WO2006122906A1 - Betätigungsaggregat - Google Patents

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WO2006122906A1
WO2006122906A1 PCT/EP2006/062247 EP2006062247W WO2006122906A1 WO 2006122906 A1 WO2006122906 A1 WO 2006122906A1 EP 2006062247 W EP2006062247 W EP 2006062247W WO 2006122906 A1 WO2006122906 A1 WO 2006122906A1
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WO
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pump
actuating unit
unit
valve block
unit according
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PCT/EP2006/062247
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Inventor
Markus Kliffken
Christoph Kasper
Andreas Huber
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US11/913,566 priority patent/US20080142096A1/en
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    • Y10T137/85978—With pump
    • Y10T137/85986—Pumped fluid control
    • Y10T137/86027—Electric

Definitions

  • the invention relates to an actuating unit for the electro-hydraulic actuation of movable elements of a vehicle.
  • Actuating units are increasingly used in vehicles to increase the ease of use in the operation of movable elements.
  • covers of convertibles and here primarily the metal folding roofs are actuated with the aid of electro-hydraulic actuators.
  • radial piston pumps which generate the required pressure for a hydraulic actuator.
  • a radial piston pump is e.g. known from DE 100 28 368 A1.
  • the volume flow generated by such a pump is distributed according to the respective movement sequence, for example via a plurality of valves on different actuators.
  • a control unit is required, via which in each case the volume flow to an actuating element controlling valves are controlled.
  • an electric drive motor of the pressure medium pump can be controlled, whereby the total volume flow is controllable.
  • the individual, cooperating elements of such an actuator are usually arranged in a decentralized vehicle.
  • a decentralized vehicle it is customary, for example, to arrange a supply of pressure medium and the corresponding piston pump in the region of the boot, whereas the electrical control components in the region of the central vehicle electrics and electronics are arranged.
  • Such a decentralized arrangement due to the considerable installation effort production errors are likely.
  • not only the individual wiring of the individual control units with their respective control signal receivers can be performed incorrectly, but due to component scattering, it is also possible that in combination with line losses a significant deviation of the control result occurs, which can lead to insufficient pressure build-up, for example.
  • the actuating unit according to the invention for the electro-hydraulic actuation of movable elements of a vehicle comprises a pump unit and an electric motor driving this pump unit. Furthermore, a pressure medium tank and a valve block are provided in the operating unit. With the aid of the valve block, the total volume flow delivered by the pump unit is controlled and thus allocated to the individual hydraulic actuators.
  • an electronic control unit is integrated, with which the electric motor on the one hand and the valve block or its valves are controlled on the other.
  • the electric motor on the one hand and the valve block or its valves are controlled on the other.
  • the entire operating unit to be subjected to a test In addition, for example, in a final inspection of a production, the entire operating unit to be subjected to a test. Not only individual elements are checked for their isolated functions, but the entire unit including the interaction of the individual assemblies can be tested for their function. Thus, for example, can be ruled out that due to component scattering a low control signal with a stiff valve together in too low, affecting the correct function Volume flow for a hydraulic actuator results. In contrast to the previously made decentralized arrangement, such an error occurs during a final inspection of a module designed as an actuating unit.
  • the electronic control unit is arranged directly on the valve block. Much of the wiring required occurs between the electronic control unit and the valves located in a valve block. If now, as is provided according to the invention in a preferred embodiment, the electronic control unit is arranged directly on the valve block, the result is the shortest possible communication path between the valves to be actuated and the control unit. According to the invention, the valves of the valve block are electromagnetically actuated. Due to the direct arrangement of the control unit on the valve block, it is even possible to provide a plug connection of a printed circuit board of the control unit to the valves to be controlled. A cable guide between the control unit and the valves or their electromagnets can thus be completely eliminated. Such a plug-in connection between the valves or their electromagnets and the control unit further simplifies the assembly since the connection between the electrical and mechanical components takes place at the same time by a simple plugging onto a plurality of electromagnets.
  • a housing space in the valve block in which the control unit is received.
  • the provision of such a housing space makes it possible to arrange the control unit in a separate space to be sealed. Since it is the valve block anyway a in a variety of complex, usually Machining processing steps to be manufactured component, it is thus possible in a simple manner to provide a protected housing of the control unit in the operating unit, without a separate housing is needed.
  • the valve block is constructed from at least two valve sub-blocks. These two valve sub-blocks are arranged symmetrically with respect to the pump unit. By dividing the valve block into at least two valve sub-blocks, it is possible to arrange these two valve sub-blocks by the symmetrical arrangement particularly space-saving. It is particularly advantageous according to a further subclaim to assign each of the valve sub-blocks own control block of the control unit. By dividing the control unit into a respective control block for each valve sub-block, in particular the advantage of the short connecting paths between the valves of the valve sub-blocks and the respective control block is enhanced.
  • the pump unit is designed as a gear pump.
  • both an external gear pump and an internal gear pump can be used.
  • the pump unit is arranged in a housing, on which a pressure medium tank and an electric motor are arranged on two opposite sides. Furthermore, in addition to the pressure medium tank and the electric motor, a first valve sub-block and a second valve sub-block are provided. This arrangement makes it possible to accommodate all components required for the operation of the unit in a small overall space, so that such a compact operating unit can be used even in difficult work situations.
  • each valve sub-block having a plurality of valves.
  • the individual valves of the valve sub-blocks are arranged substantially along a straight line.
  • the two valve sub-blocks may be arranged so that the two straight lines, on which the valves of the respective valve sub-block are arranged, are in axial extension to each other.
