EP1116849A2 - Betätigungsanordnung für Schwenkbare Teile an Fahrzeugen - Google Patents

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EP1116849A2
EP1116849A2 EP00890347A EP00890347A EP1116849A2 EP 1116849 A2 EP1116849 A2 EP 1116849A2 EP 00890347 A EP00890347 A EP 00890347A EP 00890347 A EP00890347 A EP 00890347A EP 1116849 A2 EP1116849 A2 EP 1116849A2
Authority
EP
European Patent Office
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arrangement according
actuating arrangement
rotary shaft
fluid
fluid drive
Prior art date
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EP00890347A
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English (en)
French (fr)
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EP1116849A3 (de
EP1116849B1 (de
Inventor
Klaus Stolle
Wolfgang Kladiwa
Anton Hollerbach
Bernhard Hollberbach
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.)
Hoerbiger Automotive Komfortsysteme GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Hydraulik GmbH
Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
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Publication date
Application filed by Hoerbiger Hydraulik GmbH, Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH filed Critical Hoerbiger Hydraulik GmbH
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Publication of EP1116849A3 publication Critical patent/EP1116849A3/de
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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
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/546—Tailboards, tailgates or sideboards opening upwards

Definitions

  • the invention relates to an actuation arrangement for pivotable parts on vehicles, especially for the operation of rear, trunk or convertible top covers or convertible top parts itself, with at least one directly or indirectly attacking the pivotable part Fluid drive.
  • the actuation arrangement is characterized in that that the fluid drive drives a rotary shaft which is in the pivot axis of the pivotable Part lies and is rotatably connected to the pivotable part, possibly via one intermediate lever.
  • the lever of the invention The arrangement merely represents an extension that facilitates the coupling of the component. With the smallest construction volume - and therefore also for example in the head area of roofs - Can pivot movements of the operated vehicle part over a substantially any angular range can be made.
  • the fluid drive has a fluid motor
  • the Output shaft is connected to a rotary shaft for the pivotable part, if necessary via a preferably mechanical transmission.
  • a further simplification, reduction in the number of necessary components and The arrangement can be downsized if the fluid drive has a fluid motor, whose output shaft is also the rotary shaft for the pivotable component.
  • the fluid drive advantageously has a rotary piston engine with at least one, by means of the pressure medium in a housing between two stops around an axis of rotation pivotable rotary piston, the axis of rotation of the or each rotary piston preferably is also the rotating shaft. This can create a large effective area high forces can be achieved to attack the pressure fluid and with a compact design.
  • the piston of the rotary piston engine is preferably in the form of at least one Wing formed, which wing is rotatably held on the axis of rotation.
  • the fluid drive has a linear working cylinder, its piston rod during its linear working stroke via a mechanical gear the rotating shaft twisted.
  • Linear drives are easy to manufacture and operate and also ideally suited for frequent operation over long periods of time. With a correspondingly large Cross section of the piston, the achievable forces are sufficient for all applications high.
  • the piston rod is at least at its outer end in the form of a rack trained or stands with a rack in tension and pressure resistant connection, and a pinion engages in the toothing of the rack, which pinion rotates on the Rotary shaft is attached.
  • the rack is in a guideway guided in the longitudinal direction, the guideway preferably in the direction of the Sprocket is adjustable adjustable, preferably by means of screws. So the game can be in the teeth are precisely adjusted, minimized if necessary or even avoided altogether.
  • Such protection by a cover can be produced in a simple manner, if the cover is an extension of the housing or tube of the fluid cylinder is.
  • the actuating arrangement according to the invention can be particularly advantageous for replacement be used by conventional hinges when the rotating shaft is the pivotable Part at least partially also carries, directly or indirectly via at least one with which pivotable part of fixed lever.
  • their hinges can often be less favorable Avoided power and a better and more even movement for the pivotable part can be reached.
  • the actuation arrangement according to the invention can advantageously be used for actuation be used by at least part of a convertible top, the then Fluid drive forms the main bearing of the convertible top. This saves space and the Movement of the convertible top can be improved.
  • a rotation sensor is provided and with preferably the rotary shaft or the axis of rotation of the fluid motor or rotary piston motor coupled, so that the movements of the actuator assembly in a simple and accurate manner actuated component determined and for example to control the pressure medium or other, depending on the actuated component and its position Movements can be used.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fluid drive according to the invention in use for a trunk lid
  • Fig. 2 is a schematic representation two fluid drives according to the invention in a convertible roof
  • FIG. 3 is one Top view of a special, preferred embodiment for an inventive Fluid actuator with linear working cylinder, rack and pinion
  • Fig. 4 is a longitudinal section through the fluid drive of Fig. 3
  • Fig. 5 shows a sectional view transverse to the longitudinal axis of the 3 at the level of the rotary shaft
  • Fig. 6 is a section through an inventive Actuator assembly in the form of a rotary piston engine
  • Fig. 7 is a section along the line D-D of FIG. 6.
