Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines Heckdeckels

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl. (1) an einem Fahrzeug, mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (3), der einerseits am Fahrzeug und andererseits an der Abdeckklappe angelenkt ist und dessen Arbeitsräume (8, 9) über je ein Rückschlagventil (10, 11) mit jeweils einer Seite einer umschaltbaren Druckquelle (12) in Verbindung stehen, wobei die beiden Rückschlagventile eine gegenseitige Entsperreinrichtung aufweisen und jeder der Arbeitsräume parallel zu den Rückschlagventilen über ein in den Tank absteuerndes Vorspannventil (15, 16) auf einem bestimmten Druckniveau gehalten ist. Um auf einfache und sichere Weise einen passiven Einklemmschutz zu realisieren, mündet in zumindest einer Anschlußleitung (4, 5) zum Arbeitszylinder (3) eine Leitung (22) zum Tank (17), in die ein Proportional-druckventil (23) eingesetzt ist, welches von der Steuerelektronik entsprechend dem zur Bewegung der Abdeckklappe (1) od. dgl. gerade notwendigen Druck angesteuert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl. an einem Fahrzeug, mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder, der einerseits am Fahrzeug und andererseits an der Abdeckklappe angelenkt ist und dessen Arbeitsräume über je ein Rückschlagventil mit jeweils einer Seite einer umschaltbaren Druckquelle in Verbindung stehen, wobei die beiden Rückschlagventile eine gegenseitige Entsperreinrichtung aufweisen und jeder der Arbeitsräume parallel zu den Rückschlagventilen über ein in den Tank absteuerndes Vorspannventil auf einem bestimmten Druckniveau gehalten ist.

[0002] Derartige Anordnungen sind bekannt und ermöglichen beispielsweise die automatische Betätigung von Fahrzeugtüren, Motorhauben, Wartungsklappen oder auch von Abdeckklappen des Kofferraumes oder eines ein Faltverdeck aufnehmenden Raumes. Durch die gegenseitig entsperrbaren Rückschlagventile wird sichergestellt, daß beim Ausschalten oder Ausfallen des Betriebsdruckes die Abdeckklappe in der jeweiligen Stellung hydraulisch gesperrt stehenbleibt, um unkontrollierte Bewegungen und damit einhergehende Gefahren auszuschalten. Das Vorspannventil ermöglicht eine kontrollierte Weiterbewegung der Abdeckklappe in diesem Zustand beispielsweise von Hand aus, um etwa ein Not-Schließen gegen eine vom Vorspannventil vorgegebene Kraft zu erlauben.

[0003] Nachteilig bei der angeführten bekannten Anordnung der genannten Art ist aber der Umstand, daß im Fall eines Einklemmens eines Gegenstandes oder eines KKörperteils des Benutzers die Abdeckklappe od. dgl. weiter betätigt wird, bis der sehr hohe Druck - und damit auch sehr hohe Kräfte - des Druckbegrenzungsventils erreicht ist. Dies kann zu ernsthaften Verletzungen oder Beschädigungen führen. Selbst bei für andere hydraulische Systeme an sich bekannten Drucküberwachungseinrichtungen im System, beispielsweise durch Überwachung etwa der Drehzahländerungen der Pumpe od. ähnliches, dgl. dauert es einige Zeit, bis sich der Druckanstieg durch das Einklemmen in einem Druckanstieg an der Meßstelle bemerkbar macht und sich dann in einer Änderung des überwachten Parameters niederschlägt. Während dieser Zeitspanne kann bereits ein Verletzung oder Sachbeschädigung eingetreten sein.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bekannte Anordnung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß die beschriebenen Nachteile vermieden werden und daß insbesonders auf einfache und sichere Weise ein passiver Einklemmschutz realisiert ist.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß daß in zumindest einer Anschlußleitung zum Arbeitszylinder eine Leitung zum Tank mündet, in die ein Proportionaldruckventil eingesetzt ist, welches von der Steuerelektronik entsprechend dem zur Bewegung der Abdeckklappe od. dgl. gerade notwendigen Druck angesteuert wird. Das Proportionaldruckventil ist ein Bauteil, bei dem der Druck, bis zu dem es sperrt oder ab welchem es sperrt, proportional dem ansteuernden Strom ist. Die elektronische Steuerung steuert nun je nach Deckelwinkel - der über Weg-, Winkel- oder Neigungsaufnehmer ermittelt bzw. aus deren Signalen in der Steuerelektronik errechnet wird - das Proportionaldruckventil mit dem Strom an, der gerade dem erforderliche Druck zum Öffnen und/oder Schließen der Abdeckklappe od. dgl. entspricht. Somit wirkt am Zylinder nur der Druck bzw. die Kraft, damit der genannten Bauteil des Fahrzeugs gerade noch schließt bzw. öffnet, es tritt aber kein Überschuß an Kraft auf, wie diese bei herkömmlichen Systemen mit Auslegung auf den maximalen notwendigen Druck in einem großen Bereich des Schwenk- oder Verschiebeweges der Fall ist. Die entsprechende Steuerkurve wird vorzugsweise empirisch ermittelt und in der Steuererlektronik gespeichert. Damit ist ein optimaler passiver Einklemmschutz erreicht, wobei auch die für Öffnen und Schließen unterschiedlichen Druckverläufe - beispielsweise aufgrund der Unterstützung der Schließbewegung durch das Gewicht der Abdeckklappe od. dgl. - berücksichtigt werden können. Die bei herkömmlichen Betätigungsanordnungen notwendigen Druckbegrenzungsventile können dabei entfallen.