  • this common straight line is then arranged parallel to a formed by the pressure medium tank and the electric motor longitudinal axis of the actuating unit.
  • a plurality of valves are provided in each of the two valve sub-blocks, which are each arranged on a separate line.
  • the two valve sub-blocks are arranged so that the two straight lines on which the valves of the valve sub-blocks are arranged, are oriented parallel to each other.
  • the two valve sub-blocks are then arranged together so that the two parallel lines together are approximately perpendicular to the longitudinal axis of the actuating unit formed by the pressure medium tank and the electric motor.
  • the latter two embodiments allow a particularly space-saving arrangement of pressure fluid tank, electric motor and the totality of the valves divided into two valve sub-blocks. At the same time allows the special arrangement of the valve sub-blocks to arrange the connectors to the respective control blocks in an easily accessible place.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the actuator according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the actuating device according to the invention.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the invention
  • the actuating device 1 comprises a pressure medium tank 2 in which the pressure medium required for actuating the connected hydraulic actuating element, which is not shown in FIG. 1, is contained.
  • the required volume flow of the pressure medium is generated by an electric motor 3 drives a pump unit 4.
  • the pump unit 4 is preferably designed as a gear pump.
  • the gear pump used can be both an internal gear pump and an external gear pump.
  • the pump unit 4 is arranged in a housing shown schematically, said housing in addition to corresponding terminals for receiving the pressure fluid tank 2 and the electric motor 3 and connecting elements for connection to a valve block 5.
  • the pressure medium tank 2, from which pressure medium is sucked in by the pump unit 4, and the electric motor 3 are arranged on two opposite sides of the pump unit 4.
  • the pressure tank 2 and the electric motor 3 are preferably arranged so that they are arranged on a common longitudinal axis 19 of the actuating device 1.
  • a valve block 5 which consists of a first valve sub-block 5.1 and a second valve sub-block 5.2.
  • Each of the two valve sub-blocks 5.1 and 5.2 has a plurality of solenoid-operated valves 6 'to 13'.
  • the electromagnetically actuated valves 6 'to 13' are preferably arranged along a common straight line 16.
  • each of the electromagnets 6 to 9 or 10 to 13 for actuating the electromagnetically operable valves 6 'to 13' protrude from the valve sub-blocks 5.1 and 5.2.
  • Each of the electromagnets 6 to 13 is assigned to a valve 6 'to 13' to be actuated by it, which are shown schematically in FIG.
  • the valve block 5 may also be formed in one piece.
  • the valves 6 'to 13' are then arranged in a single valve block 5, the, z. B. depending on the installation situation of the actuating device 1, can also be arranged asymmetrically on one side of the pump unit 4.
  • Fig. 1 it is shown for ease of understanding that the electromagnets 6 to 13 laterally protrude significantly from the two valve sub-blocks 5.1 and 5.2.
  • a first control block 14 and a second control block 15 are provided, which together form an electronic control unit 20 for the operating unit 1.
  • the first control block 14 can be plugged onto the electromagnets 10 to 13 as a simple plug-in component on the electromagnets 6 to 9 and the second control block 15 as a correspondingly constructed second plug-in component.
  • the electromagnets 6 to 9 or 10 to 13 are contacted directly by the respective control blocks 14 and 15, respectively.
  • connection between the two control blocks 14 and 15 can be made for example via a set of connecting lines, which are not shown in Fig. 1. Likewise, it is not shown in FIG. 1 that the control of the electric motor 3 is also effected via the electronic control unit 20.
  • the control for the electric motor 3 is preferably integrated in only one of the two control blocks 14 or 15.
  • valve sub-blocks 5.1 and 5.2 are arranged in the valve sub-blocks 5.1 and 5.2, respectively.
  • the respective control block 14 or 15 is protected by the valve sub-block 5.1 or 5.2 not only against mechanical damage, but also protected from influences such as ambient humidity by a sealed cap, with which the housing space is sealed. In this way, the risk of failure, for example, by contact corrosion can be avoided with little effort.
  • FIG. 1 The embodiment shown in FIG. 1, in which all the valves 6 'to 13' and their electromagnets 6 to 13 are arranged along a common straight line 16 and the common straight line 16 extends parallel to the longitudinal axis 19 of the actuating unit 1, has the advantage of that not only by the juxtaposition of the individual valves 6 'to 13' a slim design of the actuating unit 1 is possible, but it is also possible to attach the required for the electrical supply of the control blocks 14 and 15 connectors from only one side of the operating unit 1 , Continuing electrical lines, for example, to the electric motor 3, are already installed within the operating unit 1, so that the entire operating unit 1 can be installed in the vehicle so that only the side facing away from the pressure tank 2 and the electric motor 3 side remains accessible.
  • FIG. An alternative embodiment is shown in FIG. Instead of the parallel arrangement of the single line 16 to the longitudinal axis 19 of the actuating unit 1, it is provided in the second embodiment of FIG. 2, that the valve block 5 again umiasst a first valve sub-block 5.1 and a second valve sub-block 5.2, but that the two valve sub-blocks 5.1 and 5.2 are not axially consecutive, but are arranged parallel to each other.
  • Each of the two valve sub-blocks 5.1 and 5.2 in the illustrated embodiment again comprises four valves 6 'to 9' and 10 'to 13', which are each driven by an electromagnet 6 to 9 or 10 to 13.
  • the valves 6 'to 9' are arranged on a first straight line 17.
  • the first straight line 17 is substantially perpendicular to the longitudinal axis 19 of the actuating unit 1.
