DE4418776A1 - Druckmittel-Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittel-Schaltungsanordnung,insbesondere zur hydraulischen Betätigung eines Cabrio-Verdeckes, mit zumindest einem Arbeitszylinder, von dem ein Arbeitsraum mit dem Zulauf und der andere mit dem Ablauf einer reversierbaren Pumpe verbunden ist, sowie einer in die Verbindungsleitungen eingeschalteten Ventilanordnung zur Ermög­ lichung einer Verstellung des Arbeitszylinders bei Wegfall des Arbeits­ druckes.

Wenn bei derartigen Anordnungen beispielsweise die Stromversorgung der Pumpe, die Pumpe selbst bzw. deren Steuerung oder dergleichen aus­ fällt, muß üblicherweise sichergestellt sein, daß das vom Arbeitszy­ linder betätigte Element, also etwa das Verdeck eines Cabrios, von Hand bewegt, also das Cabrio-Verdeck geschlossen, werden kann. Bei den be­ kannten Anordnungen der genannten Art müssen zumeist ein oder mehrere Ventile von Rand geöffnet oder geschlossen werden um eine nachfolgende Betätigung des Cabrio-Verdeckes oder dergleichen unmittelbar von Rand oder über eine von Rand betätigte Notpumpe zu gewährleisten, wobei die erwähnte Ventilanordnung bevorzugt natürlich so - etwa in einem Kraft­ fahrzeug - angebracht sein muß, daß sie auch in einem derartigen Notfall einfach und rasch zugänglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Druckmittel-Schal­ tungsanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Verstellung des Arbeitszylinder bei Wegfall des Arbeitsdruckes einfach und rasch durchführbar ist.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Schaltungsan­ ordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Ventilanordnung ein über das Druckmittel in den Verbindungsleitungen betätigbares Schaltorgan mit drei Schaltstellungen aufweist, in dessen bei drucklosen Verbindungsleitungen selbsttätig zentrierter Mittel­ stellung alle Anschlüsse geöffnet sind und in dessen beiden anderen Schaltstellungen die jeweils druckführende Verbindungsleitung mit dem zugehörigen Arbeitsraum und die drucklose Verbindungsleitung mit dem anderen Arbeitsraum verbunden ist. Damit kann im Bedarfsfalle ohne separate Betätigung irgendeiner Ventilanordnung oder dergleichen von Hand aus, das über den Arbeitszylinder betätigte Element - also insbesonders das Cabrio-Verdeck - praktisch sofort nach Wegfall des Arbeitsdruckes einfach und leicht in beliebige Richtung verstellt werden, wobei die Ventilanordnung die dies automatisch ermöglicht an beliebiger Stelle etwa in einem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann, da ja kein Zugriff dazu zur Ermöglichung dieser Verstellung notwendig ist.

Um eine Verbesserung der beschriebenen Art auch bei Arbeitszylindern mit einseitiger Kolbenstange und damit ungleichem Volumen der beiden Arbeitsräume des Arbeitszylinders zu erhalten, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die jeweils drucklose Verbindungsleitung zusätzlich mit einem Druckmittelreservoir in Verbindung stehen, über welches dann der erforder­ liche Volumenausgleich zwischen den beiden Arbeitsräumen stattfinden kann.

In besonders bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung haben die im Schaltorgan vorgesehenen Verbindungskanäle von den pumpenseitigen An­ schlüssen zu den arbeitszylinderseitigen Anschlüssen jeweils einen Rückschlag und eine diesem parallel geschaltete Drossel, wobei zur Betätigung des Schaltorgans eine vor der Drossel des jeweils druckführenden Anschlusses abzweigende Zuleitung zu einem Stellkolben oder dergleichen vorgesehen ist. Der am pumpenseitigen Anschluß wirkende Druck schließt dabei den Rückschlag, wonach der gesamte Volumenstrom über die Drossel verläuft. Dabei baut sich vor dieser ein entsprechender Druck auf, der über die genannte Zuleitung auf den Stellkolben wirkt, welcher das Schaltorgan von der Mittelstellung in die zugeordnete Schaltstellung bringt und dort dann auch hält. Bei Wegfall des Arbeitsdruckes - beispielsweise durch Stillsetzen der Pumpe - wird das Schaltorgan wieder selbsttätig in die zentrierte Mittelstellung gebracht, in der durch Öffnen aller Anschlüsse eine Handbetätigung des ansonsten über den Arbeitszylinder verstellten Elementes möglich ist.

