DE102009004286A1 - Hydraulische Steuerschaltung - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Steuerschaltung mit einem Zylinder, der einen Kolben hat, der den Zylinder in einen ersten und zweiten Druckraum unterteilt. Der Kolben ist über ein elektrisch betätigbares Wegeventil durch eine Vielzahl von Stellungen steuerbar, wobei ein Ventilschieber des Wegeventils in Richtung einer Fail-Safe-Stellung federbeaufschlagt ist. In der Fail-Safe-Stellung wird zum Verfahren des Kolbens in eine Fail-Safe-Position der erste Druckraum des Zylinders über das Wegeventil zu einem Tank entlastet und der Kolben über dem zweiten Druckraum über das Wegeventil mit einem Systemdruck beaufschlagt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In der EP 1 413 810 A1 ist eine Stelleinrichtung für ein Turbinenventil zur Steuerung der Gas- oder Dampfzufuhr einer Turbine oder eine Prozessarmatur zur Steuerung eines Fluids, eine Pitch-Verstellung eines Windrades oder dergleichen offenbart. Derartige Stelleinrichtungen haben üblicherweise einen Stellantrieb, der beim Gegenstand der EP 1 413 810 A1 als elektrischer Spindeltrieb ausgeführt ist. Bei einer Gasturbine lässt sich mittels einer derartigen Stelleinrichtung beispielsweise ein Öffnungsquerschnitt einer Armatur zur Einstellung der Dampfzufuhr verstellen. In einem Notfall, beispielsweise bei einem Stromausfall oder einer Störung soll die Armatur – oder bei einem Windrad der Pitch-Winkel – zurückgestellt werden, um eine Beschädigung der Anlage zu vermeiden. Dazu ist bei der bekannten Lösung dem Spindeltrieb ein Kniehebelmechanismus zugeordnet, der im regulären Betrieb, d. h. bei hinreichender Stromversorgung in einer Strecklage arretiert ist, in der eine Vorspannfeder gespannt ist. Dieser Kniehebel wirkt auf einen Ventilkörper der Armatur (bei einer Gasturbine) oder auf den Stellmechanismus zur Einstellung des Pitch-Winkels bei einem Windrad. Die Verriegelung des Kniehebels erfolgt nur bei hinreichender Stromversorgung; bei einem Stromausfall gibt der Verriegelungsmechanismus den Kniehebel frei, so dass er über die Vorspannfeder aus seiner Streckstellung in seine Knickstellung verstellt wird, und entsprechend dieses Verstellweges das Ventilglied bzw. der Pitch-Winkel-Einstellmechanismus in seine vorbestimmte Grundposition zurückverstellt wird.
  • Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der Kniehebelmechanismus recht komplex im Aufbau ist und einen erheblichen Bauraum erfordert, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand erheblich ist.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Steuerschaltung für eine Stelleinrichtung zu schaffen, die eine Notfallbetätigung mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand bei hoher Betriebssicherheit ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steuerschaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß hat eine insbesondere für Windkraftanlagen eingesetzte hydraulische Steuerschaltung einen Zylinder mit einem Kolben, der den Zylinder in einen ersten und zweiten Druckraum unterteilt. Der Zylinder ist über ein elektrisch betätigbares Wegeventil ansteuerbar. Für eine Notfallbetätigung ist ein Ventilschieber des Wegeventils in Richtung einer Fail-Safe-Stellung federbeaufschlagt. In dieser Stellung ist zum Verfahren des Kolbens in eine Fail-Safe-Position der erste Zylinderraum des Zylinders über das Wegeventil zu einem Tank entlastet und der Kolben über den zweiten Zylinderraum über das Wegeventil mit einem Systemdruck beaufschlagt.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass der Zylinder beispielsweise beim Ausfall der Stromversorgung des Wegeventils durch die Fail-Safe-Stellung in eine Fail-Safe-Position gefahren wird. Die hydraulische Steuerschaltung weist somit eine vorrichtungstechnisch äußerst einfach aufgebaute Notfallbetätigung auf, die vorzugsweise bei einer Windkraftanlage zum Verstellen von Rotorblättern in eine Fahnenstellung einsetzbar ist.