  • the four valves 10 'to 13' on a second straight line 18 which is perpendicular to the longitudinal axis 19 of the actuating unit 1.
  • the two straight lines 17 and 18 are oriented parallel to each other and thus arranged together perpendicular to the longitudinal axis 19.
  • the electromagnets 6 to 9 and 10 to 13 extend in As a result of the arrangement of the electromagnets 6 to 9 opposite to the electromagnets 10 to 13 and the first control block 14 and the second control block 15 are provided on two opposite sides of the actuating unit 1.
  • Figs. 1 and 2 two preferred Ausimileungsbei admir of the actuating unit 1 according to the invention are shown.
  • the arrangement of the control unit 20 in the operating unit 1 is not bound to the illustrated arrangements of the two control units 20 forming the control blocks 14 and 15. Rather, depending on a given installation situation, other arrangements of the control unit 20 within the operating unit 1 are conceivable.
  • An electro-actuation type operating unit 1 integrated in such a manner can not only be used for operating a convertible top, as it was based on in the above embodiment. Rather, any form of operation of provided on a vehicle movable elements is possible.
  • extendable spoilers, extendable loading floors and automatically actuated trunk flaps can be mentioned.
  • FIG. 3 shows a further actuating device 1, in which the control unit 20 is fastened to the valve block 5.
  • the valves 6 'to 9' protrude from the valve block 5 into a housing 21, in which the electromagnets 6 to 9 are arranged, which are designed as toroidal coils.
  • the electromagnets 6 'to 9' are fastened, for example, to a stamped grid 28, which is mounted in the housing 21 and is electrically connected to the control unit 20.
  • the housing 21 is flanged by means of connecting means 22 to the valve block 5.
  • the control unit 20 is arranged on the housing 21, in which, for example, a printed circuit board 24 is mounted, and has a plug connection 26.
  • valve block 5 is connected to the pump unit 4, which has a pump housing 4 ', which is flanged to the valve block 5.
  • a gear pump 40 is arranged, which is driven via an armature shaft 30 of the electric motor 3.
  • the pump housing 4 'with the electric motor 3 is firmly connected.
  • the electric motor 3, the pump housing 4 ', the valve block 5, the coil housing 21 and the control unit 20 are all flanged together axially to the armature shaft 30 to form a compact actuator 1 as possible.
  • a passage 46 is formed in the housing 4 'of the pump unit 4 and the at least one valve block 5.
  • the pressure medium tank 2 is in this case also fixed to the pump housing 4 '. connected, wherein a hydraulic line 42, the pressure medium from the pressure medium tank 2 to the pump unit 4 leads.
  • the pressure medium tank 2 is supported at the same time on the valve block 5.
  • the pressure medium tank 2 may be mounted in a variation, not shown, but also on the same side of the pump housing 4 'as the electric motor 3.
  • the valve block 5 has a plurality of bores 50, which serve as hydraulic lines and connect the valves 6 'to 9' with the corresponding actuators 60, for example, a convertible top 70.
  • valves 6 'and 9' are designed as controllable proportional valves 80 and the valves T and 8 'as digital switching valves 90.
  • the hydraulic actuators 60 are designed, for example, as hydraulic cylinders 60 which are connected to a hood linkage 72 of the convertible top 70.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betätigungsaggregat (1) zur elektrohydraulischen Betätigung bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs. Das Betätigungsaggregat (1) umfasst eine Pumpeneinheit (4), einen die Pumpeneinheit (4) antreibenden Elektromotor (3), einen Druckmitteltank (2) und zumindest einen Ventilblock (5) zur Steuerung eines von der Pumpeneinheit (4) erzeugten Volumenstroms. In dem Pumpenaggregat (1) ist eine Steuereinheit (20) zur elektrischen Ansteuerung des Elektromotors (3) und des Ventilblocks (5) vorgesehen.

Description

Beschreibung
Betätigungsaggregat
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Betätigungsaggregat zur elektrohydraulischen Betätigung bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs.
Betätigungsaggregate finden bei Fahrzeugen zunehmend Anwendung, um den Bedienkomfort bei der Betätigung bewegbarer Elemente zu erhöhen. So werden insbesondere Verdecke von Cabrios und hier in erster Linie die Metall-Klappdächer unter Zuhilfenahme elektrohydraulischer Betätigungsvorrichtungen betätigt. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, Radialkolbenpumpen einzusetzen, welche den erforderlichen Druck für ein hydraulisches Betätigungselement erzeugen. Eine solche Radialkolbenpumpe ist z.B. aus der DE 100 28 368 Al bekannt. Der von einer solchen Pumpe erzeugte Volumenstrom wird entsprechend dem jeweiligen Bewegungsablauf beispielsweise über eine Vielzahl von Ventilen auf verschiedene Betätigungselemente verteilt.
Während des Öffnungs- bzw. Schließvorgangs ist es erforderlich, sowohl die gesamte von der Radialkolbenpumpe geförderte Flüssigkeitsmenge beeinflussen zu können als auch den Volumenstrom den einzelnen Betätigungselementen, beispielsweise dem Verdeckgestänge, individuell zuzumessen. Hierzu ist eine Steuereinheit erforderlich, über welche jeweils den Volumenstrom zu einem Betätigungselement steuernde Ventile angesteuert werden. Ebenso kann durch eine solche Steuereinheit z.B. ein elektrischer Antriebsmotor der Druckmittelpumpe angesteuert werden, wodurch der Gesamtvolumenstrom steuerbar ist.