  • At least one fluid drive D is attached to the body of the vehicle F, in the example shown in the area of the upper front end of the rear fender, wherein the rotary shaft W of the fluid drive D in the pivot axis A of the trunk lid K lies and carries his weight at the same time.
  • a trunk lid K directly supporting and the force of the fluid drive D transmitting lever H with the rotating shaft W non-rotatably connected.
  • the fluid drive D advantageously replaces the conventional ones Hinges, which often have poor storage, take up less space a, because the hinge can be completely replaced by the fluid drive.
  • the actuating arrangement according to the invention but also without a load-bearing Function in addition to conventional hinges or the like.
  • the fluid drive according to the invention can also be used to actuate a convertible roof can be used, as shown in FIG. 2 schematically.
  • a second roof part V2, here the actual roof of the vehicle, is over the pivot axis A2 can be pivoted at the upper, front end of the first convertible top part V1, why advantageous because of the small construction volume and the constant moment
  • a second fluid drive D2 is provided over the entire angular range of the pivoting is.
  • the fluid drive can advantageously be the main bearing of the convertible top and all related moving parts form, here the advantages of Space saving and the favorable torque curve are particularly important.
  • FIGS. 3 to 5 An embodiment for a fluid drive D according to the invention with a linear Fluid motor is shown in FIGS. 3 to 5 and is explained below.
  • a cylinder barrel 1 of preferably circular cross section is in a central region Cover 2 of a fluid cylinder formed.
  • the cylinder tube 1 further advantageously has an extension 3, which forms a housing adjoining the cover 2.
  • On the extension 3 opposite side of the lid area 2 is a cylinder bottom 4 provided and connected to the cylinder tube 1, this bottom 4 at most can be made in one piece with the cylinder tube 1.
  • Passages 5 in floor 4 and Cover area 2 can preferably pressurize the working spaces of the fluid cylinder Hydraulic oil, supplied or withdrawn from it. Through this pressure medium Piston 6 axially displaced within the cylinder tube 1 and thus also with the piston 6 firmly connected piston rod 7, which is sealed through the cover area 2 is and protrudes into the housing formed by the extension 3.
  • This extension 3 is at the same time a guide or contains a guideway 8 for a toothed rack 9, which is connected to the piston rod 7 in a tensile and compressive manner, for example via a releasable connection 10 in the form of a plate-shaped end of the piston rod 7, which is in a groove with a narrow slot in the rack 9 transversely to the longitudinal direction is held displaceably. There will also be tension between these two parts so avoided.
  • the teeth 11 of the rack 9 are in engagement with teeth 12 of a pinion 13, the is rotatably attached to the rotary shaft W.
  • the rotary shaft W is in two tab-like parts 14 of the extension 3 rotatable and transversely to the longitudinal axis of the cylinder tube 1 and thus also the piston rod 7 is mounted and preferably has a toothing at its outer end 15 so that a lever H is rotatably connected to the rotary shaft W in a simple manner can be.
  • the non-rotatable connection could also be applied to any other form and / or non-positively produced.
  • Another advantage of the fluid drive is - in every application - the simple one Connection to a rotary sensor 21, which is used to control and monitor the movement the pivotable parts on the vehicle with the control electronics of the actuation arrangement can be connected. As shown in FIG. 3, this rotary sensor 21 is directly connected to the rotary shaft W or coupled to the output shaft of any fluid motor or acts on these parts together.
  • the guideway 8 is from the extension 3 extractable, whereby the rack 9 is lowered, such the releasable connection 10 solved and the rack 9 can be separated from the piston rod 7. Operational the guideway 8 in the extension 3 by several worm screws 16 held and fixed.
  • the guideway 8 can also pass through the longitudinal axis of the screws 16 - and also the bearing of the guideway 8 - predetermined Direction can be adjusted. So that the game between guideway 8 and pinion 13 can be set precisely and advantageously minimized.
  • the guide track for the rack 9 can also from the inside the extension 3 itself or from an insertable guide together with one Part of the inner surface of the extension 3 are formed.
  • the cross-sectional and Tooth shape of rack 9 and / or pinion 13 can meet the respective requirements be modified.