In den arbeitszylinderseitigen Verbindungsleitungen können Druckbe­ grenzungsventile vorgesehen sein, welche beispielsweise verhindern, daß Verletzungen durch das Einklemmen von Personen bei schließendem Verdeck oder Beschädigungen der gesamten Anordnung durch eingeklemmte Fremdkörper auf­ treten können.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schaltorgan einen über beidseitig axial auf ihn wirkende Federn zwischen zwei Dichtsitzen beweglich zentrierten Schieber aufweist, daß die Federn des Schiebers sich an beidseitigen Stellkolben abstützen, welche in einer zen­ tralen topfförmigen Ausnehmung, deren Boden eine Verbindungsöffnung zum die Federn aufnehmenden Raum aufweist, die hülsenförmigen Rückschläge aufnehmen, an deren Boden die als Bohrungen ausgeführten Drosseln ausgebildet sind, und daß die pumpenseitigen Anschlüsse an der den Federn abgewandten Seite der Stellkolben einmünden. Dies ergibt einen konstruktiv sehr einfachen Aufbau der Ventilanordnung, die auch Montage und Wartung sehr erleichtert.

Bei der zuletzt angesprochenen Ausbildung kann der Bereich zwischen den beiden Dichtsitzen für den beweglichen Schieber bedarfsweise mit dem Druck­ mittelreservoir verbunden sein, was eine einfache Anordnung für die ange­ sprochene Verwendung mit einem Arbeitszylinder mit einseitigen Kolbenstange ergibt.

In besonders bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Schieber samt Federn und Stellkolben in einer durchgehenden, abgestuften und beidseitig über Dichtstopfen verschlossenen Bohrung eines eine Druckmittel­ pumpe samt pumpenseitigen Verbindungsleitungen aufweisenden Blockes ange­ ordnet sein, welcher außen die arbeitszylinderseitigen Anschlüsse und ge­ gebenenfalls einen Druckmittelreservoir-Anschluß aufweist. Damit sind mit Ausnahme des Arbeitszylinders und seinen Verbindungsleitungen alle Elemente der Schaltungsanordnung in einem Bock vereinigt, was Montage und Wartung sowie auch die Unterbringung der gesamten Anordnung beispielsweise in einem Kraftfahrzeug sehr vereinfacht.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei ein teil­ weise schematisches Schaltbild einer Druckmittel-Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein konkretes Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 strichpunktiert umrahmten und mit 11 bezeichneten Aggregats.

Die Druckmittel-Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dient zur hydraulischen Betätigung eines nicht weiter dargestellten Cabrio-Verdeckes mittels zweier Arbeitszylinder 1, von denen jeweils ein Arbeitsraum 2 (hier der stangen­ seitige Arbeitsraum) mit dem Zulauf 3 (bzw. 4) und der andere Arbeitsraum 5 (hier der kolbenseitige Arbeitsraum) mit dem Ablauf 4 (bzw. 3) einer rever­ sierbaren Pumpe 6 verbunden ist, welche über einen Elektromotor M antreibbar ist. In die Verbindungsleitungen 7, 8 von den Arbeitsräumen 2, 5 einerseits zu Zulauf bzw. Ablauf 3, 4 der Pumpe 6 andererseits ist eine Ventilanordnung 9 eingeschaltet, um eine Verstellung der Arbeitszylinder 1 auch bei Wegfall des Arbeitsdruckes zu ermöglichen, so daß das über die Arbeitszylinder 1 be­ tätigbare Verdeck in diesem Falle von Hand geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Die Ventilanordnung 9 weist ein über das Druckmittel in den Verbindungs­ leitungen 7, 8 betätigbares Schaltorgan 10 mit drei Schaltstellungen auf, in dessen dargestellter, bei drucklosen Verbindungsleitungen 7, 8 selbsttätig über Federn 11 zentrierten Mittelstellung, alle Anschlüsse (pumpenseitige Anschlüsse P_A, P_B; arbeitszylinderseitige Anschlüsse A, B; Druckmittel­ reservoir- bzw. Tankanschluß T) geöffnet sind. Diese Mittelstellung wird bei stehender Pumpe 6 und damit fehlender Druckmittelzufuhr über den jeweiligen Zulauf (3 bzw. 4) selbsttätig eingenommen und erlaubt eine Handverstellung der Kolben 12 in den Arbeitszylindern 1, wobei das entsprechende Über­ schieben von Druckmittel aus den Arbeitsräumen 2 bzw. 5 samt dem erforder­ lichen Volumenausgleich (über Anschluß T zum Druckmittelreservoir 13) er­ folgen kann.

Wird nun die Pumpe 6 durch entsprechende Drehung ihres Antriebsmotors M beispielsweise so bewegt, daß über den Zulauf 3 Druckmittel an den pumpen­ seitigen Anschluß P_A gelangt, so muß der entsprechende Volumenstrom bei mittels Feder 14 geschlossenem Rückschlag 15 über die Drossel 16 strömen, wodurch sich vor der Drossel 16 ein entsprechender Druck aufbaut, der mittels Zuleitung 17 an einem Stellkolben 18 gelangt. Bei entsprechend hohem Druck über die Zuleitung 17 bewegt der Stellkolben 18 das Schaltorgan 10 in der Darstellung nach rechts bis die zugehörige Endstellung bzw. äußere Schalt­ stellung eingenommen ist.

