DE102010022952B4 - Hydraulisches Antriebssystem für einen Aktuator - Google Patents

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Abstract

Hydraulische Antriebseinheit mit einem lineare oder rotatorische Bewegungen ausführenden Aktuator als Arbeitsmaschine, wobei der Aktuator zwei jeweils mit einer Pumpe und mit einem Tank verbindbare Anschlüsse (A, B) zum wechselseitigen Zuführen und Abführen eines Hydraulikmediums aufweist und jeder Anschluss (A, B) mit einem ihm zugeordneten und einen einen Arbeitsraum (20) zwischen einer Pumpstellung und einer Rückzugsstellung linear durchfahrenden Kolben (19) aufweisenden Pumpenelement (16, 17) verbunden ist und jedes Pumpenelement (16, 17) einerseits über eine Leitungsverbindung (39, 23) mit dem zugeordneten Anschluss (A, B) und andererseits über eine Tankleitung (24) mit dem Tank verbunden ist, und wobei welcher in die Verbindungsleitungen (39, 23) jeweils ein Rückschlagventil (25) mit einer zum Aktuator (10) gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist derart, dass bei unbetätigten Pumpenelementen (16, 17) die Anschlüsse (A, B) des Aktuators (10) gesperrt sind und die beiden Rückschlagventile (25) wechselseitig durch den Pumpvorgang entsperrbar sind derart, dass beim Pumpbetrieb des einen Pumpenelementes...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit mit einem lineare oder rotatorische Bewegungen ausführenden Aktuator als Arbeitsmaschine, wobei der Aktuator zwei jeweils mit einer Pumpe und mit einem Tank verbindbare Anschlüsse zum wechselseitigen Zuführen und Abführen eines Hydraulikmediums aufweist und jeder Anschluss mit einem ihm zugeordneten und einen einen Arbeitsraum zwischen einer Pumpstellung und einer Rückzugsstellung linear durchfahrenden Kolben aufweisenden Pumpenelement verbunden ist und jedes Pumpenelement einerseits über eine Leitungsverbindung mit dem zugeordneten Anschluss und andererseits über eine Tankleitung mit dem Tank verbunden ist, und wobei in die Verbindungsleitungen jeweils ein Rückschlagventil mit einer zum Aktuator gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist derart, dass bei unbetätigten Pumpenelementen die Anschlüsse des Aktuators gesperrt sind, wobei die beiden Rückschlagventile wechselseitig durch den Pumpvorgang entsperrbar sind derart, dass beim Pumpbetrieb des einen Pumpenelementes das in der dem anderen Pumpenelement zugeordneten Verbindungsleitung eingeschaltete Rückschlagventil geöffnet wird.
  • Soweit linear oder auch rotatorisch arbeitende Antriebseinheiten für das Aufbringen von hohen Kräften bei gleichzeitig großer Präzision der Aktuatorbewegung und für vergleichsweise geringe Stellgeschwindigkeiten ausgelegt Ventilanordnungen als unzureichend. Sowohl Pumpen in Verbindung mit einem nachgeschalteten, aktiv angesteuerten Ventilsystem, als auch richtungsumkehrbare Pumpen mit dem notwendigen passiv angesteuerten Ventilsystem stellen insgesamt vergleichsweise komplexe Einheiten dar, bei denen zudem die realisierten Volumenströme für bestimmte Anwendungen erheblich überdimensoniert sind.
