DE102006012719A1

DE102006012719A1 - Stellglied

Info

Publication number: DE102006012719A1
Application number: DE102006012719A
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Nagai; Akio Saitoh; Masahiko Someya; Masaru Saitoh
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-09-21
Also published as: US20060207247A1

Abstract

Ein Stellglied (10) umfasst einen Antriebsabschnitt (12), der durch einen Strom angetrieben und gedreht wird, einen Pumpenmechanismus (16), der durch eine von dem Antriebsabschnitt (12) zugeführte Antriebskraft angetrieben wird, um Drucköl anzusaugen und abzuführen, und einen Zylindermechanismus (28) mit einem Kolben (22), der durch das von dem Pumpenmechanismus (16) zugeführte Drucköl verschiebbar ist. Wenn ein Druck des Drucköls in dem Zylindermechanismus (28) gleich oder größer wird als ein festgelegter Wert, wird ein in dem Pumpenmechanismus (16) vorgesehenes Entlastungsventil (110a, 110b) geöffnet, um das Drucköl in einer Druckölladekammer (40) des Pumpenmechanismus (16) abzuführen. Der Druck in einer ersten oder zweiten Zylinderkammer (82, 86) des Zylindermechanismus, in die das Drucköl eingeführt wird, wird im Wesentlichen konstant gehalten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied für die Betätigung eines Verschiebungselementes eines Antriebsmechanismus, wobei es durch ein von einem Pumpenmechnismus zugeführtes Druckfluid hin und her bewegt wird, wobei der Pumpenmechanismus durch einen Antriebsabschnitt angetrieben und gedreht wird.
Ein Stellglied, das mit Hilfe eines Druckfluides (bspw. Drucköl) angetrieben wird, wird bspw. zum Transportieren oder Positionieren eines Werkstücks eingesetzt.
Ein hydraulisches Stellglied, wie es bspw. in den U.S. Patenten Nr. 3,902,318, 3,928,968 und 4,630,441 beschrieben ist, umfasst einen durch Strom angetriebenen Motor, eine hydraulische Pumpe, die angetrieben durch den Motor ein Betriebsöl abführt, und einen Zylinder, der einen Kolben und eine Kolbenstange aufnimmt, die durch das Betriebsöl in einer Axialrichtung verschiebbar sind. Bei dem hydraulischen Stellglied wird die hydraulische Pumpe entsprechend der Drehung des Motors angetrieben und gedreht, und Betriebsöl wird durch die Verschiebung einer Gruppe von Kolben über einen Hydraulikdurchgang, der in der Hydraulikpumpe ausgebildet ist, dem Zylinder zugeführt. Dementsprechend wird der Kolben durch das Betriebsöl mit Druck beaufschlagt und in axialer Richtung verschoben.
Bei dem in dem U.S. Patent Nr. 4,630,441 beschriebenen elektrischen Stellglied ist ein Speicher, in den das Betriebsöl gefüllt ist, mit dem elektrischen Stellglied verbunden, wobei das Betriebsöl von dem Speicher einer Hydraulikpumpe zugeführt wird.
Die in den U.S. Patenten Nr. 3,902,318, 3,928,968 und 4,630,441 beschriebenen Stellglieder werden gelegentlich dazu eingesetzt, eine Kolbenstange so zu pressen, dass sie an einem Werkstück anliegt, wobei eine Verschiebungskraft des Kolbens, die durch den Druck des Betriebsöles bewirkt wird, genutzt wird, so dass das Werkstück für eine bestimmte Zeitdauer an einer festgelegten Position gehalten werden kann.
Im Allgemeinen sinkt jedoch bei Stellgliedern, die mit Betriebsöl arbeiten, der Öldruck oder Hydraulikdruck des Betriebsöles nach dem ursprünglichen Anhalten des Werkstücks mit der Zeit. Dies ist auf kleine Leckagen des Betriebsöles aus der Hydraulikpumpe zurückzuführen, wodurch die auf das Werkstück ausgeübte Druckkraft abgesenkt wird. Daher muss das Stellglied mit einem Haltemechanismus versehen werden, der ein Absinken des Betriebsdruckes vermeidet, und der es ermöglicht, das Werkstück bei einem im Wesentlichen konstanten Druck zu halten.
Bspw. kann ein Haltemechanismus für das Stellglied vorgesehen werden, der den Öldruck mechanisch aufrecht erhält, um dadurch ein Absinken des Öldruckes in der Hydraulikpumpe zu vermeiden. Wird aber ein solcher Haltemechanismus eingesetzt, so wird das Stellglied sehr groß und ein großer Installationsraum ist erforderlich. Dementsprechend steigen die Kosten des Stellgliedes.
Andererseits kann eine Anordnung in Betracht gezogen werden, bei welcher ein Druckerfassungsabschnitt vorgesehen ist, um den Druck des Betriebsöles zu erfassen. Wenn ein Absinken des Öldruckes in dem Zylinder festgestellt wird, wird ein Detektionssignal an eine Steuereinheit ausgegeben. Ein Steuersignal wird von der Steuereinheit ausgegeben, um den Motor zu regeln, so dass der Motor mit der erforderlichen Drehzahl angetrieben wird, um die Zufuhr des Betriebsöles von der Hydraulikpumpe zu erhöhen. Dementsprechend kann eine Drucksenkung des Betriebsöles vermieden werden. In diesem Fall ist es aber notwendig, einen Druckfeststellabschnitt und eine Steuereinheit vorzusehen. Dementsprechend steigen die Kosten der Vorrichtung und zusätzlicher Raum muss vorgesehen werden, um die Steuereinheit zu installieren.
Außerdem kann eine Anordnung in Betracht gezogen werden, bei welcher die Hydraulikpumpe konstant mit einer hohen Drehzahl angetrieben wird, um die Durchflussrate des von der Hydraulikpumpe dem Zylinder zugeführten Betriebsöles so zu verstärken, dass sie größer ist als eine gewünschte Durchflussrate. Auch auf diese Weise kann ein Absinken des Öldruckes vermieden werden. In diesem Fall ist es aber notwendig, dass das überschüssige Betriebsöl von dem Zylinder wieder zu der Hydraulikpumpe zurückgeführt wird. Dadurch wird Energie zum Betreiben des Stellgliedes verschwendet.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stellglied mit einfachem Aufbau vorzuschlagen, bei dem eine Antriebskraft eines Antriebsabschnittes effizient auf einen Antriebsmechanismus übertragen werden kann, und bei dem eine Ausgangssteuerung des Antriebsmechanismus sehr genau durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Längsschnitt durch ein Stellglied gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine vergrößerter Längsschnitt durch einen Pumpenmechanismus des Stellgliedes gemäß 1,
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1,
4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
5 ist ein vergrößerter Schnitt, der Merkmale in der Nähe eines Schaltmechanismus, der in 4 gezeigt ist, darstellt,
6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI in 1,
7 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm, das die Fließwege des Drucköles durch das Stellglied gemäß 1 zeigt,
8 ist ein Diagramm mit Charakteristiken, die die Beziehung zwischen der Temperatur und der kinematischen Viskosität bei Fällen darstellt, in denen Mineralöl und Silikonöl als Drucköle in dem Pumpenmechanismus eingesetzt werden,
9 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer ersten modifizierten Ausführungsform, bei der ein Kolben eines Zylindermechanismus einen Bypass-Durchgang aufweist, der eine erste Zylinderkammer mit einer zweiten Zylinderkammer verbindet,
10 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer zweiten modifizierten Ausführungsform, bei der ein Bypass-Durchgang einen ersten Zylinderdurchgang und einen zweiten Zylinderdurchgang eines Zylindermechanismus verbindet,
11 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer dritten modifizierten Ausführungsform, bei welcher Bypass-Durchgänge eine Druckölladekammer und erste und zweite Durchgänge eines Pumpenmechanismus verbinden,
12 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer vierten modifizierten Ausführungsform, bei welcher Drosselabschnitte in Ventilabschnitten eines Paares von Entlastungsventilen vorgesehen sind,
13 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer fünften modifizierten Ausführungsform, bei der an ersten und zweiten Ventilen eines Schaltmechanismus Schlitze ausgebildet sind und erste und zweite Durchgangsöffnungen und ein Zufuhrdurchgang miteinander über die Schlitze in Verbindung stehen,
14 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der ersten und zweiten Ventile gemäß 13,
15 ist ein vergrößerter Schnitt durch eine Anordnung, bei welcher die Wechselventile als erste und zweite Ventile des Schaltmechanismus gemäß 5 durch Kugelkontrollventile ersetzt sind,
16 ist ein Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
17 ist ein Schnitt durch ein Stellglied gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
18 ist ein Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII in 17.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Mit Bezug auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Stellglied gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Stellglied 10 einen Antriebsabschnitt 12, der durch einen Strom angetrieben und gedreht wird, einen Pumpenmechanismus 16, der im Wesentlichen parallel zu dem Antriebsabschnitt 12 vorgesehen ist, und einen Ansaug-/Ablassabschnitt 14 aufweist, der durch den Antrieb des Antriebsabschnitts 12 eingeschaltet/ausgeschaltet wird, einen Kraftübertragungsmechanismus 20 zur Übertragung der von dem Antriebsabschnitt 12 zugeführten Antriebskraft über einen Kupplungsabschnitt 18 auf den Pumpenmechanismus 16 und einen Zylindermechanismus (Antriebsmechanismus) 28, der integral an der Seite des Pumpenmechanismus 16 vorgesehen ist. Der Zylindermechanismus 28 umfasst einen Kolben (Verschiebungselement) 22, der entsprechend der Zufuhr eines Drucköles in axialer Richtung verschiebbar ist, und erste und zweite Kolbenstangen 24, 26.
Ein synthetisches Betriebsöl mit hoher Viskosität und einem hohen Viskositätsindex, das eine geringe Viskositätsänderung bei Temperaturänderungen zeigt, wird als Drucköl eingesetzt. Insbesondere und besonders bevorzugt sollte ein synthetisches Betriebsöl ohne Zink eingesetzt werden. Wenn das Drucköl ein synthetisches Öl mit hoher Viskosität ist, ist es möglich, eine Leckage des Drucköles aus dem Pumpenmechanismus 16 zu vermeiden. Wenn das Drucköl einen hohen Viskositätsindex hat, können Viskositätsänderungen, die bei Schwankungen der Umgebungstemperatur, bei welcher das Stellglied 10 eingesetzt wird, bewirkt werden, vermieden werden. Dadurch kann der Pumpenmechanismus 16 immer gleichmäßig betrieben werden.
Der Antriebsabschnitt 12 besteht bspw. aus einer Drehantriebsquelle 30, wie einem Wechselstromservomotor. Der Antriebsabschnitt 12 ist mit einer nicht dargestellten Steuereinheit verbunden, wobei der Antriebsabschnitt 12 gemäß einem Steuersignal angetrieben und gedreht wird, das von der Steuereinheit zugeführt wird. Eine Antriebswelle 32 ist vorgesehen, die an einem Ende der Drehantriebsquelle 30 vorsteht. Die Antriebswelle 32 wird durch die Drehung der Drehantriebsquelle 30 integriert mitgedreht. Eine erste Riemenscheibe 34 des Kraftübertragungsmechanismus 20 (wird später beschrieben) ist an der Antriebswelle 32 angebracht.
Der Pumpenmechanismus 16 umfasst eine Axialpumpe, die nur eine geringe Leckage des darin enthaltenen Drucköles zeigt. Wie in 2 dargestellt. ist, umfasst der Pumpenmechanismus 16 einen Pumpenkörper 36, der über einen Kupplungsabschnitt 18 mit dem Kraftübertragungsmechanismus 20 verbunden ist (vgl. 1), und ein Gehäuse 42, dessen eines Ende mit dem Pumpenkörper 36 verbunden ist und dessen anderes Ende durch einen Endblock 38 dicht verschlossen wird, um eine Druckölladekammer (Halteabschnitt) 40 zu bilden. Eine Drehwelle 44 tritt durch den Pumpenkörper 36 in die Druckölladekammer 40 ein. Der Ansaug-/Ablassabschnitt 14 ist an der Drehwelle 44 vorgesehen und dreht sich integral mit der Drehwelle 44.
Eine Einsetzöffnung 46 ist durch den Pumpenkörper 36 ausgebildet und durchtritt diesen in axialer Richtung. Ein Ende der Drehwelle 44 wird drehbar durch eine Wellendichtung 50 und ein Lager 48 gehalten, die in der Einsetzöffnung 46 angebracht sind (vgl. 1). Das andere Ende der Drehwelle 44 wird drehbar durch ein Lager 52 gehalten, das in dem Endblock 38 angebracht ist.
