antriebszylinder definiert vorgegeben. Diese Geschwindigkeitsdifferenz ist allerdings systematisch vorgegeben und damit beherrschbar. Dies heißt mit anderen Worten, dass die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden in Reihe geschalteten Antriebszylindern systematisch vorgegeben ist und sich deshalb nicht in Art einer Störung verändert.
  • Um die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden in Reihe geschalteten Antriebszylindern auszugleichen und den für die Betätigung des Verdecksystems notwendigen Gleichlauf der beiden Getriebeanordnungen zu realisieren, wird erfindungsgemäß an der ersten Getriebeanordnung und/oder an der zweiten Getriebeanordnung jeweils ein mechanisches Vorgelege vorgesehen. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass das Vorgelege zwischen die Getriebeanordnungen einerseits und die jeweils zugeordneten Antriebszylinder andererseits zwischengeschaltet wird. Die beiden Vorgelege sind dabei in ihrer Geometrie und Kinematik derart gestaltet, dass sie nicht identisch sind. Stattdessen ist die Geometrie und/oder Kinematik der Vorgelege in einer Weise unterschiedlich gewählt, so dass die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder ausgeglichen wird. Da die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder nicht störungsbedingt ist, sondern auf ihrer bauartbedingten Systemungleichheit beruht, kann dieser Unterschied durch Zwischenschaltung der beiden mechanischen Vorgelege problemlos und dauerhaft ausgeglichen werden.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die beiden Antriebszylinder der Betätigungseinrichtung baugleich ausgebildet sind. Durch die baugleiche Ausbildung der Antriebszylinder wird die Anzahl der notwendigen Bauteile reduziert, wodurch sich Kosten einsparen lassen. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen mechanischen Vorgelege kann die durch die Reihenschaltung der beiden baugleichen Antriebszylinder verursachte Geschwindigkeitsdifferenz problemlos ausgeglichen werden.
  • Alternativ zur Verwendung von baugleichen Antriebszylindern ist es vorgesehen, dass der die Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders bildende Innendurchmesser einem ganzzahligen Wert in der Maßeinheit Millimeter, Zentimeter oder Zoll entspricht. Solche Antriebszylinder werden als Standard-Antriebszylinder bezeichnet, deren Innenquerschnitt in regelmäßigen Abständen abgestuft ist. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Vorgelegen in der Betätigungseinrichtung wird es möglich, dass beide Antriebszylinder als Standard-Antriebszylinder ausgebildet sind. Die dabei unter Reihenschaltung auftretenden Geschwindigkeitsdifferenzen werden durch die Vorgelege ausgeglichen.
  • Die Geometrie bzw. Kinematik der beiden mechanischen Vorgelege zum Ausgleich der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Antriebszylindern ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die mechanischen Vorgelege in der Art von Dreiecklenkern ausgebildet. Diese Dreiecklenker sind durch eine scheibenförmige Bauteilstruktur charakterisiert, die in drei Drehgelenken gelagert wird.
  • Die Verbindungslinie zwischen den drei Drehgelenken bildet dabei jeweils ein Dreieck. Um erfindungsgemäß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Antriebszylindern ausgleichen zu können, werden die beiden Dreiecklenker jeweils unterschiedlich groß geformt. Die beiden Dreiecke der beiden Dreiecklenker weisen also eine unterschiedliche Größe auf. Zugleich ist vorgesehen, dass die beiden Dreiecke einander ähnlich sind. Ähnlichkeit in diesem Sinne bedeutet, dass alle Zwischenwinkel der beiden Dreiecke an den beiden Dreiecklenkern gleich gewählt sind. Aufgrund dieser geometrischen Ähnlichkeit (Identität der Zwischenwinkel) und gleichzeitiger Größendifferenz (die Seiten der beiden Dreiecke sind jeweils unterschiedlich lang) wird erreicht, dass die beiden Dreiecklenker die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder ausgleichen können.
  • Um die Stellbewegung auf die zugeordnete Getriebeanordnung übertragen zu können, sollte ein Drehgelenk des Dreiecklenkers jeweils mit der Getriebeanordnung verbunden sein.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn an einem Drehgelenk der Dreiecklenker jeweils die Stellbewegung der zugeordneten Antriebszylinder übertragen wird.