  • Aus der EP 1 985 854 A2 ist eine hydraulische Antriebseinheit mit den eingangs genannten gattungsgemäßen Merkmalen bekannt, bei welcher den beiden Zylinderräumen eines einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisenden Aktuators jeweils ein Pumpenelement zugeordnet ist, um den Kolben des Aktuators in dessen beiden Richtungen zu bewegen. Bei der bekannten Antriebseinheit ist den beiden Zylinderräumen jeweils ein hydraulischer Schaltungsstrang mit einem darin eingeschalteten Pumpenelement zugeordnet. Zwischen dem Zylinderraum und dem zugeordneten Pumpenelement ist jeweils ein Rückschlagventil mit einer zum Aktuator gerichteten Durchlassrichtung angeordnet, welches mittels des beim Pumpbetrieb des in dem jeweils anderen Schaltungsstrang angeordneten Pumpenelements erzeugten Drucks entsperrbar ist und somit den Abflussweg für das aus dem betreffenden Zylinderraum verdrängte Hydraulikmedium freigibt. Die beiden zwischen den jeweiligen Zylinderräumen des Aktuators und dem zugeordneten Pumpenelement innerhalb der Schaltungsstränge angeordneten Verbindungsleitungen sind über ein UND-Ventil miteinander sowie mit einer an den Tank angeschlossenen Entspannungsleitung als Saugleitung verbunden. In die Entspannungsleitung eines jeden Schaltungsstranges ist zusätzlich ein weiteres, von dem Pumpenelement des jeweils anderen Schaltungsstranges entsperrbares Rückschlagventil eingeschaltet, um einen hydraulischen Kurzschluss über das UND-Ventil zwischen den beiden Schaltungssträngen zu vermeiden. Hierzu ist jedes entsperrbare Rückschlagventil an seiner Sperrseite mit der Druckseite des jeweils anderen Pumpenelementes und an seiner Öffnungsseite mit einer Saugleitung verbunden, wobei zur Entsperrung jedes Rückschlagventils eine unmittelbar von dem zugeordneten Pumpenelement aktivierte Betätigungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Im Rahmen der bekannten Schaltung ist vorgesehen, dass das bei der Bewegung des Kolbens im Aktuator aus dem jeweiligen Zylinderraum verdrängte Hydraulikmedium über die angeschlossene Verbindungsleitung und die davon abgehende und über das UND-Ventil geführte Leitung in den Tank geleitet und insoweit im Bypass an dem dem betreffenden Zylinderraum zugeordneten Pumpenelement vorbei geleitet wird. Dabei ist durch die Anordnung eines zusätzlichen Leitungsweges mit einem darin zusätzlich eingeschalteten entsperrbaren Rückschlagventil dafür Sorge getragen, dass der vorher in dem entsprechenden Schaltungsstrang noch anstehende hohe Druck schnell abgebaut wird.
  • Soweit die bekannte Antriebseinheit mit der ihr zugeordneten Schaltungsanordnung einen völlig anderen technischen Zweck bei der Auslegung der Schaltungsanordnung verfolgt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit mit den eingangs genannten Merkmalen so auszulegen, dass der Antriebseinheit bei einem einfachen, robusten und kostengünstigen Aufbau der zugeordneten Schaltung sehr kleine Volumenströme eines Hydraulikmediums mit hoher Dosiergenauigkeit und hohem Druck zugeleitet werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass wechselseitig das beim Pumpbetrieb des einen Pumpenelementes mit Zufuhr von Hydraulikmedium zu dem einen Zylinderraum des Aktuators das aus dem anderen Zylinderraum abgeführte Hydraulikmedium über das durch den Pumpbetrieb entsperrte Rückschlagventil, den Arbeitsraum des anderen Pumpenelementes und den daran ausgebildeten Abfuhranschluss mit angeschlossener Tankleitung in den Tank geleitet wird, wobei bei dem jeweils unbetätigten Pumpenelement ein Pumpanschluss und ein Abfuhranschluss von dem in seiner Rückzugsstellung stehenden Kolben jeweils freigegeben sind, und wobei einerseits eine Verbindung zwischen der Tankleitung und dem Arbeitsraum des Pumpenelementes als Ansaugweg für das aus dem Tank beim Pumpbetrieb des Pumpenelementes heranzuführende Hydraulikmedium vorgesehen ist und andererseits zwischen der zugeordneten Verbindungsleitung und dem Anschluss des Aktuators eine die Verbindungsleitung mit der Tankleitung verbindende Brücke mit einem darin als Rückschlagventil mit einer zur Tankleitung gerichteten Durchlassrichtung ausgebildeten Überdruckventil vorgesehen ist.
  • Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass im Vergleich mit der bekannten Antriebseinheit auf die Anordnung des UND-Ventils sowie die im Bypass gelegte Abführanordnung sowie auf die zusätzliche Leitungsanordnung zum schnellen Druckabbau verzichtet ist und im Rahmen der vereinfachten Schaltung nun das Hydraulikmedium sowohl beim Pumpbetrieb als auch beim Abführen aus dem betreffenden Zylinderraum über das zugeordneten Pumpenelement geführt ist. Hierzu ist eine gemeinsame Schaltungsanordnung mit entsprechend vorgesehenen Leitungswegen und darin eingeschalteten Ventilen vorgesehen. Diese Schaltungsanordnung weist zunächst eine Leitungsanordnung zwischen dem Pumpanschluss des Pumpenelementes und dem zugeordneten Anschluss des Aktuators und eine den Abfuhranschluss des Pumpenelementes mit dem Tank verbindende Tankleitung auf, wobei Pumpanschluss und Abfuhranschluss bei unbetätigtem Pumpenelement in der Rückzugstellung des Kolbens jeweils freigegeben sind. Zur Einrichtung des erforderlichen Ansaugweges für das beim Pumpbetrieb aus dem Tank heranzuführende frische Hydraulikmedium beim Rückhub des Kolbens im Pumpenelement ist vorgesehen, dass eine Verbindung zwischen der Tankleitung und dem Arbeitsraum des Pumpenelementes vorgesehen ist. Weiterhin ist eine Sicherheitsfunktion gegen auftretenden Überdruck in der Schaltungsanordnung dadurch vorgesehen, dass zwischen der zugeordneten Verbindungsleitung und dem Anschluss des Aktuators eine die Verbindungsleitung mit der Tankleitung verbindende Brücke mit einem darin als Rückschlagventil mit einer zur Tankleitung gerichteten Durchlassrichtung ausgebildete Überdruckventil vorgesehen ist. Entsteht beispielsweise in dem zugeordneten Zylinderraum des Aktuators ein Überdruck, so setzt sich dieser Überdruck bis zu dem in der an dem Zylinderraum angeschlossenen Verbindungsleitung befindlichen Rückschlagventil fort, welches den weiteren Abflussweg sperrt. Bei entsprechendem Überdruck wird jedoch das in der vor dem Rückschlagventil abgehenden Brücke angeordnete Rückschlagventil geöffnet, so dass der Überdruck zum Tank abfließen kann, Gleiches gilt für einen durch die Pumpbewegung des Pumpenelementes entstehenden Überdruck, der in der Verbindungsleitung bei geöffnetem Rückschlagventil auf den Anschluss des Aktuators wirkt. Kann hier der Druck nicht aufgenommen werden, baut sich der Druck ebenfalls durch eine Öffnung des in die Brück eingeschalteten Überdruckventils und den Ablauf des Hydraulikmediums ab.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur wechselseitigen Entsperrung der Rückschlagventile eine wechselseitig von jedem Pumpenelement beaufschlagbare Betätigungseinheit vorgesehen, welche als ein zwischen den beiden Verbindungsleitungen als Bestandteil der zugeordneten Leitungsanordnung der Schaltungsanordnung angeordneter und beidseitig von dem in den Verbindungsleitungen jeweils anstehenden Druck verschiebbarer Kolben ausgebildet ist, der mittels beidseitig an ihm angebrachter Stößel in seinen ausgelenkten Stellungen jeweils das in die Verbindungsleitung eingeschaltete Rückschlagventil öffnet. Eine derartige Betätigungseinheit ist in ihrem Aufbau aus der DE 1256383 B bekannt.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen Tankleitung und dem Arbeitsraum als eine zwischen der jedem der beiden Pumpenelemente zugeordneten Verbindungsleitung und der zugehörigen Tankleitung velaufende Saugleitung mit einem als Rückschlagventil mit einer zur Verbindungsleitung gerichteten Durchlassrichtung ausgebildeten Saugventil ausgebildet ist. Hierbei entsteht beim Rückhub des Kolbens ein in der Verbindungsleitung wirkender Unterdruck, der zu einer Öffnung des Saugventils führt, so dass aus dem Tank über die Tankleitung, die Rücklaufleitung und das Saugventil sowie die zugeordnete Leitungsanordnung frisches Hydraulikmedium in den Arbeitsraum des Pumpenelementes strömt.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die gesonderte Rücklaufleitung mit dem darin eingeschalteten Saugventil vermieden und durch eine besondere Ausbildung des Kolbens ersetzt. Hierzu ist vorgesehen, dass der in dem Arbeitsraum eines jeden Pumpenelementes angeordnete Kolben zweiteilig mit einem ersten, einen Durchlasskanal aufweisenden Kolbenteil und einem zweiten, relativ dazu beweglichen und den Durchlasskanal des ersten Kolbenteils in der Pumpstellung verschließenden und in der Rückzugsstellung freigebenden zweiten Kolbenteil ausgebildet ist, wobei der Kolbenweg des ersten Kolbenteils derart begrenzt ist, dass der erste Kolbenteil den Abfuhranschluss des Arbeitsraumes in keiner Kolbenstellung verschließt. Zunächst ist bei unbetätigtem Pumpenelement der Abflussweg für das Hydraulikmedium aus dem zugeordneten Zylinderraum des Aktuators über die angeschlossene Verbindungsleitung, den Durchlasskanal des in einer Stellung vor dem Abfuhranschluss des Pumpenelementes festgelegten ersten Kolbenteils und den vom zweiten Kolbenteil freigegebenen Abfuhranschluss und die Tankleitung gegeben. Bei seiner Pumpbewegung fährt der zweite Kolbenteil vor, verschließt dabei den Durchlasskanal des ersten Kolbenteils und führt gemeinsam mit diesem die Pumpbewegung aus. Beim Rückhub des Kolbens löst sich der zweite Kolbenteil von dem durch Federkraft bis zu seiner Wegbegrenzung nachfolgenden ersten Kolbenteil, wobei bei Freigabe des Abfuhranschlusses frisches Hydraulikmedium vom Tank über die Tankleitung in den Arbeitsraum des Pumpenelementes strömen und sich hier über den Durchlasskanal des ersten Kolbenteils verteilen kann. Eine derartige Kolbenpumpe mit einem zweiteilig aufgebauten Kolben ist beispielsweise aus der DE 10 2006 027 514 A1 bekannt.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kolben der beiden Pumpenelemente jeweils über einen Linearmagneten für den Pumpbetrieb elektrisch bewegbar sind. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Kolben der beiden Pumpenelemente jeweils über eine vorgespannte Feder in ihrer Rückzugsstellung gehalten sind.
  • Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann im Hinblick auf eine kompakte Bauform vorgesehen sein, dass die beiden Pumpenelemente mit der gemeinsamen Schaltungsanordnung in einem gemeinsamen blockartigen Gehäuse mit darin eingebohrten Arbeitsräumen und Leitungswegen angeordnet sind, wobei in dem Gehäuse die beiden äußeren Tankanschlüsse und die mit den Anschlüssen des Aktuators zu verbindenden äußeren Anschlüsse ausgebildet sind.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
  • 1 Eine hydraulische Antriebseinheit mit einem linear arbeitenden Aktuator und einer zugeordneten, Pumpenelemente und Schaltungsanordnung aufweisenden Steuereinheit in einer schematischen Darstellung,
  • 2 die Steuereinheit gemäß 1 in einer schematischen Einzeldarstellung,
  • 3 die Steuereinheit gemäß 2 in einer anderen Ausführungsform.
  • Eine sich zunächst aus 1 ergebende hydraulische Antriebseinheit weist einen Arbeitszylinder 10 mit einem darin verschieblich angeordneten Kolben 11 mit einer Kolbenstange 12 auf. Über die Bewegung des Kolbens 11 mit Kolbenstange 12 sind entsprechende Stellbewegungen für angeschlossene Bauteile möglich, beispielsweise die Nachführung von Spiegeln in solarthermischen Kraftwerken. Der Kolben 11 unterteilt den Arbeitszylinder 10 in einen Zylinderraum 13 und in einen Zylinderraum 14, wobei den Zylinderräumen 13 und 14 Anschlüsse A und B zugeordnet sind, über die Hydraulikmedium für die Bewegung des Kolbens 11 entweder in den entsprechenden Zylinderraum zuführbar oder aufgrund der Verdrängung durch die Bewegung des Kolbens 11 aus dem Zylinderraum abführbar ist. Die entsprechende Beaufschlagung beziehungsweise Verschaltung der Anschlüsse A, B im Hinblick auf die Bewegungen des Kolbens 11 werden über eine an die Anschlüsse A, B angeschlossenen Steuereinheit 15 geregelt, die anhand der 2 und 3 in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen nachstehend beschrieben ist.
  • Wie sich zunächst aus 2 ergibt, ist jedem Anschluss A, B des Arbeitszylinders 10 ein eigenes Pumpenelement 16 beziehungsweise 17 zugeordnet, welches mit dem Anschluss A beziehungsweise B über eine gemeinsame Schaltungsanordnung 18 verbunden ist. Jedes Pumpenelement 16, 17 besteht aus einem in einem Arbeitsraum 20 längsverschiebbar angeordneten Kolben 19, wobei der Arbeitsraum 20 einen Pumpanschluss 21 und einen Abfuhranschluss 22 aufweist, Der Pumpanschluss 21 ist über eine Leitungsanordnung mit dem Anschluss A beziehungsweise B des Arbeitszylinders 10 verbunden, die aus einer ersten, an den Pumpanschluss 21 angeschlossenen Verbindungsleitung 39 und einer daran anschließenden Verbindungsleitung 23 besteht. Weiterhin ist der Abfuhranschluss 22 über eine Tankleitung 24 mit einem Tankanschluss T verbunden, Soweit dem Kolben 19 jedes Pumpenelementes 16, 17 ein Antrieb für dessen Hin- und Herbewegung zugeordnet ist, kann dieser Antrieb entweder aus einem den Kolben 19 aktiv in dessen beiden Bewegungsrichtungen bewegenden Antrieb bestehen; alternativ kann auch nur ein in die Pumpstellung des Kolbens wirkender Antrieb vorgesehen sein, wobei der Kolben 19 dann in seine Rückzugsstellung, die in 2 dargestellt ist, durch eine nicht dargestellte Rückstellfeder zurückgestellt wird. Jedenfalls ist der Arbeitsraum 20 mit insbesondere dem Abfuhranschluss 22 so eingerichtet, dass der Kolben 19 in seiner aus 2 ersichtlichen Rückzugsstellung den Abfuhranschluss 22 freigibt.