Ein erster Zufuhranschluss 56 ist in dem Gehäuse 42 vorgesehen und steht in Verbindung mit der Druckölladekammer 40, die in dem Gehäuse 42 ausgebildet ist. Ein Verbindungsrohr (nicht dargestellt) ist mit dem ersten Zufuhranschluss 56 verbunden. Insbesondere wird das Drucköl über den ersten Zufuhranschluss 56 von einer nicht dargestellten Druckölzufuhrquelle in die Druckölladekammer 40 eingeführt. Außerdem wird das in der Druckölladekammer 40 aufgenommene Drucköl über den ersten Zufuhranschluss 56 nach außen abgelassen, wobei der erste Zufuhranschluss 56 über das Verbindungsrohr zur Umgebungsluft offen ist. Bspw. kann aber auch eine Kompressionseinheit (Druckerhöhungsmechanismus), wie ein Lader, mit dem Verbindungsrohr verbunden sein, und Drucköl kann über die Kompressionseinheit so zugeführt werden, dass der Druck des Drucköles in der Druckölladekammer 40 erhöht wird. Die Kompressionseinheit muss nicht unbedingt mit dem ersten Zufuhranschluss 56 verbunden sein. Bspw. kann die Kompressionseinheit auch mit einem Zufuhrdurchgang 62 verbunden sein.
Wenn eine Kompressionseinheit mit dem ersten Zufuhranschluss 56 verbunden ist, um den Druck des Drucköles zu erhöhen, kann der Druck des Drucköles bspw. in der Druckölladekammer 40, den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68, dem Zufuhrdurchgang 62 und den ersten und zweiten Zylinderdurchgängen 80, 84, die mit dem ersten Zufuhranschluss 56 kommunizieren, erhöht werden.
Als Folge hiervon ist es auch dann, wenn in dem Stellglied 10 ein Unterdruck erzeugt wird, möglich, das Auftreten einer Kavitation zu verhindern. Dadurch ist es möglich, das Erzeugen ungewöhnlicher Geräusche sowie eine Verringerung der Volumeneffizienz des Pumpenmechanismus 16, die andernfalls durch eine solche Kavitation bewirkt würde, zu vermeiden.
Ein im Wesentlichen zentraler Bereich des Endblockes 38 ist in das Gehäuse 42 eingesetzt. Der Endblock 38 umfasst ein Lager 52, welches die Drehwelle 44 des Pumpenmechanismus 16 trägt, und ein Paar erster und zweiter Löcher 58, 60, die relativ zu dem Lager 52 radial nach außen ausgebildet sind (vgl. 3). Die ersten und zweiten Löcher 58, 60 sind an Positionen ausgebildet, die dem Ansaug-/Ablassabschnitt 14 in dem Gehäuse 42 gegenüberliegen.
Außerdem umfasst der Endblock 38 einen Zufuhrdurchgang 62, der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Endblockes 38 zu dem Zylindermechanismus 28 erstreckt, ein Paar von Verbindungsdurchgängen 64a, 64b zwischen dem Zufuhrdurchgang 62 und der Druckölladekammer 40, ein Paar erster und zweiter Durchgänge (Fließdurchgänge) 66, 68, die mit dem ersten bzw. zweiten Loch 58, 60 so in Verbindung stehen, dass das Drucköl durch sie fließen kann, und einen Schaltmechanismus 70, der an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Zufuhrdurchgangs 62 vorgesehen ist, um die Zufuhr des Drucköles zwischen den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68 zu wechseln. Der Zufuhrdurchgang 62 steht über einen zweiten Zufuhranschluss 72, der an einer Seitenfläche des Endblockes 38 ausgebildet ist, mit der Umgebung in Verbindung.
Wie in 3 gezeigt ist, weisen die ersten und zweiten Löcher 58, 60 eine längliche Gestalt auf und sind jeweils mit einem festgelegten Radius gekrümmt. Die ersten und zweiten Löcher 58, 60 sind an symmetrischen Positionen relativ zu der Mitte der Drehwelle 44 ausgebildet. Die ersten und zweiten Löcher 58, 60 sind an Positionen vorgesehen, die den Pumpenkolben 74 des Ansaug-/Ablassabschnitts 14 gegenüberliegen. Drucköl, das durch die Pumpenkolben 74 abgelassen oder angesaugt wird, fließt durch die ersten und zweiten Löcher 58, 60.
Der erste Durchgang 66, der mit dem ersten Loch 58 in Verbindung steht, und der zweite Durchgang 68, der mit dem zweiten Loch 60 in Verbindung steht, erstrecken sich um festgelegte Längen in einer Richtung weg von der Druckölladekammer 40. Sie sind im Wesentlichen senkrecht zu dem Zylindermechanismus 28 gebogen (vgl. 2). Die ersten und zweiten Durchgänge 66, 68, die sich zu dem Zylindermechanismus 28 erstrecken, sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet, wobei sie einen festgelegten Abstand von der Mitte des Zufuhrdurchgangs 62 aufweisen (vgl. 4).
Wie später beschrieben wird, kommuniziert der erste Durchgang 66 über den ersten Zylinderdurchgang 80, der in einem Zylinderrohr 78 und einem ersten Abdeckelement 76 des Zylindermechanismus 28 ausgebildet ist, mit einer ersten Zylinderkammer (Kammer) 82. Außerdem kommuniziert der zweite Durchgang 68 über den zweiten Zylinderdurchgang 84, der in dem Zylinderrohr 78 und dem ersten Abdeckelement 76 ausgebildet ist, mit einer zweiten Zylinderkammer (Kammer) 86.
Von den Verbindungsdurchgängen 64a, 64b ist ein Verbindungsdurchgang 64a an einer dem Antriebsabschnitt 12 nahe liegenden Seite mit dem Schaltmechanismus 70 in dem Zufuhrdurchgang 62 als Begrenzung verbunden, während der andere Verbindungsdurchgang 64 an einer dem Zylindermechanismus 28 des Zufuhrdurchgangs 62 nahe liegenden Seite angeschlossen ist, wobei der Schaltmechanismus 70 als Abgrenzung dient.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, umfasst der Schaltmechanismus 70 ein Paar erster und zweiter Installationslöcher (Verbindungsdurchgänge) 88, 90, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zufuhrdurchgangs 62 vorgesehen sind, ein Paar erster und zweiter Ventile (Auswahlventile) 92, 94, die entlang der ersten bzw. zweiten Installationslöcher 88, 90 verschiebbar sind, und ein Paar von Stopfen 96, die die jeweiligen offenen Enden der ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 verschließen.
Die ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 erstrecken sich einander entgegengesetzt von jeweiligen Seitenflächen des Endblockes 38, wobei sie zu dem Zufuhrdurchgang 62 verlaufen. Die ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 stehen über jeweilige Verbindungsöffnungen 97a, 97b mit den Zufuhrdurchgang 62 in Verbindung. Die Verbindungsöffnungen 97a, 97b weisen Durchmesser auf, die sich relativ zu den ersten und zweiten Installationlöchern 88, 90 radial nach innen verringern.
Die ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 weisen eine sich verjüngende Form auf, derart dass sich ihre Durchmesser allmählich zu den Verbindungsöffnungen 97a, 97b verringern. Die sich verjüngenden ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 weisen Innenwandflächen 98a, 98b auf, die als Sitzflächen zum Aufsetzen der ersten und zweiten Ventile 92, 94 dienen.
Das erste Installationsloch 88 kommuniziert mit dem ersten Durchgang 66 an dessen im Wesentlichen zentralen Bereich, während das zweite Installationsloch 90 mit dem zweiten Durchgang 68 an dessen im Wesentlichen zentralen Bereich in Verbindung steht.
Das erste Ventil 92 umfasst einen Ventilkopf 100a, der in dem ersten Installationsloch 88 angeordnet ist und eine kugelige Oberfläche aufweist, und einen Ventilschaft 102a, der mit dem Ventilkopf 100a verbunden ist und in den Stop fen 96 eingesetzt ist, der das erste Installationsloch 88 abdichtet. Das erste Ventil 92 ist so angeordnet, dass sein Ventilkopf 100a entlang der Verbindungsöffnung 97a angeordnet ist. Ein schaftförmiger Stift 104, der an dem Ventilkopf 100a ausgebildet ist, ist über die Verbindungsöffnung 97a in den Zufuhrdurchgang 62 eingesetzt.
Das zweite Ventil 94 umfasst einen Ventilkopf 100b, der in dem zweiten Installationsloch 90 angeordnet ist und eine im Wesentlichen kugelige Oberfläche aufweist, und einen Ventilschaft 102b, der mit dem Ventilkopf 100b verbunden ist, und in den Stopfen 96 eingesetzt ist, der das zweite Installationsloch 90 abdichtet. Der Ventilkopf 100b ist so angeordnet, dass er dem Ventilkopf 100a des ersten Ventils 92 gegenüberliegt. Der Stift 104 an dem Ventilkopf 100a liegt an dem Ventilkopf 100b des zweiten Ventils 94 an.
Wenn Drucköl über die ersten und zweiten Durchgänge 66, 68 in die ersten und zweiten Installationslöcher 88, 90 einströmt, werden die ersten und zweiten Ventile 92, 94 als Folge der von dem Drucköl ausgeübten Druckkraft in einer axialen Richtung verschoben. Insbesondere werden die ersten und zweiten Ventile 92, 94 von einer Seite mit großem Druck zu einer Seite mit kleinem Druck in axialer Richtung verschoben, und zwar um einen Weg, der einen Differenzdruck zwischen dem Druck des Drucköles, das in das erste Installationsloch 88 eingeführt wird, und des Drucköls, das in das zweite Installationsloch 90 eingeführt wird, entspricht.
Erste und zweite Einstellkammern 106, 108 sind an Positionen ausgebildet, die den ersten bzw. zweiten Durchgängen 66, 68 in den ersten und zweiten Installationslöchern 88, 90 gegenüberliegen. Ein Paar von Entlastungsventilen (Ventilstopfen) 110a, 110b sind in den ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 angeordnet. Die ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet, so dass die ersten und zweiten Einstell kammern 106, 108 voneinander einen festgelegten Abstand relativ zu einer Mitte des Zufuhrdurchgangs 62 aufweisen. Erste und zweite Rückführdurchgänge 112, 114 (werden später beschrieben) sind jeweils an ihren im Wesentlichen zentralen Bereichen angeschlossen. Die ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 sind im Wesentlichen senkrecht zu den ersten und zweiten Installationslöchern 88, 90 und entlang gerader Linien zusammen mit den ersten bzw. zweiten Durchgängen 66, 68 ausgebildet.
Erste und zweite Rückführdurchgänge 112, 114, die sich im Wesentlichen linear zu der Druckölladekammer 40 erstrecken, sind in dem Endblock 38 ausgebildet (vgl. 2). Die ersten und zweiten Rückführdurchgänge 112, 114 weisen voneinander einen festgelegten Abstand auf und sind zwischen der Druckölladekammer 40 und den ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 ausgebildet.
Ein Verbindungsdurchgang 115a ist zwischen der ersten Einstellkammer 106 und dem ersten Installationsloch 88 ausgebildet. Außerdem ist zwischen der zweiten Einstellkammer 108 und dem zweiten Installationsloch 90 ein Verbindungsdurchgang 115b ausgebildet. Somit steht die erste Einstellkammer 106 über den Verbindungsdurchgang 115a mit dem ersten Installationsloch 88 in Verbindung, während die zweite Einstellkammer 108 über den Verbindungsdurchgang 115a mit dem zweiten Installationsloch 90 in Verbindung steht. Die Verbindungsdurchgänge 115a, 115b weisen Durchmesser auf, die sich relativ zu den ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 radial nach innen verringern.
Die Entlastungsventile 110a, 110b umfassen jeweils einen Grundkörperabschnitt 118, der von einer offenen Seitenfläche des Endblockes 38 in die ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 eingesetzt ist und über eine Mutter 116, die mit einem Stufenabschnitt in Eingriff steht, befestigt wird, einen Ventilab schnitt 120, der einen festgelegten Abstand von dem Ende des Grundkörperabschnitts 118 aufweist, und eine Feder 122, die zwischen dem Grundkörperabschnitt 118 und dem Ventilabschnitt 120 eingesetzt ist.