  • Weiterhin sollte ein Drehgelenk der Dreiecklenker jeweils in einem Festlager, beispielsweise an der Karosserie, gelagert sein.
  • Auch die beiden Antriebszylinder sollten mit jeweils einem Ende bevorzugt an einem Festlager, beispielsweise an der Karosserie, gelagert sein, um sich geeignet abzustützen. Der Abstand zwischen dem Festlager des ersten Antriebszylinders und dem Festlager des zugeordneten ersten Dreiecklenkers sollte dabei identisch mit dem Abstand zwischen dem Festlager des zweiten Antriebszylinders und dem Festlager des zugeordneten zweiten Dreiecklenkers übereinstimmen.
  • Nach einer gewissen Betriebszeit kann es an den beiden in Reihe geschalteten Antriebszylindern zu einem Verlust des eingeschlossenen Ölvolumens über die Kolbendichtungen kommen. Diese Leckage kann in den Endstellungen des Zylinderpaares ausgeglichen werden. Dazu wird zwischen dem Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders und dem Kreisvolumen des ersten Antriebszylinders eine Bypassleitung mit Überdruckventil vorgesehen. Um das Leckagevolumen wieder auszugleichen, kann das Zylinderpaar in die Endstellung verfahren und mit einem Überdruck beaufschlagt werden, so dass das Leckageöl aus dem Kreisvolumen des ersten Antriebszylinders über die Bypassleitung in das Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders gedrückt wird.
  • Welche Bauteile eines Verdecksystems mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung verstellt werden, ist grundsätzlich beliebig. In einer bevorzugten Variante ist es vorgesehen, dass die beiden Getriebeanordnungen die linke und rechte Seite eines verstellbaren Faltverdecks antreiben, da für die verstellbaren Faltverdecke ein besonders hohes Maß an Synchronität zwischen der Verstellbewegung der beiden Getriebeanordnungen notwendig ist.
  • Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs in schematisierter perspektivischer Ansicht;
  • 2 die rechte Seite der Betätigungseinrichtung gemäß 1 im ausgefahrenen Zustand;
  • 3 die Betätigungseinrichtung gemäß 2 im eingefahrenen Zustand;
  • 4 den hydraulischen Aufbau der Betätigungseinrichtung gemäß 1 als schematisiertes Blockschaltbild;
  • 5 das Blockschaltbild gemäß 2 erweitert um eine Bypassleitung zum Leckageausgleich.
  • 1 zeigt eine Betätigungseinrichtung 01 für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der erfindungsgemäßen Lehre. 1 enthält dabei nur die Elemente, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind. Auf der rechten Fahrzeugseite 02 ist ein erster Antriebszylinder 03 in einem Festlager 04 gelagert. Die Kolbenstange 05 des ersten Antriebszylinders 03 wirkt auf ein Drehgelenk 06 eines ersten Dreiecklenkers 07. Der Dreiecklenker 07 ist seinerseits mit einem Drehgelenk 38 in einem Festlager 08 an der rechten Fahrzeugseite 02 gelagert. Das verstellbare Ende des Dreiecklenkers 07 ist über ein Drehgelenk 09 und eine Koppelstange 39 mit einer ersten Getriebeanordnung 10, nämlich einem Viergelenklenker, verbunden. Die hintere Lenkerstange des Viergelenklenkers 10 weist dazu am unteren Ende einen winkelig abstehenden Lenkerfortsatz 41 auf, der starr mit der Lenkerstange des Viergelenklenkers 10 verbunden ist und über ein Drehgelenk 42 von der Koppelstange 39 angetrieben werden kann. Die erste Getriebeanordnung 10 ist dabei in den Festlagern 11 und 12 an der rechten Fahrzeugseite gelagert. Am oberen Lenker 13 der Getriebeanordnung 10 kann ein lediglich schematisch dargestelltes Bauteil 14, beispielsweise eine Querstrebe, eines verstellbaren Cabriolet-Verdecks mit seiner rechten Seite befestigt werden.