  • In die zwischen dem Pumpanschluss 21 und dem Anschluss A beziehungsweise B des Arbeitszylinders 10 verlaufende Leitungsanordnung ist zwischen der Verbindungsleitung 39 und der fortführenden Verbindungsleitung 23 ein Rückschlagventil 25 mit einer zum Anschluss A beziehungsweise B gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet. Dies bedeutet, dass bei der Pumpbewegung des Kolbens 19 das Hydraulikmedium von dem Pumpanschluss 21 über die Verbindungsleitung 39 bei gleichzeitiger Öffnung des Rückschlagventils 25 in den Anschluss A beziehungsweise B gefördert werden kann. In der Gegenrichtung dagegen ist der Anschluss A beziehungsweise B durch das Rückschlagventil 25 gesperrt, sodass bei stillstehendem Kolben 19 die Zylinderräume 13 beziehungsweise 14 des Arbeitszylinders 10 leckagefrei abgesperrt sind, sodass der Arbeitszylinder 10 in dieser Stellung hohe Haltekräfte aufbauen kann.
  • Damit bei einer Verstellung des Kolbens 11 im Arbeitszylinder 10 das aus dem zugeordneten Zylinderraum 13 beziehungsweise 14 verdrängte Hydraulikmedium trotz der Sperrung zwischen der Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 39 und der Verbindungsleitung 23 durch das eingeschaltete Rückschlagventil 25 abströmen kann, ist mittels einer Betätigungseinheit 26 dafür Sorge getragen, dass bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung des Pumpenanschlusses 21 an einem der Pumpenelemente 16, 17 das zwischen der dem Anschluss A beziehungsweise B zugeordneten Verbindungsleitung 23 und der Verbindungsleitung 39 der Leitungsanordnung eingeschaltete Rückschlagventil 25 aktiv geöffnet wird. Hierzu ist zwischen den beiden Verbindungsleitungen 39 von Pumpenelement 16 und Pumpenelement 17 eine diese verbindende Kolbenbohrung 29 angeordnet, in der ein Kolben 27 verschiebbar angeordnet ist. An seinen beiden Seiten tragt der Kolben 27 von ihm abragende Stößel 28, die das jeweils zwischen die beiden Verbindungsleitungen 39 und 23 eingeschaltete Rückschlagventil 25 im Sinne von dessen Öffnung in der nach der einen oder der anderen Seite ausgelenkten Stellung betätigen. Hierzu weisen die beiden Verbindungsleitungen 39 jeweils einen abgewinkelten Verlauf auf, sodass die beiden Rückschlagventile 25 hinsichtlich ihrer Öffnungsbewegung in eine Flucht mit den Stößeln 28 des Kolbens 27 gebracht sind.
  • Fördert beispielsweise das rechte Pumpenelement 16 Hydraulikmedium in die an ihm angeschlossene Verbindungsleitung 39, so steht dieser Druck auch an der rechten Kolbenfläche des Kolbens 27 an und verschiebt den Kolben 27 nach links in Richtung der dem Pumpenelement 17 zugeordneten Verbindungsleitung 39. Hierbei stößt der Stößel 28 des Kolbens 27 das Rückschlagventil 25 auf, sodass in dieser Stellung des Kolbens 27 der Anschluss A mit dem Arbeitsraum 20 des Pumpenelementes 17 verbunden ist. Da bei einem fördernden Pumpenelement 16 das Pumpenelement 17 unbetätigt ist und der Kolben 19 in der den Abfuhranschluss 22 freigebenden Rückzugsstellung steht, kann das vom Anschluss A über die Verbindungsleitungen 23 und 39 abfließende Hydraulikmedium über den Arbeitsraum 20, den Abfuhranschluss 22 und die Tankleitung 24 zum Tankanschluss T abfließen. Somit ist in dem Maße, wie der Kolben 11 des Arbeitszylinders 10 über die Druckbeaufschlagung des Anschlusses B bewegt wird, ein Abfluss des über den Anschluss A verdrängten Hydraulikmediums zum Tankanschluss T gegeben. Befinden sich beide Pumpenelemente 16, 17 in der Ruhestellung und deren Kolben 19 in der Rückzugsstellung, so sorgen die jeweiligen Federn der beiden Rückschlagventile 25 für eine Mittelstellung des Kolbens 27.