  • Other mechanical ratios between the rack 7 and rotary shaft W are possible, for example worm gear or bevel gear, which are particularly advantageous if the rotary shaft W is not exactly vertical should stand on the longitudinal axis of the fluid cylinder, but angles not equal to 90 ° or dislocations between piston rod 7 and rotary shaft W are required.
  • a shaft is rotatably mounted in a housing 20, which at the same time is the rotary shaft W of the fluid drive D and - as already described above was - preferably at one end protruding from the housing 20 with a Tooth 15 or a similar or functionally equivalent connection structure is provided.
  • This toothing 15 is the indirect one - via an intermediate one Lever H - or direct connection of the fluid drive D to the pivotable Component V.
  • On the rotary shaft W is a piston in the form of a inside the housing 20
  • Wing 17 mounted rotatably, which wing 17 the interior of the housing 20 in two work spaces divided. These working spaces on both sides of the wing 17 can be connected 18 and feed openings 19 (only one of them visible in FIG. 6) with the printing medium are applied, whereby the wing 17 is movable and thus the rotary shaft W twisted around its axis.
  • all other types of fluid motors can be used, so that rotating working gear motors, vane motors or axial or radial piston motors or the linear-acting thrust piston motors, even without a piston rod, but on one Acting lever, which translates into a rotational movement of a lever with this lever connected shaft implements.
  • the output shafts of the fluid motors can also the worm or bevel gear units and / or via sub or transmission gear units, preferably on a mechanical basis, with the rotating shaft (W) for the pivotable part (V) be connected, but they can also directly represent this rotary shaft (W).
  • a fluid drive can act on the rotary shaft W, but also several parallel drives can be provided, for example larger ones To be able to generate moments.
  • two linear drives can have separate drives Act on the gearbox on the rotary shaft or on the same gearbox to increase the attack generated moments.
  • a pinion 13 a rotary shaft W on opposite sides of racks 9 is provided are, preferably parallel to each other, each of the piston rod 7 a linear Working cylinders, which are also preferably parallel to each other, are moved.

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Abstract

Eine Betätigungsanordnung für schwenkbare Teile an Fahrzeugen, insbesonders zur Betätigung von Heck-, Kofferraum- oder Verdeckdeckeln oder Verdeckteilen selbst, weist zumindest einen mittelbar oder unmittelbar am schwenkbaren Teil angreifenden Fluidantrieb auf. Damit bei kleinem Bauvolumen ein konstantes Moment erzeugt und eine für im Prinzip beliebige Drehwinkel geeignete Konstruktion verwirklicht wird, treibt der Fluidantrieb der Anordnung eine Drehwelle (W) an, welche in der Schwenkachse (A) des schwenkbaren Teiles (V) liegt und mit dem schwenkbaren Teil (V) drehfest verbunden ist, allenfalls über einen zwischengeschalteten Hebel (H). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung für schwenkbare Teile an Fahrzeugen, insbesonders zur Betätigung von Heck-, Kofferraum- oder Verdeckdeckeln oder Verdeckteilen selbst, mit zumindest einem mittelbar oder unmittelbar am schwenkbaren Teil angreifenden Fluidantrieb.
Für die Betätigung von bewegbaren, insbesonders auch von verschwenkbaren Fahrzeugteilen, werden herkömmlicherweise Fluidantriebe in Form von Arbeitszylindern eingesetzt, die mit einem Ende an der Karosserie des Fahrzeuges angelenkt und mit dem anderen Ende, meist dem äußeren Ende der Kolbenstange, am zu bewegenden Teil angreifen. Diese Lösung ist für Heck- und Motorraumdeckel, für die Deckel von Verdecken bei Cabriolets, aber auch für die gegeneinander verschwenkbaren Abschnitte der Verdecke selbst, insbesonders bei Hardtops oder ähnlichen Konstruktionen, allgemein üblich. Diese Lösung hat aber einige Nachteile, so etwa, dass aufgrund der Kinematik der verschwenkbaren Teile am Anfang und am Ende von deren Bewegung die größten Kräfte benötigt werden, dieser Anforderung aber aufgrund der möglichen Anordnung der Arbeitszylinder im Bereich der Schwenkachsen nicht Genüge getan werden kann. Aufgrund der Auslenkung ist auch das erzeugte Moment während der Drehbewegung nicht konstant. Überdies können diese Antriebe praktisch nur für Schwenkwinkel kleiner als 180° eingesetzt werden und benötigen relativ viel Einbauraum. Dieser letzte Nachteil wird insbesonders bei Vorsehen einer Abdeckung der gesamten Antriebsanordnung zur Vermeidung von Verletzungen oder Einklemmen von Fremdkörpern besonders deutlich und kommt dabei besonders zum Tragen. Aber auch bei Faltdächern ist im Kopfraum relativ wenig Platz für Betätigungsanordnungen zur Verfügung, so dass mehrfach faltbare Varianten insbesonders mit stabilen und daher schweren Teilen bislang nicht so betätigbar waren, weil die notwendigen starken und gleichzeitig große Schwenkbewegungen bewirkenden Zylinder dort eben nicht eingebaut werden konnten.