  • An der linken Fahrzeugseite 15 ist in gleicher Weise ein zweiter Antriebszylinder 16 vorgesehen, der auf einen Dreiecklenker 17 und eine nachgeordnete Getriebeanordnung 18 wirkt. Auch die Getriebeanordnung 18 ist als Viergelenklenker ausgebildet. Am oberen Lenker 19 der Getriebeanordnung 18 ist die linke Seite des Verdeckbauteils 14 angeschlagen. Zur Lagerung des Antriebszylinders 16, des Dreiecklenkers 17 und der zweiten Getriebeanordnung 18 an der linken Fahrzeugseite dienen die Festlager 20, 21, 22 und 23. Der zweite Dreiecklenker 17 ist in den Drehgelenken 24 und 25 mit dem Festlager 21 bzw. mit der Kolbenstange 32 des zweiten Antriebszylinders 16 verbunden. Im Drehgelenk 26 ist eine Koppelstange 40 angelenkt, die auf einen Lenkerfortsatz 43 am unteren Ende des hinteren Lenkers in der Getriebeanordnung 18 wirkt.
  • Zum ordnungsgemäßen Betrieb der Betätigungseinrichtung 01 ist es unbedingt erforderlich, dass die linke Seite und die rechte Seite des Verdeckbauteils 14 auf beiden Seiten des Fahrzeugs synchron verstellt werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine synchrone Verstellung der beiden Getriebeanordnungen 10 und 18 gewährleistet sein muss. Die beiden Antriebszylinder 03 und 16 sind dabei durch eine Verbindungsleitung 27 in Reihe geschaltet. Die Verbindungsleitung 27 verbindet das Ringvolumen 28 des ersten Antriebszylinders 03 mit dem Kreisvolumen 29 des zweiten Antriebszylinders 16. Bei Betrieb der Betätigungseinrichtung 01 wird das Kreisvolumen 30 des ersten Antriebszylinders über eine Druckleitung 31 mit Hydrauliköl beaufschlagt, um die Kolbenstange 05 auszufahren. Beim Ausfahren der Kolbenstange 05 verringert sich das Ringvolumen 28 und die im Ringvolumen 28 enthaltene Hydraulikflüssigkeit wird über die Verbindungsleitung 27 in das Kreisvolumen 29 übergepumpt, so dass die Kolbenstange 32 des zweiten Antriebszylinders 16 ausgefahren wird. Das im Kreisvolumen 33 des zweiten Antriebszylinders 16 enthaltene Hydrauliköl wird über eine Druckleitung 34 zurück in den Hydraulikkreislauf gepumpt.
  • Im Ergebnis ist also festzustellen, dass der aus dem Ringvolumen 28 des ersten Antriebszylinders 03 jeweils verdrängte Volumenstrom mit dem in das Kreisvolumen 29 des zweiten Antriebszylinders 16 eingepumpten Volumenstrom konstant groß ist. Damit gilt aber auch, dass die Ringfläche des Ringvolumens 28, die sich aus der Differenz des Innendurchmessers des Antriebszylinders 03 und dem Außendurchmesser der Kolbenstange 05 ergibt, multipliziert mit der Ausfahrgeschwindigkeit immer gerade gleich groß ist mit dem Produkt aus der Kreisfläche des Kreisvolumens 29, die sich aus dem Innendurchmesser des zweiten Antriebszylinders 16 ergibt, und der Ausfahrgeschwindigkeit der zweiten Kolbenstange 32. Es gilt also die Formel: A1(Ring)·S1 = A2(Kreis)·S2.
  • Stellt man diese Formel um, so ergibt sich das Verhältnis der beiden Ausfahrgeschwindigkeiten gemäß folgender Formel: S2/S1 = A1(Ring)/A2(Kreis)
  • Soll nun als erster Antriebszylinder ein Standard-Antriebszylinder mit einem Kolbendurchmesser von 22 mm und einem Kolbenstangendurchmesser von 10 mm verwendet werden und zugleich auch ein Standard-Antriebszylinder für den zweiten Antriebszylinder 16 mit einem Kolbendurchmesser von 20 mm verwendet werden, so ergibt sich beim Einsetzen der entsprechenden Größen für das Geschwindigkeitsverhältnis S2 zu S1 folgende Rechnung: S2/S1 = (222 – 102)·π/4/202·π/4 = 0,96.
