EP0919730A1 - Actuating device - Google Patents

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EP0919730A1
EP0919730A1 EP98119106A EP98119106A EP0919730A1 EP 0919730 A1 EP0919730 A1 EP 0919730A1 EP 98119106 A EP98119106 A EP 98119106A EP 98119106 A EP98119106 A EP 98119106A EP 0919730 A1 EP0919730 A1 EP 0919730A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working element
pressure
resistance
movement
actuating device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98119106A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Baudermann
Jürgen Schrader
Frank Van De Poel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP0919730A1 publication Critical patent/EP0919730A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1428—Cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2838—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT with out using position sensors, e.g. by volume flow measurement or pump speed

Definitions

  • the invention relates to an actuator with one in one Housing movably mounted, hydraulically controllable working element, with means for determining the position of the work element with respect to a point fixed to the housing.
  • a generic control device is from the published patent application DE 34 24 461 A1 known. This has a cylindrical Housing on the outer circumference of which an induction coil is arranged and in which a piston acting as a core is movably supported is. The position of the piston can be determined by a measuring circuit for the change in coil inductance depending on the displacement of the piston can be measured.
  • a working cylinder is from the utility model DE 94 12 435 U1 known, in the housing an axially movable piston is arranged.
  • the piston is firmly connected to a piston rod, which consists of a measuring strip in a longitudinal groove several magnetic zones arranged one after the other in the axial direction has contactless by a sensor device are palpable. This enables the position of the Detect the piston in the working cylinder housing electromagnetically.
  • the object of the invention is an actuating device of the type mentioned in the introduction, in which an accurate and reliable position determination of the work element with special simple means is possible.
  • the means to determine several, along the path of movement of the working element arranged distributed resistance elements have to change the resistance to movement of the working element.
  • the invention is based on the knowledge that a change the movement resistance of the working element the change a further, measurable parameter of the work element has, whereby a certain position of the work element a certain movement resistance can be assigned, the direct or can be measured indirectly and thus via the position of the working element provides information within its guide housing. Resistance elements of this type can be both large-area and be carried out selectively.
  • the means for determining the position include at least one sensor device for detection a characteristic of the which changes with the movement resistance Working element, especially a hydraulic pressure value.
  • characteristic of the working element to be detected by the sensor device is preferably the hydraulic pressure between a hydraulic pump and the working element, i.e. in advance of the work item, usable, however other hydraulic pressures come as well Speed and acceleration of the work element as measurable parameters in question.
  • the means for Position determination also connected to the sensor device Control unit, which the measured values of the sensor device different positions of the movement path of the working element assigns.
  • the assignment by the control unit can consist of that counted pulses transmitted by the sensor device be, with a certain number of pulses a certain Position of the work element corresponds, or that functional courses recorded and evaluated as desired and / or can be compared with specifiable racing lines.
  • a resistance element one working against the movement of the working element, mechanical resistance to be run over by the working element. If the working element has mechanical resistance runs over, there is temporarily a measurable slowdown the speed of movement of the working element and, if necessary also an increase in the hydraulic pressure in the flow or a Reduction of the hydraulic pressure in the wake of the working element.
  • Roughened come as mechanical resistors Surface structures, coatings or inserts Materials with increased friction, in deepening of the Sliding surfaces of the housing retractable obstacles or multiple drive-over spring elements on the sliding surfaces in question.
  • a mechanical Resistance provided an elastically compressible pressure element, which also forms an end stop for the work element. If the working element hits the pressure element, it increases the workload for the movement of the work element, resulting in an at least brief slowdown in the Movement speed and, if necessary, corresponding pressure changes surrender.
  • a pressure compensation opening to be run over by the working element intended.
  • a pressure equalization opening provides in a sense a hydraulic resistance and therefore a simple one viable alternative to mechanical resistance
  • the crossing of the pressure equalization opening can both an acceleration of the movement of the work element, for example by tapping an additional pressure source, as well as a corresponding slowdown, for example result in a significant reduction in the supply pressure.
  • pressure equalization openings for example, come across or longitudinally arranged recesses, cross-sectional extensions in sections or separate taps in the housing wall in Consideration.
  • the pressure compensation opening as a groove or notch in the with the working element in Designed sealing contact standing housing wall.
  • Fig. 1 is an actuator in the form of a hydraulic cylinder 1 shown.
  • the hydraulic cylinder 1 is a component a hydraulic drive unit (1, 10, 12 to 15) for one pivotable convertible top 11 of a convertible, outlined in FIG. 2 is.
  • a working element serving piston 2 axially movable.
  • the piston 2 is on both sides of a hydraulic pump 12 shown in FIG. 2 can be pressurized with hydraulic pressure and so in his workspace 3b can be moved back and forth.
  • a supply and removal of Hydraulic fluid are corresponding line connections 4 in the housing 3 provided.
  • a sealing element 7 is arranged.
  • This sealing element 7 provides in a conventional manner for optimal sealing contact between the piston 2 and the housing wall 3a.
  • several circumferential, serving as pressure compensation openings Grooves 5 arranged which are wider in the axial direction are designed as the sealing element 7. If the piston 2 a Assumes a position that corresponds to that in Fig. 1, that pays Sealing element 7 is effective because it is in contact with the housing wall 3a loses. In this way there is a leakage flow between the leading and trailing sides of the work area 3b if there is a corresponding pressure difference at piston 2.
  • the grooves 5 are designed in the form of spherical caps such that damage to the sealing element 7 even when repeated Driving over is avoided.
  • the exemplary embodiment of a hydraulic proposed Drive unit works as follows.
  • the piston 2 may initially be in an end position, not shown, in which the piston rod 8 completely out of the housing 3 is extended and the piston 2 against a stop surface 3d bumps. Is it from this side, the advance page, with the help of Hydraulic pump 12 pressurized, so it tears out start from this position and move towards the opposite Stop surface 3c too.
  • springy in a recess the housing wall 3a retractable balls or others can be provided mechanically and / or at least hydraulically the movement of the working element affect briefly.
  • the control unit can malfunction the actuator from distinguish between approaching an end stop, since both one A characteristic pressure curve is assigned to the end stop, as well as the movement of the piston within the housing becomes. It can be a high level of operational reliability Ensure actuator because the system both malfunctions and also reliably detects incorrect operation. In particular, jamming objects or people in the mechanism 10 of the convertible top are not mistakenly reached an end position is detected, which creates active trapping protection is made possible because the actuator in such Case can be switched off very quickly by the control unit.
  • a process position is thus especially for hydraulic or pneumatic working cylinders achievable in which along a path of movement of the working element, i.e. of the piston, corresponding disturbances, their Positions defined relative to the movement path are counted can, which also reverses the movement in is easy to implement.
  • Cabriolets can also be used in the event of an emergency stop The middle of a lowering or closing movement Movement after removal of the triggering error by the corresponding one Control to be completed without it Malfunction is coming.

