-
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antriebszylinder
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Ein derartiger hydraulischer Antriebszylinder ist
aus EP-A-0309066 bekannt. Der Hydraulikzylinder besitzt zwei Verbindungen
zum Zuführen
und Abführen
von hydraulischem Fluid, wobei es möglich ist, dass die Kolbenstange
des Antriebszylinders hydraulisch nicht nur in den beiden Endpositionen,
sondern auch in einer Zwischenposition gehalten wird. Die Erfindung
betrifft insbesondere eine Klappdachanordnung, die mit einem hydraulischen
Antriebszylinder dieser Art versehen ist.
-
Doppelt wirkende hydraulische Antriebszylinder,
bei denen die Kolbenstange starr mit dem Kolben verbunden ist, sind
aus dem Stand der Technik bekannt. Die Kolbenstange eines Antriebszylinders dieser
Art hat zwei Endpositionen, nämlich
die vollständig
zurückgezogene
Position, in der der Kolben gegen die Zylinderbasis anliegt, und
die vollständig ausgefahrene
Position, in der der Kolben gegen den Zylinderkopf anliegt. Wenn
es erwünscht
ist, in einem Zylinder dieser Art die Kolbenstange in einer vorbestimmten
Zwischenposition stationär
zu halten, ist ein Sensor erforderlich, um die Position der Kolbenstange
zu detektieren, ferner sind Haltemittel erforderlich, um die Kolbenstange
in der beabsichtigten Zwischenposition zu fixieren. Bekannte Haltevorrichtungen
weisen beispielsweise eine Klemmvorrichtung für die Kolbenstange auf. Eine
andere bekannte Lösung
zum Fixieren der Kolbenstange in der Zwischenposition besteht darin,
einen Satz von hydraulisch betätigbaren
Ventilen, z. B. pilotbetätigten
Prüfventilen,
in den beiden Hydraulikleitungen vorzusehen, die zu den Kammern
des Zylinders führen,
wodurch verhindert werden kann, dass hydraulisches Fluid aus den Kammern
strömt,
so dass die Kolbenstange hydraulisch an Ort und Stelle gehalten
wird.
-
Ferner sind aus dem Stand der Technik
sogenannte Hydraulik-Tandemzylinder bekannt, bei denen zwei Anordnungen
aus Kolben und Kolbenstange, die in einer Reihe nacheinander angeordnet
sind, in dem Zylinderrohr vorgesehen sind; jede Anordnung weist
einen Kolben und eine Kolbenstange auf, die starr damit verbunden
ist. Die Kolbenstange einer Anordnung ist in diesem Fall nach auswärts gerichtet. Die
beiden Kolben bilden drei variable Kammern in dem zylindrischen
Raum, und es ist eine getrennte Verbindung zum Zuführen und
Abführen
von hydraulischem Fluid für
jede Kammer vorgesehen. Bei einem Zylinder dieser Art ist es möglich, durch
entsprechende Druckaufladung der drei Kammern eine Zwischenposition
für die
Kolbenstange zu erzielen, die nach außen vorsteht, wobei in der
Zwischenposition die Kolbenstange hydraulisch durch den Druck in
diesen Kammern in Position gehalten wird. Eine derartige Konstruktion
hat gegenüber
dem vorerwähnten Beispiel
den Vorteil, dass ein Sensor und eine zugeordnete Schaltung zum
Detektieren der Zwischenposition der Kolbenstange nicht notwendig
ist. Ein Nachteil im Vergleich zu einem doppelt wirkenden Zylinder
ist jedoch darin zu sehen, dass ein Tandem-Zylinder mehr oder komplexere hydraulische Ventile
benötigt,
um die Zuführung
und Abführung von
hydraulischem Fluid zu und von den drei Kammern des Tandem-Zylinders zu steuern.
-
Aufgabe der Erfindung ist, einen
hydraulischen Antriebszylinder mit zwei Verbindungen anzugeben,
wobei in dem Zylinder die Kolbenstange hydraulisch nicht nur in
den Endpositionen, sondern auch in einer Zwischenposition, die zwischen
den Endpositionen liegt, gehalten werden kann.