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungsanordnung der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Es soll eine Konstruktion geschaffen werden, die bei kleinem Bauvolumen ein konstantes Moment erzeugt und für im Prinzip beliebige Drehwinkel geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Betätigungsanordnung dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb eine Drehwelle antreibt, welche in der Schwenkachse des schwenkbaren Teiles liegt und mit dem schwenkbaren Teil drehfest verbunden ist, allenfalls über einen zwischengeschalteten Hebel. Damit werden aufwendige und viel Bauraum beanspruchende Anordnungen mit Hebelsystemen od. dgl. vermieden. Der Hebel der erfindungsgemäßen Anordnung stellt lediglich eine die Ankopplung des Bauteils erleichternde Verlängerung dar. Bei geringstem Bauvolumen - und daher auch beispielsweise im Kopfbereich von Verdecken - können Schwenkbewegungen des betätigten Fahrzeugteils über einen im wesentlichen beliebigen Winkelbereich vorgenommen werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist der Fluidantrieb einen Fluidmotor auf, dessen Abtriebswelle mit einer Drehwelle für den schwenkbaren Teil verbunden ist, allenfalls über ein vorzugsweise mechanisches Getriebe. Diese Variante ermöglicht eine kompakte und baulich sehr einfache Ausführung.
Eine weitere Vereinfachung, Verringerung der Anzahl der notwendigen Bauteile und Verkleinerung der Anordnung ist möglich, wenn der Fluidantrieb einen Fluidmotor aufweist, dessen Abtriebswelle gleichzeitig die Drehwelle für den schwenkbaren Bauteil ist.
Vorteilhafterweise weist der Fluidantrieb einen Drehkolbenmotor mit zumindest einem, mittels des Druckmediums in einem Gehäuse zwischen zwei Anschlägen um eine Drehachse verschwenkbaren Drehkolben auf, wobei die Drehachse des oder jedes Drehkolbens vorzugsweise gleichzeitig auch die Drehwelle ist. Damit können eine große wirksame Fläche zum Angriff des Druckfluids und bei kompakter Bauweise doch hohe Kräfte erzielt werden.
Dabei ist vorzugsweise der Kolben des Drehkolbenmotors in Form zumindest eines Flügels ausgebildet, welcher Flügel auf der Drehachse drehfest gehalten ist.
Funktionell und bezüglich der Erzielung der nötigen Dichtheit der Arbeitsräume des Fluidzylinders einfacher ist die erfindungsgemäße Betätigungsanordnung dann, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Fluidantrieb einen linearen Arbeitszylinder aufweist, dessen Kolbenstange bei ihrem linearen Arbeitshub über ein mechanisches Getriebe die Drehwelle verdreht. Linearantriebe sind problemlos in Herstellung und Betrieb und auch für oftmaligen Betrieb über lange Zeiträume bestens geeignet. Bei entsprechend großem Querschnitt des Kolbens sind auch die erzielbaren Kräfte für alle Anwendungen ausreichend hoch.
Gemäß einer sehr einfach und betriebssicher gestalteten, bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Kolbenstange zumindest an ihrem äußeren Ende in Form einer Zahnstange ausgebildet oder steht mit einer Zahnstange in zug- und druckfester Verbindung, und greift ein Ritzel in die Verzahnung der Zahnstange ein, welches Ritzel drehfest auf der Drehwelle befestigt ist.
Für eine Anordnung der obigen Betätigungsanordnung in einem äußeren Rand- oder Eckbereich des zu bewegenden Bauteils, etwa den am Fahrzeug angelenkten Ecken eines Heck- oder Verdeckdeckels, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Ritzel an einem Ende der Drehwelle befestigt und das zweite Ende der Drehwelle mit dem bewegbaren Teil drehfest verbunden ist. Damit ist eine Ankopplung des bewegbaren Teiles aus nur einer Richtung quer zur Längsachse der Betätigungsanordnung und damit deren Einbau in den Seitenbereichen des Fahrzeuges ermöglicht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zahnstange in einer Führungsbahn in Längsrichtung geführt, wobei die Führungsbahn vorzugsweise in Richtung auf das Ritzel hin verstellbar gelagert ist, vorzugsweise mittels Schrauben. Damit kann das Spiel in der Verzahnung genau eingestellt, wenn nötig minimiert oder gar gänzlich vermieden, werden.