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Abstract

The device has a hydraulic drive element (1) movably mounted in a housing and an arrangement for determining the position of the working element with respect to a point fixed with respect to the housing. The position measurement arrangement contains several resistance elements (5) distributed along the path of motion of the working element for changing its motion resistance and a sensor which detects a parameter varying with motion resistance, esp. a hydraulic pressure value An Independent claim is also included for a hydraulic drive unit forming part of the device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung mit einem in einem Gehäuse beweglich gelagerten, hydraulisch ansteuerbaren Arbeitselement, mit Mitteln zur Positionsbestimmung des Arbeitselementes bezüglich eines gehäusefesten Punktes.The invention relates to an actuator with one in one Housing movably mounted, hydraulically controllable working element, with means for determining the position of the work element with respect to a point fixed to the housing.

Eine gattungsgemäße Stellvorrichtung ist aus der Offenlegungsschrift DE 34 24 461 A1 bekannt. Diese weist ein zylindrisches Gehäuse auf, an dessen Außenumfang eine Induktionsspule angeordnet und in dem ein als Kern wirkender Kolben beweglich gelagert ist. Die Position des Kolbens kann durch eine Meßschaltung für die Änderung der Spuleninduktanz in Abhängigkeit von der Verschiebung des Kolbens gemessen werden.A generic control device is from the published patent application DE 34 24 461 A1 known. This has a cylindrical Housing on the outer circumference of which an induction coil is arranged and in which a piston acting as a core is movably supported is. The position of the piston can be determined by a measuring circuit for the change in coil inductance depending on the displacement of the piston can be measured.

Aus der Offenlegungsschrift DE 196 29 065 A1 ist eine hydraulische Betätigungsanordnung für ein Fahrzeugverdeck bekannt, die mehrere parallel geschaltete Arbeitszylinder mit Schaltelementen zur gezielten Ansteuerung und Druckkontrolle der einzelnen Zylinder umfaßt. Ein Drucksensor überwacht den Vorlaufdruck zwischen Pumpe und Zylindern, wobei dessen Meßsignal von einem Rechner einer Steuereinheit ausgewertet und mit bekannten Druckverläufen verglichen wird. Durch eine nacheinander erfolgende Ansteuerung läßt sich die jeweilige Endstellung der einzelnen Arbeitszylinder mit Hilfe des Drucksensors überwachen, wodurch eine Funktionskontrolle der gesamten Betätigungsanordnung realisiert wird.From the published patent application DE 196 29 065 A1 is a hydraulic Actuating arrangement for a vehicle top known several working cylinders connected in parallel with switching elements for targeted control and pressure control of the individual cylinders includes. A pressure sensor monitors the supply pressure between Pump and cylinders, the measurement signal from one Computer of a control unit evaluated and with known pressure profiles is compared. By successive The respective end position of the individual can be controlled Monitor the working cylinder with the help of the pressure sensor, whereby a functional check of the entire actuation arrangement is realized becomes.