Die einzelnen, zusammenwirkenden Elemente einer solchen Betätigungsvorrichtung werden üblicherweise in einem Fahrzeug dezentral angeordnet. So ist es üblich, beispielsweise einen Druckmittelvorrat sowie die entsprechende Kolbenpumpe im Bereich des Kofferraums anzuordnen, wohingegen die elektrischen Steuerungskomponenten im Bereich der zentralen Fahrzeugelektrik und -elektronik angeordnet sind. Durch eine solche dezentrale Anordnung sind jedoch aufgrund des erheblichen Montageaufwands Produktionsfehler wahrscheinlich. So kann nicht nur die individuelle Verkabelung der einzelnen Steuergeräte mit ihren jeweiligen Steuersignalempfängern fehlerhaft ausgeführt werden, sondern aufgrund von Bauteilstreuungen ist es auch möglich, dass in Kombination mit Leitungsverlusten eine erhebliche Abweichung des Steuerungsergebnisses eintritt, was beispielsweise zu einem nicht ausreichenden Druckaufbau führen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Betätigungsaggregat zu schaffen, bei dem die Nachteile einer dezentralen Anordnung der einzelnen Baugruppen vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Betätigungsaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Betätigungsaggregat zur elektrohydraulischen Betätigung bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs umfasst eine Pumpeneinheit und einen diese Pumpeneinheit antreibenden Elektromotor. Ferner sind in dem Betätigungsaggregat ein Druckmitteltank sowie ein Ventilblock vorgesehen. Mit Hilfe des Ventilblocks wird der von der Pumpeneinheit geförderte Gesamtvolumenstrom gesteuert und so den einzelnen hydraulischen Betätigungselementen zugemessen.
In das Pumpenaggregat ist erfindungsgemäß eine elektronische Steuereinheit integriert, mit der der Elektromotor einerseits und der Ventilblock bzw. dessen Ventile andererseits angesteuert werden. Damit sind sämtliche beispielsweise zum Öffnen oder Schließen eines Cabrio-Verdecks erforderlichen Bauelemente in einem einzigen Aggregat vereint. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass lange Leitungswege zwischen der Steuerung und den angesteuerten Elementen entfallen, sondern es ist auch eine weitgehende Vormontage möglich. Um das erfindungsgemäße Pumpenaggregat in einem Fahrzeug in Betrieb zu nehmen, ist lediglich eine geringe Anzahl von Steckver- bindern zwischen dem Kabelbaum des Fahrzeugs und dem Betätigungsaggregat vorzunehmen.
Darüber hinaus kann beispielsweise in einer Endkontrolle einer Produktion das gesamte Betätigungsaggregat einer Prüfung unterzogen werden. Dabei werden nicht einzelne Elemente auf ihre isolierten Funktionen überprüft, sondern es kann das gesamte Aggregat einschließlich des Zusammenwirkens der einzelnen Baugruppen auf seine Funktion getestet werden. So kann beispielsweise auch ausgeschlossen werden, dass aufgrund von Bauteilstreuungen ein niedriges Steuersignal mit einem schwergängigen Ventil zusammen in einen zu niedrigen, die korrekte Funktion beeinflussenden Volumenstrom für ein hydraulisches Betätigungselement resultiert. Im Gegensatz zu der bislang vorgenommenen dezentralen Anordnung lallt ein solcher Fehler bei einer Endkontrolle eines als Betätigungsaggregat ausgeführten Moduls auf.
Zudem reduziert sich der erforderliche Verkabelungsaufwand erheblich. Während bislang von einem Steuergerät aus individuelle Steuerleitungen zu den einzelnen Ventilen geführt werden mussten, ist es nunmehr ausreichend, eine zentrale Versorgung der Steuereinheit des Betätigungsaggregats vorzusehen. Die einzelnen Steuersignale werden dann innerhalb des Betätigungsaggregats an die jeweiligen Ventile des Ventilblocks bzw. den Elektromotor geleitet. Dabei entfällt nicht nur ein Großteil des Verkabelungsaufwands aufgrund der Verringerung der Anzahl der Kabel, sondern es reduziert sich auch der Weg von der zugeordneten Steuereinheit zu einem Steuersignalempfänger. Da die verlegten Leitungen mittlerweile einen erheblichen Anteil an dem immer weiter steigenden Fahrzeuggewicht haben, ergibt sich dabei auch der Vorteil, dass durch den Wegfall von Leitungen das Fahrzeuggewicht reduziert wird.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Betätigungsaggregats.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die elektronische Steuereinheit unmittelbar an dem Ventilblock anzuordnen. Ein Großteil der erforderlichen Verkabelung erfolgt zwischen der elektronischen Steuereinheit und den in einem Ventilblock angeordneten Ventilen. Wird nun, wie dies erfindungsgemäß in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, die elektronische Steuereinheit unmittelbar an dem Ventilblock angeordnet, so entsteht der kürzestmögliche Verbindungsweg zwischen den zu betätigenden Ventilen und der Steuereinheit. Erfindungsgemäß sind die Ventile des Ventilblocks elektromagnetisch betätigbar. Durch die unmittelbare Anordnung der Steuereinheit an dem Ventilblock ist es dabei sogar möglich, eine Steckverbindung einer Leiterplatte der Steuereinheit zu den anzusteuernden Ventilen vorzusehen. Eine Kabelführung zwischen der Steuereinheit und den Ventilen bzw. deren Elektromagneten kann somit vollständig entfallen. Durch eine solche Steckverbindung zwischen den Ventilen bzw. deren Elektromagneten und der Steuereinheit wird zudem die Montage weiter vereinfacht, da die Verbindung zwischen den elektrischen und mechanischen Komponenten durch ein einfaches Aufstecken auf eine Mehrzahl von Elektromagneten gleichzeitig erfolgt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, in dem Ventilblock einen Gehäuseraum vorzusehen, in dem die Steuereinheit aufgenommen wird. Das Vorsehen eines solchen Gehäuseraums ermöglicht es, die Steuereinheit in einem separat zu dichtenden Raum anzuordnen. Da es sich bei dem Ventilblock ohnehin um ein in einer Vielzahl von aufwändigen, meist spanenden Verarbeitungsschritten zu fertigendes Bauteil handelt, ist es so in einfacher Weise möglich, eine geschützte Unterbringung der Steuereinheit in dem Betätigungsaggregat vorzusehen, ohne dass ein separates Gehäuse benötigt wird.