Die Ventilabschnitte 120 werden durch die elastische Rückstellkraft der Federn 122 immer in Richtung weg von dem Grundkörperabschnitt 118 vorgespannt. Die Ventilabschnitte 120 liegen jeweils durch die elastische Rückstellkraft der Federn 122 an Öffnungen der Verbindungsdurchgänge 115a, 115b an. Dementsprechend wird die Verbindung zwischen den ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108 und den ersten und zweiten Installationslöchern 88, 90 blockiert.
Wie in den 2 und 6 gezeigt ist, ist in dem Pumpenabschnitt 16 ein Ansaug-/Ablassabschnitt 14 vorgesehen. Der Ansaug-/Ablassabschnitt 14 umfasst einen Zylinderblock 124, der über einen Keil (Keilverzahnung) mit einem zentralen Bereich der Drehwelle 44 verbunden ist, wobei der Zylinderblock 124 integral mit der Drehwelle 44 drehbar ist, und eine Vielzahl von Löchern 126, die voneinander um festgelegte Winkel in Umfangsrichtung des Zylinderblockes 24 beabstandet sind. Der Ansaug-/Ablassabschnitt 14 umfasst außerdem eine Vielzahl von Pumpenkolben 74, die im Wesentlichen parallel zu der Achse der Drehwelle 44 vorgesehen sind und entlang der Löcher 126 des Zylinderblockes 24 Gleitbewegungen vollziehen, sowie Drucköllöcher 128, die an der Seite des Endblockes 38 durch den Zylinderblock 124 (in Richtung des Pfeils B gemäß 2) ausgebildet sind und mit den Löchern 126 in Verbindung stehen.
Die Pumpenkolben 74 weisen jeweils einen kugeligen Abschnitt 130 mit einer im Wesentlichen kugeligen Gestalt an ihrem einen Ende und eine Aussparung 132 auf, welche in ihrem anderen Ende ausgebildet und zu dem einen Ende zurückgesetzt ist. Eine Feder 134 ist zwischen der Aussparung 132 und dem Loch 126 des Zylinderblockes 124 angeordnet. Der Pumpenkolben 74 wird durch die Rückstellkraft der Feder 134 kontinuierlich zu dem Kupplungsabschnitt 18 (in Richtung des Pfeils A) gepresst. Eine Kammer 136 wird durch das Loch 126 und die Aussparung 132 gebildet, wobei die Kammer 136 sowohl als Druckölansaugkammer als auch als Druckölablasskammer dient.
Der Ansaug-/Ablassabschnitt 14 umfasst außerdem ein schwenkbares Element 140, das durch eine Durchgangsöffnung 138 außer Kontakt mit der Drehwelle 44 bleibt und um einen festgelegten Winkel relativ zu der Achse der Drehwelle 44 verschwenkbar ist.
Das schwenkbare Element 140 ist im Wesentlichen scheibenförmig. Ein Presselement 144, das verschiebbar in einer Aussparung 142 des Pumpenkörpers 36 angebracht ist, liegt an dem schwenkbaren Element 140 an. Das Presselement 144 wird durch eine Feder 146, die zwischen dem Presselement 144 und der Aussparung 142 angeordnet ist, kontinuierlich zu dem schwenkbaren Element 140 (in Richtung des Pfeils B) gepresst.
Der Pumpenkörper 36 weist einen Stopper 148 auf, der relativ zu dem Presselement 144 an einer symmetrischen Position um das Zentrum der Drehwelle 44 angeordnet ist. Der Stopper 148 steht zu dem schwenkbaren Element 140 (in Richtung des Pfeils B) vor. Das schwenkbare Element 140 wird verschwenkt, indem es durch das Presselement 144 in einer Richtung weg von dem Pumpenkörper 36 (in Richtung des Pfeils B) gepresst wird. Der Schwenkvorgang des schwenkbaren Elementes 140 wird durch den Anschlag des schwenkbaren Elementes 140 an dem Stopper 148 reguliert.
Das bedeutet, dass sich der Neigungswinkel des schwenkbaren Elementes 140 automatisch in Abhängigkeit von Druckfluktuation in der Druckölladekammer 40 ändert, so dass es möglich wird, die Abgabemenge des Drucköles durch die Pumpenkolben 74 zu ändern.
Wenn das schwenkbare Element 140 im Wesentlichen parallel zu der Endfläche des Pumpenkörpers 36 angeordnet ist, verringert sich mit anderen Worten die Abgabemenge des Drucköles durch den Pumpenmechanismus 16, so dass der Kolben 22 des Zylindermechanismus 28, der durch eine über das Drucköl ausgeübte Druckkraft angetrieben wird, mit einer geringen Geschwindigkeit verschoben wird. Wenn sich dagegen der Winkel des schwenkbaren Elementes 140 relativ zu der Endfläche des Pumpenkörpers 36 erhöht, so steigt auch die Abgabemenge des Drucköles durch den Pumpenmechanismus 16, wodurch des Kolben 22 durch das Drucköl mit hoher Geschwindigkeit verschoben wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Kraftübertragungsmechanismus 20 ein Basiselement 150 auf, das den Antriebsabschnitt 12 mit dem Pumpenmechanismus 16 verbindet. Der Kraftübertragungsmechanismus 20 umfasst ein kastenförmiges Abdeckelement 152, das an dem Basiselement 150 angebracht ist, eine erste Riemenscheibe 34, die in dem Abdeckelement 152 vorgesehen ist und an der Antriebswelle 32 der Drehantriebsquelle 30 angebracht ist, eine zweite Riemenscheibe 154, die eine Antriebskraft von der ersten Riemenscheibe 34 über den Kupplungsabschnitt 18 auf den Pumpenmechanismus 16 überträgt, und einen Transmissionsriemen 156, der über und zwischen der ersten Riemenscheibe 34 und der zweiten Riemenscheibe 154 verläuft.
Die zweite Riemenscheibe 154 ist auf einer Scheibenwelle 160 angebracht, die drehbar von einem Paar von Lagern 158 getragen wird, welche in dem Basiselement 150 bzw. dem Abdeckelement 152 vorgesehen sind. Die zweite Riemenscheibe 154 dreht sich integral mit der Scheibenwelle 160.
Die Scheibenwelle 160 ist über ein Kupplungselement 162 des Kupplungsabschnitts 18 mit der Drehwelle 44 des Pumpenmechanismus 16 verbunden.
Dementsprechend wird eine Antriebskraft des Antriebsabschnitts 12 über den Transmissionsriemen 156 von der ersten Riemenscheibe 34 zu der zweiten Riemenscheibe 154 übertragen, um die zweite Riemenscheibe 154 zu drehen. Dementsprechend wird die Antriebskraft auf die Drehwelle 44 übertragen, wodurch der Pumpenmechanismus 16 angetrieben und gedreht wird.
Der Kupplungsabschnitt 18 umfasst ein hohles Kupplungsgehäuse 164, das zwischen dem Pumpenkörper 36 des Pumpenmechanismus 16 und dem Basiselement 150 des Kraftübertragungsmechanismus 20 vorgesehen ist und das Kupplungselement 162, das innerhalb des Kupplungsgehäuses 164 angeordnet ist, um die Scheibenwelle 160 und die Drehwelle 44 zu verbinden.
Der Zylindermechanismus 28 umfasst das zylindrische Zylinderrohr 78 und erste und zweite Abdeckelemente 76, 168, die die Enden des Zylinderrohres 78 verschließen. In dem Zylinderrohr 78 sind die Kolben 22, die in axialer Richtung verschiebbar sind, und erste und zweite Kolbenstangen 24, 26, die koaxial mit dem zwischen ihnen liegenden Kolben 22 verbunden sind, angeordnet. Der Zylindermechanismus 28 ist im Wesentlichen parallel zu dem Antriebsabschnitt 12 und dem Pumpenmechanismus 16 angeordnet.
Ein Paar erster und zweiter Anschlüsse 170, 172, die mit den ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 in Verbindung stehen, sind an einer Seitenfläche des Zylinderrohres 78 ausgebildet. Nicht dargestellte Erfassungsvorrichtungen (bspw. Drucksensoren) sind in den ersten und zweiten Anschlüssen 170, 172 angebracht. Drücke in den ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 werden durch diese Erfassungsvorrichtungen erfasst. Wenn keine Erfassungsabschnitte installiert sind, werden die ersten und zweiten Anschlussöffnungen 170, 172 durch Stopfen 174 verschlossen. Dementsprechend kann die Flüssigkeitsdichtheit der ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 gewährleistet werden.
Das erste Abdeckelement 76 ist an einem Ende des Zylinderrohres 78 an der Seite einer Endfläche des Kolbens 22 angeordnet. Die erste Zylinderkammer 82 ist in dem Zylinderrohr 78 zwischen dem ersten Abdeckelement 76 und einer Endfläche des Kolbens 22 ausgebildet. Ein erster Zylinderdurchgang 80, der dem ersten Durchgang 66 des Endblockes 38 des Pumpenmechanismus 16 gegenüberliegt, ist in dem ersten Abdeckelement 76 ausgebildet. Der erste Zylinderdurchgang 80 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Zylinderrohr 78 und steht mit der ersten Zylinderkammer 82 in Verbindung.
Andererseits ist das zweite Abdeckelement 168 an dem anderen Ende des Zylinderrohres 78 auf der Seite der anderen Endfläche des Kolbens 22 angeordnet. Die zweite Zylinderkammer 86 ist in dem Zylinderrohr 78 zwischen dem zweiten Abdeckelement 168 und der anderen Endfläche des Kolbens 22 ausgebildet. Ein zweiter Zylinderdurchgang 84, der dem zweiten Durchgang 68 des Endblockes 38 gegenüberliegt, ist in dem zweiten Abdeckelement 168 ausgebildet. Der zweite Zylinderdurchgang 84 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Zylinderrohr 78 und steht mit der zweiten Zylinderkammer 86 in Verbindung.
Die erste Zylinderkammer 82 steht mit dem ersten Durchgang 66 des Pumpenmechanismus 16 über den ersten Zylinderdurchgang 80 in Verbindung. Drucköl, das in der Druckölladekammer 40 gespeichert ist, wird über den ersten Durchgang 66 und den ersten Zylinderdurchgang 80 zugeführt/abgeführt. In ähnlicher Weise kommuniziert die zweite Zylinderkammer 86 mit dem zweiten Durchgang 68 des Pumpenmechanismus 16 über den zweiten Zylinderdurchgang 84. Drucköl, das in der Druckölladekammer 40 gespeichert ist, wird über den zweiten Durchgang 68 und den zweiten Zylinderdurchgang 84 zugeführt/abgeführt.
In einer Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 22 ist eine Kolbendichtung 176 vorgesehen. Außerdem ist ein ringförmiger Verschleißring 178 mit einem festgelegten Abstand zu der Kolbendichtung 176 vorgesehen (vgl. 9). Durch die Kolbendichtung 176 und den Verschleißring 178 wird die Flüssigkeitsdichtigkeit der ersten Zylinderkammer 82 und der zweiten Zylinderkammer 86 gewährleistet. Der Kolben 22 ist durch die Wirkung des Drucköles, das der ersten Zylinderkammer 82 und der zweiten Zylinderkammer 86 zugeführt wird, in axialer Richtung verschiebbar.
Ein Ende einer länglichen ersten Kolbenstange 24 ist durch ein erstes Abdeckelement 76 in einen im Wesentlichen zentralen Bereich des Kolbens 22 eingesetzt. Ein Ende einer länglichen zweiten Kolbenstange 26 ist durch das zweite Abdeckelement 168 in einen im Wesentlichen zentralen Bereich des Kolbens 22 eingesetzt. Die erste Kolbenstange 24 und die zweite Kolbenstange 26 stehen jeweils in Gewindeeingriff mit dem Kolben 22. Das andere Ende der ersten Kolbenstange 24 wird zur Verschiebung in axialer Richtung in einer ersten Tragöffnung 180 des ersten Abdeckelementes 76 gehalten. Das andere Ende des zweiten Kolbens 26 wird zur Verschiebung in axialer Richtung in einer zweiten Tragöffnung 182 des zweiten Abdeckelementes 168 gehalten.
