DE10310930A1

DE10310930A1 - Aktuatorsystem

Info

Publication number: DE10310930A1
Application number: DE2003110930
Authority: DE
Inventors: Lothar Dettling; Peer-Olaf Dipl.-Ing. Kober; Carsten Dipl.-Ing. Unruh
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aktuatorsystem, insbesondere zur Betätigung eines beweglichen Bauteils an einem Fahrzeug, beispielsweise eines Heckdeckels, aufweisend einen Aktuator mit einem Gehäuse (1) und einem Hubstangenelement (2), welches zwischen einer eingefahrenen Endposition und einer ausgefahrenen Endposition relativ zu dem Gehäuse (1) bewegbar ist. Das Aktuatorsystem weist zusätzlich ein Kraftelement (3, 4) auf, welches das Hubstangenelement (2) in Ausfahrrichtung so kraftbeaufschlagt, dass das Hubstangenelement (2) dabei in Ausfahrrichtung zumindest in der ausgefahrenen Endposition verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aktuatorsystem, insbesondere zur Betätigung eines beweglichen Bauteils an einem Fahrzeug, beispielsweise zur Betätigung eines Heckdeckels oder einer Abdeckplatte oder dergleichen.
Dem Trend zu immer weitergehender Automatisierung von kinematischen Abläufen bei der Handhabung von Automobilen folgend, werden seit geraumer Zeit bereits mittels Aktuatoren aktiv zu öffnende und zu schließende Bauteile, wie z.B. Heckdeckel oder Abdeckklappen oder Türen eines Fahrzeugs, vorgesehen.

Ein aktives Stellsystem zum Öffnen und Schließen insbesondere einer Klappe oder einer Tür eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise aus DE 19740029 bekannt. Dabei dient ein Aktuator, bestehend aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung, dem Öffnen und Schließen einer entsprechenden Klappe oder Tür. Der Öffnungs- und Schließmechanismus erfordert dabei ein sehr komplexes Stellsystem, bestehend aus Druckbegrenzungs- und Schaltventilen, insbesondere, um eine Notbetätigung bei eventuellem Ausfall des dort vorgeschlagenen aktiven Stellsystems sicherzustellen. Vielfältige Drucksteuervorgänge sind erforderlich, um dabei unter allen Umständen eine halbwegs zuverlässige Handhabbarkeit sicherzustellen.

Zwar bietet das aktive Stellsystem gemäß DE 19740029 zusätzlich eine Unterstützung zur Notbetätigung per Hand, jedoch sind dazu, wie generell bei auf dem Markt bisher bekannten Öffnungs- und Schließsystemen, aufwändige Druckregelmechanismen auch zum Offenhalten der so betätigten Türen oder Klappen vorgesehen. Speziell ist es dabei nötig, wie gemäß dem genannten System ersichtlich, relativ komplizierte Aktuatoriken für eine Notbetätigung vorzusehen. Darüber hinaus bleibt es bei einer relativ schwergängigen Türen-/Klappenbetätigung beim manuellen Betrieb, und es treten relativ hohe Kräfte und Momente in den entsprechenden Kinematiken auf, was eine relativ massive und kostenaufwendige Auslegung von Anlenkhebeln, Lagerstellen etc. notwendig macht. Dies gilt generell insbesondere auch dann, wenn das automatische Öffnungs- und Schließsystem kinematisch von dem eigentlichen Offenhaltesystem, häufig bestehend aus speziell dimensionierten Gasdruckfedern, getrennt vorgesehen ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aktuatorsystem, insbesondere zur Betätigung eines beweglichen Bauteils an einem Fahrzeug, beispielsweise eines Heckdeckels, vorzusehen, welches die Nachteile der bekannten Systeme des Standes der Technik überwindet, um bei relativ einfacher kostengünstiger Realisierbarkeit insbesondere eine zuverlässige Offenhalte- und/oder Öffnungs- und Schließfunktion, insbesondere auch im Handbetrieb, zu bieten, ohne aufwändige bauliche Maßnahmen treffen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Aktuatorsystem gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß dient das Aktuatorsystem insbesondere der Betätigung eines beweglichen Bauteils an einem Fahrzeug, beispielsweise der gesteuerten Bewegung und Betätigung eines Heckdeckels oder einer Abdeckklappe eines solchen Fahrzeugs. Das Aktuatorsystem weist erfindungsgemäß einen Aktuator mit einem Gehäuse und einem Hubstangenelement auf, welches zwischen einer eingefahrenen Endposition und einer ausgefahrenen. Endposition relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, also vor- und zurückbewegbar. Das Hubstangenelement des Aktuators führt dabei eine Bewegung aus, welche über entsprechende Anlenkpunkte an dem Hubstangenelement bzw. dem Gehäuse des Aktuators auf das so bewegliche Bauteil übertragbar ist. Erfindungsgemäß weist das Aktuatorsystem ein zusätzliches Kraftelement auf, welches das Hubstangenelement in Ausfahrrichtung so mit Kraft beaufschlagt, dass das Hubstangenelement dadurch. in Ausfahrrichtung zumindest in der ausgefahrenen Endposition verbleibt. Die vom erfindungsgemäßen zusätzlichen Kraftelement aufgebrachte Kraft wirkt also direkt oder indirekt auf das Hubstangenelement des Aktuators und stellt somit, da dieses Hubstangenelement auf diese Weise zumindest in der ausgefahrenen Endposition verbleibt, ein in das Aktuatorsystem integriertes Offenhaltesystem dar.