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist der Ventilblock aus zumindest zwei Ventilteilblöcken aufgebaut. Diese beiden Ventilteilblöcke sind hinsichtlich der Pumpeneinheit symmetrisch angeordnet. Durch das Aufteilen des Ventilblocks in mindestens zwei Ventilteilblöcke ergibt sich die Möglichkeit, diese beiden Ventilteilblöcke durch die symmetrische Anordnung besonders Platz sparend anzuordnen. Dabei ist es gemäß einem weiteren Unteranspruch besonders vorteilhaft, jedem der Ventilteilblöcke einen eigenen Steuerungsblock der Steuerungseinheit zuzuordnen. Durch dieses Aufteilen der Steuereinheit in je einen Steuerungsblock für jeden Ventilteilblock wird insbesondere der Vorteil der kurzen Verbindungswege zwischen den Ventilen der Ventilteilblöcke und dem jeweiligen Steuerungsblock verstärkt.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist die Pumpeneinheit als Zahnradpumpe ausgebildet. Dabei kann sowohl eine Außenzahnradpumpe als auch eine Innenzahnradpumpe eingesetzt werden. Die Pumpeneinheit ist in einem Gehäuse ange- ordnet, an welchem an zwei gegenüberliegenden Seiten ein Druckmitteltank und ein Elektromotor angeordnet sind. Ferner sind zusätzlich zu dem Druckmitteltank und dem Elektromotor ein erster Ventilteilblock und ein zweiter Ventilteilblock vorgesehen. Diese Anordnung ermöglicht es, auf einem insgesamt kleinen Raum alle für den Betrieb des Aggregats erforderliche Komponenten unterzubringen, sodass ein solches kompaktes Betätigungsaggregat auch in schwierigen Arbeitssituationen eingesetzt werden kann.
Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, in dem Ventilblock jeweils zwei Ventilteilblöcke vorzusehen, wobei jeder Ventilteilblock mehrere Ventile aufweist. Die einzelnen Ventile der Ventilteilblöcke sind im Wesentlichen entlang einer Geraden angeordnet. Die beiden Ventilteilblöcke können so angeordnet sein, dass die beiden Geraden, auf denen die Ventile des jeweiligen Ventilteilblocks angeordnet sind, sich in axialer Verlängerung zueinander befinden. Vorzugsweise ist diese gemeinsame Gerade dann parallel zu einer durch den Druckmitteltank und den Elektromotor ausgebildeten Längsachse des Betätigungsaggregats angeordnet.
Alternativ hierzu sind wiederum in jedem der beiden Ventilteilblöcke mehrere Ventile vorgesehen, die auf jeweils einer eigenen Geraden angeordnet sind. Die beiden Ventilteilblöcke sind dabei jedoch so angeordnet, dass die beiden Geraden, auf denen die Ventile der Ventilteilblöcke angeordnet sind, parallel zueinander orientiert sind. Die beiden Ventilteilblöcke werden dann gemeinsam so angeordnet, dass die beiden parallelen Geraden gemeinsam in etwa senkrecht auf der durch den Druckmitteltank und den Elektromotor gebildeten Längsachse des Betätigungsaggregats stehen.
Die beiden letztgenannten Ausfuhrungsformen ermöglichen eine besonders Platz sparende Anordnung von Druckmitteltank, Elektromotor sowie der Gesamtheit der Ventile aufgeteilt auf zwei Ventilteilblöcke. Gleichzeitig erlaubt die besondere Anordnung der Ventilteilblöcke die Steckverbindungen zu den jeweiligen Steuerungsblöcken an einer leicht zugänglichen Stelle anzuordnen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Betätigungsvorrichtung
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 umfasst einen Druckmitteltank 2, in dem das zur Betätigung des angeschlossenen hydraulischen Betätigungselements, das in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, erforderliche Druckmittel enthalten ist. Der erforderliche Volumenstrom des Druckmittels wird erzeugt, indem ein Elektromotor 3 eine Pumpeneinheit 4 antreibt. Die Pumpeneinheit 4 ist vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgeführt. Die verwendete Zahnradpumpe kann dabei sowohl eine Innenzahnradpumpe als auch eine Außenzahnradpumpe sein. Die Pumpeneinheit 4 ist in einem schematisch dargestellten Gehäuse angeordnet, wobei dieses Gehäuse neben entsprechenden Anschlüssen zur Aufnahme des Druckmitteltanks 2 und des Elektromotors 3 auch Verbindungselemente zur Verbindung mit einem Ventilblock 5 aufweist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Druckmitteltank 2, aus dem durch die Pumpeneinheit 4 Druckmittel angesaugt wird, und der Elektromotor 3 an zwei gegenüberliegenden Seiten der Pumpeneinheit 4 angeordnet. Der Druckmitteltank 2 und der Elektromotor 3 sind dabei vorzugsweise so angeordnet, dass sie auf einer gemeinsamen Längsachse 19 der Betätigungsvorrichtung 1 angeordnet sind.