Der optimale Schutz der Betätigungsanordnung selbst und damit ein ungehinderter und störungsfreier Betrieb sowie der Schutz von Benutzern vor Verletzungen oder anderen Gegenständen vor Beschädigung durch die Betätigungsanordnung ist gegeben, wenn sich die Kolbenstange, der damit zusammenwirkende Abschnitt der Drehwelle und alle zwischengeschalteten Teile unter einer Abdeckung befinden.
Ein derartiger Schutz durch eine Abdeckung kann in einfacher Weise hergestellt werden, wenn die Abdeckung eine Verlängerung des Gehäuses bzw. Rohres des Fluidzylinders ist.
Eine andere mechanische Umsetzung der Bewegung jedes beliebigen Fluidantriebes in eine geeignete Drehbewegung der Drehwelle ist dadurch möglich, dass der Fluidmotor und die Drehwelle über ein mechanisches Schneckengetriebe verbunden sind, wobei diese Anordnung relativ kleine Querschnitte der Anordnung quer zu ihrer Längsachse und die Umsetzung von Drehbewegungen mit hoher Umdrehungszahl in langsamere und über einen geringeren Winkelbereich erfolgende Drehbewegungen zuläßt.
Eine Orientierung der Drehwelle in einem größeren Winkelbereich in bezug auf die Längsachse des Fluidzylinders bzw. die Abtriebswelle jedes Fluidmotors und auch eine Versetzung zwischen diese Bauteilen ist möglich, wenn der Fluidmotor und die Drehwelle über ein Kegelrad-Getriebe verbunden sind.
Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Betätigungsanordnung zum Ersatz von herkömmlichen Scharnieren eingesetzt werden, wenn die Drehwelle den schwenkbaren Teil zumindest zum Teil auch trägt, unmittelbar oder mittelbar über zumindest einen, mit dem schwenkbaren Teil fest verbundenen Hebel. Neben dem geringeren Platzbedarf des Fluidantriebs gegenüber beispielsweise üblichen Scharnieren kann auch deren oftmals ungünstiger Kraftverlauf vermieden und ein besserer und gleichmäßigerer Bewegungsablauf für den schwenkbaren Teil erreicht werden.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Betätigungsanordnung für die Betätigung von zumindest eines Teiles eines Cabrio-Verdecks verwendet werden, wobei dann der Fluidantrieb das Hauptlager des Verdecks bildet. Damit wird Bauraum eingespart und der Bewegungsablauf des Verdecks kann verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Drehsensor vorgesehen und mit vorzugsweise der Drehwelle oder aber der Drehachse des Fluidmotors bzw. Drehkolbenmotors gekoppelt, so dass in einfacher und genauer Weise die Bewegungen des von der Betätigungsanordnung betätigten Bauteils ermittelt und beispielsweise zur Steuerung des Druckmediums oder anderer, vom betätigten Bauteil und dessen Stellung abhängiger Bewegungsabläufe herangezogen werden können.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert werden.
Dabei zeigt die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fluidantriebes in der Anwendung für einen Kofferraumdeckel, Fig. 2 ist eine schematische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Fluidantriebe bei einem Cabriodach, Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine spezielle, bevorzugte Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Fluidantrieb mit linearem Arbeitszylinder, Zahnstange und Ritzel, Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch den Fluidantrieb der Fig. 3, Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht quer zur Längsachse des Fluidzylinders der Fig. 3 in Höhe der Drehwelle, Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Betätigungsanordnung in Form eines Drehkolbenmotors und Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie D-D der Fig. 6.