Wie aus der Darstellung des Schaltorganes 10 ersichtlich ist, ist in dieser dann eingenommenen Schaltstellung der über P_A anliegende Arbeitsdruck über die Drossel 16′ mit dem arbeitszylinderseitigen Anschluß A verbunden, wogegen der andere arbeitszylinderseitige Anschluß B sowie der Tankanschluß T mit dem pumpensaugseitigen Anschluß P_B über den dann geöffneten Rückschlag 15′ in Verbindung steht. Dabei kann das über die in der Darstellung nach rechts bewegten Kolben 12 aus den Arbeitsräumen 5 ausgeschobenen überflüssige Druckmittel ins Druckmittelreservoir 13 abströmen.

Beim nachfolgenden Stillsetzen der Pumpe 6 erfolgt über die Federn 11 wiederum ein Zentrieren des Schaltorgans 10 in die dargestellte Mittel­ stellung. Beim Reversieren der Pumpe 6 in die andere Drehrichtung, bei der das Druckmittel über den Zulauf 4 an den pumpenseitigen Anschluß P_B gelangt, geschieht sinngemäß das umgekehrte.

Es ist leicht einzusehen, daß bei kolbenstangenlosen Arbeitszylindern 1, bzw. Arbeitszylindern mit beidseitig herausgeführter, gleich dicker Kolben­ stange und damit einhergehenden gleichen Volumina in beiden Arbeitsräumen 2, 5 der Tankanschluß T prinzipiell nicht notwendig wäre - in der dargestellten mittleren Schaltstellung des Schaltorgans 10 würde für diesen Fall die eingetragene Verbindung zwischen den arbeitszylinderseitigen Anschlüssen A und B (ohne Verbindung zu T) genügen.

In den arbeitszylinderseitigen Verbindungsleitungen 7, 8 sind Druckbe­ grenzungsventile 19 vorgesehen, die einstellbar sind und beim Überschreiten eines gewissen Arbeitsdruckes in das Druckmittelreservoir 13 absteuern. Auf diese Weise kann die Verletzungsgefahr durch Einklemmen mit einem schließen­ den Verdeck oder dergleichen bzw. auch die Gefahr einer Beschädigung der Gesamtanordnung durch Einklemmen von Fremdkörpern vermieden werden.

Das in Fig. 1 mit II strichpunktiert umrandete Aggregat ist in Fig. 2 in einem Schnitt durch eine konkrete Ausführungsform dargestellt. Gleiche bzw. von der Funktion her entsprechende Elemente sind aus diesem Grunde in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.

Die in Fig. 2 nicht dargestellte, beispielsweise als Radialkolbenpumpe ausgebildete Pumpe ist in einer mittigen Bohrung 20 eines Blockes 21 an­ geordnet, von wo aus Leitungen 3, 4 zu den pumpenseitigen Anschlüssen P_A bzw. P_B führen. Das Schaltorgan 10 weist einen über die beidseitig axial auf ihn wirkenden Federn 11 zwischen zwei Dichtsitzen 22 beweglich zentrierten Schieber 23 auf. Die Federn 11 des Schiebers 23 stützen sich an den beid­ seitigen Stellkolben 18 ab, die über Dichtstopfen 24 gehalten sind. Der Schieber 23 ist samt Federn 11 und Stellkolben 18 in einer durchgehenden, abgestuften und über die Dichtstopfen 24 verschlossenen Bohrung 25 des Blockes 21 angeordnet, welche im gegenüber dem Mittelteil des Schiebers 23 erweiterten Mittelbereich zum Tankanschluß T führt. Die über nicht darge­ stellte O-Ringdichtungen abgedichteten Dichtstopfen 24 sind außen mittels Sprengringen 26 gehalten.

Die Stellkolben 18 nehmen in einer zentralen, topfförmigen Ausnehmung 27, deren Boden eine Verbindungsöffnung 28 zum die Federn 11 aufnehmenden Raum aufweist, die hier hülsenförmigen Rückschläge 15 auf, welche mittels ihrer Federn 14 ebenfalls an den Dichtstopfen 24 abgestützt sind und an deren Boden die als Bohrungen ausgeführten Drosseln 16 ausgebildet sind.

Von den die Federn 11 aufnehmenden Räumen zweigen die arbeitszylinder­ seitigen Anschlüsse A und B ab - die weiteren Verbindungsleitungen sind ebenso wie das Druckmittelreservoir selbst nicht dargestellt. Die sonstigen dargestellten Bohrungen bzw. Leitung sind im vorliegenden Zusammenhang unwesentlich.

