DE4407739C1

DE4407739C1 - Betätigungssystem für über Schaltmittel ansteuerbare hydraulische Antriebselemente eines Klappverdecks

Info

Publication number: DE4407739C1
Application number: DE4407739A
Authority: DE
Inventors: Frank Van De Dipl Ing Poel; Martin Dipl Ing Lindmayer; Juergen Dipl Ing Schrader
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2014-03-09
Also published as: JP3051842B2; ITRM950089A0; GB2287285B; JPH07276996A; FR2717129A1; FR2717129B1; GB2287285A; GB9504023D0; ITRM950089A1; US5666873A; IT1278019B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungssystem für über Schalt mittel ansteuerbare hydraulische Antriebselemente eines Klapp verdecks, insbesondere eines versenkbaren Faltverdecks eines Cabriolets, der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art.

Ein derartiges elektrohydraulisches Betätigungssystem ist der DE 38 26 789 A1 bereits als bekannt zu entnehmen. Das bekannte Be tätigungssystem zeichnet sich zwar durch eine hohe Funktions sicherheit aus, ist aber technisch relativ aufwendig. Kosten treibend wirkt sich insbesondere der Umstand aus, daß im System eine größere Zahl teurer Wegeventile vorgesehen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Betäti gungssystem dahingehend weiterzuentwickeln, daß ohne Einbußen an der Funktionssicherheit eine kostengünstigere Bauweise des Betä tigungssystems möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Merkmale des Hauptanspruchs. Aus den übrigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Betätigungs systems geht aus der Zeichnung sowie aus deren Beschreibung hervor.

Es zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 den vorgegebenen Bewegungsablauf eines Roadster-Faltver deckes an einem schematisch angedeuteten Fahrzeug in ver schiedenen Phasen des Öffnungsvorganges, und

Fig. 2 ein Schaltschema für das hydraulische Netzwerk zur Ver deckbetätigung sowie zur Betätigung eines Überrollbügels.

Der in Fig. 1 sichtbare Bewegungsablauf des Faltverdecks 1 ist nachfolgend durch Stichworte kurz beschrieben:

a) Faltverdeck 1 ist geschlossen, Hydraulik ist drucklos, alle Verschlüsse sind verriegelt,
b) Stoffhaltebügel am hinteren Verdeckteil 2 ist entriegelt,
c) Stoffhaltebügel am hinteren Verdeckteil 2 ist hochgeschwenkt,
d) Verdeckkastendeckel 3 ist entriegelt,
e) Verdeckkastendeckel 3 ist hochgeklappt, Öffnung des Verdeck kastens 4 freigegeben,
f) vordere Verschlüsse am Rahmen oberhalb der Windschutzscheibe sind entriegelt,
g) Faltverdeck 1 ist geöffnet und mit hinterem Verdeckteil 2 übereinandergefaltet im Verdeckkasten 4 abgelegt,
h) Verdeckkastendeckel 3 ist heruntergeklappt,
i) Verdeckkastendeckel 3 ist verriegelt,
j) Faltverdeck 1 ist vollständig geöffnet, Hydraulik ist wieder drucklos.

Beim Schließen des Faltverdeckes 1 laufen diese Bewegungen um gekehrt ab.

Gesteuert wird die Betätigungsabfolge des Verdecks 1 des hinte ren Verdeckteils 2 des Verdeckkastendeckels 3 und der jeweils zugeordneten Verschlüsse über ein zentrales elektronisches Steu ergerät bekannter Art, das seine für die Momentanstellung der anzutreibenden Teile maßgebenden Eingangssignale im wesentlichen über die Zwangsbetätigung der Endlagenschalter erhält. In Abhän gigkeit von der Richtungsvorwahl an einem als Wechseltaster aus gebildeten Betätigungsschalter zum öffnen bzw. Schließen des Verdecks 1 werden über Ausgangssignale des Steuergeräts die für eine koordinierte Bewegungsabfolge der anzutreibenden Teile er forderlichen Ventilbetätigungen im in Fig. 2 gezeigten hydrauli schen System angesteuert. Aus Übersichtsgründen wurde dabei auf die Darstellung der elektrischen Steuerleitungen verzichtet.