Erfindungsgemäß sind somit keine zusätzlichen Gasdruckfederelemente oder sonstige Offenhaltesysteme erforderlich, welche ansonsten zusätzlich zu einem entsprechenden Aktuator Verwendung finden. Auch sind keine zusätzlichen Kinematiken und kein aufwändiges Regelsystem mit den dazu nötigen zusätzlichen Ventil- und Steuereinheiten und massiven Anlenk-, Hebel- und Lagerstellen notwendig. Vielmehr ist das Offenhaltesystem über das zusätzliche Kraftelement gemäß der Erfindung in das erfindungsgemäße Aktuatorsystem integriert, was auch einen Bauraumvorteil bedeutet. Generell ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Aktuatorsystems ein mit verhältnismäßig geringem konstruktivem Aufwand kostengünstig herzustellendes Aktuatorsystem.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Hubstangenelement in Ausfahrrichtung durch das zusätzliche Kraftelement so kraftbeaufschlagt, dass dadurch die Be wegung des Hubstangenelements in Ausfahrrichtung erfolgen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass keine weiteren Aktuatorkräfte in Ausfahrrichtung nötig sind, um die entsprechende Bewegung in Ausfahrrichtung vorzunehmen.

Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bietet sich die Möglichkeit, ein Aktuatorsystem vorzusehen, welches besonders einfach konstruiert werden kann und keine besonderen zusätzlichen Aktuatorelemente beinhalten muss, welche die Ausfahrbewegung vornehmen. Auch dadurch kann eine besonders einfache Konstruktion realisiert werden.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems, bei welcher die Kraftbeaufschlagung durch das zusätzliche Kraftelement auf das Hubstangenelement des Aktuators im Wesentlichen gleich oder geringfügig höher ist als die Kraft, welche eigentlich zumindest zum Verbleiben in der ausgefahrenen Endposition des Hubstangenelements und/oder zur Bewegung in Ausfahrrichtung nötig ist. Auf diese Art und Weise ist auch bei Handbetätigung ein mit relativ geringem Kraftaufwand verbundene Offenhaltung und/oder ein entsprechender Öffnungs- und Schließvorgang erreichbar, gleichzeitig können die Anlenkpunkte, Lagerstellen und Hebel so dimensioniert werden, dass sie genau auf die erforderlichen, entsprechend möglichst niedrig ausgelegten Kraftniveaus angepasst sind, und es ist nicht erforderlich, hier zusätzlich besonders entsprechend massive und überdimensionierte Konstruktionselemente verwenden zu müssen oder spezielle entsprechende Aktuator-Regelungen oder -Steuerungen vorsehen zu müssen. Bevorzugt ist insbesondere ein Kraftniveau der Kraftbeaufschlagung durch das zusätzliche Kraftelement, welches im Bereich von 2 bis 20 N höher liegt als die eigentlich rechnerisch erforderliche Gleichgewichtskraft zum Öffnen und/oder Offenhalten des durch das erfindungsgemäße Aktuatorsystem betätigten und bewegten Bauteils. Bevorzugter ist ein Bereich des Kraftniveaus, welcher um 5 bis 10 N über dem eigentlich erforderlichen Gleichgewichtskraft-Niveau liegt.