  • Vorzugsweise ist an einem Druckanschluss des Wegeventils eine Pumpenleitung mit einem ersten Rückschlagventil angeschlossen, wobei von der Pumpenleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem Druckanschluss ein Hydrospeicher angeschlossen ist. Der Hydrospeicher kann hierbei vorteilhafterweise während des normalen Einsatzes des Steuerschaltung durch die Pumpe aufgeladen werden und, bei beispielsweise einem Ausfall der Pumpe oder eines die Pumpe an treibenden Motors; die Druckmittelversorgung des Zylinders zum Verfahren in die Fail-Safe-Position gewährleisten.
  • Mit Vorteil ist bei der Steuerschaltung ein Druckschalter vorgesehen, der bei einem Systemdruckabfall eine Stromversorgung des Wegeventils unterbricht, wodurch das Wegeventil in die Fail-Safe-Stellung schaltet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kolben des Zylinders mit einer Verriegelungsvorrichtung verriegelbar, um bei einem Systemdruckverlust das Verfahren des Kolbens aus der Fail-Safe-Position zu verhindern.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungsvorrichtung ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil. Dieses ist im Druckmittelpfad zwischen dem zweiten Zylinderraum und einem Arbeitsanschluss des Wegeventils angeordnet und verhindert eine Druckentlastung des zweiten Zylinderraums bei einer Fail-Safe-Stellung des Wegeventils zu einem Tank. Die Steuerleitung zum Entsperren des Rückschlagventils zweigt vorteilhafterweise zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem Wegeventil von der Pumpenleitung ab. Ein derartiges Rückschlagventil ist einfach und kostengünstig in die hydraulische Steuerschaltung integrierbar.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungsvorrichtung als Stangenklemmvorrichtung zur mechanischen Klemmung einer Kolbenstange des Zylinders ausgebildet, die eine hohe Robustheit aufweist.
  • Die Stangenklemmvorrichtung hat vorteilhafterweise eine konusförmige, die Kolbenstange umgreifende Klemmbuchse, die wiederum von einem Ringkolben umgriffen ist. Der Ringkolben wird dann von einer Federkraft von Federn zum Verriegeln der Kolbenstange in Ansteigrichtung des Durchmessers der konusförmigen Klemmbuchse und zum Entriegeln der Kolbenstange mit einem Steuerdruck entgegen der Federkraft beaufschlagt. Der Steuerdruck wird über eine Steuerleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem Wegeventil von der Pumpenleitung abgegriffen.
  • Das Wegeventil kann als herkömmliches 4-Wegeventil ausgebildet sein, das neben der Fail-Safe-Stellung zwei weitere Stellungen entgegen der federvorge spannten Richtung des Ventilschiebers zum Ein- und Ausfahren der Kolbenstange des Zylinders und eine Sperrstellung aufweist. Somit kann für das Wegeventil kosteegünstig ein Standardprodukt eingesetzt sein.
  • Bevorzugter Weise wird der Druckschalter über eine Druckleitung zwischen dem ersten Rückschlag- und dem Wegeventil mit der Pumpenleitung verbunden, wobei ein Kolben des Druckschalters über eine einstellbare Feder entgegen der Druckkraft des Systemdrucks beaufschlagt ist. Es ist somit ein herkömmlicher Druckschalter für die Steuerschaltung einsetzbar.
  • Der Druckschalter ist von Vorteil an der Stromversorgung des Wegeventils mit einem Steuerstromkreis angeschlossen. In dem Steuerstromkreis ist ein Schaltrelais in Reihe zum Druckschalter angeordnet, das bei einer Unterbrechung des Steuerstromkreises durch den Druckschalter aufgrund eines Systemdruckabfalls die Stromversorgung des Wegeventils unterbricht.
  • Um einen sicheren Einsatz des Hydrospeichers zu gewährleisten, ist ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, das den Systemdruck in der Pumpenleitung zwischen dem ersten Rückschlag- und dem Wegeventil begrenzt. Des Weiteren sind zur gesteuerten Systemdruckentlastung ein einstellbares Drosselventil und ein elektrisch betätigbares Sperrventil vorgesehen, die jeweils parallel zum Druckbegrenzungsventil angeordnet sind.