Bezüglich der allgemeinen Funktionsbeschreibung des in Fig. 2 darge­ stellten Aggregats wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die ent­ sprechenden Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen. Dargestellt ist wiederum die zentrierte Mittelstellung des Schaltorgans 10 bzw. des Schiebers 23, in der sämtliche Anschlüsse geöffnet und damit eine Handverstellung von hier nicht weiter dargestellten Arbeitszylindern möglich ist. Beim Anlegen von Druck beispielsweise über P_A ist der entsprechende Rückschlag 15 geschlossen, womit sich zufolge der Drossel 16 Druck links vom Stellkolben 18 aufbaut und diesen so lange in der Darstellung nach rechts gegen die Wirkung der Feder 11 schiebt, bis der Schieber 23 getroffen wird und dieser am in der Darstellung linken Dichtsitz 22 anliegt. Damit ist die Druckverbindung zum Anschluß A geöffnet, wobei der Anschluß B auf vorher beschriebene Weise einerseits mit dem Tankanschluß T und andererseits mit dem pumpenseitigen Anschluß P_B verbunden ist. Bei Wegfall des Druckes kehrt der Schieber 23 wieder in die dargestellt Mittelstellung zurück. Beim Reversieren der nicht dargestellten Pumpe erfolgt sinngemäß wiederum das Umgekehrte.

Claims (7)

1. Druckmittel-Schaltungsanordnung, insbesonders zur hydraulischen Betätigung eines Cabrio-Verdeckes, mit zumindest einem Arbeitszylinder, von dem ein Arbeitsraum mit dem Zulauf und der andere mit dem Ablauf einer reversier­ baren Pumpe verbunden ist, sowie einer in die Verbindungsleitungen einge­ schalteten Ventilanordnung zur Ermöglichung einer Verstellung des Ar­ beitszylinders bei Wegfall des Arbeitsdruckes, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilanordnung (9) ein über das Druck­ mittel in den Verbindungsleitungen (3, 4) betätigbares Schaltorgan (10) mit drei Schaltstellungen aufweist, in dessen bei drucklosen Verbindungs­ leitungen (3, 4) selbsttätig zentrierter Mittelstellung alle Anschlüsse (P_A, P_B, A, B, T) geöffnet sind und in dessen beiden anderen Schalt­ stellungen die jeweils druckführende Verbindungsleitung (3, 4) mit dem zugehörigen Arbeitsraum (2, 5) und die drucklose Verbindungsleitung (4, 3) mit dem anderen Arbeitsraum (5, 2) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, mit einem Arbeitszylinder mit ein­ seitiger Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils drucklose Verbindungsleitung (4, 3) zusätzlich mit einem Druckmittelreservoir (13) in Verbindung steht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schaltorgan (10) vorgesehenen Verbindungskanäle von den pumpen­ seitigen Anschlüssen (P_A, P_B) zu den arbeitszylinderseitigen Anschlüssen (A, B) jeweils einen Rückschlag (15) und eine diesem parallel geschaltete Drossel (16) aufweisen und daß zur Betätigung des Schaltorgans (10) eine vor der Drossel (16) des jeweils druckführenden Anschlusses (P_A, P_B) ab­ zweigende Zuleitung (17) zu einem Stellkolben (18) oder dergleichen vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in den arbeitszylinderseitigen Verbindungsleitungen (7, 8) Druckbegrenzungsventile (19) vorgesehen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (10) einen über beidseitig axial auf ihn wirkenden Federn (11) zwischen zwei Dichtsitzen (22) beweglich zentrierten Schieber (23) auf­ weist, daß die Federn (11) des Schiebers (23) sich an beidseitigen Stell­ kolben (18) abstützen, welche in einer zentralen topfförmigen Ausnehmung (27), deren Boden eine Verbindungsöffnung (28) zum die Federn (11) auf­ nehmenden Raum aufweist, die hülsenförmigen Rückschläge (15) aufnehmen, an deren Boden die als Bohrungen ausgeführten Drosseln (16) ausgebildet sind, und daß die pumpenseitigen Anschlüsse (P_A, P_B) an der den Federn (11) abgewandten Seite der Stellkolben (18) einmünden.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen den beiden Dichtsitzen (22) für den beweglichen Schieber (23) mit dem Druckmittelreservoir (T, 13) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (23) samt Federn (11) und Stellkolben (18) in einer durch­ gehenden, abgestuften und beidseits über Dichtstopfen (24) verschlossenen Bohrung (25) eines eine Druckmittelpumpe (6) samt pumpenseitigen Ver­ bindungsleitungen (3, 4) aufweisenden Blockes (21) angeordnet ist, welcher außen die arbeitszylinderseitigen Anschlüsse (A, B) und ggf. einen Druck­ mittelreservoir-Anschluß aufweist.