Durch geeignete Auswahl des Kraftniveaus und gegebenenfalls des entsprechenden Kraft-Weg-Verlaufs des zusätzlichen Kraftelements ist es erfindungsgemäß insbesondere möglich, auf besonders aufwendige Regel- und Steuermechanismen des Aktuators unter Verwendung von beispielsweise Proportionalventilen oder Ähnlichem zu verzichten, da bereits durch die erfindungsgemäß vorteilhafte Auslegung des zusätzlichen Kraftelements eine unter allen Umständen zuverlässige Funktion des Aktuatorsystems gemäß der Erfindung möglich ist.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das zusätzliche Kraftelement in dem Gehäuse des Aktuators selbst angeordnet ist. Auf diese Art und Weise ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion, welche insbesondere die auftretenden Kräfte in dem Aktuatorgehäuse selbst aufnimmt, was zu einer besonders einfach zu realisierenden und dennoch stabilen Gestaltung des so bevorzugt ausgeführten erfindungsgemäßen Aktuatorsystems führt. Gleichzeitig können die Herstellungskosten dadurch besonders gering gehalten werden, da keine aufwändigen Kraftübertragungselemente zur Übertragung der Kraft des zusätzlichen Kraftelements auf das Hubstangenelement benötigt werden. Vielmehr kann die Kraftübertragung im Wesentlichen unmittelbar von dem zusätzlichen Kraftelement auf das Hubstangenelement des Aktuators erfolgen.

Bei bestehenden Bauraumproblemen, welche eine ausreichend große Dimensionierung des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems mit in dem Gehäuse des Aktuators angeordnetem zusätzlichen Kraftelement nicht erlauben, kann es vorteilhaft sein, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das zusätzliche Kraftelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements mittels eines Kraftübertragungsfluids erfolgt. Dabei ist das Kraftübertragungsfluid zwischen dem zusätzlichen Kraftelement und dem Hubstangenelement des Aktuators angeordnet.

Je nach zur Verfügung stehendem Einbauraum kann es bei einem außerhalb des Gehäuse angeordneten zusätzlichen Kraftelement gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das zusätzliche Kraftelement außerhalb des Gehäuses in einem starr mit dem Gehäuse verbundenen Zusatzgehäuse aufgenommen ist. Dieses starr mit dem Gehäuse verbundene Zusatzgehäuse kann dabei insbesondere auch einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit eines starren Anschlusses beispielsweise in Form eines Schraubanschlusses, welcher das Gehäuse und das Zusatzgehäuse starr miteinander verbindet. Auch eine Verschweißung, Verklebung oder Ähnliches des Gehäuses mit dem Zusatzgehäuse ist denkbar und bietet eine konstruktive Maßnahme, welche mit geringen Herstellungskosten realisierbar ist.

Bei speziellen Bauraumproblemen kann es auch bevorzugt sein, dass gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das zusätzliche Kraftelement außerhalb des Gehäuses in einem über eine Rohrleitung mit dem Gehäuse verbundenen Aufnahmegehäuse für das zusätzliche Kraftelement aufgenommen ist. Die entsprechende Rohrleitung kann dabei ausreichend flexibel sein, um auch eine weiter von dem eigentlichen Gehäuse des Aktuators entfernte Platzierung des Aufnahmegehäuses für das zusätzliche Kraftelement zu realisieren.

Es sei angemerkt, dass, wie bereits festgestellt, bei außerhalb des Gehäuses angeordnetem zusätzlichen Kraftelement, insbesondere auch im Fall der oben beschriebenen Ausführungsformen, die Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements des Aktuators mittels des Kraftübertragungsfluids von dem zusätzlichen Kraftelement auf das Hubstangenelement des Aktuators erfolgt, wobei entweder eine Fluidverbindung zwischen dem mit dem Gehäuse starr verbundenen Zusatzgehäuse bzw. eine Fluidverbindung zwischen dem Aufnahmegehäuse über die entsprechen de Rohrleitung besteht, um so die Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements mittels des Kraftübertragungsfluids zu realisieren.