In Fig. 1 ist an der Karosserie des Fahrzeuges F zumindest ein Fluidantrieb D befestigt, im gezeigten Beispiel im Bereich des oberen vorderen Endes des hinteren Kotflügels, wobei die Drehwelle W des Fluidantriebes D in der Schwenkachse A des Kofferraumdeckels K liegt und gleichzeitig sein Gewicht mit trägt. Ein den Kofferraumdeckel K unmittelbar tragender und die Kraft des Fluidantriebes D übertragender Hebel H ist mit der Drehwelle W drehfest verbunden. Der Fluidantrieb D ersetzt dabei vorteilhafterweise die herkömmlichen Scharniere, die oftmals eine ungünstige Lagerung haben, und nimmt dabei weniger Platz ein, da das Scharnier vollständig durch den Fluidantrieb ersetzt werden kann. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Betätigungsanordnung aber auch ohne tragende Funktion zusätzlich zu herkömmlichen Scharnieren od. dgl. eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Fluidantrieb kann aber auch für die Betätigung eines Cabriodachs verwendet werden, wie die Fig. 2 schematisch zeigt. Dabei ist beispielsweise ein erster Fluidantrieb D1 im Bereich des Kotflügels des Fahrzeuges F an dessen Karosserie als Hauptlager für das Verdeck V1, V2 befestigt und bewegt über seine Drehwelle W1 einen ersten Verdeckteil V1 um dessen Schwenkachse A1, die mit der Achse der Drehwelle W1 zusammenfällt. Ein zweiter Verdeckteil V2, hier das eigentliche Dach des Fahrzeuges, ist um die Schwenkachse A2 am oberen, vorderen Ende des ersten Verdeckteils V1 schwenkbar, wozu vorteilhafterweise aufgrund des geringen Bauvolumens und des konstanten Momentes über des gesamten Winkelbereich der Verschwenkung ein zweiter Fluidantrieb D2 vorgesehen ist. Dessen Drehwelle W2 liegt genau in der Schwenkachse A2 für den zweiten Verdeckteil V2. Bei Cabrios kann in vorteilhafter Weise der Fluidantrieb das Hauptlager des Verdecks und aller damit in Verbindung stehender bewegter Teile bilden, wobei hier die Vorteile der Platzersparnis und des günstigen Momentenverlaufes besonders zum Tragen kommen.
Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Fluidantrieb D mit einem linearen Fluidmotor ist in den Fig. 3 bis 5 dargestellt und wird nachfolgend erläutert. In einem Zylinderrohr 1 von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt ist in einem mittleren Bereich ein Deckel 2 eines Fluidzylinders ausgebildet. Das Zylinderrohr 1 weist weiters vorteilhafterweise eine Verlängerung 3 auf, die ein an den Deckel 2 anschließendes Gehäuse bildet. Auf der der Verlängerung 3 gegenüberliegenden Seite des Deckelbereiches 2 ist ein Zylinderboden 4 vorgesehen und mit dem Zylinderrohr 1 verbunden, wobei dieser Boden 4 allenfalls auch einstückig mit dem Zylinderrohr 1 ausgeführt sein kann. Über Passagen 5 in Boden 4 und Deckelbereich 2 kann den Arbeitsräumen des Fluidzylinders Druckmedium, vorzugsweise Hydrauliköl, zugeführt oder daraus abgezogen werden. Durch dieses Druckmedium wird der Kolben 6 innerhalb des Zylinderrohres 1 axial verschoben und damit auch die mit dem Kolben 6 fest verbundene Kolbenstange 7, welche abgedichtet durch den Deckelbereich 2 hindurchgeführt ist und in das durch die Verlängerung 3 gebildete Gehäuse ragt.
Diese Verlängerung 3 ist gleichzeitig eine Führung oder beinhaltet eine Führungsbahn 8 für eine Zahnstange 9, welche mit der Kolbenstange 7 zug- und druckfest verbunden ist, beispielsweise über eine lösbare Verbindung 10 in Form eines tellerförmigen Endes der Kolbenstange 7, das in einer Nut mit schmalem Schlitz in der Zahnstange 9 quer zur Längsrichtung verschiebbar gehalten ist. Auch Verspannungen zwischen diesen beiden Teilen werden derart vermieden.
Die Zähne 11 der Zahnstange 9 sind im Eingriff mit Zähnen 12 eines Ritzels 13, das drehfest auf der Drehwelle W befestigt ist. Die Drehwelle W ist in zwei laschenartigen Teilen 14 der Verlängerung 3 drehbar und quer zur Längsachse des Zylinderrohres 1 und damit auch der Kolbenstange 7 gelagert und weist an ihrem äußeren Ende vorzugsweise ein Verzahnung 15 auf, so dass ein Hebel H in einfacher Weise drehfest mit der Drehwelle W verbunden werden kann. Die drehfeste Verbindung könnte aber auch auf jede andere form- und/oder kraftschlüssige Weise hergestellt werden.
Ein weiterer Vorteil des Fluidantriebes ist - in jedem Anwendungsfall - die einfache Verbindung mit einem Drehsensor 21, der zur Steuerung und Überwachung der Bewegung der verschwenkbaren Teile am Fahrzeug mit der Steuerelektronik der Betätigungsanordnung verbunden sein kann. Dieser Drehsensor 21 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, direkt mit der Drehwelle W oder mit der Abtriebswelle jedes beliebigen Fluidmotors gekoppelt bzw. auf wirkt mit diesen Teilen zusammen.
