DE102015203065A1

DE102015203065A1 - actuator

Info

Publication number: DE102015203065A1
Application number: DE102015203065.2A
Authority: DE
Inventors: Mario Wolf; Klaus Gabel
Original assignee: Fertigungsgeratebau A Steinbach & Co KG GmbH
Current assignee: Fertigungsgeratebau A Steinbach & Co KG GmbH
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor, insbesondere zur Verwendung in einem Prüfstand, der beispielsweise bei der Entwicklung und Prüfung von Automobilkomponenten, zum Beispiel der Lenkung, Fahrwerkskomponenten, usw., eingesetzt wird. Im Rahmen der Erfindung wird ein hydraulischer Betätigungsabschnitt und ein Drehbetätigungsabschnitt gekoppelt.The present invention relates to an actuator, in particular for use in a test stand, which is used for example in the development and testing of automotive components, such as the steering, suspension components, etc., used. In the invention, a hydraulic actuating portion and a rotary actuating portion is coupled.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor, insbesondere zur Verwendung in einem Prüfstand, der beispielsweise bei der Entwicklung und Prüfung von Automobilkomponenten, zum Beispiel der Lenkung, Fahrwerkskomponenten, usw., eingesetzt wird.The present invention relates to an actuator, in particular for use in a test stand, which is used for example in the development and testing of automotive components, such as the steering, suspension components, etc., used.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik sind Prüfeinheiten bekannt, die einen Linearaktor und einen Rotoraktor umfassen. Allerdings handelt es sich hierbei um mechanisch entkoppelte Systeme, die bspw. beim Einsatz für Prüfzwecke zu deutlichen Nachteilen führen. Rein beispielhaft soll an dieser Stelle auf Trägheiten und Umkehrspiele verwiesen werden.In the prior art test units are known which comprise a linear actuator and a rotor actuator. However, these are mechanically decoupled systems, which, for example, lead to significant disadvantages when used for test purposes. Purely by way of example, reference is made here to inertias and backlashes.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aktor bereitzustellen, mit dem die oben genannten Probleme behoben werden können, und der bei minimalen Spiel- und Trägheitseinflüssen höhere Regelgüten erreicht.The aim of the present invention is to provide an actuator with which the abovementioned problems can be remedied, and which achieves higher control qualities with minimal play and inertial influences.

Der Gegenstand des Anspruchs 1 stellt einen derartigen Aktor bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.The subject-matter of claim 1 provides such an actuator. Further preferred embodiments are listed in the dependent claims.

Ein Gedanke der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydraulische Betätigungsabschnitt und einen Drehbetätigungsabschnitt mechanisch zu koppeln. Hierzu wird eine Welle vorgesehen, an der sowohl der hydraulische Betätigungsabschnitt als auch der Drehbetätigungsabschnitt angreift, so dass die Welle sowohl axial bewegt als auch rotatorisch betätigt werden kann.An idea of the present invention is to mechanically couple a hydraulic operating portion and a rotary operating portion. For this purpose, a shaft is provided, on which both the hydraulic actuating portion and the rotary actuating portion engages, so that the shaft can be both axially moved and rotationally actuated.

Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung einen Aktor bereit, insbesondere zur Verwendung in einem Prüfstand, welcher Aktor aufweist: eine Welle, die sich zumindest abschnittsweise durch einen hydraulischen Betätigungsabschnitt erstreckt, welcher hydraulische Betätigungsabschnitt eingerichtet ist, die Welle axial zu bewegen, wobei sich die Welle ferner zumindest abschnittsweise durch einen Drehbetätigungsabschnitt erstreckt, welcher Drehbetätigungsabschnitt einen Stator aufweist, und ein im Drehbetätigungsabschnitt an der Welle befestigter Läufer vorgesehen ist.In particular, the present invention provides an actuator, in particular for use in a test stand, which actuator comprises: a shaft extending at least in sections through a hydraulic actuating portion, which hydraulic actuating portion is adapted to move the shaft axially, wherein the shaft further at least partially extending through a Drehbetätigungsabschnitt, which Drehbetätigungsabschnitt has a stator, and provided in the Drehbetätigungsabschnitt on the shaft rotor is provided.

Nachdem sowohl der hydraulische Betätigungsabschnitt als auch der Drehbetätigungsabschnitt direkt an der Welle angreifen, und somit eine hybride Drehhubeinheit darstellen, wird ein gekoppeltes System bereitgestellt. Auf diese Weise können Spiel- und Trägheitseinflüsse minimiert und somit deutlich höhere Regelgüten erreicht werden. Folglich lassen sich Prüfdynamiken mit hohen Anforderungen umsetzen. Rein beispielhaft kann die Welle um 40mm axial bewegt und dabei frei gedreht werden.After both the hydraulic actuating portion and the rotary actuating portion directly engage the shaft, and thus constitute a hybrid rotary lifting unit, a coupled system is provided. In this way, game and inertial effects can be minimized and thus significantly higher control qualities can be achieved. Consequently, test dynamics can be implemented with high requirements. By way of example, the shaft can be moved axially by 40mm and thereby freely rotated.