Generell kann die Kraftankopplung zwischen dem Hubstangenelement und dem zusätzlichen Kraftelement bzw. dem Kraftübertragungsfluid bevorzugt über einen Hubstangenkolben erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zusätzliche Kraftelement ein Federelement, insbesondere ein Schraubenfederelement, welches den Hubstangenkolben des Aktuators erfindungsgemäß mit Kraftstoff beaufschlagt. Über eine geeignete Abstimmung des Kraft-Weg-Verlaufs, das heißt der Kennlinie, des bevorzugt vorgesehenen Federelements ist eine konstruktiv einfache und zuverlässige Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements möglich.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das zusätzliche Kraftelement auch. ein kompressibles Medium sein, welches ebenfalls einen bestimmen Kraft-Weg-Verlauf aufweist. Dieses kompressible Medium kann dabei, wie auch ein entsprechendes Federelement, in dem Gehäuse des Aktuators selbst oder in einem damit starr verbundenen Zusatzgehäuse oder in einem davon getrennten Aufnahmegehäuse, welches über eine Rohrleitung mit dem Gehäuse des Aktuators verbunden ist, aufgenommen sein.

Als kompressibles Medium kann dabei grundsätzlich jedes geeignete kompressible Medium Verwendung finden, insbesondere entsprechend reversibel kompressible Massen, wie Kautschukmassen oder Kunststoffmassen oder entsprechende Polymerelemente, aber auch in relativ weiten Bereichen kompressible Flüssigkeiten oder Gase.

Wie bereits festgestellt, erfolgt die Kraftübertragung bei außerhalb des Gehäuses des Aktuators angeordnetem Kraftüber tragungselement, das heißt sowohl im Fall eines Federelements als auch im Fall eines kompressiblen Mediums, mittels eines zusätzlichen Kraftübertragungsfluids, welches dabei bevorzugt inkompressibel oder zumindest im Wesentlichen inkompressibel ist.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems, bei welchem der entsprechende Aktuator hydraulisch betätigbar ist. In diesem Fall kann das Gehäuse insbesondere so ausgestaltet sein, dass der Hubstangenkolben des Hubstangenelements des Aktuators über ein Aktuatorfluid im Innern des Gehäuses so mit Druck beaufschlagbar ist, dass er zwischen einer eingefahrenen Endposition und einer ausgefahrenen Endposition relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, das Aktuatorsystem in einem solchen Fall unter Verwendung des kompressiblen Mediums als zusätzliches Kraftelement oder des zusätzlichen Kraftübertragungsfluids zur Übertragung der Kraft eines solchen zusätzlichen Kraftelements das erfindungsgemäße Aktuatorsystem als an sich bekannten zweiseitig wirkenden Hydraulikzylinder zu konstruieren. Dabei kann die eine Seite des Hubstangenkolbens mit dem Aktuatorfluid steuerbar druckbeaufschlagt werden, während die andere Seite des Hubstangenkolbens durch das zusätzliche Kraftelement unmittelbar oder mittelbar über das Kraftübertragungsfluid kraftbeaufschlagt sein kann. Spezielle aufwändige Ventil- und Regelsysteme sind des Weiteren nicht erforderlich.

Eine der hydraulischen Aktuatorbetätigung vergleichbare Aktuatorsystemgestaltung lässt sich auch realisieren, falls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Aktuator des Aktuatorsystems pneumatisch betätigbar ist. Dabei kann das Hubstangenelement durch Zusammenwirken von Luftdruckbeaufschlagung und Kraftbeaufschlagung durch das zusätzliche Kraftelement unmittelbar, oder über das Kraftübertragungsfluid mittelbar, entsprechend hin- und herbewegbar sein bzw. zumindest in der ausgefahrenen Endposition durch die Kraftbeaufschlagung durch das zusätzliche Kraftelement verbleiben.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch auch denkbar, dass der Aktuator des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems elektrisch betätigbar ist, wobei dann wiederum die Kraftbeaufschlagung gemäß der Erfindung wie in den obigen Ausführungsformen erläutert realisiert werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der detaillierteren Beschreibung einzelner Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlicher werden, wobei