Wie im hydraulischen Schaltplan zu erkennen ist, wird das Lei tungssystem zentral von einem Hydraulikaggregat 5 versorgt, das eine durch einen Elektromotor 5.1 anzutreibende Pumpe 5.2, einen Druckmittelsumpf 5.3 mit Entlüftung, ein Druckregelventil 6 so wie mehrere Druckmittelfilter 7 umfaßt. Zudem sind am Hydraulik aggregat 5 mehrere Prüfanschlüsse 8 angeordnet. Druckregelven tile 6, Druckmittelfilter 7 sowie Prüfanschlüsse 8 befinden sich darüber hinaus an allen relevanten Stellen des Leitungsnetzes, wie durch die eingezeichneten Symbole kenntlich gemacht ist. Das vom Hydraulikaggregat 5 geförderte Druckmittel wird durch eine Speiseleitung 9 zunächst in einen rechten Ventilblock 10 des Systems eingespeist. Diese Einspeisung erfolgt direkt, d. h. im Unterschied zum bekannten System ohne Zwischenschaltung eines Wegeventils, sobald die Pumpe 5.2 einen ausreichenden Förder druck aufgebaut hat. Die Speiseleitung 9 im Ventilblock 10 ist durch eine Überströmleitung 11 mit einer korrespondierenden Speiseleitung in einem linken Ventilblock 12 strömungsverbunden.

Die Speiseleitung 9 im linken Ventilblock 12 versorgt dabei vier elektromagnetisch schaltbare 2/3-Wegeventile 13, 14, 15 und 16 mit dem Druckmittel. Von der Speiseleitung 9 im rechten Ventil block 10 werden direkt zwei und mittelbar drei baugleiche Wege ventile 17, 18 und 19 versorgt, wobei lediglich das Wegeventil 17 zur Verdeckbetätigung dient. Demgegenüber sind die Wegeven tile 18 und 19 zur Betätigung eines Überrollbügels vorgesehen, der zwischen einer versenkten Ruhestellung und einer aufgerich teten Schutzstellung schwenkverfahrbar ist.

Ferner ist die Speiseleitung 9 direkt, d. h. ohne Zwischenschal tung eines Wegeventiles, über Zulaufleitungen 20, 21, 22, 23 und 24 mit der Stangenseite von zugeordneten Hydraulikzylindern 25, 26 bzw. 27 strömungsverbunden, die jeweils paarweise angeordnet sind.

Die beiden Hydraulikzylinder 25 treiben vordere Verdeckver schlüsse des Verdecks 1 zwischen Ver- und Entriegelungsstellung richtungsumkehrbar an, mit der die Dachkappe oberhalb der Wind schutzscheibe verriegelbar ist. Mit den beiden Hydraulikzylin dern 26 werden zwei mittlere Verschlüsse angetrieben, durch wel che der Verdeckkastendeckel 3 karosserieseitig verriegelbar ist. Die beiden Hydraulikzylinder 27 schließlich bewirken den Drehabtrieb von zwei hinteren Verdeckverschlüssen, mit denen der Stoffhaltebügel des hinteren Verdeckteils 2 auf dem geschlossenen Verdeckkastendeckel 3 verriegelbar ist.

Alle von den Hydraulikzylindern 25, 26 und 27 angetriebenen Drehfallenverschlüsse weisen eine bekannte Bauart auf und sind daher nicht gezeigt. Die für die Erfindung wesentliche Besonderheit besteht darin, daß die in ihrer Freigabestellung gehaltenen Drehfallenverschlüsse erst mittels des zugeordneten Arbeitszylinders verriegelbar sind, nachdem die Gabeldrehfalle von den eintauchenden Verschlußzapfen um einen Entriegelungsdrehwinkel gedreht wurde.

Des weiteren sind zwei Hydraulikzylinder 28 zum Schwenkantrieb des Verdeckkastendeckels 3 vorhanden, deren Zulauf stangenseitig über das Wegeventil 15 und vollkolbenseitig über das Wegeventil 16 gesteuert sind. Über das Wegeventil 15 werden gleichzeitig die Zulaufleitungen zu zwei Hydraulikzylindern 29 freigeschal tet, die mit deren Stangenseite verbunden sind. Durch das Wege ventil 16 werden gleichzeitig die Zulaufleitungen zur Vollkol benseite der Hydraulikzylinder 26 freigeschaltet. Die Hydraulik zylinder 29 dienen dem Schwenkantrieb des zum hinteren Verdeck teil 2 gehörenden Stoffhaltebügels.