  • Die hydraulische Steuerschaltung wird beispielsweise in Windkraftanlagen eingesetzt, wobei der Zylinder zur hydraulischen Verstellung von Rotorblättern der Windkraftanlage dienen kann.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Hydraulikschaltplan einer hydraulischen Steuerschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
  • 2 einen Hydraulikschaltplan der hydraulischen Steuerschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt einen Hydraulikschaltplan mit einer hydraulischen Steuerschaltung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Steuerschaltung 1 dient zum Ansteuern einer Stelleinrichtung in Form eines Stellzylinders bzw. Zylinders 2. Eine derartige Steuerschaltung 1 wird beispielsweise zur hydraulischen Blattverstellung von Rotorblättern in einer Windkraftanlage eingesetzt. Bei Windkraftanlagen wird die Strömungsenergie des Windes in nutzbare Rotationsenergie umgesetzt. Der Anstellwinkel (Pitch-Winkel) der Rotorblätter wird in Abhängigkeit von der Windstärke zum Wind über den Zylinder 2 der Steuerschaltung 1 eingestellt, um die Windkraft optimal auszunutzen. Bei einem Defekt der Steuerschaltung 1, beispielsweise durch Unterbrechung einer Stromversorgung oder durch den Ausfall einer hydraulischen Pumpe, ist es zum sicheren Betrieb der Windkraftanlage erforderlich, dass die Rotorblätter in ihre Fahnenstellung, bei der die Anlage aerodynamisch abgebremst wird, verstellt werden. Der Zylinder 2 wird hierbei in eine Fail-Safe-Position verfahren. Die Steuerschaltung 1 weist dafür eine Notfallbetätigung bzw. eine Fail-Safe-Funktion auf, bei der unabhängig von beispielsweise der Stromversorgung oder der Pumpe der Zylinder 2 und somit die Rotorblätter in die Fail-Safe-Position bzw. Fahnenstellung bewegt werden können.
  • Die Steuerschaltung 1 hat in 1 einen mit einer Pumpe verbundenen Pumpenanschluss P und einen mit einem Tank verbundenen Tankanschluss T. Der Pumpenanschluss P ist über eine Pumpenleitung 3 mit einem Druckanschluss PW, und der Tankanschluss T ist über eine Tankleitung 4 mit einem Tankanschluss TW eines elektrisch betätigbaren 4-Wegeventils 6 in Druckmittelverbindung.
  • An zwei Arbeitsanschlüssen A und B des Wegeventils 6 ist jeweils eine mit dem Zylinder 2 verbundene erste und zweite Arbeitsleitung 16 bzw. 18 angeschlossen. Ein Kolben 19 mit einer Kolbenstange 20 unterteilt den Zylinder 2 in einen kolbenstangenseitigen ersten Druckraum bzw. Ringraum 21 und einen bodenseitigen zwei ten Druckraum bzw. Zylinderraum 22, wobei an dem Ringraum 21 die erste und an dem Zylinderraum 22 die zweite Arbeitsleitung 16 bzw. 18 angeschlossen ist.
  • Bei dem Wegeventil 6 handelt es sich um ein herkömmliches 4-Wegeventil, das beispielsweise aus dem Datenblatt RD 29035 der Anmelderin bekannt ist. Dieses ist ein stetig verstellbares Wegeventil mit vier Stellungen c, a, 0 und b, wobei die Schaltstellung c eine Grundstellung ist, in die ein durch eine Feder 26 mit einer Federkraft beaufschlagter Ventilschieber vorgespannt ist. Die Grundstellung dient als Fail-Safe-Stellung des Wegeventils 6, bei der die Pumpenleitung 3 mit dem Zylinderraum 22 und die Tankleitung 4 mit dem Ringraum 20 des Zylinders 2 in Druckmittelverbindung sind und der Kolben 19 des Zylinder 2 nach links in der 1 verfahren wird. Bei der eingangs beschriebenen Windkraftanlage wird damit die Fahnenstellung der Rotorblätter angefahren. Entgegen der Wirkrichtung der Federkraft der Feder 26 ist der Ventilschieber des Wegeventils 6 stetig in Richtung der Stellungen a, 0 und b über einen Elektro-Magneten 28 verschiebbar. In den Stellungen a wird der Ringraum 21 des Zylinders 2 über die Arbeitsleitung 16 mit der Tankleitung 4 und der Zylinderraum 22 über die Arbeitsleitung 18 mit der Pumpenleitung 3 verbunden, wodurch der Kolben 19 vom Zylinderraum 22 mit Arbeitsdruck beaufschlagt ist und in der 1 nach links verschoben wird. In den Stellungen b des Wegeventils 6 ist wiederum der Zylinderraum 22 über das Wegeventil 6 zum Tank entlastet und der Ringraum 21 mit der Pumpenleitung 3 in Druckmittelverbindung, wodurch der Arbeitsdruck auf den Kolben 19 vom Ringraum her wirkt und dieser in der 1 nach rechts bewegt wird. Die Stellung 0 ist eine Sperrstellung, bei der die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüsse 16, 18 und der Pumpen- und Tankleitung 3, 4 gesperrt ist.