Ferner ist aus dem Gebrauchsmuster DE 94 12 435 U1 ein Arbeitszylinder bekannt, in dessen Gehäuse ein axial bewegbarer Kolben angeordnet ist. Der Kolben ist fest mit einer Kolbenstange verbunden, die in einer Längsnut einen Meßstreifen bestehend aus mehreren in Axialrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Magnetzonen aufweist, die durch eine Sensoreinrichtung berührungslos abtastbar sind. Dadurch wird es ermöglicht, die Position des Kolbens im Arbeitszylindergehäuse elektromagnetisch zu erfassen.Furthermore, a working cylinder is from the utility model DE 94 12 435 U1 known, in the housing an axially movable piston is arranged. The piston is firmly connected to a piston rod, which consists of a measuring strip in a longitudinal groove several magnetic zones arranged one after the other in the axial direction has contactless by a sensor device are palpable. This enables the position of the Detect the piston in the working cylinder housing electromagnetically.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine genaue und zuverlässige Positionsbestimmung des Arbeitselementes mit besonders einfachen Mitteln möglich ist.In contrast, the object of the invention is an actuating device of the type mentioned in the introduction, in which an accurate and reliable position determination of the work element with special simple means is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittel zur Positionsbestimmung mehrere, entlang des Bewegungsweges des Arbeitselementes verteilt angeordnete Widerstandselemente zur Änderung des Bewegungswiderstandes des Arbeitselementes aufweisen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Änderung des Bewegungswiderstandes des Arbeitselementes die Änderung einer weiteren, meßbaren Kenngröße des Arbeitselementes zur Folge hat, wodurch sich einer bestimmten Position des Arbeitselementes ein bestimmter Bewegungswiderstand zuordnen läßt, der direkt oder indirekt meßbar ist und somit über die Lage des Arbeitselementes innerhalb seines Führungsgehäuses Auskunft gibt. Derartige Widerstandselemente können sowohl großflächig als auch punktuell ausgeführt werden. Durch eine verteilte Anordnung mehrerer gleichartiger oder verschiedener Widerstandselemente entlang des Bewegungsweges des Arbeitselementes kann ein sich kontinuierlich oder abgestuft verändernder Bewegungswiderstand des Arbeitselementes erzeugt werden, wobei einzelne Änderungen des Bewegungswiderstandes oder auch der Bewegungswiderstand selbst die meßbare Kenngröße des Arbeitselementes beeinflussen und zur Positionsbestimmung herangezogen werden können. Als Änderung des Bewegungswiderstandes wird sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung angesehen.This object is achieved in that the means to determine several, along the path of movement of the working element arranged distributed resistance elements have to change the resistance to movement of the working element. The invention is based on the knowledge that a change the movement resistance of the working element the change a further, measurable parameter of the work element has, whereby a certain position of the work element a certain movement resistance can be assigned, the direct or can be measured indirectly and thus via the position of the working element provides information within its guide housing. Resistance elements of this type can be both large-area and be carried out selectively. Through a distributed arrangement of several similar or different resistance elements along the path of movement of the work element can be a continuously or gradually changing resistance to movement of the work element are generated, with individual changes the movement resistance or also the movement resistance influence even the measurable parameter of the work element and can be used to determine the position. As a change the movement resistance is both an increase as also viewed a decrease.

In Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zur Positionsbestimmung eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer sich mit dem Bewegungswiderstand ändernden Kenngröße des Arbeitselementes, insbesondere eines Hydraulikdruckwertes. Als durch die Sensoreinrichtung zu erfassende Kenngröße des Arbeitselementes ist vorzugsweise der Hydraulikdruck zwischen einer Hydraulikpumpe und dem Arbeitselement, d.h. im Vorlauf des Arbeitselementes, nutzbar, jedoch kommen auch andere Hydraulikdrücke sowie Geschwindigkeit und Beschleunigung des Arbeitselementes als meßbare Kenngrößen in Frage.In an embodiment of the invention, the means for determining the position include at least one sensor device for detection a characteristic of the which changes with the movement resistance Working element, especially a hydraulic pressure value. As characteristic of the working element to be detected by the sensor device is preferably the hydraulic pressure between a hydraulic pump and the working element, i.e. in advance of the work item, usable, however other hydraulic pressures come as well Speed and acceleration of the work element as measurable parameters in question.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zur Positionsbestimmung ferner eine mit der Sensoreinrichtung verbundene Steuereinheit, die die Meßwerte der Sensoreinrichtung verschiedenen Positionen des Bewegungsweges des Arbeitselementes zuordnet. Die Zuordnung durch die Steuereinheit kann darin bestehen, daß von der Sensoreinrichtung übermittelte Impulse gezählt werden, wobei einer bestimmten Zahl von Impulsen eine bestimmte Position des Arbeitselementes entspricht, oder daß Funktionsverläufe aufgezeichnet und beliebig ausgewertet und/oder mit vorgebbaren Rennlinien verglichen werden.In a further embodiment of the invention, the means for Position determination also connected to the sensor device Control unit, which the measured values of the sensor device different positions of the movement path of the working element assigns. The assignment by the control unit can consist of that counted pulses transmitted by the sensor device be, with a certain number of pulses a certain Position of the work element corresponds, or that functional courses recorded and evaluated as desired and / or can be compared with specifiable racing lines.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als ein Widerstandselement ein gegen die Bewegung des Arbeitselementes wirkender, vom Arbeitselement zu überfahrender mechanischer Widerstand vorgesehen. Wenn das Arbeitselement den mechanischen Widerstand überfährt, ergeben sich vorübergehend eine meßbare Verlangsamung der Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitselementes und gegebenenfalls auch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks im Vorlauf oder eine Absenkung des Hydraulikdrucks im Nachlauf des Arbeitselementes. Als mecnanische Widerstände kommen beispielsweise aufgerauhte Oberflächenstrukturen, Beschichtungen oder Einsätze aus Materialien mit erhöhtem Reibungswert, in Vertiefungen der Gleitflächen des Gehäuses versenkbare Hindernisse oder mehrfach überfahrbare Federelemente an den Gleitflächen in Frage.In a further embodiment of the invention is as a resistance element one working against the movement of the working element, mechanical resistance to be run over by the working element. If the working element has mechanical resistance runs over, there is temporarily a measurable slowdown the speed of movement of the working element and, if necessary also an increase in the hydraulic pressure in the flow or a Reduction of the hydraulic pressure in the wake of the working element. Roughened, for example, come as mechanical resistors Surface structures, coatings or inserts Materials with increased friction, in deepening of the Sliding surfaces of the housing retractable obstacles or multiple drive-over spring elements on the sliding surfaces in question.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als ein mechanischer Widerstand ein elastisch komprimierbares Druckelement vorgesehen, das zugleich einen Endanschlag für das Arbeitselement bildet. Wenn das Arbeitselement gegen das Druckelement stößt, erhöht sich der Arbeitsaufwand für die Bewegung des Arbeitselementes, woraus sich eine wenigstens kurzzeitige Verlangsamung der Bewegungsgeschwindigkeit und ggf. entsprechende Druckänderungen ergeben. Durch eine Verwendung unterschiedlicher Druckelemente für verschiedene Endanschläge des Arbeitselementes, läßt sich einem bestimmten Endanschlag ein bestimmter Verlauf der gemessenen Kenngröße zuordnen, so daß der Endanschlag identifizierbar ist.In a further embodiment of the invention is a mechanical Resistance provided an elastically compressible pressure element, which also forms an end stop for the work element. If the working element hits the pressure element, it increases the workload for the movement of the work element, resulting in an at least brief slowdown in the Movement speed and, if necessary, corresponding pressure changes surrender. By using different printing elements for different end stops of the work element, one can certain end stop a certain course of the measured Assign the parameter so that the end stop can be identified.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als ein Widerstandselement eine vom Arbeitselement zu überfahrende Druckausgleichsöffnung vorgesehen. Eine derartige Druckausgleichsöffnung stellt gewissermaßen einen hydraulischen Widerstand und somit eine einfach realisierbare Alternative zu einem mechanischen Widerstand dar. Das Überfahren der Druckausgleichsöffnung kann dabei sowohl eine Beschleunigung der Bewegung des Arbeitselementes, beispielsweise durch eine Anzapfung einer zusätzlichen Druckquelle, als auch eine entsprechende Verlangsamung beispielsweise durch eine maßgebliche Absenkung des Vorlaufdruckes, zur Folge haben. Als Druckausgleichsöffnungen kommen beispielsweise quer oder längs angeordnete Aussparungen, abschnittsweise Querschnittserweiterungen oder gesonderte Anzapfungen in der Gehäusewand in Betracht.In a further embodiment of the invention is as a resistance element a pressure compensation opening to be run over by the working element intended. Such a pressure equalization opening provides in a sense a hydraulic resistance and therefore a simple one viable alternative to mechanical resistance The crossing of the pressure equalization opening can both an acceleration of the movement of the work element, for example by tapping an additional pressure source, as well as a corresponding slowdown, for example result in a significant reduction in the supply pressure. As pressure equalization openings, for example, come across or longitudinally arranged recesses, cross-sectional extensions in sections or separate taps in the housing wall in Consideration.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckausgleichsöffnung als Nut oder Kerbe in der mit dem Arbeitselement in Dichtkontakt stehenden Gehäusewand ausgestaltet. Beim Überfahren der Nut oder Kerbe durch das Arbeitselement ergibt sich bei entsprechender Ausgestaltung eine Leckage zwischen Vorlauf- und Nachlaufseite des Arbeitselementes, die wiederum eine meßbare Druckänderung bewirkt.In a further embodiment of the invention, the pressure compensation opening as a groove or notch in the with the working element in Designed sealing contact standing housing wall. When driving over the groove or notch through the working element results in the corresponding Design a leakage between flow and Trailing side of the working element, which in turn is a measurable Changes in pressure.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1
zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung in Form eines Hydraulikzylinders mit einem linear beweglich gelagerten Kolben, und
Fig. 2
ein Kraftfahrzeug mit einem schwenkbaren Verdeck, dessen Antriebseinheit eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung umfaßt.
Further advantages and features of the invention result from the claims. A preferred embodiment of the invention is shown below with reference to the drawings.
Fig. 1
shows schematically an actuating device according to the invention in the form of a hydraulic cylinder with a linearly movably mounted piston, and
Fig. 2
a motor vehicle with a pivotable top, the drive unit comprises an adjusting device according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Stellvorrichtung in Form eines Hydraulikzylinders 1 dargestellt. Der Hydraulikzylinder 1 ist Bestandteil einer hydraulischen Antriebseinheit (1, 10, 12 bis 15) für ein schwenkbares Verdeck 11 eines Cabriolets, die in Fig. 2 skizziert ist.In Fig. 1 is an actuator in the form of a hydraulic cylinder 1 shown. The hydraulic cylinder 1 is a component a hydraulic drive unit (1, 10, 12 to 15) for one pivotable convertible top 11 of a convertible, outlined in FIG. 2 is.