Eine Vielzahl ringförmiger Nuten, die voneinander jeweils festgelegte Abstände aufweisen, sind jeweils in den ersten und zweiten Traglöchern 180, 182 ausgebildet. Buchsen 54, Stangendichtungen 184, O-Ringe 186, Schmierölhalteelemente 188 und Staubentfernungselemente 190 sind in dieser Reihenfolge in den Ringnuten installiert (vgl. 9). Zusätzliche Anschlussöffnungen 192, die mit der Umgebung der ersten und zweiten Abdeckelemente 76, 178 und den ersten und zweiten Traglöchern 180, 182 in Verbindung stehen, sind in den ersten bzw. zweiten Abdeckelementen 76, 168 ausgebildet. Über die Ergänzungsanschlüsse 192 wird Schmieröl eingebracht, so dass die Schmierung zwischen den ersten und zweiten Traglöchern 180, 182 und den ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 sichergestellt werden kann.
Dementsprechend wird der Kolben 22 durch den Druck, der von dem in die ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 eingeführten Drucköl ausgeübt wird, in axialer Richtung verschoben, und die ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 werden integral zusammen mit dem Kolben 22 verschoben.
Das Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweisen erläutert. Es wird angenommen, dass das Stellglied 10 in einem Zustand ist, in dem Drucköl von einer nicht dargestellten Druckölzufuhrquelle über den ersten Zufuhranschluss 56 in die Druckölladekammer 40 eingeführt wurde. 7 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm, das einen durch das Stellglied gebildeten geschlossenen Schaltkreis darstellt, durch welchen das Drucköl fließt.
Eine nicht dargestellte Stromquelle wird eingeschaltet, um die Drehantriebsquelle 30 des Antriebsabschnitts 12 über eine Steuereinheit anzutreiben und zu drehen. Die Antriebswelle 32 wird durch den Antrieb der Drehantriebsquelle 30 gedreht, wodurch eine Antriebskraft über den Kraftübertragungsmechanismus 20 auf die Drehwelle 44 des Pumpenmechanismus 60 übertragen wird.
Der Zylinderblock 124, der mit der Drehwelle 44 verbunden ist, wird in integrierter Weise mitgedreht, und die Pumpenkolben 74, die in dem Zylinderblock 124 angeordnet sind, werden um das Zentrum der Drehwelle 44 gedreht. Die Pumpenkolben 74 werden entsprechend Rückstellkräften der Federn 134 in axialer Richtung (in Richtung der Pfeile A und B) verschoben, wobei die kugeligen Abschnitte 130 der Pumpenkolben 74 in der Ringnut des schwenkbaren Elementes 140 gehalten werden.
Wenn die Pumpenkolben 74 durch den Druck des schwenkbaren Elementes 140 zu ihrer unteren Totpunktposition, die möglichst nahe bei dem Endblock 38 liegt verschoben werden (in Richtung des Pfeils B), so wird demnach Drucköl, das in die Kammern 136 eingeführt wurde, durch die Pumpenkolben 74 über das erste Loch 58 in den ersten Durchgang 66 abgeführt.
Wenn umgekehrt die Pumpenkolben 74 durch die Rückstellkraft der Federn 134 zu ihrer oberen Totpunktposition möglichst nahe bei dem Kupplungsabschnitt 18 (in Richtung des Pfeils A) verschoben werden, so wird das Drucköl durch die Verschiebung der Pumpenkolben 74 über die zweite Öffnung 60 in die Kammern 136 gesaugt.
Insbesondere wenn die Pumpenkolben 74 zu einer Position verschoben werden, die dem ersten Durchgang 66 des Endblocks 38 gegenüberliegt, so werden die Pumpenkolben 74 durch den von dem schwenkbaren Element 140 ausgeübten Druck zu ihrer unteren Totpunktposition möglichst nahe bei dem Endblock 38 (in Richtung des Pfeils B) verschoben. Dadurch wird Drucköl, das in den Kammern 136 enthalten ist, durch die Druckölöffnungen 128 nach außen abgeführt. Wenn andererseits die Pumpenkolben 74 zu einer Position gegenüber dem zweiten Durchgang 68 verschoben werden, so werden die Pumpenkolben 74 zu ihrer oberen Totpunktposition möglichst nahe bei dem Kupplungsabschnitt 18 (in Richtung des Pfeils A) verschoben, und das Drucköl wird über die Druckölöffnung 128 in die Kammern 136 gesaugt.
Das bedeutet, dass die Pumpenkolben 74 um das Zentrum der Drehwelle 44 gedreht werden, wobei sie wiederholt Drucköl in und aus dem Inneren der Kammern 136 ansaugen bzw. abführen, als Folge der wiederholten Verschiebung der Pumpenkolben 74 in axialer Richtung (in Richtung der Pfeile A und B) durch die Drehung der Drehwelle 44.
Drucköl, das durch die Pumpenkolben 74 abgeführt wird, wird über den ersten Durchgang 66 des Endblocks 38 zu dem ersten Zylinderdurchgang 80 des Zylindermechanismus 28 ausgelassen, und das Drucköl wird in die erste Zylinderkammer 82 eingeführt. Der Kolben 22 wird durch das in die erste Zylinderkammer 82 eingeführte Drucköl zu dem zweiten Abdeckelement 168 (in Richtung des Pfeils A) gepresst. Dementsprechend werden die ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 28 integral in Richtung des Pfeils A verschoben.
Während dieses Vorgangs wird Drucköl, das in der zweiten Zylinderkammer 86 des Zylindermechanismus 28 verbleibt, durch die Verschiebung der Pumpenkolben 74 über den zweiten Durchgang 68 aus der zweiten Zylinderkammer 86 zu der Druckölladekammer 40 abgeführt.
Wenn andererseits der Kolben 22 und die ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 des Zylindermechanismus 28 umgekehrt zu der oben beschriebenen Weise zu dem ersten Abdeckelement 76 (in Richtung des Pfeils B) verschoben werden, so wird die Polarität des der Drehantriebsquelle 30 zugeführten Stromes umgekehrt. Dementsprechend wird die Drehwelle, die mit dem Kraftübertragungsmechanismus 20 verbunden ist, durch die Betätigung der Antriebswelle 32 der Drehantriebsquelle 30, den Kraftübertragungsmechanismus 20 und den Kupplungsabschnitt 18 in integrierter Weise in entgegengesetzter Richtung gedreht. Dementsprechend wird der Zylinderblock 124 des Pumpenmechanismus 16 mit Hilfe der Drehwelle 44 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht. Drucköl, das in die erste Zylinderkammer 82 eingeführt wurde, wird über den ersten Zylinderdurchgang 80 und den ersten Durchgang 66 abgeführt und zu der Druckölladekammer 40 zurückgeführt. Gleichzeitig wird Drucköl durch die Verschiebung der Pumpenkolben 74 in den zweiten Durchgang 68 des Endblocks 38 abgeführt, wodurch das Drucköl über den zweiten Zylinderdurchgang 84 des Zylinderrohres 78 der zweiten Zylinderkammer 86 zugeführt wird.
Als Folge hiervon steigt der Druck in der zweiten Zylinderkammer 86. Der Kolben 22 des Zylindermechanismus 28 wird durch den Druck des der zweiten Zylinderkammer 86 zugeführten Drucköls zu dem ersten Abdeckelement 76 (in Richtung des Pfeils B) verschoben. Außerdem werden die ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 entsprechend der Verschiebung des Kolbens 22 in integrierter Weise in Richtung des Pfeils B verschoben.
Als nächstes wird das Stellglied 10 erläutert, wobei durch eine Verschiebung der ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26, die den Zylindermechanismus 28 bilden, ein Druckanlagevorgang an einem nicht dargestellten Werkstück durchgeführt wird. Bei dem Druckanlagevorgang liegen die ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 an dem Werkstück an, ihre Verschiebung wird reguliert und die Betätigung der ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 wird anschließend angehalten. In diesem Zustand soll angenommen werden, dass der Kolben 22 durch das in die erste Zylinderkammer 82 eingeführte Drucköl zu dem zweiten Abdeckelement 168 (in Richtung des Pfeils A) verschoben wird.
Die Drehantriebsquelle 30 wird mit einer im Wesentlichen konstanten Rotationsgeschwindigkeit gedreht, wodurch der Pumpenmechanismus 16 ebenfalls mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit gedreht wird. Dementsprechend wird der ersten Zylinderkammer 82 durch die Pumpenkolben 74 konstant eine festgelegte Menge an Drucköl zugeführt.
In dieser Situation wird das erste Ventil 92 des Schaltmechanismus 70 durch den Druck, der von dem Drucköl ausgeübt wird, das aus dem ersten Durchgang 66 in die erste Installationsöffnung 88 strömen kann, auf der Innenwandfläche 98a der ersten Installationsöffnung 88 aufgesetzt. Dadurch wird die Verbindung zwischen der ersten Installationsöffnung 88 und dem Zufuhrdurchgang 62 blockiert. Umgekehrt wird das zweite Ventil 94 durch den Stift 104 des ersten Ventils 92 gepresst. Dadurch hebt das zweite Ventil 94 von der Innenwandfläche 98b der zweiten Installationsöffnung 90 ab, wodurch ein Zustand erhalten wird, in dem die erste Installationsöffnung 90 und der Zufuhrdurchgang 62 in Verbindung miteinander gebracht sind.
Dementsprechend kann Drucköl, das von dem Pumpenmechanismus 16 abgeführt wird, nicht über die erste Installationsöffnung 88 aus dem ersten Durchgang 66 in den Zufuhrdurchgang 62 strömen, während das Drucköl der ersten Zylinderkammer 82 zugeführt wird. Andererseits kann das Drucköl in der zweiten Zylinderkammer 86 durch Ansaugen des Pumpenmechanismus 16 von dem zweiten Zylinderdurchgang 84 in den zweiten Durchgang 68 strömen, wodurch das Drucköl über die zweite Installationsöffnung 90 in den Zufuhrdurchgang 62 fließen kann, da das zweite Ventil 94 offen ist. Das Drucköl wird in die Druckölladekammer 40 abgeführt.
Der ersten Zylinderkammer 82 wird kontinuierlich von dem Pumpenmechanismus 16 Drucköl zugeführt, so dass der Druck des Drucköls in der ersten Zylinderkammer 82 allmählich ansteigt. In dieser Situation wird auch der Druck des Drucköls in dem ersten Zylinderdurchgang 80, dem ersten Durchgang 66 und der ersten Installationsöffnung 88, die mit der ersten Zylinderkammer 82 in Verbindung stehen, angehoben.
Dementsprechend wird der Ventilabschnitt 120 des Entlastungsventils 110a, das in der ersten Einstellkammer 106 angeordnet ist, als Folge des Drucks des Drucköls in der ersten Installationsöffnung 88 entgegen der Rückstellkraft der Feder 122 zu dem Grundkörperabschnitt 118 verschoben und der Ventilabschnitt 120 hebt von dem Verbindungsdurchgang 115a ab. Mit anderen Worten ist der Druck des Drucköls in der ersten Installationsöffnung 88 größer als die Rückstellkraft der Feder 122 des Entlastungsventils 110a, so dass der Ventilabschnitt 120 von dem Verbindungsdurchgang 115a abhebt.
Dementsprechend wird das Drucköl, das in dem ersten Durchgang 66 und der ersten Installationsöffnung 88 enthalten ist, über den Verbindungsdurchgang 115a in die erste Einstellkammer 106 eingeführt. Das Drucköl fließt außerdem über den Rückführdurchgang 112 von der ersten Einstellkammer 106 zu der Druckölladekammer 40. Durch das Öffnen des Entlastungsventils 110a wird überschüssiges Drucköl in der ersten Zylinderkammer 82 über den Rückführdurchgang 112 zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert. Mit anderen Worten lässt das Entlastungsventil 110a einen Teil des von dem ersten Durchgang 66 zu der ersten Zylinderkammer 92 fließenden Drucköls in die Druckölladekammer 40 ab.
Wenn der Druck der ersten Zylinderkammer 82 allmählich absinkt und der Druck bei oder unterhalb eines festgelegten Wertes liegt, so wird die Rückstellkraft der Feder 122 des Entlastungsventils 110a größer als der Druck des Drucköls und der Ventilabschnitt 120 wird auf dem Verbindungsdurchgang 115a aufgesetzt, um den Verbindungsdurchgang 115a zu schließen. Dementsprechend wird die Verbindung zwischen der ersten Installationsöffnung 88 und der ersten Einstellkammer 106 blockiert, wodurch der Strom des Drucköls über die erste Installationsöffnung 88 und den Rückführdurchgang 112 in die Druckölladekammer 40 unterbrochen wird. In dieser Situation wird außerdem das Drucköl kontinuierlich von dem Pumpenmechanismus 16 in die erste Zylinderkammer 82 eingeführt. Daher wird der Druck in der ersten Zylinderkammer 82 auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten.