  • Der Elektro-Magnet 28 wird über eine Ansteuerelektronik 30 gesteuert. Diese weist eine Stromversorgung 32, 34 auf, an die ein Steuerstromkreis 36 eines Druckschalters 37 angeschlossen ist. In dem Steuerstromkreis 36 ist ein Schaltrelais 38 in Reihe zum Druckschalter 37 angeordnet, das bei einer Unterbrechung des Steuerstromkreises 36 durch den Druckschalter 37 die Stromversorgung 32 des Wegeventils 6 unterbricht, was mit einem Schaltsymbol in der Stromversorgung 32, 34 gekennzeichnet ist. Der Druckschalter 37 ist über eine Druckleitung 40 mit der Pumpenleitung 3 in Druckmittelverbindung. Ein Kolben des Druckschalters 37 ist über eine einstellbare Feder 42 entgegen einer Druckkraft des Systemdrucks mit einer Federkraft beaufschlagt, wobei der Druckschalter 37 bei einer federvorgespannte Grundposition des Kolbens den Steuerstromkreis 36 unterbricht.
  • Stromaufwärts vom Abzweigpunkt der Druckleitung 40 von der Pumpenleitung 3 ist ein Rückschlagventil 44 angeordnet, das beispielsweise beim Ausfall der Pumpe einen Druckmittelrückfluss zur Pumpe verhindert.
  • An der Pumpenleitung 3 ist zwischen dem Rückschlagventil 44 und dem Druckanschluss P des Wegeventils 6 ein Hydrospeicher 45 angeschlossen, der als Blasenspeicher ausgebildet sein kann. Dieser wird von der Pumpe über die Pumpenleitung 3 aufgeladen.
  • Zur Druckbegrenzung des Systemdrucks in der Pumpenleitung 3 ist ein Druckbegrenzungsventil 46 vorgesehen, das zwischen der Pumpenleitung 3 und der Tankleitung 4 angeordnet ist. Parallel zum Druckbegrenzungsventil 46 sind ein einstellbares Drosselventil 48 und ein Sperrventil 50 vorgesehen, die beispielsweise bei Wartungsarbeiten zur von außen gesteuerten Systemdruckentlastung der Steueranordnung 1 dienen können.
  • In der zweiten Arbeitsleitung 18 zum Zylinderraum 22 des Zylinders 2 ist ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 52 angeordnet. Dieses verhindert eine Druckentlastung des Zylinderraums 22 bei einer Fail-Safe-Stellung des Wegeventils 6, was weiter unten näher erläutert ist. Eine Steuerleitung 54 zum Entsperren des Rückschlagventils 52 zweigt zwischen dem Rückschlagventil 44 und dem Wegeventil 6 von der Pumpenleitung 3 ab.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise der hydraulischen Steuerschaltung 1 erläutert. Zum Verfahren der Kolbenstange 20 in der 1 nach links, um beispielsweise die Rotorblätter der Windkraftanlage in die Fahnenstellung zu bringen, wird das Wegeventil 6, wie vorstehend bereits beschrieben, in die Stellungen a entgegen der Federkraft der Feder 26 geschaltet. Eine Pumpe fördert Druckmittel über das Rückschlagventil 44, die Pumpenleitung 3 und die zweite Arbeitsleitung 18 mit dem hydraulisch über die Steuerleitung 54 entsperrten Rückschlagventil 52 zum Zylinder raum 22 des Zylinders 2. Der Kolben 19 ist dabei von dem Zylinderraum 22 mit einem Arbeitsdruck beaufschlagt und verschiebt die Kolbenstange 20 nach links, wobei Druckmittel aus dem Ringraum 20 über die erste Arbeitsleitung 16, das Wegeventil 6 und die Tankleitung 4 zu dem Tankanschluss T verdrängt wird. Der Hydrospeicher 45 ist dabei mit dem herrschenden Systemdruck in der Pumpenleitung 3 aufgeladen, und der Kolben des Druckschalters 37 wird mit dem Systemdruck aus der Pumpenleitung 3 beaufschlagt, wobei der Steuerstromkreis 36 geschlossen ist.