Darüber hinaus sind zwei Hydraulikzylinder 30 zum Hauptschwenk antrieb des Verdecks 1 vorgesehen, die an den seitlichen Ver decksäulen angelenkt sind. Diese Zylinder 30 werden auf ihrer Vollkolbenseite über das Wegeventil 13 angesteuert, wobei gleichzeitig der Zulauf zur Vollkolbenseite der Hydraulikzylin der 27 freigeschaltet wird. Der Zulauf zu den Kolbenstangensei ten der Hydraulikzylinder 30 sowie den Vollkolbenseiten der Hydraulikzylinder 25 schließlich wird über das Wegeventil 17 freigeschaltet.

Beim Öffnen des Verdecks ergibt sich aufgrund des vereinfachten Systems folgender Ablauf:

a) Durch Schalteransteuerung wird die Pumpe 5.2 des Hydrau likaggregats 5 in Gang gesetzt und baut den Arbeitsdruck auf. Dadurch werden die Stangenseiten der Zylinder 25, 26 und 27 druckbeaufschlagt. Dieser Druckanstieg wirkt sich jedoch nicht aus, weil die zugeordneten Verschlüsse in ih rer verriegelten Endlage verbleiben und nur geringfügig weiter in Verriegelungsrichtung gedrückt werden. Wegeven til 13 wird schaltbetätigt. Dadurch werden die Vollkol benseiten der Zylinder 30 in Ausschieberichtung des Kol bens gedrückt (gleichbedeutend mit Verdeck - zu). Paral lel werden über die "differentische Beaufschlagung" der Zylinder 27 die hinteren Verdeckverschlüsse entriegelt (Fig. 1b).
b) Zusätzlich wird Wegeventil 15 geschaltet. Somit wirkt das Druckmittel auf die Stangenseite der Zylinder 29, wodurch die Kolben eingeschoben werden und den Stoffhaltebügel hochklappen (Fig. 1c). Gleichzeitig wird die Stangenseite der Zylinder 28 druckbeaufschlagt, wodurch der geschlos sene Deckel in Richtung zu gedrückt wird.
c) Auch Wegeventil 16 wird zugeschaltet. Hierdurch werden die Zuleitungen zur Vollkolbenseite der Zylinder 26 frei geschaltet, wodurch deren Kolben differential ausgescho ben wird und die mittleren Verschlüsse öffnet (Fig. 1d). Gleichzeitig werden die Zulaufleitungen zur Vollkolben seite der Zylinder 28 geöffnet, wodurch die Kolben der Zylinder 28 differential ausgeschoben werden und dabei den Verdeckkastendeckel 3 hochklappen (Fig. 1e).
d) Nun wird auch Wegeventil 17 ausgeschaltet. Dadurch wird nunmehr die Druckmittelsäule auf der Vollkolbenseite der Zylinder 25 wirksam, was zum differentialen Vorschub der Kolben führt. Dabei werden die vorderen Verdeckverschlüs se entriegelt (Fig. 1f). Gleichzeitig werden die Zulauf leitungen zur Kolbenstangenseite der Zylinder 30 freige schaltet, wodurch die Ansteuerung des Verdecks 1 in Rich tung zu differential erhalten bleibt. Dies führt zu einer leichtgängigen Entriegelung der zugentlasteten vorderen Verschlüsse.
e) Wegeventil 13 wird geschlossen. Dadurch fahren die Kolben der Zylinder 30 ein, wobei das Verdeck 1 in den Verdeck kasten 4 zurückgeklappt wird (Fig. 1g).
f) Nun wird Wegeventil 16 geschlossen. Dadurch werden die Zylinder 26 der mittleren Verschlüsse in Einschieberich tung der Kolben beaufschlagt, also in Verriegelungsrich tung. Die Verschlüsse bleiben allerdings aufgrund der me chanischen Sperre der Verschlüsse blockiert. Gleichzeitig wird die Druckmittelsäule auf der Vollkolbenseite der Zy linder 28 freigeschaltet, so daß die Kolben eingeschoben werden und den Deckel 3 zuklappen (Fig. 1h). Wird die Drehfalle der mittleren Verschlüsse durch die auftreffen den Verschlußzapfen entsperrt, so wird die Kolbenbeauf schlagung auf der Stangenseite der Zylinder 26 wirksam und verriegelt den Verdeckkastendeckel 3 (Fig. 1i) über die mittleren Verschlüsse.
g) Danach werden alle Wegeventile 13, 14, 15, 16 und 17 aus geschaltet und das Hydraulikaggregat 5 abgeschaltet, da das Verdeck 1 geöffnet ist (Fig. 1j).