-
Mit vorliegender Erfindung wird ein
hydraulischer Antriebszylinder nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
des Antriebszylinders wie auch eine besonders vorteilhafte Verwendung
dieser Zylinder zur Betätigung
des rückwärtigen Teils
eines Faltdaches für
ein Cabrio sind in den Ansprüchen
und in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen
erläutert.
-
1 zeigt
eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform
des Hydraulik-Antriebszylinders nach der Erfindung,
-
2 zeigt
den Antriebszylinder nach 1 in
der ausgefahrenen Position,
-
3 zeigt
den Antriebszylinder nach 1 in
einer Zwischenposition,
-
4 zeigt
den Antriebszylinder nach 1 in
der zurückgezogenen
Position,
-
5 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Teils eines Cabrio-Fahrzeuges
mit einer Klappdachanordnung, bei der der Antriebszylinder nach 1 eingesetzt wird, wobei
ein Teil der Anordnung nicht dargestellt und das Faltdach in der
geschlossenen Position gezeigt ist,
-
6 zeigt
eine Ansicht entsprechend der nach 5,
bei der der Antriebszylinder in der Zwischenposition dargestellt
ist, so dass der rückwärtige Teil
des Faltdaches nach oben geschwenkt wird, und
-
7 zeigt
eine Ansicht entsprechend der nach 5,
wobei das Faltdach die offene Position einnimmt.
-
Der hydraulische Antriebszylinder 1 nach den 1–4 weist
ein zylindrisches Rohr 2 auf, das an den entsprechenden
Enden eine Zylinderbasis 3 und einen Zylinderkopf 4 besitzt,
wodurch ein Zylinderraum 5 begrenzt wird. Es ist klar,
dass das Zylinderrohr 2 auch eine andere Form als das hier
dargestellte Metall-Zylinderrohr haben kann. Ferner kann die Zylinderbasis 3 beipielsweise
eine einzelne Einheit mit dem Zylinderrohr 2 bilden.
-
In dem Zylinderraum 5 ist
ein Kolben 6 angeordnet, der zwischen der Zylinderbasis 3 und
dem Zylinderkopf 4 hin- und herbewegbar ist und der mit einer
Abdichtvorrichtung versehen ist, in diesem Fall einem Dichtring 24,
der in abdichtender Weise mit dem Zylinderrohr 2 zusammenwirkt.
Auf der Seite des Zylinderkopfes 4 begrenzt der Kolben 6 eine kopfseitige
Kammer 7 und auf der Seite der Zylinderbasis 3 ist
eine Kammer 8 auf der Basisseite begrenzt. Diese Kammern 7, 8 sind
gegeneinander durch den Kolben 6 abgedichtet.
-
Zum Einspeisen und Abführen von
hydraulischem Fluid ist für
jede der beiden Kammern 7, 8 eine getrennte Verbindung 9, 10 vorgesehen.
-
Ferner weist der Antriebszylinder 1 eine
Kolbenstange 12 auf, die mit dem Kolben 6 gekoppelt
ist und die nach außen
durch eine Bohrung im Zylinderkopf 4 vorsteht, ferner eine
Dichtung, in diesem Fall Dichtringe 13, die auf die Kolbenstange
einwirken, welche in der Bohrung angeordnet ist.
-
Zur Festlegung des Zylinders 1 ist
die Kolbenstange 12 an ihrem Ende, das nach außen vorsteht,
mit einer Kugelgelenk-Verbindung 15, und die Zylinderbasis 3 mit
einer Bohrung 16 zur Aufnahme einer zweiten Kugelgelenk-Verbindung
versehen.
-
Die Kolbenstange 6 hat ein
freies Ende 20, das durch eine Endfläche 21 begrenzt ist;
diese Endfläche 21 ist
in der kopfseitigen Kammer 7 angeordnet. An diesem freien
Ende 20 ist die Kolbenstange 12 mit einem ersten
Anschlag 22 ausgebildet, der eine ringförmige Anschlagfläche 23 besitzt,
die einen größeren Außendurchmesser
als die Kolbenstange 12 hat.