  • Zum Verfahren der Kolbenstange 20 in der 1 nach rechts wird das Wegeventil 6 in die Stellungen b geschaltet. Hierbei wird der Kolben 19 des Zylinders 2 über den Ringraum 21 mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt und verschiebt die Kolbenstange 20 nach rechts, wobei Druckmittel aus dem zweiten Druckraum 22 über das mit Systemdruck aus der Pumpenleitung 3 entsperrte Rückschlagventil 52, über das Wegeventil 6 und die Tankleitung 4 zu dem Tankanschluss T. Zur Positionshalterung der Kolbenstange 20 wird das Wegeventil 6 in die Sperrstellung 0 geschaltet.
  • Tritt ein Defekt an der Steuerschaltung 1 auf, beispielsweise durch eine ausgefallene Pumpe oder eines die Pumpe antreibenden Motors, so wird die Kolbenstange 20 in eine Fail-Safe-Position verfahren, d. h. die Rotorblätter werden in die Fahnenstellung verstellt. Beim Ausfall der Pumpe versorgt der Hydrospeicher 45 die Steuerschaltung 1 mit Druckmittel, wobei der Systemdruck in der Pumpenleitung 3 kontinuierlich fällt. Ab einem bestimmten Systemdruck in der Pumpenleitung 3 unterbricht der Druckschalter 37 den Steuerstromkreis 36. Somit wird das Schaltrelais 38 nicht mehr bestromt und unterbricht die Stromversorgung 32, 34 des Wegeventils 6, wodurch der Ventilschieber des Wegeventils 6 über die Federkraft der Feder 26 in die Fail-Safe-Stellung c verschoben wird. In dieser Stellung wird der Kolben 19 des Zylinders 2 mit dem Systemdruck des Hydrospeichers 45 über das Wegeventil 6 und das entsperrbare Rückschlagventil 52 beaufschlagt, wodurch die Kolbenstange 20 die Rotorblätter in die Fahnenstellung verschiebt. Wirken beispielsweise durch die Rotorblätter übertragene Windkräfte auf die Kolbenstange 20, so ist eine Druckmittelverdrängung aus dem Zylinderraum 22 durch den Kolben 19 aufgrund des durch einen verminderten Steuerdruck in der Steuerleitung 54 gesperrten Rückschlagventils 52 in der Arbeitsleitung 18 nicht möglich. Eine Verschiebung der Rotorblätter aus der Fahnenstellung ist somit durch das Rückschlagventil 52 verhindert.
  • Eine Fail-Safe-Betätigung bzw. Notbetätigung der Steuerschaltung 1 erfolgt auch, falls die elektrische Versorgung unterbrochen ist. In diesem Fall wird das Wegeventil 6 ebenfalls in die Fail-Safe-Stellung c durch die Federkraft der Feder 26 geschaltet und der Zylinder 2 mit einem Systemdruck aus dem Hydrospeicher 45 versorgt.
  • Die 2 offenbart ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 1. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel aus 1 liegt in der Verriegelungsvorrichtung, die hier als Stangenklemmvorrichtung 56 zur mechanischen Klemmung der Kolbenstange 20 des Zylinders 2 ausgebildet ist. Das Rückschlagventil 52 mit der Steuerleitung 54 aus 1 ist in der Steuerschaltung 1 nicht mehr ausgebildet. Die Stangenklemmvorrichtung 56 weist eine konusförmige, die Kolbenstange 20 umgreifende Klemmbuchse 58 auf. Die Klemmbuchse 58 wird wiederum von einem Ringkolben 60 umgriffen. Zum Verriegeln der Kolbenstange 20 wird der Ringkolben 60 mit einer Federkraft eines Federpakets 62 in Ansteigrichtung des Durchmessers der konusförmigen Klemmbuchse 58 verschoben. Zum Entriegeln ist der Ringkolben 60 mit einem Steuerdruck entgegen der Federkraft beaufschlagbar, wobei der Steuerdruck über eine Steuerleitung 64 zwischen dem Rückschlagventil 44 und dem Wegeventil 6 von der Pumpenleitung 3 abgegriffen ist.