[0006] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Proportionaldruckventil als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt, wodurch weiterhin die gewünschte Haltefunktion des Zylinders bei Handbetätigung durch die beiden Vorspannventile gewährleistet ist.

[0007] Alternativ dazu kann das Proportionaldruckventil als stromlos offenes Ventil ausgeführt sein, was eine einfachere Bauweise erlaubt.

[0008] Damit jedoch weiterhin die Haltefunktion bei nicht bestromtem Proportionaldruckventil in Richtung des Einfahrens des Arbeitszylinders gegeben ist, kann gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal zwischen dem Arbeitszylinder und dem Proportionaldruckventil ein Vorspannventil eingesetzt sein. Dabei kann das oder jedes andere Vorspannventil entfallen. Wenn für das Einfahren und Ausfahren andere Vorspanndrücke vorgesehen sein sollen, kann das aber durch ein zusätzliches Vorspannventil in einfacher Weise realisiert sein. Damit bei automatischem Betrieb und Anhalten des Deckels durch z.B. den Benutzer kein zusätzlicher Druckabfall am Vorspannventil entsteht, verläuft eine Steuerleitung vom Wechselventil bzw. der Druckquelle zum Vorspannventil in der Leitung, über die es von der Druckmittelquelle aufgesteuert werden kann.

[0009] Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß eine Verbindung der Anschlüsse des Arbeitszylinders über ein Umschaltventil vorgesehen ist, wobei die zum Proportionaldruckventil führende Leitung am Umschaltventil ansetzt und wechselweise mit dem von der Druckquelle versorgten Anschluß des Arbeitszylinders verbunden ist. Damit kann in baulich und apparativ einfacher Ausführung sowohl das Ein- als auch das Ausfahren des Arbeitszylinders mittels eines Proportionaldruckventils und allenfalls eines Vorspannventils im Sinne eines optimalen passiven Einklemmschutzes gesteuert werden. Dabei erkennt die Steuerelektronik durch Abfrage des Betätigungselementes der Steuerung bzw. der ohnehin vorgesehenen Sensoren die Bewegungsrichtung und wählt die dazugehörige gespeicherte Steuerkurve für das Proportionaldruckventil zu dessen Bestromung aus.

[0010] Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei eine schematische Anordnung nach der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug, Fig. 2 zeigt einen schematischen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 3 zeigt einen schematischen hydraulischen Schaltplan einer alternativen Ausführungsform.

[0011] Die in Fig. 1 dargestellt Anordnung zur hydraulischen Betätigung einer Abdeckklappe, eines Heckdeckels oder eines sonstigen beweglichen Fahrzeugteils 1 an einem Fahrzeug 2 weist zumindest einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder 3 auf, der einerseits am Fahrzeug 2 und andererseits an der Abdeckklappe 1 angelenkt ist. Die hier nicht weiter dargestellten Arbeitsräume des Arbeitszylinders 3 sind über Leitungen 4, 5 mit einem Hydraulikaggregat 6 verbunden, welches über eine Anschlußleitung 7 mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeuges 2 in Verbindung steht.

[0012] Anstelle der beidseitigen direkten Anlenkung des Arbeitszylinders 3, welche natürlich entsprechend bewegliche Leitungen 4, 5 oder ein insgesamt mit dem Arbeitszylinder 3 mitbewegbares Hydraulikaggregat 6 erfordert, könnte die Anlenkung des Arbeitszylinders 3 auf der Fahrzeug- und/oder Abdeckklappenseite auch indirekt über Hebel, Scharnieranordnungen oder dergleichen erfolgen, wobei der Arbeitszylinder 3 auch relativ zum Fahrzeug 2 feststehend montiert sein könnte.