  • Dies bedeutet mit anderen Worten, dass aufgrund der Reihenschaltung der beiden Antriebszylinder 03 und 16 bei gleichzeitiger Verwendung von Standard-Antriebszylindern mit ganzzahligen Werten für den Kolbendurchmesser und den Kolbenstangendurchmesser eine Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Kolbenstangen 05 und 32 vorhanden ist. Das heißt, die Ausfahrgeschwindigkeit bzw. Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange 32 beträgt nur 96% der Kolbenstange 05.
  • Um die systembedingte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Antriebszylindern 03 und 16 auszugleichen, werden zwischen die Antriebszylinder 03 und 16 einerseits und die beiden jeweils zugeordneten Getriebeanordnungen 10 und 18 andererseits jeweils die beiden Dreiecklenker 07 und 17 als Teil eines Vorgeleges zwischengeschaltet. Die beiden Dreiecklenker 07 und 17 sind dabei in ihrer Geometrie als ähnliche Dreiecke ausgebildet, wobei jedoch zwischen den beiden Dreiecklenkern ein Größenunterschied von 4% besteht. Das heißt mit anderen Worten, dass die Längen der drei Seiten des Dreiecklenkers 17 jeweils 4% kürzer sind als die entsprechenden Seiten des Dreiecklenkers 07. Durch diese Geometrie wird gewährleistet, dass die beiden Drehgelenke 09 und 26, die über die Koppelstangen 39 und 40 jeweils an den beiden Getriebeanordnungen 10 und 18 angeschlagen sind, mit synchronisierter Geschwindigkeit, das heißt ohne Geschwindigkeitsdifferenz, verfahren werden. Somit wird der gewünschte Synchronlauf der beiden Getriebeanordnungen 10 und 18 durch die im Vorgelege verwendeten Dreiecklenker 07 und 17 realisiert. Der Abstand zwischen den Festlagern 04 und 08 einerseits und den beiden Festlagern 20 und 21 andererseits ist dabei gerade gleich groß.
  • 2 zeigt die rechte Seite der Betätigungseinrichtung 01 im ausgefahrenen Zustand. Die Größenverhältnisse des Dreiecklenkers 07, der Koppelstange 39 und der Getriebeanordnung 10 mit dem Lenkerfortsatz 41 relativ zueinander sind dabei gegenüber der Darstellung in 1 zur besseren Erkennbarkeit der Funktion der einzelnen Teile leicht verändert.
  • 3 zeigt die rechte Seite der Betätigungseinrichtung 01 im eingefahrenen Zustand. In der Zusammenschau von 2 und 3 ist die Bewegungskinematik der Betätigungseinrichtung 01 beim Öffnen bzw. Schließen eines Verdecksystems erkennbar.
  • 4 zeigt das hydraulische Blockschaltbild der Betätigungseinrichtung 01 in schematisierter Ansicht. Die beiden Antriebszylinder 03 und 16 sind über Leitungen 31 und 34 mit einem Hydraulikölkreislauf verbunden, in den das Hydrauliköl mittels einer Hydraulikpumpe 35 umgepumpt werden kann. Das Ringvolumen 28 des ersten Antriebszylinders 03 steht über die Verbindungsleitung 27 mit dem Kreisvolumen 29 des zweiten Antriebszylinders 16 in Verbindung. Die beiden Kolbenstangen 05 und 32 wirken über die Dreiecklenker 07 und 17 auf die beiden Getriebeanordnungen 10 und 18. Die beiden Drehgelenke 06 und 25 werden aufgrund der Reihenschaltung der beiden Antriebszylinder 03 und 16 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten S1 und S2 aus- bzw. eingefahren. Das Verhältnis zwischen S1 und S2 beträgt dabei 96%. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Drehgelenk 25 im Betrieb der Betätigungseinrichtung 01 4% langsamer aus- bzw. eingefahren wird als das Drehgelenk 06. Durch die Kinematik und Geometrie der Dreiecklenker 07 und 17 wird diese Geschwindigkeitsdifferenz ausgeglichen, so dass die beiden Drehgelenke 09 und 26 mit der identischen Geschwindigkeit S3 synchron zueinander ausgefahren werden, um das Verdeckbauteil 14 im Synchronlauf bewegen zu können.