Im Gehäuse 3 des Hydraulikzylinders 1 ist ein als Arbeitselement dienender Kolben 2 axial beweglich gelagert. Der Kolben 2 ist beidseitig von einer in Fig. 2 dargestellten Hydraulikpumpe 12 mit Hydraulikdruck beaufschlagbar und kann so in seinem Arbeitsraum 3b hin und her bewegt werden. Für eine Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit sind entsprechende Leitungsanschlüsse 4 in dem Gehäuse 3 vorgesehen. Über eine Kolbenstange 8, die das Gehäuse 3 durchsetzt, treibt der Kolben 2 eine in Fig. 2 angedeutete Mechanik 10 des Kraftfahrzeugverdecks 11 an.In the housing 3 of the hydraulic cylinder 1 is a working element serving piston 2 axially movable. The piston 2 is on both sides of a hydraulic pump 12 shown in FIG. 2 can be pressurized with hydraulic pressure and so in his workspace 3b can be moved back and forth. For a supply and removal of Hydraulic fluid are corresponding line connections 4 in the housing 3 provided. Via a piston rod 8, which the housing 3 penetrates, the piston 2 drives one indicated in FIG Mechanics 10 of the motor vehicle top 11.

Zwischen dem Kolben 2 und der Gehäusewand 3a ergeben sich Berührungsflächen, zwischen denen im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Dichtelement 7 angeordnet ist. Dieses Dichtelement 7 sorgt in herkömmlicher Weise für einen optimalen Dichtkontakt zwischen dem Kolben 2 und der Gehäusewand 3a. Des weiteren sind in der Gehäusewand mehrere, als Druckausgleichsöffnungen dienende umlaufende Nuten 5 angeordnet, die in axialer Richtung breiter ausgestaltet sind als das Dichtelement 7. Wenn der Kolben 2 eine Position einnimmt, die derjenigen in Fig. 1 entspricht, büßt das Dichtelement 7 seine Wirksamkeit ein, da es den Kontakt zur Gehäusewand 3a verliert. Auf diese Weise ergibt sich eine Leckageströmung zwischen Vorlauf- und Nachlaufseite des Arbeitsraumes 3b, falls eine entsprechende Druckdifferenz am Kolben 2 anliegt. There are contact surfaces between the piston 2 and the housing wall 3a, between those in the present embodiment a sealing element 7 is arranged. This sealing element 7 provides in a conventional manner for optimal sealing contact between the piston 2 and the housing wall 3a. Furthermore are in the Housing wall several circumferential, serving as pressure compensation openings Grooves 5 arranged which are wider in the axial direction are designed as the sealing element 7. If the piston 2 a Assumes a position that corresponds to that in Fig. 1, that pays Sealing element 7 is effective because it is in contact with the housing wall 3a loses. In this way there is a leakage flow between the leading and trailing sides of the work area 3b if there is a corresponding pressure difference at piston 2.

Die Nuten 5 sind in Form von Kalotten derart ausgestaltet, daß eine Beschädigung des Dichtelements 7 auch bei wiederholtem Überfahren vermieden wird.The grooves 5 are designed in the form of spherical caps such that damage to the sealing element 7 even when repeated Driving over is avoided.

Im Arbeitsraum 3b des Kolbens 2 ist ferner ein elastisch komprimierbares Druckelement in Form einer Druckfeder 6 vorgesehen, die sich an einer Anschlagfläche 3c des Gehäuses abstützt. Wenn der Kolben in Richtung der Anschlagfläche 3c verfahren wird, stößt er somit zuerst gegen die Druckfeder 6, die, wenn sie vollständig zusammengedrückt ist, selbst als Anschlag für den Kolben 2 wirkt.In the working space 3b of the piston 2 there is also an elastically compressible one Pressure element provided in the form of a compression spring 6, which is supported on a stop surface 3c of the housing. If the piston is moved in the direction of the stop surface 3c, thus he first hits against the compression spring 6, which when they is completely compressed, even as a stop for the Piston 2 acts.