  • Soweit bei der Pumpbewegung des Pumpenelementes 16 beziehungsweise 17 beim Rückhub des Kolbens 19 frisches Hydraulikmedium vom Tankanschluss T in den Arbeitsraum 20 eingesaugt werden muss, ist hierzu zwischen der Tankleitung 24 und der Verbindungsleitung 39 eine Saugleitung 30 angeordnet, in die ein als Rückschlagventil mit einer zur Verbindungsleitung 39 gerichteten Durchlassrichtung ausgebildetes Saugventil 31 eingeschaltet ist. Beim Rückhub des Kolbens 19 in seine Rückzugsstellung kommt es zur Ausbildung eines Unterdrucks in der Verbindungsleitung 39, die zu einer Öffnung des Saugventils 31 führt, sodass frisches Hydraulikmedium von der Tankleitung 24 über die Verbindungsleitung 39 in den Arbeitsraum 20 des Pumpenelementes 16 beziehungsweise 17 einströmen kann.
  • Als eine Sicherheitsfunktion ist zwischen dem Anschluss A beziehungsweise B und dem Rückschlagventil 25 noch eine von der Verbindungsleitung 23 abgehende und mit der Tankleitung 24 verbundene Brücke 32 angeordnet, in die ein als Rückschlagventil mit einer zur Tankleitung 24 gerichteten Durchlassrichtung ausgebildetes Überdruckventil 33 angeordnet ist. Die Feder dieses Überdruckventils 33 ist auf eine entsprechende Druckschwelle eingestellt. Herrscht beispielsweise am Anschluss B des Arbeitszylinders 10 ein Überdruck, dessen Entweichen über das Rückschlagventil 25 nicht möglich ist, so kann der Überdruck über die Brücke 32 bei Öffnung des Überdruckventils 33 zum Tankanschluss T abgebaut werden. Gleiches gilt, wenn der vom Pumpenelement 16 beziehungsweise 17 gepumpte Volumenstrom nicht in den angeschlossenen Zylinderraum 13 beziehungsweise 14 des Arbeitszylinders 10 eintreten kann und dadurch ein Überdruck entsteht, der ebenfalls durch die Öffnung des Überdruckventils 33 abbaubar ist.
  • Das in 3 dargestellte, alternative Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend zu 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass auf die Anordnung der Saugleitung 30 mit Saugventil 31 verzichtet ist. Stattdessen ist der Kolben 19 des jeweiligen Pumpenelementes 16 beziehungsweise 17 zweiteilig mit einem ersten Kolbenteil 34 und einem zweiten Kolbenteil 36 ausgebildet. In dem ersten Kolbenteil 34 ist eine Durchlassbohrung 35 angeordnet, die von dem zweiten Kolbenteil 36 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 19 beziehungsweise dessen Arbeitsweise geöffnet oder geschlossen wird. Der mögliche Kolbenweg des ersten Kolbenteils 34 ist durch einen Absatz 37 begrenzt, der so angeordnet ist, dass in allen Stellungen des ersten Kolbenteils 34 der Abfuhranschluss 22 des Arbeitsraumes 20 frei bleibt. Der erste Kolbenteil 34 ist von einer Druckfeder 38 in Richtung des zweiten Kolbenteils vorgespannt. Der zweite Kolbenteil 36 ist seinerseits wie zu 2 beschrieben von einem zugeordneten Antrieb im Sinne seiner Pumpbewegung bewegbar.