  • 5 zeigt das Blockschaltbild gemäß 2 erweitert durch eine Bypassleitung 36, die eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Kreisvolumen 30 des ersten Antriebszylinders 03 und dem Kreisvolumen 29 des zweiten Antriebszylinders 16 herstellt. Wurde aufgrund des Betriebes der Betätigungseinrichtung 01 Leckageöl aus dem Kreisvolumen 30 an der Kolbendichtung vorbei in das Ringvolumen 28 verdrängt, so befindet sich in dem aus dem Ringvolumen 28 und dem Kreisvolumen 29 gebildeten Flüssigkeitsreservat eine zu große Menge Öl. Um dieses Leckageöl wieder zurückzuführen, kann das Kreisvolumen 33 des zweiten Antriebszylinders 16 mit Überdruck beaufschlagt werden. Dieser Überdruck bewirkt zunächst, dass die Kolbenstange 32 in ihre Endstellung verfahren wird, wobei zunächst ein Restvolumen zwischen dem Kolben des Antriebszylinders 16 und der Grundfläche des Antriebszylinders 16 verbleibt, das dem Volumen des Leckageöls entspricht. Bei ausreichender Erhöhung des Druckvolumens im Kreisvolumen 33 wird dann dieses Leckageöl durch die Bypassleitung 36 vorbei an dem Überdruckventil 37 zurück in die Leitung 31 gepresst, bis der Kolben des Antriebszylinders 16 das Leckageöl vollständig aus dem Kreisvolumen 29 verdrängt hat.
  • Bezugszeichenliste
    • 01
    Betätigungseinrichtung
    02
    Rechte Fahrzeugseite
    03
    Erster Antriebszylinder
    04
    Festlager
    05
    Kolbenstange (erster Antriebszylinder)
    06
    Drehgelenk
    07
    Erster Dreiecklenker
    08
    Festlager
    09
    Drehgelenk
    10
    Erste Getriebeanordnung (Viergelenklenker)
    11
    Festlager
    12
    Festlager
    13
    Oberer Lenker der ersten Getriebeanordnung
    14
    Verdeckbauteil
    15
    Linke Fahrzeugseite
    16
    Zweiter Antriebszylinder
    17
    Zweiter Dreiecklenker
    18
    Zweite Getriebeanordnung (Viergelenklenker)
    19
    Oberer Lenker der zweiten Getriebeanordnung
    20
    Festlager
    21
    Festlager
    22
    Festlager
    23
    Festlager
    24
    Drehgelenk
    25
    Drehgelenk
    26
    Drehgelenk
    27
    Verbindungsleitung
    28
    Ringvolumen des ersten Antriebszylinders
    29
    Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders
    30
    Kreisvolumen des ersten Antriebszylinders
    31
    Druckleitung
    32
    Kolbenstange des zweiten Antriebszylinders
    33
    Kreisvolumen des zweiten Antriebszylinders
    34
    Druckleitung
    35
    Hydraulikpumpe
    36
    Bypassleitung
    37
    Überdruckventil
    38
    Drehgelenk
    39
    Koppelstange
    40
    Koppelstange
    41
    Lenkerfortsatz
    42
    Drehgelenk
    43
    Lenkerfortsatz
    44
    Drehgelenk

Claims (12)

  1. Betätigungseinrichtung (01) für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs mit zumindest zwei hydraulischen Antriebszylindern (03, 16), wobei der erste Antriebszylinder (03) seine Stellbewegung auf eine erste Getriebeanordnung (10) überträgt, und der zweite Antriebszylinder (16) seine Stellbewegung auf eine zweite Getriebeanordnung (18) überträgt, und wobei zur Verstellung des Verdecksystems ein Synchronlauf der ersten Getriebeanordnung (10) und der zweiten Getriebeanordnung (18) erforderlich ist, und wobei der erste Antriebszylinder (03) und der zweite Antriebszylinder (16) hydraulisch in Reihe geschaltet sind, so dass das Ringvolumen (28) des ersten Antriebszylinders (03) und das Kreisvolumen (29) des zweiten Antriebszylinders (16) über eine Verbindungsleitung (27) hydraulisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der das Ringvolumen (28) bildenden Ringfläche des ersten Antriebszylinders (03) und der das Kreisvolumen (29) bildenden Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders (16) eine Differenz besteht, wobei die beiden Antriebszylinder (03, 16) bei Verstellung des Verdecksystems aufgrund der Differenz zwischen der Ringfläche des ersten Antriebszylinders (03) und der Kreisfläche des zweiten Antriebszylinders (16) mit einer definierten Geschwindigkeitsdifferenz aus- und eingefahren werden, und wobei die erste Getriebeanordnung (10) und/oder die zweite Getriebeanordnung (18) jeweils mit einem mechanischen Vorgelege (07, 17) zusammenwirken, und wobei die beiden Vorgelege (07, 17) eine unterschiedliche Geometrie und/oder Kinematik aufweisen, die die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder (03, 16) ausgleicht.