Die obige Beschreibung betrifft einen Fall, bei dem Drucköl über den ersten Durchgang 66 der ersten Zylinderkammer 82 zugeführt wird. Wenn das Drucköl von dem Pumpenmechanismus 16 über den zweiten Durchgang 68 der zweiten Zylinderkammer 86 zugeführt wird, wird ein Teil des Drucköls durch das Entlastungsventil 110b über den zweiten Rückführdurchgang 114 zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert.
Wie oben beschrieben wurde, ist die erste Ausführungsform so aufgebaut, dass Drucköl von dem Pumpenmechanismus 16 über den ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 dem Zylindermechanismus 28 zugeführt wird, und der Kolben 22 des Zylindermechanismus 28 wird in axialer Richtung verschoben. Wenn es bspw. beabsichtigt ist, ein Werkstück mit Hilfe einer Verschiebungskraft des Kolbens 22 zu halten, so wird ein Teil des dem Zylindermechanismus 28 von dem ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 zugeführten Drucköls über die ersten oder zweiten Rückführdurchgänge 112, 114 durch Öffnen/Schließen des Entlastungsventils 110a, 110b, das in dem Pumpenmechanismus 16 vorgesehen ist, zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert.
Dementsprechend wird der Druck des Drucköls in dem Zylindermechanismus 28 allmählich abgesenkt. Dadurch wird das Drucköl durch den Pumpenmechanismus 16, der über den Antriebsabschnitt 12 angetrieben wird, konstant zugeführt, um einen konstanten Druck des Drucköls aufrecht zu erhalten. Wie oben beschrieben wurde, wird das Drucköl zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert, so dass der Druck des Drucköls in dem Zylindermechanismus 28 in geringem Maße allmählich absinkt. Dementsprechend ist es möglich, eine Steuerung durchzuführen, bei welcher der Antriebsabschnitt 12 konstant angetrieben und gedreht wird, um ein Absinken des Öldrucks auszugleichen (Nachfüllen).
Als Folge hiervon wird die Verschiebungskraft (Schubkraft) des Kolbens 22 in dem Zylindermechanismus 28 im Wesentlichen konstant gehalten. Dementsprechend kann das Werkstück durch den Zylindermechanismus 28 zuverlässig und fest gehalten werden. Wenn bspw. eine Druckanlageoperation durch das Stellglied 10 durchgeführt wird, um ein Werkstück zu halten, kann der Antriebsabschnitt 12 mit im Vergleich zu herkömmlichen Stellgliedern geringer Rotationsgeschwindigkeit und einer niedrigen Drehzahl (bspw. 300 bis 500 U/min) angetrieben und gedreht werden. Dennoch kann eine im Wesentlichen äquivalente Schubkraft erreicht werden. Daher kann bei dem Stellglied 10 die Energie effizienter von dem Antriebsabschnitt 12 auf den Zylindermechanismus 28 übertragen werden. Auch wenn der dem Antriebsabschnitt 12 zugeführte Strom absinkt, kann eine Schubkraft erreicht werden, die im Wesentlichen äquivalent der Schubkraft ist, die zuvor mit herkömmlichen Vorrichtungen erhalten wird. Dadurch ist es möglich, beim Einsatz des Stellgliedes 10 Energie zu sparen.
Der Pumpenmechanismus 16, der Zylindermechanismus 28, dem Drucköl von dem Pumpenmechanismus 16 zugeführt wird, der Schaltmechanismus 70 und die Entlastungsventile 110a, 110b sind in einem geschlossenen Kreis zusammen mit den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68, dem Zufuhrdurchgang 62, den ersten und zweiten Rückführdurchgängen 112, 114 und der Druckölladekammer 40 geschaltet, während der Antriebsabschnitt 12, dem das elektrische Signal zugeführt wird, als offener Kreis ausgestaltet ist.
Wenn der Druck des Drucköls in dem Zylindermechanismus 28 absinkt, ist daher keine Regelung erforderlich, um den Antriebsabschnitt 12 auf der Basis des Druckwertes des Drucköls anzutreiben. Der Antriebsabschnitt 12 kann auf der Basis der Absenkung des Öldrucks gesteuert werden, wodurch der Druck zu einem im Wesentlichen konstanten Zustand zurückgeführt werden kann, einfach indem das Drucköl durch die Entlastungsventile 110a, 110b von den ersten oder zweiten Durchgängen 66, 68 zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert wird. Dementsprechend kann der Druck des Drucköls im Wesentlichen konstant gehalten werden, und der Antrieb kann mit einer einfachen Anordnung, bei dem der Antriebsabschnitt 12 als offener elektrischer Kreis vorgesehen ist und bei dem andere Aufbauelemente einschließlich der Entlastungsventile 110a, 110b in einem geschlossenen Kreis angeschlossen sind, stabil durchgeführt werden.
Mit anderen Worten umfasst das Stellglied 10 den Antriebsabschnitt 12, der bspw. aus einem Wechselstromservomotor besteht, den Pumpenmechanismus 16, der lediglich eine geringe Druckölleckage zeigt, und die Entlastungsventile 110a, 110b, die einen Teil des dem Zylindermechanismus 28 zugeführten Drucköls zu der Druckölladekammer 40 rezirkulieren, und wobei elektrisch eine Steuerung (offener Regelkreis) durchgeführt wird. Dementsprechend kann der Zylindermechanismus 28 durch die Zufuhr von Drucköl effizient angetrieben werden.
Im Fall des Stellgliedes 10 kann die Durchflussrate des von dem Pumpenmechanismus 16 dem Zylindermechanismus 28 zugeführten Drucköls frei gesteuert werden, indem die Drehgeschwindigkeit der Drehantriebsquelle 30 und der Neigungswinkel des schwenkbaren Elementes 40 des Pumpenmechanismus 16 eingestellt werden. Wenn eine Verschiebungsgeschwindigkeit des Zylindermechanismus 28 erforderlich ist, wird daher bei dem Stellglied 10 die Menge des durch den Pumpenmechanismus 16 zugeführten Drucköls erhöht. Wenn dagegen bei dem Zylindermechanismus 28 ein Ausgangsdrehmoment erforderlich ist, wird der Pumpenmechanismus 16 mit geringer Geschwindigkeit gedreht, um die Menge des dem Zylindermechanismus 28 zugeführten Drucköls zu verringern.
Das Drucköl, das zum Antrieb des Zylindermechanismus 28 verwendet wird, kann durch die ersten und zweiten Durchgänge 66, 68, die ersten und zweiten Zylinderdurchgänge 80, 84, den Zufuhrdurchgang 62 und die ersten und zweiten Rückführdurchgänge 112, 114, die zwischen dem Pumpenmechanismus 16 und dem Zylindermechanismus 28 angeschlossen sind, strömen. Wenn in dem Stellglied 10 in der oben beschriebenen Weise Drucköldurchflussdurchgänge ausgebildet sind, ist es möglich, bspw. eine Leckage von Drucköl, komplizierte Rohranschlüsse, eine Vergrößerung des Stellgliedes durch solche Rohranschlüsse und eine Kostenerhöhung der Vorrichtung im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Rohranschlüsse, durch welche das Drucköl fließt, außerhalb des Stellgliedes 10 angeschlossen sind, zu vermeiden.
Das Drucköl, das für das Stellglied 10 verwendet wird, ist vorzugsweise ein Silikonöl. Silikonöl zeigt aufgrund seines im Vergleich zu Mineralöl kleineren Moduls und geringerer Volumenelastizität eine festgelegte Kompressibilität. Außerdem sind seine temperaturabhängigen Viskositätsänderungen gering. Auch wenn plötzliche Druckfluktuationen in dem Drucköl auftreten, können solche Druckfluktuationen gedämpft werden und es ist möglich, einen stabilen Output des Stellgliedes 10 zu erreichen. Außerdem ist Silikonöl im Allgemeinen chemisch inert oder inaktiv. Daher ist seine Handhabbarkeit im Vergleich zu Mineralöl einfacher.
Vorzugsweise sollte als das Silikonöl Dimethylsilikon verwendet werden. Dimethylsilikon zeigt exzellente Widerstandseigenschaften gegen Wärme und Kälte. Bei der Verwendung von Dimethylsilikon besteht die Befürchtung, dass die Schmierleistung absinken könnte, wenn die den Pumpenmechanismus 16 bildenden Elemente eine Gleitverschiebung erfahren, während sie gegeneinander gepresst werden. In diesem Fall kann die Schmierleistung aber durch Verwendung eines Additivs (bspw. Kohlenwasserstoffs) verbessert werden.
Als nächstes werden mit Bezug auf 8 temperaturabhängige Viskositätsänderungen bei der Änderung der Temperatur des Drucköls in dem Pumpenmechanismus 16 erläutert. Die in 8 durch die durchgezogene Linie dargestellte Kurve zeigt eine Charakteristik, die erhalten wird, wenn Dimethylsilikon als Drucköl in dem Pumpenmechanismus 16 eingesetzt wird. Die als gestrichelte Linie dargestellte Kurve zeigt eine Charakteristik, die erhalten wird, wenn ein allgemeines Mineralöl als Drucköl eingesetzt wird.
Im Allgemeinen wird der Temperaturbereich beim Verwenden einer Axialpumpe für den Pumpenmechanismus 16 auf etwa 5°C bis 60°C eingestellt. Nachfolgende Tatsachen ergeben sich bspw., wenn Mineralöl mit einer charakteristi schen kinematischen Viskosität V von 32 mm²/s bei 40°C bzw. Dimethysilikon mit einer charakteristischen kinematischen Viskosität V von 100 mm²/s bei 25°C bei dem Pumpenmechanismus 16 eingesetzt und verglichen werden. Wenn die Temperatur in einem Bereich von –5°C bis 100°C geändert wird, ändert sich die kinematische Viskosität V des Mineralöls in einem Bereich von etwa 30 bis 500 mm²/s, während die kinematische Viskosität V des Dimethylsilikons sich nur in einem Bereich von etwa 20 bis 200 mm²/s ändert.
Wenn Dimethylsilikon, das einen exzellenten Widerstand gegenüber Wärme und Kälte aufweist, in der oben beschriebenen Weise als Drucköl eingesetzt wird, können die Viskositätsänderungen des Drucköls bei Änderungen der Temperatur klein gehalten werden. Daher kann der Pumpenmechanismus 16 in einem breiten Temperaturbereich, der von niedrigen bis zu hohen Temperaturen reicht, in der Umgebung, in welcher der Pumpenmechanismus 16 eingesetzt wird, verwendet werden. Als Folge hiervon können Werkstücke für längere Zeiträume stabil gehalten werden, wenn der Antrieb des Stellglieds 10 in einem Werkstückhaltezustand angehalten wird.
Als nächstes werden Stellglieder 10a bis 10e gemäß ersten bis fünften modifizierten Ausführungsformen, wie sie in den 9 bis 13 gezeigt sind, erläutert. Die gleichen Aufbauelemente wie bei dem Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform, das oben beschrieben wurde, werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insoweit wird auf die obige detaillierte Beschreibung dieser Komponenten verwiesen.
Die Stellglieder 10a bis 10e gemäß den ersten bis fünften modifizierten Ausführungsformen weisen Bypass-Durchgänge 200a bis 200c auf, die eine Verbindung zwischen dem ersten Durchgang 66 und dem zweiten Durchgang 68 oder zwischen dem ersten Zylinderdurchgang 80, der mit der ersten Zylinderkammer 82 verbunden ist, und dem zweiten Zylinderdurchgang 84, der mit der zweiten Zylinderkammer 86 verbunden ist, ermöglichen.
Der Bypass-Durchgang 200a bis 200c kann in dem Kolben 22 ausgebildet sein, um eine Verbindung zwischen dem ersten Zylinderdurchgang 82 und dem zweiten Zylinderdurchgang 86 herzustellen (vgl. 9), oder in dem Zylinderrohr 78, um eine Verbindung zwischen dem ersten Zylinderdurchgang 80 und dem zweiten Zylinderdurchgang 84 herzustellen (vgl. 10). Alternativ kann der Bypass-Durchgang im Tandem in dem Endblock 38 des Pumpenmechanismus 16 ausgebildet sein, um eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68 und der Druckölladekammer 40 herzustellen (vgl. 11). Bei allen Stellgliedern 10a bis 10e gemäß den ersten bis fünften modifizierten Ausführungsformen ist der Bypass-Durchgang 200a bis 220c an lediglich einem der oben beschriebenen Funktionspunkte ausgebildet. Der Bypassdurchgang 200a bis 200c ist nicht gleichzeitig an mehreren solcher Funktionspunkte ausgebildet.