  • Soweit in 3 die Stellung der beiden Kolbenteile 34, 36 bei der Pumpbewegung dargestellt sind, schiebt sich der zweite Kolbenteil 36 an den ersten Kolbenteil 34, verschließt dabei den Durchlasskanal 35, sodass der zweiteilige Kolben 19 bei seinem Vorschub das in dem Arbeitsraum 20 anstehende Hydraulikmedium über die Verbindungsleitungen 39 und 23 der Leitungsanordnung zum Anschluss A beziehungsweise 13 des Arbeitszylinders 10 ausschiebt. Bei dem Rückhub im Rahmen der Förderbewegung löst sich der zweite Kolbenteil 36 von dem ersten Kolbenteil 34 und gibt dadurch dessen Durchlasskanal 35 frei. Soweit die Druckfeder 38 den ersten Kolbenteil 34 bis zu dessen Anlage am Absatz 37 nachführt, gibt der zweite Kolbenteil bei seiner Rückbewegung den Abfuhranschluss 22 frei, sodass frisches Hydraulikmedium über die Tankleitung 24 in den Arbeitsraum 20 einströmen und sich über den Durchlasskanal 35 des ersten Kolbenteils 34 im gesamten Arbeitsraum 20 verteilen kann, sodass im Arbeitsraum 20 für den nächsten Vorhub des zweiteiligen Kolbens 19 ausreichend Hydraulikmedium zur Verfügung steht. Die Freigabe des Durchflusskanals 35 während der Rückzugsbewegung des zweiten Kolbenteils 36 wird dadurch gewährleistet, dass die Rückwärtsbewegung des Kolbenteils 34 durch eine aus einem sich im Arbeitsraum 20 ergebenden Unterdruck resultierende Kraft gehemmt wird, welche der Federkraft der Druckfeder 38 entgegenwirkt.
  • Befinden sich die beiden Kolbenteile 34 und 36 bei stillstehenden Pumpenelementen 16 beziehungsweise 17 in ihrer Rückzugsposition beziehungsweise Anlageposition am Absatz 37, so ist die Verbindung zwischen dem Pumpanschluss 21 und dem Abfuhranschluss 22 über den Durchlasskanal 35 des ersten Kolbenteils 34 offen. In einer solchen Ruheposition beider Pumpenelemente 16, 17 etwaig aus dem Anschluss A beziehungsweise B des Arbeitszylinders 10 austretendes und in die Verbindungsleitung 23 eintretendes Hydraulikmedium kann wegen des geschlossenen Rückschlagventils 25 nicht zu den Pumpenelementen 16, 17 strömen, sondern wird bei Überschreiten des durch das Überdruckventil 33 vorgegebenen Drucks über die Brücke 32 zum Tankanschluss T gelenkt. Tritt bei einer Pumpbewegung auf der Seite des Anschlusses A aus dem Anschluss B des Arbeitszylinders 10 Hydraulikmedium in die Verbindungsleitung 23 ein, so ist aufgrund der Stellung des Kolbens 27 bei Pumpbewegung des Pumpenelementes 17 das Rückschlagventil 25 geöffnet, sodass das aus dem Anschluss B austretende Hydraulikmedium über die geöffneten Verbindungsleitungen 23 und 39 zum Arbeitsraum 20 des Pumpenelementes 16 und von hier aus, wie beschrieben, zum Tankanschluss T abströmen kann.

Claims (7)

  1. Hydraulische Antriebseinheit mit einem lineare oder rotatorische Bewegungen ausführenden Aktuator als Arbeitsmaschine, wobei der Aktuator zwei jeweils mit einer Pumpe und mit einem Tank verbindbare Anschlüsse (A, B) zum wechselseitigen Zuführen und Abführen eines Hydraulikmediums aufweist und jeder Anschluss (A, B) mit einem ihm zugeordneten und einen einen Arbeitsraum (20) zwischen einer Pumpstellung und einer Rückzugsstellung linear durchfahrenden Kolben (19) aufweisenden Pumpenelement (16, 17) verbunden ist und jedes Pumpenelement (16, 17) einerseits über eine Leitungsverbindung (39, 23) mit dem zugeordneten Anschluss (A, B) und andererseits über eine Tankleitung (24) mit dem Tank verbunden ist, und wobei welcher in die Verbindungsleitungen (39, 23) jeweils ein Rückschlagventil (25) mit einer zum Aktuator (10) gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist derart, dass bei unbetätigten Pumpenelementen (16, 17) die Anschlüsse (A, B) des Aktuators (10) gesperrt sind und die beiden Rückschlagventile (25) wechselseitig durch den Pumpvorgang entsperrbar sind derart, dass beim Pumpbetrieb des einen Pumpenelementes (16, 17) das in der dem anderen Pumpenelement (16, 17) zugeordneten Verbindungsleitung (39, 23) eingeschaltete Rückschlagventil (25) geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass wechselseitig das beim Pumpbetrieb des einen Pumpenelementes (16, 17) mit Zufuhr von Hydraulikmedium zu dem einen Zylinderraum (13, 14) des Aktuators (10) das aus dem anderen Zylinderraum (13, 14) abgeführte Hydraulikmedium über das durch den Pumpbetrieb entsperrte Rückschlagventil (25), den Arbeitsraum (20) des anderen Pumpenelementes (16, 17) und den daran ausgebildeten Abfuhranschluss (22) mit angeschlossener Tankleitung (24) in den Tank geleitet wird, wobei bei dem jeweils unbetätigten Pumpenelement (16, 17) ein Pumpanschluss (21) und ein Abfuhranschluss (22) von dem in seiner Rückzugsstellung stehenden Kolben (19) jeweils freigegeben sind, und wobei einerseits eine Verbindung (35) zwischen der Tankleitung (24) und dem Arbeitsraum (20) des Pumpenelementes (16, 17) als Ansaugweg für das aus dem Tank beim Pumpbetrieb des Pumpenelementes (16, 17) heranzuführende Hydraulikmedium vorgesehen ist und andererseits zwischen der zugeordneten Verbindungsleitung (39, 23) und dem Anschluss (A, B) des Aktuators (10) eine die Verbindungsleitung (39, 23) mit der Tankleitung (24) verbindende Brücke (32) mit einem darin als Rückschlagventil mit einer zur Tankleitung (24) gerichteten Durchlassrichtung ausgebildeten Überdruckventil (33) vorgesehen ist.
  2. Hydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur wechselseitigen Entsperrung der Rückschlagventile (25) eine wechselseitig von jedem Pumpenelement (16, 17) beaufschlagbare Betätigungseinheit (26) vorgesehen ist, welche als ein zwischen den beiden Verbindungsleitungen (39 und 23) als Bestandteil der zugeordneten Leitungsanordnung der Schaltungsanordnung (18) angeordneter und beidseitig von dem in den Verbindungsleitungen (39) jeweils anstehenden Druck verschiebbarer Kolben (27) ausgebildet ist, der mittels beidseitig an ihm angebrachter Stößel (28) in seinen ausgelenkten Stellungen jeweils das in die Leitungsanordnung (Verbindungsleitungen 39 und 23) eingeschaltete Rückschlagventil (25) öffnet.
  3. Hydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Tankleitung (24) und dem Arbeitsraum (20) als eine zwischen der jedem der beiden Pumpenelemente (16, 17) zugeordneten Verbindungsleitung (39) und der zugehörigen Tankleitung (24) velaufende Saugleitung (30) mit einem als Rückschlagventil mit einer zur Verbindungsleitung (39) gerichteten Durchlassrichtung ausgebildeten Saugventil (31) ausgebildet ist.
  4. Hydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Verbindung zwischen der Tankleitung (24) und dem Arbeitsraum (20) der in dem Arbeitsraum (20) eines jeden Pumpenelementes (16, 17) angeordnete Kolben (19) zweiteilig mit einem ersten, einen Durchlasskanal (35) aufweisenden Kolbenteil (34) und einem zweiten, relativ dazu beweglichen und den Durchlasskanal (35) des ersten Kolbenteils (34) in der Pumpstellung verschließenden und in der Rückzugsstellung freigebenden zweiten Kolbenteil (36) ausgebildet ist, wobei der Kolbenweg des ersten Kolbenteils (34) derart begrenzt ist, dass der erste Kolbenteil (34) den Abfuhranschluss (22) des Arbeitsraumes (20) in keiner Kolbenstellung verschließt.
  5. Hydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (19) der beiden Pumpenelemente (16, 17) jeweils über einen Linearmagneten für den Pumpbetrieb elektrisch bewegbar sind.
  6. Hydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (19) der beiden Pumpenelemente (16, 17) jeweils über eine vorgespannte Feder in ihrer Rückzugsstellung gehalten sind.
  7. Hydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenelemente (16, 17) mit der gemeinsamen Schaltungsanordnung (18) in einem gemeinsamen blockartigen Gehäuse mit darin eingebohrten Arbeitsräumen und Leitungswegen angeordnet sind, wobei in dem Gehäuse die beiden äußeren Tankanschlüsse (T) und die mit den Anschlüssen (A, B) des Aktuators (10) zu verbindenden äußeren Anschlüsse (A, B) ausgebildet sind.
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