  2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebszylinder baugleich ausgebildet sind.
  3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Kreisvolumen (29) des zweiten Antriebszylinders (16) bildende Innendurchmesser einem ganzzahligen Wert in der Maßeinheit Millimeter, Zentimeter oder Zoll entspricht.
  4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden mechanischen Vorgelege jeweils einen Dreiecklenker (07, 17) umfassen, die in jeweils drei Drehgelenken (38, 06, 09; 24, 25, 26) gelagert sind, wobei die Verbindungslinien zwischen den drei Drehgelenken (38, 06, 09; 24, 25, 26) der beiden Dreiecklenker (07, 17) jeweils ein Dreieck bilden, und wobei die beiden Dreiecke der Dreiecklenker (07, 17) eine unterschiedliche Größe aufweisen, und wobei die beiden Dreiecke der Dreiecklenker (07, 17) einander ähnlich sind und gleiche Zwischenwinkel aufweisen, und wobei die Größendifferenz der beiden Dreiecklenker (07, 17) die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Antriebszylinder ausgleicht.
  5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Drehgelenk (09, 26) der Dreiecklenker (07, 17) jeweils die Stellbewegung der Dreiecklenker (07, 17) auf die jeweils zugeordneten Getriebeanordnungen (10, 18) übertragen wird.
  6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk (09, 26) der Dreiecklenker (07, 17) über eine Koppelstange (39, 40) auf die jeweils zugeordneten Getriebeanordnungen (10, 18) wirkt.
  7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (39, 40) über ein Drehgelenk (42, 44) auf einen Lenkerfortsatz (41, 43) der jeweils zugeordneten Getriebeanordnung (10, 18) wirkt.
  8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Drehgelenk (06, 25) der Dreiecklenker (07, 17) jeweils die Stellbewegung der zugeordneten Antriebszylinder (03, 16) übertragen wird.
  9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehgelenk (24, 38) der Dreiecklenker (07, 17) jeweils in einem Festlager (08, 21) gelagert ist.
  10. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der beiden Antriebszylinder (03, 16) jeweils drehbar in einem Festlager (04, 20) gelagert ist, wobei der Abstand zwischen dem Festlager (04) des ersten Antriebszylinders (03) und dem Festlager (08) des zugeordneten ersten Dreiecklenkers (07) identisch mit dem Abstand zwischen dem Festlager (20) des zweiten Antriebszylinders (16) und dem Festlager (21) des zugeordneten zweiten Dreiecklenkers (17) übereinstimmt.
  11. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kreisvolumen (29) des zweiten Antriebszylinders (16) und dem Kreisvolumen (30) des ersten Antriebszylinders (03) eine Bypassleitung (36) mit Überdruckventil (37) vorgesehen ist, wobei das hydraulische Antriebsfluid bei Überschreiten eines vorgegebenen Überdrucks unter Umgehung des Ringvolumens (28) des ersten Antriebszylinders (03) direkt zwischen den Kreisvolumen (29, 30) der beiden Antriebszylinder (03, 16) überströmen kann.
  12. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebeanordnungen (10, 18) die linke und rechte Seite eines Verdeckbauteils (14) in einem verstellbaren Verdecksystem antreiben.
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