Zunächst ist, wie in 9 gezeigt, bei dem Stellglied 10a gemäß der ersten modifizierten Ausführungsform der Bypass-Durchgang 200a in dem Kolben 22 ausgebildet, wobei er von den ersten und zweiten Kolbenstangen 24, 26 in dem Kolben 22 jeweils einen festgelegten Abstand radial nach außen aufweist. Ein Drosselstopfen 204a mit einem Drosselabschnitt 202, der einen im Vergleich zu dem Durchgangsdurchmesser reduzierten Durchmesser aufweist (bspw. 0,2 bis 0,3 mm Durchmesser) ist in dem Bypass-Durchgang 200a installiert. Ein Paar von Filtern 206 ist in dem Drosselstopfen 204a angebracht und nimmt den Drosselabschnitt 202 sandwichartig zwischen sich auf. Staub oder dgl., der in dem Drucköl enthalten sein kann und von den ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 in den Drosselabschnitt 202 fließt, wird durch die Filter 206 entfernt. Dementsprechend kann eine Verstopfung des Drosselabschnitts 202, der einen geringen Durchgangsdurchmesser aufweist, verhindert werden. Alternativ kann der Filter 206 lediglich stromaufwärts (auf einer Hochdruckseite) bezüglich des Druckölstromes relativ zu einer Begrenzung des Drosselabschnitts 202 vorgesehen sein.
Der Drosselabschnitt 202 kann eine Choke-Drossel sein, deren Durchgangsdurchmesser reduziert ist, wobei er sich um eine festgelegte Länge in axialer Richtung erstreckt. Alternativ kann der Drosselabschnitt 202 bspw. eine temperaturkompensierte Drossel, bspw. eine plattenförmige Blende mit dünner Schaufel sein. Wenn der Drosselabschnitt 202 eine Choke-Drossel ist, kann die Durchflussrate des Drucköls in Abhängigkeit von seinem viskosen Widerstand, der erhalten wird, wenn das Drucköl durch die Drossel fließt, geändert werden, weil die Choke-Drossel eine festgelegte Länge in axialer Richtung aufweist. Wenn der Drosselabschnitt 202 eine Blende ist, kann die Durchflussrate geändert werden, indem die Querschnittsfläche des Durchflussdurchgangs, durch welchen das Drucköl strömt, schnell geändert wird.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Stellglied 10a strömt das Drucköl, das in der zweiten Zylinderkammer 86 enthalten ist, über den Bypass-Durchgang 200a zu der ersten Zylinderkammer 82, wenn der Kolben 22 zu dem zweiten Abdeckelement 168 (in Richtung des Pfeils A) verschoben wird. In dieser Situation wird die Durchflussrate des Drucköls durch den in dem Bypass-Durchgang 200a vorgesehenen Drosselabschnitt 202 um ein festgelegtes Maß gedrosselt. Daher ist die Durchflussrate des Drucköls, das von der zweiten Zylinderkammer 86 zu der ersten Zylinderkammer 82 strömt, beschränkt. Das Drucköl wird über die erste Zylinderkammer 82 in kleinen Mengen an die Druckölladekammer 40 abgeführt. Dementsprechend kann der Druck in der zweiten Zylinderkammer 86 allmählich abgesenkt werden. Der Antriebsabschnitt 12 kann so gesteuert werden, dass er konstant angetrieben und gedreht wird, um den Druckabfall des Drucköls auszugleichen.
Wenn der Kolben 22 zu dem ersten Abdeckelement 76 (in Richtung des Pfeils B) verschoben wird und das in der ersten Zylinderkammer 82 enthaltene Drucköl über den Bypass-Durchgang 200a zu der zweiten Zylinderkammer 86 fließt, wird die Durchflussrate des in der ersten Zylinderkammer 82 enthaltenen Drucköls durch den Drosselabschnitt 202 in einem festgelegten Maß gedrosselt, und das von der zweiten Zylinderkammer 86 zu der Druckölladekammer 40 abgeführte Drucköl kann mit einer sehr kleinen Fließrate fließen.
Als nächstes ist, wie in 10 gezeigt, das Stellglied 10b gemäß der zweiten modifizierten Ausführungsform so aufgebaut, dass der Bypassdurchgang 200b in dem Zylinderrohr 78 zwischen dem ersten Zylinderdurchgang 80 und dem zweiten Zylinderdurchgang 84 ausgebildet ist. Ein Drosselstopfen 204b mit einem Drosselabschnitt 202 mit einem reduzierten Durchgangsdurchmesser ist in dem Bypass-Durchgang 200b angebracht.
Wenn bspw. der Kolben 22 zu dem zweiten Abdeckelement 168 verschoben wird, strömt dementsprechend das in der zweiten Zylinderkammer 86 enthaltene Drucköl über den Bypass-Durchgang 200b von der zweiten Zylinderkammer 84 in den ersten Zylinderdurchgang 80. In dieser Situation wird die Durchflussrate des Drucköls durch den in dem Bypass-Durchgang 200b angeordneten Drosselabschnitt 202 um ein festgelegtes Maß gedrosselt. Dadurch wird die Durchflussrate des von dem zweiten Zylinderdurchgang 84 zu dem ersten Zylinderdurchgang 80 fließenden Drucköls beschränkt, und das Drucköl wird von dem ersten Zylinderdurchgang 80 in kleinen Mengen über den ersten Durchgang 66 zu der Druckölladekammer 40 abgeführt.
Als Folge hiervon ist es möglich, den Druck in der zweiten Zylinderkammer 86 allmählich abzusenken. Der Antriebsabschnitt 12 kann so gesteuert werden, dass er konstant angetrieben und gedreht wird, um den Druckabfall auszugleichen. Wenn der Kolben 22 zu dem ersten Abdeckelement 76 verschoben wird, und das in der ersten Zylinderkammer 82 enthaltene Drucköl von dem ersten Zylinderdurchgang 80 zu dem Bypass-Durchgang 200b strömt, wird die Durchflussrate des Drucköls durch den Drosselabschnitt 202 gedrosselt. Dementsprechend kann das Drucköl mit einer kleinen Durchflussrate von der ersten Zylinderkammer 82 in die Druckölladekammer 40 abgeführt werden.
Als nächstes ist, wie in 11 gezeigt, das Stellglied 10c gemäß der dritten modifizierten Ausführungsform so aufgebaut, dass Bypass-Durchgänge 200c zwischen der Druckölladekammer 40 und den ersten und zweiten Durchgänge 66, 68 des Pumpenmechanismus 16 ausgebildet sind, wobei ein Drosselstopfen 204c mit einem Drosselabschnitt 202 in jedem der Bypass-Durchgänge 200c angebracht ist.
Wenn bspw. der Kolben 22 zu dem zweiten Abdeckelement 168 verschoben wird, wird die Durchflussrate des in der zweiten Zylinderkammer 86 enthaltenen Drucköls durch den in dem Bypass-Durchgang 200c vorgesehen Drosselabschnitt 202 um ein festgelegtes Maß gedrosselt, und das in der zweiten Zylinderkammer 86 enthaltene Drucköl fließt in die Druckölladekammer 40. Dadurch wird die Durchflussrate des Drucköls beschränkt, und das Drucköl wird in kleinen Mengen in die Druckölladekammer 40 abgeführt.
Als Folge hiervon kann der Druck in der zweiten Zylinderkammer 86 allmählich abgesenkt werden. Dadurch kann der Antriebsabschnitt 12 so gesteuert werden, dass er konstant angetrieben und gedreht wird, um den Druckabfall des Drucköls auszugleichen.
Wenn der Kolben 22 zu dem ersten Abdeckelement 76 verschoben wird, strömt das in der ersten Zylinderkammer 82 enthaltene Drucköl von dem ersten Durchgang 66 zu dem Bypass-Durchgang 200c. Dadurch wird seine Durchflussrate durch den Drosselabschnitt 202 gedrosselt, wobei das Drucköl mit einer sehr kleinen Durchflussrate aus der Zylinderkammer 82 in die Druckölladekammer 40 abgeführt werden kann.
Wie in 12 gezeigt ist, ist das Stellglied 10d gemäß der vierten modifizierten Ausführungsform so aufgebaut, dass die Bypass-Durchgänge 200d jeweils in dem Paar von Entlastungsventilen 208a, 208b vorgesehen sind. Der Ventilabschnitt 210, der jedes der Entlastungsventils 208a, 208b bildet, enthält einen Filter 214 in dem Bypass-Durchgang 200d, der an einem im Wesentlichen zentralen Bereich ausgebildet ist. Außerdem ist ein Drosselabschnitt 216 vorgesehen, der einen reduzierten Durchmesser aufweist und mit dem Bypass-Durchgang 200d kommuniziert. Der Drosselabschnitt 216 steht in Verbindung mit dem Inneren jeder der ersten und zweiten Einstellkammern 106, 108, die in den Entlastungsventilen 208a, 208b vorgesehen sind.
Wenn der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 Drucköl zugeführt wird, strömt das Drucköl über die Bypass-Durchgänge 200d und durch die Drosselabschnitte 216 der Entlastungsventile 208a, 208b zu der ersten oder zweiten Einstellkammer 106, 108. Außerdem strömt das Drucköl über die Verbindungsdurchgänge 64a, 64b in die Druckölladekammer 40. In dieser Situation wird die Durchflussrate des Drucköls durch die Drosselabschnitte 216 in den Bypass-Durchgängen 200d um ein festgelegtes Maß gedrosselt. Daher strömt das Drucköl mit beschränkter Durchflussrate von dem ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 in die Druckölladekammer 40, wobei das Drucköl in kleinen Mengen in die Druckölladekammer 40 abgeführt wird. Als Folge hiervon kann der Druck der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 allmählich gesenkt werden. Der Antriebsabschnitt 12 kann so gesteuert werden, dass er konstant angetrieben und gedreht wird, um den Druckabfall des Drucköls auszugleichen.
Wenn andererseits der Druck des Drucköls, das durch den ersten und zweiten Durchgang 66, 68 fließt, übermäßig groß ist, so heben die Ventilabschnitte 210 als Folge des Drucks des Drucköls von den Verbindungsdurchgängen 115a, 115b ab. Dadurch strömt das Drucköl mit einer Durchflussrate in die Druckölladekammer 40, die größer ist als die Durchflussrate des durch die Drosselabschnitte 216 fließenden Drucköls.
Außerdem ist, wie in 13 gezeigt, das Stellglied 10e gemäß der fünften modifizierten Ausführungsform so aufgebaut, dass es eine Vielzahl von Schlitzen 222 aufweist (vgl. 14), die voneinander jeweils festgelegte Abstände aufweisen und an jedem der Ventilköpfe 100a, 100b der ersten und zweiten Ventile 218, 220 des Schaltmechanismus 70 vorgesehen sind. Wenn das erste oder zweite Ventil 218, 220 auf der Innenwandfläche 98a, 98b der ersten oder zweiten Installationsöffnung 88, 90 aufsitzt, strömt das Drucköl allmählich über die Lücken zwischen den Schlitzen 222 und der Innenwandfläche 98a, 98b in den Zufuhrdurchgang 62. Mit anderen Worten dienen die Schlitze 222 als Drosselabschnitt, der die Durchflussrate des über die ersten und zweiten Ventile 218, 220 in den Zufuhrdurchgang 62 fließenden Drucköls reguliert.
Dank der an den ersten und zweiten Ventilen 218, 220 ausgebildeten Schlitze 222 kann das Drucköl in den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68 über den Zufuhrdurchgang 62 in geringen Mengen in die Druckölladekammer 40 fließen. Daher kann der Druck in der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 allmählich reduziert werden. Der Antriebsabschnitt 12 kann so gesteuert werden, dass er konstant abgetrieben und gedreht wird, um den Druckabfall des Drucköls auszugleichen.