Das beispielhaft vorgeschlagene Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Antriebseinheit funktioniert wie folgt. Der Kolben 2 möge sich zunächst in einer nicht dargestellten Endposition befinden, in der die Kolbenstange 8 vollständig aus dem Gehäuse 3 ausgefahren ist und der Kolben 2 gegen eine Anschlagfläche 3d stößt. Wird er von dieser Seite, der Vorlaufseite, mit Hilfe der Hydraulikpumpe 12 mit Druck beaufschlagt, so reißt er sich aus dieser Position los und bewegt sich in Richtung auf die gegenüberliegende Anschlagfläche 3c zu. Dabei ist zunächst ein gegenüber dem normalen Arbeitsdruck erhöhtes Druckniveau erforderlich, da ein gewisser Losreißwiderstand überwunden und der Kolben 2 beschleunigt werden muß. Danach sinkt das erforderliche Druckniveau auf den Wert des normalen Arbeitsdruckes ab, der insbesondere dann erreicht ist, wenn der Kolben seine konstante, normale Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat.The exemplary embodiment of a hydraulic proposed Drive unit works as follows. The piston 2 may initially be in an end position, not shown, in which the piston rod 8 completely out of the housing 3 is extended and the piston 2 against a stop surface 3d bumps. Is it from this side, the advance page, with the help of Hydraulic pump 12 pressurized, so it tears out start from this position and move towards the opposite Stop surface 3c too. First, there is an opposite increased pressure level required under normal working pressure, since a certain tear resistance was overcome and the piston 2 must be accelerated. After that, the required drops Pressure level to the value of the normal working pressure, the in particular when the piston has reached its constant, has reached normal working speed.

Nachdem der Kolben einen gewissen Weg zurückgelegt hat, überfährt er eine erste der umlaufenden Nuten 5, wobei wie bereits dargestellt, kurzzeitig eine Leckageströmung zwischen Kolben und Gehäusewand 3a auftritt, die für einen entsprechenden Druckabfall auf der Vorlaufseite des Kolbens sorgt. Dieser vorübergehende Druckabfall, der im Rahmen üblicher Hydrauliksysteme vorzugsweise bis ca. 5 bar betragen kann, läßt sich in herkömmlicher Weise von einer Sensoreinrichtung in Form eines in Fig. 2 dargestellten Druckaufnehmers 13 erfassen. Nach dem Überfahren der ersten Nut stellt sich sehr schnell wieder der normale Arbeitsdruck ein, der annähernd konstant bleibt, bis der Kolben die nächste Nut überfährt. Da entlang des gesamten Bewegungsweges des Kolbens verteilt, mehrere derartige Nuten 5 vorgesehen sind, treten immer wieder ähnliche oder identische Druckabfälle auf, die von einem Druckaufnehmer erfaßt und an eine Steuereinheit 14 weitergeleitet werden können, die in der Lage ist, diese Drucksprünge zu registrieren und auszuwerten. Dabei ist vorgesehen, daß einer bestimmten Zahl an registrierten Druckabfällen eine bestimmte Position des Kolbens 2 innerhalb des Gehäuses 3 zugeordnet ist. In der Steuereinheit sind der maximale Kolbenhub wie auch die Positionierung der Nuten entlang des Kolbenhubes erfasst, so daß die Steuereinheit zu jedem Zeitpunkt auswerten kann, an welcher Position sich der Kolben befindet. Die Positionsbestimmung ist dabei um so genauer, je kleiner der Abstand der Nuten in axialer Richtung ausgeführt ist. Außerdem können besonders ausgeführte Abstände zwischen einzelnen Nuten und/oder besonders ausgeführte Nuten spezielle Positionen des Kolbens 2 kennzeichnen.After the piston has traveled a certain distance, it runs over he a first of the circumferential grooves 5, whereby as already shown, briefly a leakage flow between the piston and Housing wall 3a occurs for a corresponding pressure drop on the feed side of the piston. This temporary Pressure drop, which is preferred in the context of conventional hydraulic systems can be up to about 5 bar, can be in conventional Way of a sensor device in the form of one shown in Fig. 2 Detect pressure transducer 13. After driving over the The first groove quickly returns to normal working pressure a, which remains approximately constant until the piston next groove runs over. Because along the entire path of movement of the piston, several such grooves 5 are provided, similar or identical pressure drops occur again and again, detected by a pressure sensor and sent to a control unit 14 can be forwarded, which is capable of these pressure jumps to register and evaluate. It is provided that a certain number of registered pressure drops assigned specific position of the piston 2 within the housing 3 is. In the control unit, the maximum piston stroke is like the positioning of the grooves along the piston stroke is also recorded, so that the control unit can evaluate at any time can determine the position of the piston. The position determination the smaller the distance, the more accurate the grooves are made in the axial direction. You can also specially designed distances between individual grooves and / or specially designed grooves special positions of the piston 2 mark.