-
Des weiteren ist der Kolben 6 mit
einem Ansatz 25 versehen, der sich zum Zylinderkopf 4 innerhalb
der kopfseitigen Kammer 7 erstreckt und in einem Abstand
vom Kolben 6 mit einem zweiten Anschlag 26 versehen
ist, derart, dass die Kolbenstange 12 sich längs eines
axialen Pfades in bezug auf den Kolben 6 zwischen einer
zurückgezogenen
Position in bezug auf den Kolben 6 und einer ausgefahrenen
Position in bezug auf den Kolben 6 hin- und herbewegen
kann.
-
In der ausgefahrenen Position in
bezug auf den Kolben 6 liegt der erste Anschlag 22 der
Kolbenstange 12 gegen den zweiten Anschlag 26 an,
der mit dem Kolben 6 über
den Vorsprung 25 verbunden ist.
-
Aus 1 ergibt
sich eindeutig, dass der Ansatz oder die Verlängerung 25 in diesem
Fall als halbzylindrische Wandung mit zwei Schenkeln 28 am Ende
ausgebildet ist, das entfernt von dem Kolben 6 angeordnet
sind; diese Schenkel stellen den zweiten Anschlag dar und bilden
zwischen sich einen Schlitz, durch den die Kolbenstange 20 vorsteht.
-
Die dargestellte Konstruktion ermöglicht, dass
dann, wenn ein hydraulischer Druck in der kopfseitigen Kammer 7 ansteht,
die Kolbenstange 12 die ausgefahrene Position in bezug
auf den Kolben 6 einnimmt.
-
Als alternative Lösung für einen Ansatz 25 können eine
Vielzahl von Ansätzen
vorgesehen sein, die beispielsweise um den Umfang der Kammer 7 herum
verteilt sind, wobei jede einen zugeordneten zweiten Anschlag besitzt.
-
Die Arbeitsweise des Antriebszylinders 1,
die in Verbindung mit 1 beschrieben
worden ist, wird nachstehend in Verbindung mit den 2, 3 und 4 erläutert.
-
In 2 wird
der gleiche Hydraulikdruck an der Verbindungsstelle 10 und
der Verbindungsstelle 9 des Antriebszylinders 1 aufgegeben.
Aufgrund des Unterschiedes in der aktiven Oberfläche zwischen dem Kolben 6 auf
der Seite der basisseitigen Kammer 8 einerseits und auf
der Seite der kopfseitigen Kammer 7 andererseits wird der
Kolben 6 gegen die ausgefahrene Endposition gedrückt. Da
in der Kammer 7 der Hydraulikdruck ansteht, wird die Kolbenstange 12 in
der ausgefahrenen Position in bezug auf den Kolben 6 so
gehalten, dass die Kolbenstange 12 nunmehr ihre voll ausgefahrene
Position einnimmt.
-
Wenn hydraulisches Fluid aus der
basisseitigen Arbeitskammer 8 über die Verbindung 10 abfließen kann,
während
hydraulisches Fluid über
die Verbindung 9 eingespeist wird, wird die Zwischenposition
der Kolbenstange 12, die in 3 gezeigt
ist, erreicht. In dieser Position wird der Kolben 6 gegen
die Zylinderbasis 4 durch den Hydraulik druck in der Kammer 7 beaufschlagt.
Der Hydraulikdruck in der Kammer 7 bewirkt, dass die Kolbenstange
in die ausgefahrene Position in bezug auf den Kolben 6 gedrückt wird,
wobei der Anschlag 22 gegen den Anschlag 26 des
Kolbens 6 anliegt.
-
Wird die Verbindung 9 zu
der kopfseitigen Kammer 7 so hergestellt, dass hydraulisches
Fluid aus dem Antriebszylinder über
die Verbindung 9 abfließen kann, ist es möglich, durch
Aufgeben einer Druckkraft von außen auf den Kolben 12 die
voll zurückgezogene
Position, die in 4 gezeigt
ist, zu erreichen.