Die Pumpeneinheit 4 bzw. deren Gehäuse ragt bezüglich der Längsachse 19 seitlich über den Druckmitteltank 2 sowie den Elektromotor 3 heraus, so dass parallel zu der Längsachse 19 des Betätigungsaggregats 1 der Ventilblock 5 an die Pumpeneinheit 4 angeflanscht sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ventilblock 5 vorgesehen, der aus einem ersten Ventilteilblock 5.1 sowie einem zweiten Ventilteilblock 5.2 besteht. Jeder der beiden Ventilteilblöcke 5.1 und 5.2 weist eine Mehrzahl von elektromagnetisch betätigten Ventilen 6' bis 13' auf. Die elektromagnetisch betätigten Ventile 6' bis 13' sind vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Geraden 16 angeordnet. In Fig. 1 ist zu erkennen, dass aus den Ventilteilblöcken 5.1 und 5.2 jeweils vier Elektromagnete 6 bis 9 bzw. 10 bis 13 zur Betätigung der elektromagnetisch betätigbaren Ventile 6' bis 13' herausstehen. Jeder der Elektromagnete 6 bis 13 ist dabei einem durch ihn zu betätigenden Ventil 6' bis 13' zugeordnet, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Der Ventilblock 5 kann auch einteilig ausgebildet sein. Die Ventile 6' bis 13' sind dann in einem einzigen Ventilblock 5 angeordnet, der, z. B. in Abhängigkeit von der Einbausituation der Betätigungsvorrichtung 1, auch asymmetrisch an einer Seite der Pumpeneinheit 4 angeordnet sein kann.
In Fig. 1 ist es zum leichteren Verständnis dargestellt, dass die Elektromagneten 6 bis 13 seitlich deutlich aus den beiden Ventilteilblöcken 5.1 und 5.2 herausragen. Auf der von den Ventilteilblöcken 5.1 und 5.2 abgewandten Seite der Elektromagnete 6 bis 13 sind ein erster Steuerungsblock 14 und ein zweiter Steuerungsblock 15 vorgesehen, die gemeinsam eine elektronische Steuereinheit 20 für das Betätigungsaggregat 1 bilden. Bei der gezeigten Anordnung kann der erste Steuerungsblock 14 als einfaches Steckbauteil auf die Elektromagneten 6 bis 9 und der zweite Steuerungsblock 15 als entsprechend aufgebautes zweites Steckbauteil auf die Elektromagneten 10 bis 13 aufgesteckt werden. Damit werden durch die jeweiligen Steuerungsblöcke 14 bzw. 15 die Elektromagneten 6 bis 9 bzw. 10 bis 13 unmittelbar kontaktiert. Die Verbindung zwischen den beiden Steuerungsblöcken 14 und 15 kann beispielsweise über einen Satz Verbindungsleitungen erfolgen, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Ebenso ist es in Fig. 1 nicht dargestellt, dass über die elektronische Steuereinheit 20 auch die Steuerung des Elektromotors 3 erfolgt. Die Steuerung für den Elektromotor 3 ist dabei vorzugsweise in lediglich einen der beiden Steuerblöcke 14 oder 15 integriert.
Es ist besonders bevorzugt, in den Ventilteilblöcken 5.1 bzw. 5.2 jeweils einen Gehäuseraum auszubilden, in dem die Steuerungsblöcke 14 bzw. 15 angeordnet sind. Dabei wird der jeweilige Steuerungsblock 14 bzw. 15 durch den Ventilteilblock 5.1 oder 5.2 nicht nur vor mechanischen Beschädigungen geschützt, sondern durch einen abgedichteten Verschlussdeckel, mit dem der Gehäuseraum abgedichtet wird, auch vor Einflüssen wie beispielsweise Umgebungsfeuchtigkeit geschützt. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand das Risiko eines Ausfalls beispielsweise durch Kontaktkorrosion vermeiden.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform, bei der sämtliche Ventile 6' bis 13' sowie ihre Elektromagnete 6 bis 13 entlang einer gemeinsamen Geraden 16 angeordnet sind und die gemeinsame Gerade 16 sich parallel zu der Längsachse 19 des Betätigungsaggregats 1 erstreckt, hat den Vorteil, dass nicht nur durch die Aneinanderreihung der einzelnen Ventile 6' bis 13' eine schlanke Bauform des Betätigungaggregats 1 möglich ist, sondern es ist zudem auch möglich, die zur elektrischen Versorgung der Steuerungsblöcke 14 und 15 erforderlichen Steckverbinder von nur einer Seite an dem Betätigungsaggregat 1 anzubringen. Weiterführende elektrische Leitungen, beispielsweise zu dem Elektromotor 3 hin, sind innerhalb des Betätigungsaggregats 1 bereits verlegt, sodass das gesamte Betätigungsaggregat 1 im Fahrzeug so eingebaut werden kann, dass lediglich die von dem Druckmitteltank 2 und dem Elektromotor 3 abgewandte Seite zugänglich bleibt.
Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt. Anstelle der parallelen Anordnung der einzigen Geraden 16 zu der Längsachse 19 des Betätigungsaggregats 1 ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 vorgesehen, dass der Ventilblock 5 zwar erneut einen ersten Ventilteilblock 5.1 und einen zweiten Ventilteilblock 5.2 umiasst, dass aber die beiden Ventilteilblöcke 5.1 und 5.2 nicht axial aufeinander folgend, sondern parallel zueinander angeordnet sind.