In der Querschnittsansicht der Fig. 5 ist ein mit der Drehwelle W gekoppelter Hebel H zu erkennen, ebenso wie die drehbare Lagerung in den laschenartigen Teilen 14. Weiters ist die Führungsbahn 8 zu erkennen, die einen zur Zahnstange 9 hin offenen trapezförmigen Querschnitt aufweist und mit der trapezförmigen Unterseite der Zahnstange 9 zusammenwirkt, um ein Verdrehen oder Verkanten der Zahnstange sicher zu verhindern und die Zahnstange 7 in Eingriff mit dem Ritzel 13 zu halten. Die Führungsbahn 8 ist aus der Verlängerung 3 herausziehbar, wodurch die Zahnstange 9 abgesenkt, derart die lösbare Verbindung 10 gelöst und die Zahnstange 9 von der Kolbenstange 7 getrennt werden kann. Im Betrieb wird die Führungsbahn 8 in der Verlängerung 3 durch mehrere Wurmschrauben 16 gehalten und fixiert. Mittels der Schrauben 16 kann die Führungsbahn 8 auch in einer durch die Längsachse der Schrauben 16 - und auch die Lagerung der Führungsbahn 8 - vorgegebenen Richtung verstellt werden. Damit kann das Spiel zwischen Führungsbahn 8 und Ritzel 13 genau eingestellt und vorteilhafterweise minimiert werden.
Selbstverständlich kann die Führungsbahn für die Zahnstange 9 auch von der Innenseite der Verlängerung 3 selbst oder von einer einsetzbaren Führung zusammen mit einem Teil der inneren Oberfläche der Verlängerung 3 gebildet werden. Auch die Querschnitts- und Zahnform von Zahnstange 9 und/oder Ritzel 13 kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend abgewandelt werden. Auch andere mechanische Übersetzungen zwischen Zahnstange 7 und Drehwelle W sind möglich, so beispielsweise Schneckengetriebe oder Kegelradgetriebe, welche speziell dann von Vorteil sind, wenn die Drehwelle W nicht genau senkrecht auf die Längsachse des Fluidzylinders stehen soll, sondern Winkel ungleich 90° oder Versetzungen zwischen Kolbenstange 7 und Drehwelle W erforderlich sind.
Eine Betätigungsanordnung mit Fluidantrieb D in Form eines Drehkolbenzylinders zeigen die Fig. 6 und 7. Dabei ist in einem Gehäuse 20 eine Welle drehbar gelagert, welche gleichzeitig auch die Drehwelle W des Fluidantriebes D ist und - wie bereits oben beschrieben wurde - an einem aus dem Gehäuse 20 herausragenden Ende vorzugsweise mit einer Verzahnung 15 oder einer ähnlichen bzw. funktionell gleich wirkenden Verbindungsstruktur versehen ist. Über diese Verzahnung 15 erfolgt die mittelbare - über einen zwischengeschalteten Hebel H - oder unmittelbare Anbindung des Fluidantriebes D an den verschwenkbaren Bauteil V. An der Drehwelle W ist im inneren des Gehäuses 20 ein Kolben in Form eines Flügels 17 drehfest montiert, welcher Flügel 17 das Innere des Gehäuses 20 in zwei Arbeitsräume unterteilt. Diese Arbeitsräume zu beiden Seiten des Flügels 17 können über die Anschlüsse 18 und Zufuhröffnungen 19 (in Fig. 6 nur eine davon sichtbar) mit dem Druckmedium beaufschlagt werden, wodurch der Flügel 17 bewegbar ist und derart die Drehwelle W um ihre Achse verdreht.
Neben den oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Varianten können prinzipiell auch alle anderen Arten von Fluidmotoren eingesetzt werden, so die drehend arbeitenden Zahnradmotoren, Flügelzellenmotoren oder Axial- bzw. Radialkolbenmotoren oder die linear wirkenden Schubkolbenmotoren, auch ohne Kolbenstange, sondern auf einen Hebel einwirkend, der die Umsetzung in eine Drehbewegung einer mit diesem Hebel drehfest verbundenen Welle umsetzt. Die Abtriebswellen der Fluidmotoren können ebenfalls über die Schnecken- oder Kegelradgetriebe und/oder über Unter- bzw. Übersetzungsgetriebe, vorzugsweise auf mechanischer Basis, mit der Drehwelle (W) für den schwenkbaren Teil (V) verbunden sein, sie können aber auch direkt diese Drehwelle (W) darstellen.