Wenn der Kolben 2 in eine Position gemäß Fig. 1 bewegt wird, trifft er auf die als mechanischer Widerstand dienende Druckfeder 6, die seine Bewegung behindert und einen kontinuierlichen Druckanstieg auf der Vorlaufseite bewirkt. Dieser Druckanstieg während der Bewegung des Kolbens kann von Druckabfällen infolge mehrerer überfahrener Nuten 5 überlagert werden. Der Kolben erreicht seine Endposition, wenn die Druckfeder vollständig zusahmengepreßt ist, wobei der Druck auf der Vorlaufseite stark ansteigt, sobald der Kolben festliegt. Auf diese Weise läßt sich ein für den Endanschlag 3c spezifischer Druckverlauf konzipieren, der von dem Druckaufnehmer 13 erfaßt und von der Steuereinheit 14 dem Endanschlag zugeordnet werden kann. Dadurch vermag die Steuereinheit 14 die Endposition zu detektieren und den Endanschlag 3c von dem Endanschlag 3d, der keine Druckfeder aufweist, zu unterscheiden. Besondere Endschalter können dadurch entfallen. If the piston 2 is moved into a position according to FIG. 1, it meets the compression spring serving as mechanical resistance 6, which hinders its movement and a continuous Pressure increase on the flow side causes. This increase in pressure during the movement of the piston can result from pressure drops several run over grooves 5 are superimposed. The piston reaches its end position when the compression spring is fully compressed is, the pressure on the supply side rises sharply, as soon as the piston is fixed. In this way design a pressure curve specific for the end stop 3c, which is detected by the pressure sensor 13 and by the control unit 14 can be assigned to the end stop. As a result, the control unit 14 to detect the end position and the End stop 3c from the end stop 3d which has no compression spring, to distinguish. This allows special limit switches omitted.

In modifizierten Ausführungsbeispielen können zusätzlich oder anstelle der hydraulisch wirkenden Nuten bzw. der mechanisch wirkenden Feder auch Oberflächenstrukturen, federnd in eine Vertiefung der Gehäusewand 3a versenkbar gelagerte Kugeln oder andere Elemente an der Gehäusewand 3a vorgesehen sein, die mechanisch und/oder hydraulisch die Bewegung des Arbeitselementes wenigstens kurzzeitig beeinflussen.In modified exemplary embodiments, in addition or instead of the hydraulic grooves or mechanical acting spring also surface structures, springy in a recess the housing wall 3a retractable balls or others Elements on the housing wall 3a can be provided mechanically and / or at least hydraulically the movement of the working element affect briefly.

Es ist vorgesehen, der Steuereinheit 14 ein Speichermodul 15 zuzuordnen, so daß die anhand eines Vergleichs des erfaßten Arbeitsdruckverlaufs mit einer vorgebbaren Kennlinie und/oder einer Druckimpulszählung ermittelte Position des Kolbens auch bei stillgelegter Stellvorrichtung gespeichert bleibt, so daß der Steuereinheit jederzeit Informationen über die Position des Kolbens zur Verfügung stehen. Ferner soll der Steuereinheit 14 über das Speichermodul 15 eine Sollposition für das Verdeck 11 und damit für den Kolben 2 vorgebbar sein, aus der die Steuereinheit Steuerbefehle an die Hydraulikpumpe 12 generieren kann.Provision is made to assign a control module 14 to a memory module 15, so that based on a comparison of the detected working pressure curve with a predefinable characteristic and / or Pressure pulse count also determines the position of the piston at decommissioned actuator remains stored, so that the control unit information about the position of the piston at all times be available. Furthermore, the control unit 14 should Storage module 15 a target position for the top 11 and thus be predeterminable for the piston 2 from which the control unit issues control commands can generate to the hydraulic pump 12.

Die Steuereinheit kann Fehlfunktionen der Stellvorrichtung von einem Anfahren eines Endanschlags unterscheiden, da sowohl einem Endanschlag ein charakteristischer Druckverlauf zugeordnet ist, als auch die Bewegung des Kolbens innerhalb des Gehäuses mitgeschrieben wird. Es läßt sich eine hohe Betriebssicherheit der Stellvorrichtung gewährleisten, da das System sowohl Fehlfunktionen als auch Fehlbedienungen zuverlässig selbständig erkennt. Insbesondere das Einklemmen von Gegenständen oder Personen in der Mechanik 10 des Verdecks werden nicht irrtümlich als Erreichen einer Endposition erkannt, wodurch ein aktiver Einklemmschutz ermöglicht wird, da die Stellvorrichtung in einem solchen Fall sehr schnell durch die Steuereinheit abschaltbar ist.The control unit can malfunction the actuator from distinguish between approaching an end stop, since both one A characteristic pressure curve is assigned to the end stop, as well as the movement of the piston within the housing becomes. It can be a high level of operational reliability Ensure actuator because the system both malfunctions and also reliably detects incorrect operation. In particular, jamming objects or people in the mechanism 10 of the convertible top are not mistakenly reached an end position is detected, which creates active trapping protection is made possible because the actuator in such Case can be switched off very quickly by the control unit.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist somit eine Ablaufstellerung, insbesondere für hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder erzielbar, bei der entlang eines Bewegungsweges des Arbeitselementes, d.h. des Kolbens, entsprechende Störungen, deren Positionen relativ zum Bewegungsweg definiert sind, gezählt wer-den können, wodurch auch eine Umkehr des Bewegungsablaufes in einfacher Weise realisierbar ist. Insbesondere bei Verdecksteuerungen von Cabriolets kann somit auch bei einem Notstopp in der Mitte einer Versenk- oder einer Schließbewegung die jeweilige Bewegung nach Beseitigung des auslösenden Fehlers durch die entsprechende Steuerung zu Ende geführt werden, ohne daß es zu Fehlfunktionen kommt.With the solution according to the invention, a process position is thus especially for hydraulic or pneumatic working cylinders achievable in which along a path of movement of the working element, i.e. of the piston, corresponding disturbances, their Positions defined relative to the movement path are counted can, which also reverses the movement in is easy to implement. Especially with convertible top controls Cabriolets can also be used in the event of an emergency stop The middle of a lowering or closing movement Movement after removal of the triggering error by the corresponding one Control to be completed without it Malfunction is coming.