Jeder der beiden Ventilteilblöcke 5.1 und 5.2 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum vier Ventile 6' bis 9' bzw. 10' bis 13', die jeweils durch einen Elektromagneten 6 bis 9 bzw. 10 bis 13 angesteuert werden. Die Ventile 6' bis 9' sind dabei auf einer ersten Geraden 17 angeordnet. Die erste Gerade 17 steht im Wesentlichen senkrecht auf der Längsachse 19 des Betätigungsaggregats 1. Dementsprechend sind auch in dem zweiten Ventilteilblock 5.2 die vier Ventile 10' bis 13' auf einer zweiten Geraden 18 angeordnet, die senkrecht zu der Längsachse 19 des Betätigungsaggregats 1 verläuft. Die beiden Geraden 17 und 18 sind parallel zueinander orientiert und damit gemeinsam senkrecht auf der Längsachse 19 angeordnet. Die wiederum seitlich aus den Ventilteilblöcken 5.1 und 5.2 herausragenden Elektromagneten 6 bis 13 sind zu gegenüberliegenden Seiten der Ventilteilblöcke 5.1 und 5.2 angeordnet. Damit erstrecken sich die Elektromagnete 6 bis 9 und 10 bis 13 in Richtung des Druckmitteltanks 2 bzw. in Richtung des Elektromotors 3. Infolge der Anordnung der Elektromagnete 6 bis 9 gegenüberliegend zu den Elektromagneten 10 bis 13 sind auch der erste Steuerungsblock 14 und der zweite Steuerungsblock 15 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsaggregats 1 vorgesehen.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei bevorzugte Ausiührungsbeispiele des erfindungsgemäßen Betätigungsaggregats 1 dargestellt. Die Anordnung der Steuereinheit 20 in dem Betätigungsaggregat 1 ist jedoch nicht an die dargestellten Anordnungen der beiden die Steuereinheit 20 bildenden Steuerungsblöcke 14 und 15 gebunden. Vielmehr sind in Abhängigkeit von einer gegebenen Einbausituation auch andere Anordnungen der Steuereinheit 20 innerhalb des Betätigungsaggregats 1 denkbar. Ein auf solche Art und Weise integriertes Betätigungsaggregat 1 zur elektrohydraulischen Betätigung kann nicht nur, wie es bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel zugrunde gelegt wurde, zur Betätigung eines Cabrio-Verdecks eingesetzt werden. Vielmehr ist jede Form einer Betätigung von an einem Fahrzeug vorgesehenen bewegbaren Elementen möglich. Als Beispiele können ausfahrbare Spoiler, ausfahrbare Ladeböden und automatisch betätigbare Kofferraumklappen genannt werden.
In Figur 3 ist eine weitere Betätigungsvorrichtung 1 dargestellt, bei der an dem Ventilblock 5 die Steuereinheit 20 befestigt ist. Dabei ragen die Ventile 6' bis 9' aus dem Ventilblock 5 in ein Gehäuse 21, in dem die Elektromagneten 6 bis 9 angeordnet sind, die als Ringspulen ausgebildet sind. Die Elektromagneten 6' bis 9' sind beispielsweise an einem Stanzgitter 28 befestigt, das in dem Gehäuse 21 gelagert ist und elektrisch mit der Steuereinheit 20 verbunden ist. Das Gehäuse 21 ist mittels Verbindungsmittel 22 an den Ventilblock 5 angeflanscht. Gegenüberliegend zum Ventilblock 5 ist am Gehäuse 21 die Steuereinheit 20 angeordnet, in der beispielsweise eine Leiterplatte 24 gelagert ist, und einen Steckeranschluss 26 aufweist. Des weiteren ist der Ventilblock 5 mit der Pumpeneinheit 4 verbunden, die ein Pumpengehäuse 4' aufweist, das am Ventilblock 5 angeflanscht ist. Im Pumpengehäuse 4' ist beispielsweise eine Zahnradpumpe 40 angeordnet, die über eine Ankerwelle 30 des Elektromotors 3 angetrieben wird. Hierzu ist das Pumpengehäuse 4' mit dem Elektromotor 3 fest verbunden. Im Ausführungsbeispiel sind der Elektromotor 3, das Pumpengehäuse 4', der Ventilblock 5, das Spulengehäuse 21 und die Steuereinheit 20 alle axial zur Ankerwelle 30 aneinandergeflanscht, um ein möglichst kompaktes Betätigungsaggregat 1 zu bilden. Zur elektrischen Verbindung des Elektromotors 3 mit der Steuereinheit 20 ist im Gehäuse 4' der Pumpeneinheit 4 und des mindestens einen Ventilblocks 5 eine Durchführung 46 ausgeformt. Dadurch kann bei einer axialen Montage entlang der Längsachse 19 eine elektrische Verbindung durch die Durchführung 46 hergestellt werden. Der Druckmitteltank 2 ist hierbei ebenfalls fest mit dem Pumpengehäuse 4' verbunden, wobei eine Hydraulikleitung 42 das Druckmittel vom Druckmitteltank 2 zur Pumpeneinheit 4 führt. Der Druckmitteltank 2 stützt sich gleichzeitig am Ventilblock 5 ab. Der Druckmitteltank 2 kann in einer nicht dargestellten Variation aber auch an der gleichen Seite des Pumpengehäuses 4' wie der Elektromotor 3 befestigt sein. Der Ventilblock 5 weist eine Vielzahl von Bohrungen 50 auf, die als Hydraulikleitungen dienen und die Ventile 6' bis 9' mit den entsprechenden Betätigungsvorrichtungen 60, beispielsweise eines Cabrio-Verdecks 70 verbinden. Beispielsweise sind die Ventile 6' und 9' als regelbare Proportionalventile 80 und die Ventile T und 8' als digitale Schaltventile 90 ausgebildet. Die hydraulischen Betätigungselemente 60 sind beispielsweise als Hydraulikzylinder 60 ausgebildet, die mit einem Verdeckgestänge 72 des Cabrio-Verdecks 70 verbunden sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist eine beliebige Kombination einzelner Merkmale der Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Ansprüche
1. Betätigungsaggregat (1) zur elektrohydraulischen Betätigung bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs umfassend eine Pumpeneinheit (4), einen die Pumpeneinheit (4) antreibenden Elektromotor (3), einen Druckmitteltank (2) und zumindest einen Ventilblock (5) zur Steuerung eines von der Pumpeneinheit (4) erzeugten Volumenstroms, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betätigungsaggregat (1) eine Steuereinheit (20) zur elektrischen Ansteuerung des Elektromotors (3) und des Ventilblocks (5) vorgesehen ist und der Ventilblock (5) ein oder mehrere elektromagnetisch betätigbare Ventile (6 bis 13) umfasst.