An der Drehwelle W kann selbstverständlich nicht nur ein Fluidantrieb angreifen, sondern es können mehrere parallele Antriebe vorgesehen sein, um beispielsweise größere Momente erzeugen zu können. So können beispielsweise zwei lineare Antriebe über separate Getriebe auf die Drehwelle einwirken oder auch am gleichen Getriebe zur Erhöhung des erzeugten Moments angreifen. Als weiteres Beispiel wäre es denkbar, dass an einem Ritzel 13 eine Drehwelle W auf einander gegenüber liegenden Seiten Zahnstangen 9 vorgesehen sind, vorzugsweise parallel zueinander, die jeweils von der Kolbenstange 7 je eines linearen Arbeitszylinders, die ebenfalls vorzugsweise parallel zueinander liegen, bewegt werden.

Claims (16)

  1. Betätigungsanordnung für schwenkbare Teile an Fahrzeugen, insbesonders zur Betätigung von Heck-, Kofferraum- oder Verdeckdeckeln oder Verdeckteilen selbst, mit zumindest einem mittelbar oder unmittelbar am schwenkbaren Teil angreifenden Fluidantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) eine Drehwelle (W) antreibt, welche in der Schwenkachse (A) des schwenkbaren Teiles (V) liegt und mit dem schwenkbaren Teil (V) drehfest verbunden ist, allenfalls über einen zwischengeschalteten Hebel (H).
  2. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) einen Fluidmotor aufweist, dessen Abtriebswelle mit einer Drehwelle (W) für den schwenkbaren Teil (V) verbunden ist, allenfalls über ein vorzugsweise mechanisches Getriebe.
  3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) einen Fluidmotor aufweist, dessen Abtriebswelle vorzugsweise gleichzeitig die Drehwelle (W) für den schwenkbaren Teil (V) ist.
  4. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) einen Drehkolbenmotor mit zumindest einem, mittels des Druckmediums in einem Gehäuse (20) zwischen zwei Anschlägen um eine Drehachse verschwenkbaren Drehkolben (17) aufweist, wobei die Drehachse des oder jedes Drehkolbens vorzugsweise gleichzeitig auch die Drehwelle (W) ist.
  5. Betätigungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben des Drehkolbenmotors in Form zumindest eines Flügels (17) ausgebildet ist, welcher Flügel (17) auf der Drehachse drehfest gehalten ist.
  6. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) einen linearen Arbeitszylinder (1 - 7) aufweist, dessen Kolbenstange (7) bei ihrem linearen Arbeitshub über ein mechanisches Getriebe (9, 13) die Drehwelle (W) verdreht.
  7. Betätigungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (7) zumindest an ihrem äußeren Ende in Form einer Zahnstange (9) ausgebildet ist oder mit einer Zahnstange in zug- und druckfester Verbindung steht, und dass ein Ritzel (13) in die Verzahnung der Zahnstange eingreift, welches Ritzel drehfest auf der Drehwelle (W) befestigt ist.
  8. Betätigungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (W) an einem Ende der Drehwelle (W) befestigt und das zweite Ende der Drehwelle mit dem bewegbaren Teil (V) drehfest verbunden ist.
  9. Betätigungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (9) in einer Führungsbahn (8) in Längsrichtung geführt ist, wobei die Führungsbahn (8) vorzugsweise in Richtung auf das Ritzel (13) hin verstellbar gelagert ist, vorzugsweise mittels Schrauben (16).
  10. Betätigungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolbenstange (7), der damit zusammenwirkende Abschnitt der Drehwelle (W) und alle zwischengeschalteten Teile unter einer Abdeckung befiden.
  11. Betätigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine Verlängerung (3) des Gehäuses bzw. Rohres (1) des Fluidzylinders ist.
  12. Betätigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidmotor und die Drehwelle (W) über ein mechanisches Schneckengetriebe verbunden sind.
  13. Betätigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidmotor und die Drehwelle (W) über ein Kegelrad-Getriebe verbunden sind.
  14. Betätigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwelle (W) den schwenkbaren Teil (K, V) zumindest zum Teil auch trägt, unmittelbar oder mittelbar über zumindest einen, mit dem schwenkbaren Teil (K, V) fest verbundenen Hebel (H).
  15. Betätigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Betätigung von zumindest eines Teiles eines Cabrio-Verdecks, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (D) das Hauptlager des Verdecks bildet.
  16. Betätigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehsensor (21) vorgesehen und mit vorzugsweise der Drehwelle (W) oder aber der Drehachse des Fluidmotors bzw. Drehkolbenmotors gekoppelt ist.
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