  • Bei beispielsweise einem Defekt der Pumpe wird die Steuerschaltung 1 über den von der Pumpe geladenen Hydrospeicher 45 mit einem kontinuierlich fallenden Systemdruck versorgt, bis der Druckschalter 37 die Stromversorgung 32, 34 des Wegeventils 6 unterbricht. Der Kolben 19 mit der Kolbenstange 20 des Zylinders 2 wird dann aufgrund der Fail-Safe-Stellung c des Wegeventils 6 in die Fail-Safe-Position nach links in 2 verschoben. Bei einem Abfallen des Systemdrucks sinkt auch der an dem Ringkolben 60 der Stangenklemmvorrichtung 56 wirkende Steuerdruck. Überwiegen die Federkräfte des Federpakets 62 auf dem Ringkolben 60 über den Druckkräften des Steuerdrucks, so wird dieser verschoben und die Kolbenstange 20 über die Klemmbuchse 58 mechanisch geklemmt. Somit ist der Zylinder 2 in der Fail-Safe-Position fest gehaltert.
  • Alternativ könnte die Steuerschaltung derart ausgebildet sein, dass die Fail-Safe-Position des Zylinders 2 die eingefahrene Position der Kolbenstange 20 ist.
  • Offenbart ist eine hydraulische Steuerschaltung mit einem Zylinder, der einen Kolben hat, der den Zylinder in einen Ring und einen Zylinderraum unterteilt. Der Kolben ist über ein elektrisch betätigbares Wegeventil durch eine Vielzahl von Stellungen steuerbar, wobei ein Ventilschieber des Wegeventils in Richtung einer Fail-Safe-Stellung federbeaufschlagt ist. In der Fail-Safe-Stellung wird zum Verfahren des Kolbens in eine Fail-Safe-Position der erste Druckraum des Zylinders über das Wegeventil zu einem Tank entlastet und der Kolben über dem zweiten Druckraum über das Wegeventil mit einem Systemdruck beaufschlagt.
  • 1
    Steuerschaltung
    2
    Zylinder
    3
    Pumpenleitung
    4
    Tankleitung
    6
    Wegeventil
    16
    Arbeitsleitung
    18
    Arbeitsleitung
    19
    Kolben
    20
    Kolbenstange
    21
    erster Druckraum bzw. Ringraum
    22
    zweiter Druckraum bzw. Zylinderraum
    26
    Feder
    28
    Elektro-Magnet
    30
    Ansteuerelektronik
    32
    Stromversorgung
    34
    Stromversorgung
    36
    Steuerstromkreis
    37
    Druckschalter
    38
    Schaltrelais
    40
    Druckleitung
    42
    Feder
    44
    Rückschlagventil
    45
    Hydrospeicher
    46
    Druckbegrenzungsventil
    48
    Drosselventil
    50
    Sperrventil
    52
    Rückschlagventil
    54
    Steuerleitung
    56
    Stangenklemmvorrichtung
    58
    Klemmbuchse
    60
    Ringkolben
    62
    Federpaket
    64
    Steuerleitung
    T
    Tankanschluss
    P
    Pumpenanschluss
    TW
    Tankanschluss
    A, B
    Arbeitsanschluss
    PW
    Druckanschluss
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1413810 A1 [0002, 0002]

Claims (12)

  1. Hydraulische Steuerschaltung, insbesondere für eine Windkraftanlage, mit einem Zylinder (2), der einen Kolben (19) hat, der den Zylinder (2) in einen ersten und zweiten Druckraum (21, 22) unterteilt, und wobei der Zylinder (2) über ein elektrisch betätigbares Wegeventil (6) ansteuerbar ist, wobei ein Ventilschieber des Wegeventils (6) in Richtung einer Fail-Safe-Stellung (c) federbeaufschlagt ist, in der zum Verfahren des Kolbens (19) in eine Fail-Safe-Position der erste Druckraum (21) des Zylinders (2) über das Wegeventil (6) zu einem Tank entlastet und der Kolben (19) über den zweiten Druckraum (22) über das Wegeventil (6) mit einem Arbeitsdruck beaufschlagt ist.