Beim Schließen des geöffneten Verdecks 1 ergibt sich folgender Bewegungsablauf:

a) Durch Schalterbetätigung in Richtung "Schließen" wird das Hydraulikaggregat 5 eingeschaltet und baut den erforder lichen Arbeitsdruck auf. Durch Einschalten des Wegeven tils 16 werden die Zylinder 26 differential beaufschlagt, wodurch die mittleren Verschlüsse entriegelt werden. Gleichzeitig werden die Zylinder 28 auf der Vollkolben seite druckbeaufschlagt und klappen den Verdeckkasten deckel 3 in seine Offenstellung hoch.
b) Wegeventile 13 und 15 werden zugeschaltet. Das Verdeck 1 wird durch Beaufschlagung der Zylinder 30 zunehmend ge schlossen. Die von den Zylindern 27 betätigbaren Ver schlüsse werden differential in Entriegelungsrichtung be aufschlagt. Auf der Stangenseite der Zylinder 29 wirkt der Druckmitteldruck und hält den Stoffhaltebügel in sei ner "angehobenen" Stellung. Gleichzeitig wird die Zulei tung zur Stangenseite der Zylinder 28 für den Deckel 3 freigegeben. Von der Steuerelektronik wird zeitabhängig das Wegeventil 17 zugeschaltet, wodurch ein Endlagen schalter eingespart werden konnte. Diese Zuschaltung muß erfolgen, bevor die Verschlußzapfen des Verdecks 1 mit den vorderen Verschlüssen zusammenwirken, weil durch Wege ventil 17 die Zulaufleitungen zur Stangenseite der Ar beitszylinder 30 freigeschaltet werden und damit ein dif ferentiales Arbeiten derselben bewirken. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß das Verdeck 1 nicht zu hart am Dachrahmen aufschlägt. Über Wegeventil 17 werden zudem die Zulaufleitungen zu den Vollkolbenseiten der Zylinder 25 freigeschaltet, wodurch die differential ausfahrenden Kolben ihren zugeordneten Verschluß entriegeln. Mit Auf treffen der Verschlußzapfen an den vorderen Verdeckver schlüssen wird Wegeventil 17 abgeschaltet, wodurch die Zylinder 25 über die Druckmittelsäule der Zulaufleitung 20 beaufschlagt ausgeschoben werden und eine Verriegelung der vorderen Verschlüsse bewirken.
c) Nunmehr wird Wegeventil 16 abgeschaltet. Hierdurch werden die Zylinder 28 eingeschoben und klappen den Deckel 3 zu. Gleichzeitig fällt die Druckbeaufschlagung der Vollkol benseite der Zylinder 26 weg, wodurch deren Kolben nach Aufhebung der mechanischen Blockierung über die Druckmit telsäulen der Zulaufleitungen 21 bzw. 22 eingeschoben werden und ein Verriegeln der mittleren Verschlüsse her beiführen.
d) Wegeventil 14 wird geöffnet, Wegeventil 15 wird geschlos sen. Hierdurch werden die Zylinder 29 "ausschiebebeauf schlagt" und klappen den Stoffhaltebügel in seine Auflage stellung herunter. Dabei wird das Verdeck 1 weiter in Richtung "Schließen" beaufschlagt und die Zylinder 27 in Entriegelungsrichtung ihrer Verschlüsse.
e) Bei Erreichen des die unverriegelte Endstellung des Stoffhaltebügels signalisierenden Endschalters wird auch Wegeventil 13 abgeschaltet. Dadurch fahren die Kolben der über die Zuleitungen 23 und 24 druckmittelbeaufschlagten Zylinder 27 ein und drehen die Verschlüsse des Stoffhal tebügels dabei in die verriegelte Endlage.
f) Abschließend wird das Hydraulikaggregat 5 abgeschaltet, und alle Wegeventile werden freigeschaltet, wonach das Verdeck 1 geschlossen ist.

Durch das erfindungsgemäß aufgebaute Betätigungssystem können gegenüber dem Stand der Technik insgesamt vier Wegeventile eingespart werden, indem in erläuterter Weise verschiedene Betätigungsfunktionen parallel angesteuert werden. Die bisher nicht erwähnten Rücklaufleitungen von den beiden Ventilblöcken 10 und 12 zum Hydraulikaggregat 5 sind durch unterbrochene Linien kenntlich gemacht.

Aufgrund des Platzgewinns durch die Ventileinsparung ist es jetzt ohne weiteres möglich, auch die beiden Wegeventile 18 und 19 für einen Überrollbügel in den rechten Ventilblock 10 zu in tegrieren und durch die gemeinsame Speiseleitung 9 zu speisen, wodurch das Leitungsnetz insgesamt kompakter gestaltet werden kann.