-
Wird der hydraulische Druck nur in
der basisseitigen Kammer 8 und nicht in der Kammer 7 erzeugt,
kann die Kolbenstange 12 sich frei innerhalb der Weglänge, die
durch die beiden Anschläge 22 und 26 bestimmt
ist, in bezug auf den voll ausgefahrenen Kolben 6 hin-
und herbewegen.
-
Der Antriebszylinder 1 nach
der Erfindung, der in Verbindung mit den 1–4 erläutert worden ist, kann vorteilhafterweise
in einer hydrauischen Betätigungsvorrichtung
für ein
Faltdach eines Cabrio-Fahrzeuges verwendet werden. Ein Beispiel
für diese
Anwendung wird im einzelnen nachstehend in Verbindung mit den 5, 6 und 7 erläutert.
-
Die 5, 6 und 7 zeigen schematisch einen Teil eines
Personenfahrzeuges 30 mit Faltdach, das ein Chassis 32 und
einen Fahrgastraum 33 im Chassis besitzt. Der Einfachheit
der Darstellung wegen ist die Seite des Chassis in dem Abschnitt,
der hinter den Sitzen 34 des Fahrzeugs liegt, nicht gezeigt.
-
Das Fahrzeug 30 weist ein
Faltdach 35 auf, das in der geschlossenen Position den
Fahrgastraum 33 überdeckt
und in der offenen Position in einer Kammer 36 aufgenommen
ist, die hinter dem Fahrgastraum 33 liegt. Um die Kammer 36 zu
verschließen,
ist ein Schwenkdeckel 37 an der Rückseite der Kammer 36 angeordnet.
Der Schwenkdeckel 37 kann mit Hilfe der Antriebsvorrichtung
(im einzelnen nicht dargestellt), z. B. einem doppelt wirkenden
hydraulischen Zylinder, um einen zugeordneten Schwenkbolzen 38 zwischen
einer im wesentlichen horizontalen Position, in der der Schwenkdeckel 37 die
Kammer 36 abschließt
und einer vertikalen Position, in der die Kammer 36 offen
ist, geschwenkt werden. Ferner ist eine Deckelverriegelung (nicht
dargestellt) vorgesehen, um den Schwenkdeckel 37 in der Position
zu verriegeln, in der er die Kammer 36 abschließt.
-
Das Faltdach 35 besitzt
eine faltbare Abdeckung 39 aus einem geeigneten Gewebe
und einem Rahmen für
die Abdeckung 39. Nur die Teile des Rahmenwerks, die für die Erläuterung
der Erfindung relevant sind, sind dargestellt. Dirse Teile umfassen einen
im wesentlichen U-förmigen
Haupt-Tragarm 40, der an seinen beiden Enden an dem Körper 32 so angeordnet
ist, dass er um einen im wesentlichen U-förmigen hinteren Tragarm 43 schwenkbar
ist, der sich längs
der hinteren Kante der Abdeckung 39 erstreckt und mit der
Abdeckung 39 verbunden ist. An beiden Enden ist der hintere
Tragarm 43 an dem Haupt-Tragarm 40 so angeordnet,
dass er um einen im wesentlichen horizontalen Schwenkzapfen 44 verschwenkbar
ist.
-
Ein Fenster 52 ist in diesem
Teil der Abdeckung 39 ausgebildet, das zwischen dem hinteren Tragarm 43 und
dem Haupt-Tragarm 40 liegt. Das Fenster 52 ist
in diesem Fall starr und kann nicht gefaltet werden, es besteht
beispielsweise aus Glas oder aus einem transparenten Hart-Kunststoff.
-
Eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
ist zu dem Zweck vorgesehen, das Faltdach 35 zu bewegen.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist die Betätigungsvorrichtung
eine Hydraulikeinheit (nicht dargestellt) mit einer elektrisch angetriebenen
Pumpe, einem hydraulischen Fluid enthaltenden Behälter und
Hydraulikzylindern, die mit der Pumpe und dem Behälter über zugeordnete
Leitungen verbunden sind, auf. Zwei oder wahlweise auch ein doppelt
wirkender Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) sind/ist vorgesehen,
um den Haupt-Tragarm zu verschwenken. Diese Zylinder können beispielsweise
jeweils zwischen einer Stütze 56 angeordnet
sein, die mit dem Chassis 32 und dem Haupt-Tragarm 40 verbunden
ist.