1a eine erste bevorzugte Ausführungsform des Aktuatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Federelement als zusätzlichem Kraftelement zeigt,

1b eine erste bevorzugte Ausführungsform des Aktuatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem kompressiblen Medium als zusätzlichem Kraftelement zeigt,

2a eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Aktuatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Federelement als zusätzlichem Kraftelement zeigt,

2b eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems mit einem kompressiblen Medium als zusätzlichem Kraftelement zeigt,

3a eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems mit einem Federelement als zusätzlichem Kraftelement zeigt, und

3b eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems mit einem kompressiblen Medium als zusätzlichem Kraftelement zeigt.

Generell bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeicher gleiche Elemente, wobei aus Gründen der Klarheit auf bereits beschriebene Elemente in den einzelnen Figuren nicht jeweils nochmals Bezug genommen wird. Allgemein bezeichnet in den Figuren Bezugszeichen 1 ein Gehäuse eines Aktuators des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems, Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Hubstangenelement des Aktuators, Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Federelement, welches als zusätzliches Kraftelement des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems dient, Bezugszeichen 4 bezeichnet ein kompressibles Medium, welches als zusätzliches Kraftelement gemäß der Erfindung dient, Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Kraftübertragungsfluid, Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Zusatzgehäuse, Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Rohrleitung, Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Aufnahmegehäuse, Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Hubstangenkolben des Hubstangenelements 2 des Aktuators, Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Aktuatorfluid des Aktuators, Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Gehäusekopf des Gehäuses 1 des Aktuators, Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Stangenkopf des Hubstangenelements 2 des Aktuators, und Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Kraftübertragungskolben, welcher die Kraft des Federelements 3 oder des kompressiblen Mediums 4 auf das Kraftübertragungsfluid 5 überträgt bzw. für eine entsprechende Kraftankopplung sorgt.
1a zeigt in einer teilweise freigeschnittenen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Aktuatorsystem gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei als zusätzliches Kraftelement ein Federelement 3 vorgesehen ist. Der Aktuator weist ein Aktuator-Gehäuse 1 auf, in welchem ein Hubstangenelement 2 zwischen einer eingefahrenen Endposition (in 1a dargestellt) und einer ausgefahrenen Endposition (hier nicht gezeigt) bewegbar ist. Über einen Rohrleitungsanschluss kann entsprechend ein Aktuatorfluid 10 in den Zwischenraum zwischen dem Hubstangenelement 2 und dem Gehäuse 1 des Aktuators steuerbar eingeleitet und/oder abgeleitet werden. Das Aktuatorfluid 10 drückt dabei auf den Hubstangenkolben 9. Von der Gegenseite drückt das Federelement 3 gegen den Hubstangenkolben 9 und sorgt dafür, dass das Hubstangenelement 2 in Ausfahrrichtung so kraftbeaufschlagt ist, dass es dadurch in Ausfahrrichtung in Bewegung gesetzt werden kann, sobald der Druck aufgrund der Druckbeaufschlagung durch das Aktuatorfluid 10 auf der anderen Seite des Hubstangenkolbens 9 steuerbar so reduziert ist, dass die resultierende Kraft in Ausfahrrichtung wirkt. Die Kraftbeaufschlagung durch das Federelement 3 ist dabei bevorzugt so gewählt, dass zum einen die Bewegung in Ausfahrrichtung erfolgen kann und erfindungsgemäß zum andern das Hubstangenelement 2 in der ausgefahrenen Endposition verbleiben kann, ohne dass zusätzliche weitere Kraftbeaufschlagung in die entsprechende Richtung erforderlich ist. Über den Stangenkopf 12 und den Gehäusekopf 11 ist das erfindungsgemäße Aktuatorsystem an einem beweglichen Bauteil einerseits und an einem festen Rahmen eines Fahrzeugs andererseits anlenkbar. Durch entsprechende Betätigung des Aktuatorsystems kann somit ein bewegliches Bauteil eines Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Heckdeckel, über die Steuerung des Drucks des Aktuatorfluids hin- und herbewegt werden. Die Kraftbeaufschlagung durch das hier in 1a als Schraubenfeder ausgeführte Federelement 3 wird dabei bevorzugt so gewählt, dass diese Beaufschlagung in Richtung der Ausfahrrichtung des Hubstangenelements 2 geringfügig größer ist als die Kraft, welche eigentlich zum Verbleiben in der ausgefahrenen Endposition und/oder zur Bewegung in Ausfahrrichtung nötig ist. Eine komplizierte und aufwendige Steuerung des Drucks des Aktuatorfluids 10 ist somit nicht erforderlich, um ein zuverlässiges Bewegen und/oder Verharren des Hubstangenelements in seiner Endposition zu ermöglichen. Ferner wirken die Reaktionskräfte des Federelements 3 innerhalb des Gehäuses 1 des Aktuators des erfindungsgemäßen Aktuator systems, da sich das Federelement 3 unmittelbar in dem Gehäuse befindet und sich auch gegen dieses Gehäuse abstützt.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Aktuatorsystems gemäß 1b unterscheidet sich von derjenigen der 1a lediglich dadurch, dass anstelle des Federelements 3 hier ein kompressibles Medium 4 verwendet wird, durch welches die erfindungsgemäße Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements in Ausfahrrichtung realisiert wird. Ansonsten gilt das zur 1a Gesagte hier entsprechend.