[0013] In der Fig. 2 ist die Kombination von Hydraulikaggregat 6 und über die Leitungen 4, 5 verbundenem Arbeitszylinder 3 detaillierter dargestellt. Die beiden Arbeitsräume 8, 9 des Arbeitszylinders 3 sind über die Leitungen 4, 5 und je ein im Hydraulikaggregat 6 angeordnetes Rückschlagventil 10, 11 mit jeweils einer Seite einer umschaltbaren Druckquelle 12 (hier gebildet aus Pumpe samt Antriebsmotor) in Verbindung. Die beiden Rückschlagventile 10, 11 sind dabei über Leitungen 13, 14 verbunden und gegenseitig entsperrbar. Über je ein Vorspannventil 15, 16 sind die beiden Arbeitsräume 8, 9 parallel zu den Rückschlagventilen 10, 11 in den Tank 17 abgesteuert, sobald ein einstellbares Druckniveaus erreicht oder überschritten wird. Die Vorspannventile 15, 16 sind über Leitungen 18, 19 und den pumpenseitig vor den Rückschlagventilen 10, 11 herrschenden Druck hydraulisch absperrbar.

[0014] Die in Fig. 1 ersichtliche Anschlußleitung 7, welche in Fig. 2 nicht separat dargestellt ist, steuert den Motor der Pumpe der Druckquelle 12 und ein Wechselventil 20 mit einer zum Tank 17 führenden Leitungen. Weiters könnten über diese Anschlußleitung 7 auch beispielsweise Endschalter oder sonstige Stellungskontrollen Signale zu nicht weiter dargestellten Steuereinheiten oder dergleichen liefern.

[0015] Zwischen der Leitung 4 zum kolbenseitigen Arbeitsraum 8 des Arbeitszylinders 3 und der Leitung 5 zum stangenseitigen Arbeitsraum 9 ist hinter den Rückschlagventilen 10, 11 eine Verbindungsleitung mit einem Umschaltventil 21 zwischengeschaltet. Dieses Umschaltventil 21 verbindet abwechselnd diejenige der Leitungen 4 oder 5 mit einer Leitung 22, welche von der Druckquelle 12 mit Druckmedium versorgt wird. Über die Leitung 22 liegt der dem Arbeitszylinder 3 zugeführte Druck auch an einem Proportionaldruckventil 23 an. Dieses ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 stromlos geschlossen ausgeführt, so daß die Vorspannventile 15 und 16 ihre Haltefunktion bei stromloser Betätigungsanordnung erfüllen und die Abdeckklappe 1 od. dgl. in der jeweiligen Stellung halten können.

[0016] Im folgenden wird die Funktion der dargestellten Anordnung wie in Fig. 2 dargestellt erläutert. Beim hydraulischen Öffnen bzw. Schließen fährt der Arbeitszylinder 3 aus bzw. ein. Der Motor der Pumpe der Druckquelle 12 ist bestromt, die Pumpe läuft und liefert Druckmedium über die Rückschlagventile 10 bzw. 11 in den kolbenseitigen Arbeitsraum 8 bzw. den stangenseitigen Arbeitsraum 9. Über die Leitungen 18 bzw. 19 ist das auf der gleichen Seite wie das jeweils durchströmte Rückschlagventil liegende Vorspannventil 15 oder 16 zugesteuert. Der Druck im Arbeitsraum 8 bzw. 9 kann sich bis auf den Wert aufbauen, bei dem das Proportionaldruckventil 23 öffnet. Dieser Druck ist durch die Steuerkurve vorgegeben, die in der Steuerelektronik abgelegt ist.

[0017] Eine typische Steuerkurve wird zu Beginn der Öffnungsbewegung eine höhere Bestromung vorsehen, so daß das Ausfahren und Überwinden des Anfangswiderstandes mit einer höheren Kraft bewerkstelligt wird. Auch die Kinematik und die Hebelverhältnisse sind zu Beginn eher unvorteilhaft, so daß eine höhere Kraft erforderlich ist. Der Druck und die dadurch erzeugte Kraft werden aber lediglich auf einen Wert eingestellt, der gerade ausreicht, um die Öffnungsbewegung in der jeweiligen Phase durch- bzw. weiterführen zu können. Unnötige und im Falle von Hindernissen im Weg der Abdeckklappe 1 zu Beschädigungen oder Verletzungen führende Kraftüberschüsse werden vermieden. Sobald die Abdeckklappe in Bewegung ist und auch die Kinematik und die Hebelverhältnisse günstiger sind, wird der Druck und damit auch die Betätigungskraft zurückgeregelt, das Proportionaldruckventil weniger bestromt. Am Ende des Aufschwenkens wird meist die Kinematik wieder ungünstiger, der Einfluß des Gewichts der Abdeckklappe spielt meist eine nur untergeordnet Rolle, da sie sich im wesentlichen in einer labilen Gleichgewichtslage befindet. Der Sperrwert des Proportionaldruckventils für den Druck im System wird daher zwar angehoben, aber nicht auf einen so hohen Wert wie zu Beginn der Bewegung.