  2. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei an einem Druckanschluss (P) des Wegeventils (6) eine Pumpenleitung (3) mit einem ersten Rückschlagventil (44) angeschlossen ist, und zwischen dem ersten Rückschlagventil (44) und dem Druckanschluss (P) eine Verbindung zu einem Hydrospeicher (45) abzweigt.
  3. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Druckschalter (37), der bei einem Systemdruckabfall eine Stromversorgung (32, 34) des Wegeventils (6) unterbricht.
  4. Hydraulische Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Verriegelungsvorrichtung (52, 56), die den Kolben (19) des Zylinders (2) verriegelt.
  5. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 4, wobei die Verriegelungsvorrichtung (52) ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (52) ist, das zwischen dem zweiten Zylinderraum (22) und einem Arbeitsanschluss (B) des Wegeventils (6) zur Verhinderung einer Druckentlastung des zweiten Zylinderraums (22) bei einer Fail-Safe-Stellung (c) des Wegeventils (6) angeordnet ist, wobei die Steuerleitung (54) zum Entsperren des Rückschlagventils (52) von der Pumpenleitung (3) zwischen dem Rückschlagventil (44) und dem Wegeventil (6) abzweigt.
  6. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 4, wobei die Verriegelungsvorrichtung (56) eine Stangenklemmvorrichtung (56) zur mechanischen Klemmung einer Kolbenstange (20) des Zylinders (2) ist.
  7. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 6, wobei die Stangenklemmvorrichtung (56) eine konusförmige, die Kolbenstange (20) umgreifende Klemmbuchse (58) aufweist, die wiederum von einem Ringkolben (60) umgriffen ist, wobei der Ringkolben (60) von einer Federkraft von Federn (62) zum Verriegeln der Kolbenstange (20) in Ansteigrichtung des Durchmessers der konusförmigen Klemmbuchse (58) und zum Entriegeln mit einem Steuerdruck entgegen der Federkraft beaufschlagbar ist, wobei der Steuerdruck über eine Steuerleitung (64) zwischen dem ersten Rückschlagventil (44) und dem Wegeventil (6) von der Pumpenleitung (3) abgegriffen ist.
  8. Hydraulische Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Wegeventil (6) ein 4-Wegeventil, das neben der Fail-Safe-Stellung (c) entgegen der federvorgespannten Richtung zwei weitere Stellungen (a, b) zum Ein- und Ausfahren der Kolbenstange (20) des Zylinders (2) und eine Sperrstellung (0) aufweist.
  9. Hydraulische Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Druckschalter (37) über eine Druckleitung (40) zwischen dem Rückschlag- und dem Wegeventil (44, 6) mit der Pumpenleitung (3) verbunden ist und wobei ein Kolben des Druckschalters (37) über eine einstellbare Feder (42) entgegen der Druckkraft des Systemdrucks beaufschlagt ist.
  10. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 9, wobei der Druckschalter (37) an der Stromversorgung (32, 34) des Wegeventils (6) mit einem Steuerstromkreis (36) angeschlossen ist, und wobei in dem Steuerstromkreis (36) ein Schaltrelais (38) in Reihe zum Druckschalter (37) angeordnet ist, das bei einer Unterbrechung des Steuerstromkreises (36) durch den Druckschalter (37) aufgrund eines Systemdruckabfalls die Stromversorgung (32, 34) des Wegeventils (6) unterbricht.
  11. Hydraulische Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei ein Druckbegrenzungsventil (46) den Systemdruck zwischen dem Rückschlag- und dem Wegeventil (44, 6) in der Pumpenleitung (3) begrenzt, und wobei zur gesteuerten Systemdruckentlastung ein verstellbares Drosselventil (48) und ein elektrisch betätigbares Sperrventil (50) jeweils parallel zum Druckbegrenzungsventil (46) angeordnet sind.
  12. Hydraulische Steuerschaltung nach Anspruch 12, wobei der Zylinder (2) zur hydraulischen Verstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage eingesetzt ist.
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