Als kompressibles Medium kann insbesondere ein geeignetes Polymer, Kautschuk oder auch ein geeignetes kompressibles Gas der Ähnliches dienen.
2a zeigt eine teilweise freigeschnittene Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems, bei welcher das erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Kraftelement, hier ein Federelement 3, nicht unmittelbar in dem Gehäuse 1 des Aktuators angeordnet ist, sondern in einem starr mit dem Gehäuse 1 verbundenen Zusatzgehäuse 6 aufgenommen ist. Das Federelement 3 drückt dabei auf einen Kraftübertragungskolben 13, welcher diese Kraft wiederum auf ein Kraftübertragungsfluid 5 überträgt, welches die Kraft entsprechend auf den Hubstangenkolben 9 des Hubstangenelements 2 des Aktuators überträgt. Somit ist über das Federelement 3, den Kraftübertragungskolben 13, das Kraftübertragungsfluid 5 und den Hubstangenkolben 9 das Hubstangenelement 2 in Ausfahrrichtung gemäß der Erfindung kraftbeaufschlagt.
Es sei angemerkt, dass das Zusatzgehäuse 6 insbesondere an dem Gehäuse 1 angeschraubt, angeschweißt oder angeklebt sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass das Gehäuse 1 und das Zusatzgehäuse 6 bereits als einstückige Einheit hergestellt werden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 2a weist den Vorteil auf, dass damit, solange ausreichend Bauraum vorhanden ist, eine Anpassung der Dimensionierung des Federelements 3 (zum Beispiel größerer Federdurchmesser) realisierbar ist, als dies im Fall eines im Gehäuse 1 selber integrierten Federelements 3 möglich wäre. Somit kann ein solches Aktuatorsystem gemäß der Ausführungsform der 2a an unterschiedlichste Einbausituationen kräftemäßig gut angepasst werden.
2b zeigt im Prinzip eine zur 2a identische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass anstelle eines Federelements 3 in dem Zusatzgehäuse 6 nun im Fall der Ausführungsform der 2b ein kompressibles Medium 4 Verwendung findet. Ansonsten gilt alles weiter oben zu den einzelnen Gestaltungselementen Gesagte, speziell bezüglich des Federelements 3, auch im Fall der Ausführungsform der 2b (mit kompressiblem Medium 4) entsprechend.
3a zeigt eine teilweise freigeschnittene Ansicht einer dritten bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems, wobei das zusätzliche Kraftelement außerhalb des Gehäuses 1 in einem Aufnahmegehäuse 8 angeordnet ist und über eine Rohrleitung 7 mit dem Gehäuses 1 verbunden ist. Die Druckbeaufschlagung erfolgt, ähnlich wie im Fall der 2a und 2b, mittels des Kraftübertragungsfluids 5.
Gemäß der Ausführungsform der 3a ist es möglich, ein Aktuatorsystem vorzusehen, welches einerseits über einen weiten Bereich der Kraftbeaufschlagung durch ein zusätzliches Kraftelement 3 an unterschiedlichste Anwendungen angepasst werden kann, gleichzeitig bietet sich durch die Möglichkeit, das Aufnahmegehäuse 8 des zusätzlichen Kraftelements 3 über eine Rohrleitung auch weiter von dem eigentlichen Aktuatorgehäuse 1 entfernt anzuordnen, der Vorteil auf beengte Einbauverhältnisse am Ort des Aktuators selbst entsprechend durch räumli che Verlagerung des zusätzlichen Kraftelements reagieren zu können.
3b zeigt im Wesentlichen die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß 3a, wobei der Unterschied zur Ausführungsform der 3a lediglich darin besteht, dass im Fall der 3b anstelle eines Federelements 3 ein kompressibles Medium 4 als zusätzliches Kraftelement gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Ansonsten gilt auch im Fall der 3b das weiter oben bezüglich der übrigen Gestaltungselemente der Erfindung Gesagte entsprechend.
Es sei angemerkt, dass alle in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung eine hydraulische Aktuatorbetätigung zeigen. Erfindungswesentlich ist jedoch allein die erfindungsgemäße Kraftbeaufschlagung durch ein zusätzliches Kraftelement, wobei zumindest zum Halten des Hubstangenelements in seiner ausgefahrenen Endposition keine weiteren Steuer- und Regelelemente oder zusätzliche Offenhalteelemente benötigt werden. Dieses Prinzip der Kraftbeaufschlagung, welche weitere zusätzliche Offenhaltesysteme überflüssig macht, ist dabei auch mit pneumatisch oder elektrisch betriebenen Aktuatoren realisierbar.
Aufgrund der bevorzugten Anpassung des Kraftniveaus der erfindungsgemäßen Kraftbeaufschlagung bedarf es beim erfindungsgemäßen Aktuatorsystem auch keinerlei weiterer Regel- und Steuerelemente, um das Hubstangenelement beispielsweise bei Handbetrieb in Ausfahrrichtung zu bewegen.
Die Erfindung betrifft