Claims (9)

Stellvorrichtung mit einem in eiem Gehäuse beweglich gelagerten, hydraulisch ansteuerbaren Arbeitselement, mit Mitteln zur Positionsbestimmung des Arbeitselementes bezüglich eines gehäusefesten Punktes,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zur Positionsbestimmung mehrere, entlang des Bewegungsweges des Arbeitselementes (2) verteilt angeordnete Widerstandselemente (5, 6) zur Änderung des Bewegungswiderstandes des Arbeitselementes aufweisen.Actuating device with a hydraulically controllable working element mounted movably in a housing, with means for determining the position of the working element with respect to a point fixed to the housing,
characterized in that
the means for determining the position have a plurality of resistance elements (5, 6) arranged along the movement path of the working element (2) for changing the resistance to movement of the working element. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zur Positionsbestimmung eine Sensoreinrichtung (13) zur Erfassung wenigstens einer sich mit dem Bewegungswiderstand ändernden Kenngröße des Arbeitselementes (2), insbesondere eines Hydraulikdruckwertes, umfassen.Actuator according to claim 1, further
characterized in that
the means for determining the position comprise a sensor device (13) for detecting at least one parameter of the working element (2) that changes with the movement resistance, in particular a hydraulic pressure value. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zur Positionsbestimmung eine mit der Sensoreinrichtung (13) verbundene Steuereinheit (14) umfassen, die die Meßwerte der Sensoreinrichtung verschiedenen Positionen des Bewegungsweges des Arbeitselementes zuordnet.Actuator according to claim 2, further
characterized in that
the means for determining the position comprise a control unit (14) connected to the sensor device (13), which assigns the measured values of the sensor device to different positions of the movement path of the working element. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
als ein Widerstandselement ein gegen die Bewegung des Arbeitselementes wirkender, vom Arbeitselement zu überfahrender mechanischer Widerstand (6) vorgesehen ist. Actuating device according to one of claims 1 or 2,
characterized in that
A mechanical resistance (6) which acts against the movement of the working element and is to be run over by the working element is provided as a resistance element. Stellvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
als ein mechanischer Widerstand ein elastisch komprimierbares Druckelement (6) vorgesehen ist, das zugleich einen Endanschlag für das Arbeitselement (2) bildet.Actuating device according to claim 4,
characterized in that
an elastically compressible pressure element (6) is provided as a mechanical resistance, which at the same time forms an end stop for the working element (2). Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
als ein Widerstandselement eine vom Arbeitselement (2) zu überfahrende Druckausgleichsöffnung (5) vorgesehen ist.Adjusting device according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
a pressure compensation opening (5) to be run over by the working element (2) is provided as a resistance element. Stellvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckausgleichsöffnung (5) als Nut oder Kerbe in der mit dem Arbeitselement (2) in Dichtkontakt stehenden Gehäusewand (3a) ausgestaltet ist.Actuating device according to claim 6,
characterized in that
the pressure compensation opening (5) is designed as a groove or notch in the housing wall (3a) which is in sealing contact with the working element (2). Stellvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckausgleichsöffnung mindestens so groß dimensioniert ist, wie ein zwischen Arbeitselement und Gehäusewand (3a) vorgesehenes Dichtelement (7).Actuating device according to claim 7,
characterized in that
the pressure compensation opening is dimensioned at least as large as a sealing element (7) provided between the working element and the housing wall (3a). Hydraulische Antriebseinheit, insbesondere für ein schwenkbares Fahrzeugverdeck (11), mit einer Steuerung (14), die geeignet ist, mit Hilfe einer Druckmeßsensorik (13) verschiedene Funktionspositionen der Antriebseinheit anhand von Drucksignalen zu erfassen und die Antriebseinheit in Abhängigkeit von den erfaßten Signalen anzusteuern,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebseinheit eine Stellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfaßt.Hydraulic drive unit, in particular for a pivotable vehicle roof (11), with a control (14) which is suitable for detecting various functional positions of the drive unit with the aid of pressure signals using a pressure measurement sensor system (13) and for controlling the drive unit as a function of the detected signals,
characterized in that
the drive unit comprises an actuating device (1) according to one of claims 1 to 8.
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