[0018] Beim Schließen sind sinngemäß die gleichen Verhältnissen in umgekehrter Reihenfolge gegeben, wobei aber zu berücksichtigen ist, daß das Absenken der Abdeckklappe durch deren Gewicht unterstützt wird, so daß das über das Proportionaldruckventil eingestellte Druckniveau noch niedriger sein muß als in der gleichen Stellung des Öffnungsvorganges.

[0019] Die Abdeckklappe 1 (Fig. 1) öffnet oder schließt hydraulisch bis zum Anschlag im Arbeitszylinder 3. Das Volumen des stangenseitigen Arbeitsraumes 9 fließt beim Öffnen über das über die Leitung 14 hydraulisch aufgesteuerte Rückschlagventil 11 und das Wechselventil 20 in den Tank 16 ab. Je nach Gegengewicht bzw. Gegenkraft an der Abdeckklappe 1 liefert die Hydraulik insgesamt die am Proportionaldruckventil 23 eingeregelte Kraft. Die Pumpe läuft bis die Abdeckklappe 1 geöffnet ist und wird dann abgeschaltet.

[0020] Bei der in Fig. 3 dargestellten, weiteren Ausführungsform ist in der Leitung 22 zwischen dem Umschaltventil 21 und dem Proportionaldruckventil 23, welches hier stromlos offen ausgeführt ist, ein Vorspannventil 24 eingesetzt. Dieses Vorspannventil 24 wird über eine Steuerleitung 25 von der Druckquelle 12 bzw. dem auf der Seite des Rückschlagventils 11 herrschenden Druck aufgesteuert. Damit ist wieder - bei relativ einfacher Bauweise des Proportionaldruckventils 23 - gewährleistet, daß die Abdeckklappe 1 od. dgl. bei stromloser Betätigungsanordnung 6 durch den bei auf den voreingestellten Wert des Vorspannventils 24 ansteigenden Druck in der jeweiligen Stellung gehalten ist.

[0021] Abgesehen von der dargestellten und beschriebenen Anordnung und Betätigung einer Abdeckklappe 1 gemäß Fig. 1 (beispielsweise an einem Kofferraum oder der Motorhaube eines PKW) könnte die erfindungsgemäße Anordnung natürlich auch zur Betätigung von im geschlossenen Zustand senkrechten Heckklappen beispielsweise eines Kombi oder eines Busses verwendet werden. Andere Anwendungsbeispiele wären z.B. Fahrzeugtüren, Wartungs- oder Lüftungsklappen und dergleichen mehr.

Ansprüche

1. Anordnung zur hydraulischen Betätigung eines Heckdeckels, einer Abdeckklappe od. dgl. (1) an einem Fahrzeug, mit zumindest einem doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (3), der einerseits am Fahrzeug und andererseits an der Abdeckklappe angelenkt ist und dessen Arbeitsräume (8, 9) über je ein Rückschlagventil (10, 11) mit jeweils einer Seite einer umschaltbaren Druckquelle (12) in Verbindung stehen, wobei die beiden Rückschlagventile eine gegenseitige Entsperreinrichtung aufweisen und jeder der Arbeitsräume parallel zu den Rückschlagventilen über ein in den Tank absteuerndes Vorspannventil (15, 16) auf einem bestimmten Druckniveau gehalten ist , dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einer Anschlußleitung (4, 5) zum Arbeitszylinder (3) eine Leitung (22) zum Tank (17) mündet, in die ein Proportionaldruckventil (23) eingesetzt ist, welches von der Steuerelektronik entsprechend dem zur Bewegung der Abdeckklappe (1) od. dgl. gerade notwendigen Druck angesteuert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionaldruckventil (23) als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionaldruckventil (23) als stromlos offenes Ventil ausgeführt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Arbeitszylinder (3) und dem Proportionaldruckventil (23) ein Vorspannventil (24) eingesetzt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerleitung (25) vom Wechselventil (20) bzw. der Druckquelle (12) zum Vorspannventil (24) in der Leitung (22) verläuft.

6. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Anschlüsse des Arbeitszylinders (3) über ein Umschaltventil (21) vorgesehen ist, wobei die zum Proportionaldruckventil (23) führende Leitung (22) am Umschaltventil (21) ansetzt und wechselweise mit dem von der Druckquelle (12) versorgten Anschluß des Arbeitszylinders (3) verbunden ist.

Zeichnung