Claims

Aktuatorsystem, insbesondere zur Betätigung eines beweglichen Bauteils an einem Fahrzeug, beispielsweise eines Heckdeckels, aufweisend einen Aktuator mit einem Gehäuse (1) und einem Hubstangenelement (2), welches zwischen einer eingefahrenen Endposition und einer ausgefahrenen Endposition relativ zu dem Gehäuse (1) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorsystem ein zusätzliches Kraftelement (3, 4) aufweist, welches das Hubstangenelement (2) in Ausfahrrichtung so kraftbeaufschlagt, dass das Hubstangenelement (2) dadurch in Ausfahrrichtung zumindest in der ausgefahrenen Endposition verbleibt.
Aktuatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubstangenelement (2) in Ausfahrrichtung durch das zusätzliche Kraftelement (3, 4) so kraftbeaufschlagt ist, dass dadurch eine Bewegung in Ausfahrrichtung erfolgen kann.
Aktuatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbeaufschlagung im Wesentlichen gleich oder geringfügig höher ist als die Kraft, welche eigentlich zumindest zum Verbleiben in der ausgefahrenen Endposition und/oder zur Bewegung in Ausfahrrichtung nötig ist, ins besondere bevorzugt um 2 bis 20 N höher, bevorzugter um 5 bis 10 N höher.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement (3, 4) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement (3, 4) außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist und die Kraftbeaufschlagung des Hubstangenelements (2) mittels eines Kraftübertragungsfluids (5) erfolgt.
Aktuatorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement (3, 4) außerhalb des Gehäuses (1) in einem starr mit dem Gehäuse (1) verbundenen Zusatzgehäuse (6) aufgenommen ist.
Aktuatorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement (3, 4) außerhalb des Gehäuses (1) in einem über eine Rohrleitung (7) mit dem Gehäuse verbundenen Aufnahmegehäuse (8) für das zusätzliche Kraftelement (3, 4) aufgenommen ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement ein Federelement (3) ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Kraftelement ein kompressibles Medium (4) ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator hydraulisch betätigbar ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator pneumatisch betätigbar ist.
Aktuatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator elektrisch betätigbar ist.