Der Überrollbügel bekannter Art ist in Aufstellrichtung federbelastet und zur gewölbten Betätigung über einen Hydraulik zylinder 31 verfahrbar. Die durch Ansteuern des Wegeventils 19 angestrebte Betätigung des Überrollbügels ist durch Einschleifen in den Schaltkreis des Wegeventils 18 nur möglich, wenn dies ebenfalls freigeschaltet ist, wodurch zwei Hydraulikzylinder 32 gegen eine Federbelastung ein den Überrollbügel entsicherndes Gesperre entriegeln.

Claims

1. Betätigungssystem für über Schaltmittel angesteuerte hydrau lische Antriebselemente eines Klappverdecks, insbesondere eines versenkbaren Faltverdecks eines Carbriolets, dessen Anktriebsele mente von einer Druckquelle aus einem Druckmittelreservoir über einen Zulauf gespeist werden und an einen Rücklauf zum Druckmittel reservoir angeschlossen sind, mit schaltbaren Wegeventilen zur Verteilung des von der Druckquelle erzeugten Drucks auf die un terschiedliche Teile bewegenden Antriebselemente und mit einer Ansteuerung der Wegeventile entsprechend einem vorgegebenen Be wegungsablauf des Verdecks, wobei die Wegeventile zum überwie genden Teil über von angetriebenen Teilen zwangsbetätigte End schalter angesteuert sind, und dabei mehrere angetriebene Teile über doppeltwirkende Arbeitszylinder ver- und entriegelbare Ver schlüsse sind, die in ihrer Freigabestellung mechanisch gegen Verriegeln mittels des zugehörigen Arbeitszylinders gesperrt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (9) der Druckquelle (Hydraulikaggregat 5) über Zulaufleitungen ständig mit der Stangenseite der mit den Verschlüssen zusammenwirkenden Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 25, 26 und 27) strömungsverbunden ist, wodurch eine Druckbeaufschlagung des Druckmittels in der Speiseleitung (9) zu einer Beaufschlagung der Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 25, 26 und 27) in Richtung ihres Verriegelungs vorschubes führt, und daß die Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 25, 26 und 27) über zugeordnete Wegeventile (13, 16 bzw. 17) differen tial, durch deren Schaltbetätigung ein An triebselement (Hydraulikzylinder 30 bzw. 28) eines anderen anzutrei benden Teils mitbetätigt wird.

2. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle ein Hydraulikaggregat (5) ist, dessen För derdruck ständig annähernd mit dem Druck des Druckmittels in der Speiseleitung (9) übereinstimmt.

3. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ver- und Entriegeln von Teilen jeweils zwei vordere, mittlere und hintere Verschlüsse vorgesehen sind, die über synchron arbeitende Paare von zugehörigen Arbeitszylindern (Hydraulikzylindern 25 bzw. 26 bzw. 27) betätigt werden.

4. Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 25) der vorde ren Verschlüsse sowie die Stangenseiten zweier doppeltwirkender Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 30) zum Hauptschwenkantrieb des Verdeckes über ein gemeinsames Wegeventil (17) beschaltet werden.

5. Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 26) der mitt leren Verschlüsse sowie die Kolbenbodenseiten zweier doppeltwir kender Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 28) zum Klappantrieb eines Verdeckkastendeckels über ein gemeinsames Wegeventil (16) beschaltet werden.

6. Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 27) der hinte ren Verschlüsse sowie die Kolbenbodenseiten der doppeltwirkenden Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 30) zum Hauptschwenkantrieb des Verdeckes über ein gemeinsames Wegeventil (13) beschaltet werden.

7. Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangenseiten zweier doppeltwirkender Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 29) zum Schwenkantrieb eines Stoffhaltebügels des Verdecks sowie die Stangenseiten der Arbeitszylinder (Hydraulikzylinder 28) zum Klappantrieb des Verdeckkastendeckels über ein gemeinsames Wegeventil (15) beschaltet werden.

8. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (9) der Druckquelle (Hydraulikaggregat 5) in den Zulauf eines Leitungssystems zur Betätigung eines Über rollbügels einmündet.

9. Betätigungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem für die Betätigung des Überrollbügels in das Leitungssystem zur Betätigung des Verdecks integriert ist.

10. Betätigungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Betätigung des Überrollbügels dienende Wegeventil (18 und 19) in einen Ventilblock (10) des Verdecks angeordnet ist.