Wie oben beschrieben wurde, weisen die Stellglieder 10a bis 10e jeweils einen Durchflussratendrosselabschnitt auf, der aus einem Drosselabschnitt 216 in dem Bypass-Durchgang 200a bis 200d oder in dem Entlastungsventil 208a, 208b oder aus Schlitzen 222 in den ersten und zweiten Ventilen 218, 220 des Schaltmechanismus 70 besteht. Der Durchflussratendrosselabschnitt wird dazu verwendet, die Durchflussrate des der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 des Zylindermechanismus 28 zugeführten Drucköls um ein festgelegtes Maß zu drosseln, so dass ein Teil des Drucköls zu der Druckölladekammer 40 rezirkuliert wird.
Als Folge wird die Rezirkulation so bewirkt, dass das Drucköl in dem Zylindermechanismus 28 konstant in kleinen Mengen der Druckölladekammer 40 zugeführt wird, wodurch der Druck des Drucköls in der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 in kleinem Maße abgesenkt werden kann. Daher kann der Druck des Drucköls so gesteuert werden, dass er im Wesentlichen konstant ist, indem der Pumpenmechanismus 16 konstant mit im Vergleich zu dem Antrieb eines herkömmlichen Zylindermechanismus 28 niedriger Drehzahl angetrieben und gedreht wird.
Hinsichtlich der Bypass-Durchgänge 200a bis 200d, der Drossellabschnitte 216 in den Entlastungsventilen 208a, 208b und der Schlitze 222 in den ersten und zweiten Ventilen 218, 220 des Schaltmechanismus 70 werden bei den Stellgliedern 10a bis 10e nicht gleichzeitig verschiedene Typen dieser Merkmale eingesetzt. Vielmehr sollte jeweils lediglich ein Typ in den Stellgliedern 10a bis 10e vorgesehen werden.
Die ersten und zweiten Ventile 92, 94 des Schaltmechanismus 70 müssen nicht unbedingt als Wechselventile mit Ventilköpfen 100a, 100b und Ventilschäften 102a, 102b ausgestaltet sein, wie es in 5 gezeigt ist. Kugelige Kontrollventile, wie in 15 gezeigt, können auch verwendet werden. Solche kugeligen ersten und zweiten Ventils 224, 226 sind verschieblich in den ersten und zweiten Installationsöffnungen 88, 90 angeordnet. Befestigungsabschnitte 228, die zu den ersten und zweiten Ventilen 224, 226 vorstehen, sind jeweils an Stopfen 96a, welche die ersten und zweiten Installationsöffnungen 88, 90 abdichten, ausgebildet.
Die nachfolgende Operation wird durchgeführt, wenn die kugeligen ersten und zweiten Ventile 224, 226 eingesetzt werden. Wenn dem ersten und zweiten Durchgang 66, 68 Drucköl zugeführt wird, wird das erste oder zweite Ventil 224, 226 als Folge des Öldrucks auf der Innenwandfläche 98a, 98b der ersten oder zweiten Installationsöffnung 88, 90 aufgesetzt, wodurch die Verbindung zwischen dem Zufuhrdurchgang 62 und dem ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 blockiert wird. Wenn das in dem ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 enthaltene Drucköl durch den Pumpenmechanismus 16 angesaugt wird, trennt sich das erste oder zweite Ventil 224, 226 von der Innenwandfläche 98a, 98b, wodurch der erste oder zweite Durchgang 66, 68 mit dem Zufuhrdurchgang 62 verbunden wird. Mit anderen Worten sind das erste Ventil 224 und das zweite Ventil 226 unabhängig voneinander verschiebbar.
Wenn sowohl das erste als auch das zweite Ventil 224, 226 von der Innenwandfläche 98a, 98b abheben, wird ihre Verschiebung durch den Befestigungsabschnitt 228 reguliert.
Als nächstes wird ein Stellglied 250 gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 16 erläutert. Die gleichen Aufbauelemente wie bei dem Stellglied 10 gemäß der ersten Ausführungsform werden mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
Das Stellglied 250 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Stellglied 10 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Antriebsabschnitt 252, ein Kupplungsabschnitt 254 und ein Pumpenmechanismus 256 koaxial angeordnet sind. Außerdem weist eine Pumpenabdeckung 258 zum Abdecken des Pumpenmechanismus 256 eine Kühleinheit 260 zum Kühlen des Pumpenmechanismus 256 auf. Ein Zylindermechanismus 262 ist an einer Seite des Pumpenmechanismus 256 im Wesentlichen parallel zu diesem vorgesehen.
Bei dem Stellglied 250 ist das Kupplungselement 262 des Kupplungsabschnitts 254 an der Antriebswelle 82 der Drehantriebsquelle 30, welche den Antriebsabschnitt 252 bildet, angeschlossen. Außerdem ist die Drehwelle 44 des Pumpenmechanismus 256 mit dem Kupplungselement 162 verbunden. Die Drehantriebsquelle 30, das Kupplungselement 162 und die Drehwelle 44 sind koaxial zueinander angeordnet.
Eine kastenförmige Pumpenabdeckung 258 ist vorgesehen, um äußere Bereiche des Pumpenmechanismus 356 und des Kupplungsabschnitts 254 abzudecken. Die Pumpenabdeckung 258 umfasst eine Kühleinheit 260, die an einer Endfläche an einer Seite des Pumpenmechanismus 256 angeordnet ist. Die Kühleinheit 260 besteht bspw. aus einem Kühlgebläse, das durch einen ihm zugeführten Strom angetrieben und gedreht wird. Durch Drehen des Kühlgebläses wird Luft zum Kühlen des Pumpenmechanismus 256 geblasen.
Das den Zylindermechanismus 262 bildende Zylinderrohr 78 wird bspw. durch Extrusionsformung, bei dem eine Aluminiumlegierung in axialer Richtung extrudiert wird, einstückig hergestellt. Das Zylinderrohr 78 umfasst ein Paar erster Durchgangsöffnungen 264, die im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres 78 durchtreten, sowie ein Paar von zweiten Durchgangsöffnungen 266, die im Wesentlichen senkrecht zu den ersten Durchgangsöffnungen 264 angeordnet sind und mit den ersten und zweiten Zylinderkammern 82 bzw. 86 in Verbindung stehen. Die ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 264, 266 schneiden einander und stehen in Verbindung, wobei Enden der ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 264, 266 durch Stopfen 174 abgedichtet werden und dadurch als erste und zweite Zylinderdurchgänge 268, 270 dienen, die eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Durchgängen 66, 68 in dem Pumpenmechanismus 256 und den ersten und zweiten Zylinderkammern 82, 86 herstellen.
Wie oben beschrieben wurde, hat das Stellglied 50 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Kühleinheit 260 an einer Position, die an den Pumpenmechanismus 256 angrenzt, um eine Kühlung zu bewirken. Dementsprechend kann eine Temperaturerhöhung, die durch Wärme bewirkt wird, die beim Betrieb des Pumpenmechanismus 256 erzeugt wird, in geeigneter Weise vermieden werden. Vorzugsweise wird die Kühleinheit 260 in der Nähe der Entlastungsventile 110a, 110b des Pumpenmechanismus 256 vorgesehen.
Eine Temperaturerhöhung in der Nähe des Pumpenmechanismus 256 kann durch einen nicht dargestellten Temperaturerfassungsabschnitt (bspw. einen Temperatursensor) erfasst werden, wobei auf der Basis des Detektionssignals eine Strommenge, die von einer nicht dargestellten Steuereinheit der Kühleinheit 260 zugeführt wird, gesteuert werden kann. Dementsprechend kann die Kühleinheit in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur in der Nähe des Pumpenmechanismus 256 angetrieben werden. Dadurch ist es möglich, den Pumpenmechanismus 256 effizienter zu kühlen.
Wenn der Antriebsabschnitt 252 und der Pumpenmechanismus 256 koaxial angeordnet sind, kann eine geringe Größe in Breitenrichtung des Stellgliedes 250, im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Antriebsabschnitts 252, realisiert werden.
Als nächstes ist ein Stellglied 300 gemäß einer dritten Ausführungsform in den 17 und 18 dargestellt. Die gleichen Aufbauelemente wie bei den Stellgliedern 10, 250 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen werden mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
Das Stellglied 300 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Stellglied 250 gemäß der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass ein Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 306, welcher die Rotationsgeschwindigkeit, die von einem Antriebsabschnitt 302 zugeführt wird, beschleunigt/abbremst, zwischen dem Antriebsabschnitt 302 und einem Pumpenmechanismus 304 vorgesehen ist. Außerdem ist ein anderer Kühlabschnitt 310 zusätzlich zu der oben beschriebenen, in einer Pumpenabdeckung 308 vorgesehenen Kühleinheit 260 vorgesehen. Außerdem ist ein Temperaturerfassungsabschnitt 312 (bspw. ein Temperatursensor) zur Erfassung der Temperatur in der Nähe des Pumpenmechanismus 304 vorgesehen. Ein Speicher (Akkumulator) 314 ist an Seitenbereichen des Antriebsabschnitts 302 und des Pumpenmechanismus 304 angeordnet und nimmt eine festgelegte Menge des Drucköls auf.
Bei dem Stellglied 300 ist der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 306 mit der Antriebswelle 32 der Drehantriebsquelle 30 verbunden. Außerdem ist der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 306 mit der Drehwelle 344 des Pumpenmechanismus 304 verbunden. Wenn eine Antriebskraft der Drehantriebsquelle 30 auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 306 übertragen wird, so wird die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsquelle 32 durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 306 auf eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit beschleunigt/abgebremst, die dann über die Drehwelle 44 auf den Pumpenmechanismus 304 übertragen wird.
Im Einzelnen wird die Rotationsgeschwindigkeit des Zylinderblocks 124 durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 304 beschleunigt/abgebremst, indem eine Geschwindigkeitsänderung an der Drehwelle 44 vorgenommen wird. Die Abfuhrmenge des einem Zylindermechanismus 316 zugeführten Drucköls kann durch den Ansaug-/Abfuhrabschnitt 14 frei eingestellt werden. Dadurch können auch die Verschiebungsgeschwindigkeit und Verschiebungskraft (Schubkraft) des Kolbens 318 und der Kolbenstange 320 des Zylindermechanismus 316 frei eingestellt werden.
Ein geneigtes Element 322 ist an einer Seitenfläche an einer Seite des Endblocks 38 in dem Pumpenkörper 36 befestigt. Die Pumpenkolben 74 sind mit einem im Wesentlichen konstanten Winkel relativ zu der Seitenfläche geneigt. Bei dieser Anordnung werden die Pumpenkolben 74 durch die von dem Antriebsabschnitt 302 zugeführte Antriebskraft angetrieben und gedreht, wobei sie durch das schräge Element 322 geführt werden. Drucköl, das in die Druckölladekammer 40 eingeführt ist, wird der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 des Zylindermechanismus 316 über den ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 zugeführt. Wenn der Kolben 318 durch den von dem Drucköl ausgeübten Druck innerhalb des Zylinderrohres 78 in axialer Richtung verschoben wird, wird das Drucköl durch den Pumpenmechanismus 204 von der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 über den ersten oder zweiten Zylinderdurchgang 80, 84 in den Zufuhrdurchgang 62 eingeführt, und das Drucköl wird über einen Verbindungsdurchgang 329 in den Speicher 314 eingeführt.
Der Pumpenmechanismus 304 umfasst eine Axialpumpe. Dementsprechend kann eine Leckage von Drucköl aus dem Pumpenmechanismus 304 unterdrückt werden. Außerdem können die Pumpenkolben 74 eine hohe Volumeneffizienz erreichen. Da bei dieser Anordnung das geneigte Element 322 in dem Pumpenmechanismus 304 vorgesehen ist und die Pumpenkolben 74 geführt durch das geneigte Element 322 verschoben werden, kann die Längsdimension des Pumpenmechanismus 304 im Vergleich zu den Pumpenmechanismen 16, 256, die jeweils ein schwenkbares Element 140 einsetzen (vgl. 1 und 16) verkleinert werden.
Der Sammelbehälter 314 umfasst einen Akkumulatorkolben 328, der innerhalb eines Zylinderrohrelementes 326 verschiebbar ist. Eine Zylinderkammer 330a, die an einer Seite einer Endfläche des Akkumulatorkolbens 328 angeordnet ist, kommuniziert mit dem Verbindungsdurchgang 329. Die andere Zylinderkammer 330b, die an der Seite der anderen Endfläche des Akkumulatorkolbens 328 angeordnet ist, ist geschlossen. Ein Druckfluid (bspw. ein Gas) wird in die andere Zylinderkammer 330b eingeführt.