2. Betätigungsaggregat nach Anspruchl , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) an dem Ventilblock (5) angeordnet ist, und insbesondere in dem Ventilblock (5) ein Gehäuseraum zur Aufnahme der Steuereinheit (20) ausgebildet ist.
3. Betätigungsaggregat nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (4) mit dem Ventilblock (5) als gemeinsames Bauteil ausgebildet ist, insbesondere die Pumpeneinheit (4) in den Ventilblock (5) integriert ist
4. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (5) zumindest zwei Ventilteilblöcke (5.1, 5.2) aufweist, die symmetrisch zu der Pumpeneinheit (4) angeordnet sind.
5. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Ventilteilblöcke (5.1, 5.2) ein Steuerungsblock (14, 15) der Steuereinheit (20) angeordnet ist.
6. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (4) als Zahnradpumpe (40) - insbesondere als Innen- oder Außenzahnradpumpe - ausgebildet ist.
7. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (4) eine Kolbenpumpe (axial-/radial), oder eine Flügelzellenpumpe ist.
8. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (4) eine Verstellpumpe oder eine Konstantpumpe ist.
9. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (4) in einem Gehäuse (4') angeordnet ist, an dem unmittelbar der Druckmitteltank (2) und der Elektromotor (3) angeordnet - insbesondere angeflanscht - sind.
10. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmitteltank (2) gegenüberliegend zu dem Elektromotor (3) - insbesondere auf einer gemeinsamen Längsachse (19) - an dem Gehäuse (4') der Pumpeneinheit (4) angeordnet ist.
11. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (4') der Pumpeneinheit (4) zusätzlich ein erster Ventilteilblock (5.1) und insbesondere ein zweiter Ventilteilblock (5.2) angeordnet sind.
12. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und dem zweiten Ventilteilblock (5.1, 5.2) jeweils mehrere Ventile (6' bis 9'; 10' bis 13') im wesentlichen entlang jeweils einer Geraden (17, 18) angeordnet sind, wobei diese Geraden (17, 18) parallel zueinander und gemeinsam senkrecht zu einer durch den Druckmitteltank (2) und den Elektromotor (3) ausgebildeten Längsachse (19) des Betätigungsaggregats (1) orientiert sind.
13. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und dem zweiten Ventilteilblock (5.1, 5.2) jeweils mehrere Ventile (6' bis 13') angeordnet sind, wobei die Ventile (6' bis 13') beider Ventilteilblöcke (5.1,
5.2) im wesentlichen entlang einer gemeinsamen Geraden (16) angeordnet sind und diese gemeinsame Gerade (16) parallel zu einer durch den Druckmitteltank (2) und den Elektromotor (3) ausgebildeten Längsachse (19) des Betätigungsaggregats (1) orientiert ist.
14. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ventilblock (5) sowohl proportional geschaltete Ventile (80) als auch digital geschaltete Ventile (90) aufweist.
15. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Leiterplatte (24) aufweist, die mittels Steckverbindungen auf die anzusteuernden Ventile (6' bis 9') des Ventilblocks (5) - insbesondere auf deren Elektromagneten (6 bis 9) - aufsteckbar ist.
16. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3), die Pumpeneinheit (4, 4'), der mindestens eine Ventilblock (5) und die Steuereinheit alle axial benachbart entlang der Längsachse (19) angeordnet - insbesondere aneinander angeflanscht - sind.
17. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmitteltank (2) mit einer Seite am Gehäuse (4') der Pumpeneinheit (4), und mit einer anderen Seite an dem mindestens eine Ventilblock (5) anliegt.
18. Betätigungsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4') der Pumpeneinheit (4) und in dem mindestens einen Ventilblock (5) koaxial eine elektrische Durchführung (46) angeordnet ist, durch die die Steuereinheit (20) mit dem Elektromotor (3) elektrisch verbunden ist.
19. Cabrio-Verdeck (70) mit einem elektrohydraulischen Betätigungsaggregat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungsaggregat (1) mit hydraulischen Betätigungselementen (60) eines Verdeckgestänges (72) verbunden ist.
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