-
Um den hinteren Tragarm 43 zu
verschwenken, ist mindestens ein Zylinder 1 vorgesehen,
der in diesem Beispiel zwischen dem Haupt-Tragarm 40 und
dem hinteren Tragarm 43 angeordnet ist. Es können zwei
Zylinder 1 parallel geschaltet sein, falls dies zweckmäßig erscheint,
wobei ein Zylinder 1 auf jeden Seitenarm des hinteren Tragarmes 43 einwirkt.
-
5 zeigt
die geschlossene Position des Faltdaches 35. In dieser
geschlossenen Position ist der Zylinder voll ausgefahren, wie in 2 dargestellt, und der hintere
Arm 43 liegt auf dem Schwenkdeckel 37, der seine
horizontale, geschlossene Position einnimmt.
-
Um das Faltdach 35 zu öffnen, werden
zunächst
die Seitenfenster herabgedreht und die Vorderkante des Faltdaches 35 wird
aus der Schiene 61 über
der Windschutzscheibe 62 entriegelt. Dann wird mit Hilfe
des Zylinders 1 der hintere Tragarm 43 nach oben
in die in 6 gezeigte
Position geschwenkt, indem hydraulisches Fluid über die Verbindung 10 abfließen und
hydraulisches Fluid über
die Verbindung 9 zufließen kann.
-
In 6 nimmt
der Zylinder 1 die Zwischenposition nach 3 ein. In dieser Position wird der hintere
Tragarm 43 nicht nach oben in seine extreme Stellung geschwenkt,
sondern nur so weit, dass ein Öffnen
des Schwenkdeckels 37 möglich
ist. Dies ist deshalb der Fall, weil das Öffnen des hinteren Tragarmes 43 auf
das maximale Maß in
dieser Position einerseits länger
dauern würde
und andererseits das nicht faltbare Fenster 52 beschädigen würde. In
der gezeigten Zwischenposition ist die Kolbenstange 12 hydraulisch
fixiert und kann sich deshalb nicht durch Aufbringen einer Kraftwirkung
von außen
bewegen. Dies verhindert u. a. die Möglichkeit, dass der hintere Tragarm 43 in
dieser Zwischenposition von Hand bewegt werden kann, was die Folge
von Bewegungen unterbrechen kann.
-
Nachdem der Schwenkdeckel 37,
der nach oben geschwenkt worden ist, sich vorbei bewegt hat, wird
der Zylinder 1 wieder ausgefahren, möglicherweise nicht vollständig, indem
hydraulisches Fluid in beide Verbindungen 9 und 10 eingeführt wird.
Ist der Zylinder ausgefahren, werden die beiden Verbindungen 9 und 10 des
Zylinders 1 mit dem Behälter
der Pumpeneinheit verbunden, so dass die Kolbenstange 12 sich
zwischen den Endpositionen virtuell ohne jede Behinderung hin- und
herbewegen kann. Dann wird durch entsprechende Betätigung der
Zylinder, die dem Haupt-Tragarm 40 zugeordnet
sind, das Faltdach 35 in die Kammer 36 geschwenkt.
Während dieser
Bewegung wird der hintere Tragarm 43 zur Basis der Kammer 36 bewegt,
mit dem Ergebnis, dass die Kolbenstange 12 zurückgezogen
wird, virtuell soweit wie die zurückgezogene Position, die in 4 gezeigt ist. Dann kann
der Schwenkdeckel 37 geschlossen werden, was die Position
nach 7 ergibt.
-
Das Faltdach 35 wird im
wesentlichen in umgekehrter Reihenfolge geschlossen, und dieser
Vorgang wird nicht weiter beschrieben.
-
Der Antriebszylinder 1 ist
auch für
andere Anwendungsfälle
geeignet, z. B. zum Verschwenken des Haupt-Tragarmes des Faltdaches,
wenn eine Zwischenposition bei diesem Betrieb erwünscht ist.