Wenn Drucköl in die Zylinderkammer 330a des Sammelbehälters 314 eingeführt wird, wird der Akkumulatorkolben 328 durch eine über das Drucköl ausgeübte Druckkraft in einer Richtung verschoben, in der er sich von dem Verbindungsdurchgang 329 trennt (in Richtung des Pfeils A), und das Drucköl wird in die Zylinderkammer 330a eingeführt und dort gehalten.
Wie oben beschrieben wurde, wird ein Teil des von dem Pumpenmechanismus 304 über den ersten oder zweiten Durchgang 66, 68 dem Zylindermechanismus 316 zugeführten Drucköls über den Zufuhrdurchgang 62 entsprechend dem Öffnungs-/Schließvorgang des Entlastungsventils 116a, 116b rezirkuliert und in dem Sammelbehälter 314 gehalten. Dadurch kann der Druck in der ersten oder zweiten Zylinderkammer 82, 86 des Zylindermechanismus 316 in geringem Maß allmählich abgesenkt werden. Eine Steuerung kann so durchgeführt werden, dass der Öldruck im Wesentlichen konstant bleibt, indem der Pumpenmechanismus 304 mit im Vergleich zu dem herkömmlichen Antrieb des Zylindermechanismus 316 niedriger Rotationsgeschwindigkeit angetrieben und gedreht wird.
Andererseits kann der in der Pumpenabdeckung 308 gemäß 18 vorgesehene Kühlabschnitt 310 aus einem Peltier-Element 332 bestehen, das bspw. ein Halbleiterelement ist, welches bei Zufuhr eines Stromes einer Kühlsteuerung durchführen kann. Das Peltier-Element 332 ist in der Pumpenabdeckung 308 angeordnet. Dem Peltier-Element 332 wird Strom zugeführt. Dementsprechend wird der Pumpenmechanismus 304 durch eine endotherme Reaktion des Pel tier-Elementes 332 gekühlt. Wie oben beschrieben wurde, kann der Pumpenmechanismus 304 zusätzlich zu dem Peltier-Element 332 auch mit Hilfe einer Kühleinheit 260 gekühlt werden, die aus einem Kühlgebläse oder dgl. besteht (vgl. 17). Dadurch können Temperatursteigerungen, die andernfalls durch die beim Betrieb des Pumpenmechanismus 304 erzeugte Wärme bewirkt würden, vermieden werden.
Das Peltier-Element 332 kann durch Schalten des dem Peltier-Element 332 zugeführten Stromes von einer Kühlsteuerung zu einer Heizsteuerung umgewandelt werden. Wenn bspw. die Temperatur des Drucköls in dem Pumpenmechanismus 304 niedrig ist, kann das Drucköl durch das Peltier-Element 332 auch aufgewärmt werden. Dementsprechend kann ein Drucköl mit einer hohen Viskosität bei niedrigen Temperaturen erwärmt werden, um seine Viskosität zu verringern. Dadurch kann der Pumpenmechanismus 304 gleichmäßig mit Drucköl geringer Viskosität betrieben werden.
Wenn ein Peltier-Element 332 als Kühlabschnitt 310 verwendet wird, kann ein einzelnes Peltier-Element 332 eingesetzt werden, um wechselweise eine Temperatursteuerung zum Kühlen und Heizen des Pumpmechanismus 304 durchzuführen.
Der Temperaturerfassungsabschnitt 312 mit einem Temperatursensor ist in der Pumpenabdeckung 308 angeordnet. Die Umgebungstemperatur in der Nähe des Pumpenmechanismus 304 wird durch den Temperaturerfassungsabschnitt 312 erfasst. Ein Stromzufuhrzustand für das Peltier-Element 332 und/oder die Kühleinheit 260 wird durch eine nicht dargestellte Steuereinheit auf der Basis des Detektionsergebnisses gesteuert. Dementsprechend kann die Temperatur so gesteuert werden, dass eine Kühlung in Abhängigkeit von einer Temperaturerhöhung durchgeführt wird, die durch Wärmeerzeugung innerhalb des Pumpenmechanismus 304 bewirkt wird. Dadurch kann der Pumpenmechanismus 304 kontinuierlich bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur angetrieben werden.
Wie in 18 gezeigt ist, sind in axialer Richtung an Seitenflächen des Zylinderrohres 78 mehrere Paare von Nuten 334 ausgebildet. Ein nicht dargestellter Positionsdetektor (bspw. ein Magnetsensor) kann in den Nuten 224 angebracht sein. Wenn ein Magnetelement 336 (bspw. ein Permanentmagnet, wie er in 17 gezeigt ist) an einer äußeren Umfangsfläche des Kolbens 318 vorgesehen wird, kann das Magnetelement 336 durch den Positionsdetektor erfasst werden, um eine Verschiebungsposition des Kolbens 318 in axialer Richtung zu überprüfen.

Claims

Stellglied mit: einem Antriebsabschnitt (12, 252, 302), der durch ein elektrisches Signal angetrieben und gedreht wird, einem Pumpenmechanismus (16, 256, 304), der ein Druckfluid mittels einer Antriebskraft des Antriebsabschnitts (12, 252, 302) ansaugt und abführt, einem Antriebsmechanismus (28, 262, 316) mit einem Paar von Kammern (82, 86) zur Aufnahme des Druckfluides von dem Pumpenmechanismus (16, 256, 304) und mit einem Verschiebungselement (22), das durch den über das Druckfluid aufgebrachten Druck in einer axialen Richtung verschiebbar ist, einem Paar von Durchflussdurchgängen (66, 68, 80, 84), die zwischen dem Pumpenmechanismus (16, 256, 304) und dem Paar von Kammern (82, 86) des Antriebsmechanismus (28, 262, 316) ausgebildet sind und von Druckfluid durchflossen werden, einem Schaltmechanismus (70), der in einem das Paar von Fließdurchgängen (66, 68, 80, 84) verbindenden Verbindungsdurchgang (88, 90) vorgesehen ist, wobei der Schaltmechanismus (70) entlang des Verbindungsdurchgangs (88, 90) in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz des Druckfluides zwischen einem Durchgang (66, 68, 80, 84) und einem anderen Durchgang (68, 84) verschiebbar ist, um einen Verbindungszustand zwischen einem Paar der Durchflussdurchgänge (66, 68, 80, 84) und einem Halteabschnitt (40), der das Druckfluid aufnimmt, zu schalten, und einem Drosselabschnitt, der zwischen dem Paar von Durchflussdurchgängen (66, 68, 80, 84) und dem Halteabschnitt vorgesehen ist und eine Strömungsrate des von dem Durchflussdurchgang (66, 68, 80, 84) zu dem Halteabschnitt (40) fließenden Druckfluides drosselt, wobei der Pumpenmechanismus (16, 256, 304), der Antriebsmechanismus (28, 256, 316), das Paar von Durchflussdurchgängen (66, 68, 80, 84), der Schaltmechanismus (70) und der Drosselabschnitt integral so aufgebaut sind, dass sie einen geschlossenen Kreis bilden, durch welchen das Druckfluid fließt, und wobei der Antriebsabschnitt (12, 252, 302), auf den das elektrische Signal aufgebracht wird, durch einen offenen Kreis gesteuert wird.
Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckerhöhungsmechanismus zur Erhöhung eines Druckes des von dem Antriebsmechanismus (28) zu dem Halteabschnitt (40) zirkulierten Druckfluides in dem Halteabschnitt (40) oder zwischen dem Halteabschnitt (40) und dem Verbindungsdurchgang (88, 90) angeordnet ist.
Stellglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (12, 252, 302) einen Wechselstromservomotor aufweist, und dass der Antriebsabschnitt (12, 252, 302) gesteuert wird, indem ein Beschränkungswert einer Drehzahl und ein Beschränkungswert einer Antriebskraft des Wechselstromservomotors eingestellt wird.
Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus (70) ein Auswahlventil (92, 94) aufweist, wobei das Auswahlventil (92, 94) durch den Druck des Druckfluides, das durch den Durchflussdurchgang (66, 68, 80, 84) fließt, geöffnet und geschlossen wird, um die Verbindung zwischen dem Durchflussdurchgang (66, 68, 80, 84) und dem Halteabschnitt (40) zu schalten.
Stellglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (16, 256, 314) Entlastungsventile (110a, 110b) aufweist, die durch den Druck des Druckfluides geöffnet/geschlossen werden und dadurch eine Verbindung zwischen den Durchflussdurchgängen (66, 68) und dem Halteabschnitt (40) über Rückführdurchgänge (112, 114) herstellen.
Stellglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsventile (110a, 110b) Bypass-Durchgänge (200d) aufweisen, welche die Durchflussdurchgänge (80, 84) und die Rückführdurchgänge (112, 114) verbinden.
Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass-Durchgang (200a bis 200c) der die Durchflussdurchgänge (80, 84) verbindet, zwischen einem Durchflussdurchgang (80) und einem anderen Durchflussdurchgang (84) vorgesehen ist, und dass in dem Bypassdurchgang (200a bis 200c) der Drosselabschnitt vorgesehen ist.
Stellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselabschnitt einen Filter (206) aufweist, der relativ zu einer Strömungsrichtung des Druckfluides stromaufwärts angeordnet ist.
Stellglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselabschnitt eine Choke-Drossel oder eine Blende aufweist, wobei die Choke-Drossel einen gegenüber einem Durchgang (200a), durch welchen das Druckfluid fließt, reduzierten Durchmesser aufweist und sich um eine festgelegte Länge entlang des Durchgangs (200a) erstreckt, und wobei die Blende einen gegenüber dem Durchgang (200a) reduzierten Durchmesser und eine Längsdimension aufweist, die kleiner ist als die der Choke-Drossel.
Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar von Durchflussdurchgängen (66, 68, 80, 84) und die Verbindungsdurchgänge (88, 90) in dem Pumpenmechanismus (16, 256, 304) und/oder dem Antriebsmechanismus (28, 262, 316) ausgebildet sind.
Stellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfluid ein hochviskoses synthetisches Öl mit einem hohen Viskositätsindex aufweist und lediglich geringe Viskositätsänderungen zeigt.
Stellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfluid ein Silikonöl aufweist.
Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (304) eine Axialpumpe mit einer Vielzahl von Pumpenkolben (74) aufweist, die in einem Zylinderblock (124) vorgesehen und mit Bezug zu einer mit dem Antriebsabschnitt (302) verbundenen Drehwelle (44) in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei die Pumpenkolben (74) mit einem geneigten Element (322), das eine an dem Pumpenmechanismus (304) befestigte geneigte Oberfläche aufweist, in Eingriff stehen, und wobei die Pumpenkolben (74) durch eine Drehung des Zylinderblocks (124) in axialer Richtung verschiebbar sind, um dadurch das Druckfluid abzuführen bzw. anzusaugen.
Stellglied nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (306) zwischen dem Pumpenmechanismus (304) und dem Antriebsabschnitt (302) vorgesehen ist, um eine Transmission auf den Pumpenmechanismus (304) zu schaffen, wobei eine von dem Antriebsabschnitt (302) übertragene Drehantriebsmenge gesteuert wird.
Stellglied nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (304) eine Kühleinheit (260) zum Kühlen des Pumpenmechanismus (304) aufweist.
Stellglied nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (304) ein Halbleiterelement (332) aufweist, das bei der Zufuhr von elektrischem Strom das Heizen und Kühlen des Pumpenmechanismus (304) steuern kann.
Stellglied nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (304) einen Temperaturdetektor (312) zur Erfassung einer Umgebungstemperatur in der Nähe des Pumpenmechanismus (304) aufweist, wobei die Temperatursteuerung mittels der Kühleinheit (260) und des Halbleiterelementes (332) auf der Basis der von dem Temperaturdetektor (312) erfassten Umgebungstemperatur durchgeführt wird.
Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (256) eine Axialpumpe mit einer Vielzahl von Pumpenkolben (74) aufweist, die in einem Zylinderblock (124) vorgesehen und mit Bezug auf eine mit dem Antriebsabschnitt (252) verbundene Drehwelle (44) in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei die Pumpenkolben (74) mit einem schwenkbar in dem Pumpenmechanismus (256) vorgesehenen schwenkbaren Element (140) in Eingriff stehen, wobei die Pumpenkolben (74) durch die Drehung des Zylinderblockes (124) in axialer Richtung verschiebbar sind, um das Druckfluid dadurch abzuführen und anzusaugen.
Stellglied nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (256) eine Kühleinheit (260) zum Kühlen des Pumpenmechanismus (256) aufweist.