Die Wahl eines hydraulischen Antriebs als Linearaktor und eines elektrischen Antriebs, insbesondere Servomotor/ Torquemotor, als Rotoraktor gewährleistet hierbei den Anforderungen entsprechend eine maximale Leistungsdichte und eine äußerst kompakte Bauart.The choice of a hydraulic drive as a linear actuator and an electric drive, in particular servomotor / torque motor, as a rotor actuator ensures the requirements of a maximum power density and an extremely compact design.

Erfindungsgemäß wird bevorzugt im Bereich des Drehbetätigungsabschnitts ein Torquemotor als bürstenloser Wechselstrommotor verwendet. Somit stellt der Drehbetätigungsabschnitt einen langsam umlaufenden bzw. momententenstarken Antrieb bereit.According to the invention, a torque motor is preferably used as a brushless AC motor in the region of the rotary actuating section. Thus, the rotary actuating portion provides a slow-rotating or momententenstarken drive.

Im Rahmen der Erfindung ist der Drehbetätigungsabschnitt bevorzugt ein sogenannter Innenläufer, bei dem der Rotor an der Welle und der Stator am Gehäuse angebracht ist (bzw. das Gehäuse selbst den Stator darstellt).In the context of the invention, the rotary actuating section is preferably a so-called internal rotor, in which the rotor is mounted on the shaft and the stator is mounted on the housing (or the housing itself constitutes the stator).

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Welle durch hydrostatische Lager gelagert, wobei insbesondere im hydraulischen Betätigungsabschnitt zwei hydrostatische Lager vorgesehen sind. Durch Einsatz der hydrostatischen Lager kann eine hochgenaue Verstellbewegung sichergestellt werden. Darüber hinaus weisen hydrostatische Lager gute Dämpfungseigenschaften auf.In a preferred embodiment of the present invention, the shaft is supported by hydrostatic bearings, two hydrostatic bearings being provided in particular in the hydraulic actuating portion. By using the hydrostatic bearings, a highly accurate adjustment can be ensured. In addition, hydrostatic bearings have good damping properties.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Welle eine Kolbenstange sowie eine an der Kolbenstange angebrachte, insbesondere angeschraubte, Kolbenstangenverlängerung aufweist. Dieser Aufbau erleichtert die Montage des kompakt ausgebildeten Aktors.Furthermore, it is preferred that the shaft has a piston rod and a piston rod extension attached to the piston rod, in particular bolted on. This structure facilitates the assembly of the compact designed actuator.

Es ist bevorzugt, dass die Kolbenstange und/oder die Kolbenstangenverlängerung als Hohlwelle ausgebildet sind. Somit wird eine Gewichtsreduzierung erreicht, und es ist möglich, einen Stift eines linearen Messsystems abschnittsweise in die Kolbenstangenverlängerung (oder auch die Kolbenstange) einzuführen, um eine axiale Bewegung der Welle zu erfassen.It is preferred that the piston rod and / or the piston rod extension are formed as a hollow shaft. Thus, a weight reduction is achieved, and it is possible to insert a pin of a linear measuring system sections in the piston rod extension (or the piston rod) to detect an axial movement of the shaft.

In einer Ausführungsform umfasst der hydraulische Betätigungsabschnitt ein insbesondere zylinderförmiges oder eckiges Gehäuse, welches Gehäuse zwei in axialer Richtung beabstandete Hydraulikleitungen aufweist, wobei in jeweils einer der Hydraulikleitungen eine Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird, um die Welle axial zu bewegen. Dabei weist die Welle, insbesondere die Kolbenstange, zwischen den Öffnungen der Hydraulikleitungen einen größeren Durchmesser auf. Die wechselweise Betätigung der Hydraulikleitungen erfolgt bevorzugt mittels eines Servoventils.In one embodiment, the hydraulic actuating portion comprises a particular cylindrical or angular housing, which housing has two axially spaced hydraulic lines, wherein in each case one of the hydraulic lines, a hydraulic fluid is supplied to move the shaft axially. In this case, the shaft, in particular the piston rod, between the openings of the hydraulic lines a larger diameter. The alternate actuation of the hydraulic lines is preferably carried out by means of a servo valve.

Dabei ist es bevorzugt, dass jede Hydraulikleitung mit einem Pulsationsdämpfer fluidmäßig in Kontakt steht. Somit kann eine hochgenaue axiale Verstellbewegung sichergestellt werden.It is preferred that each hydraulic line is fluidly in contact with a pulsation damper. Thus, a high-precision axial adjustment can be ensured.

In einer Ausführungsform ist es ferner vorgesehen, dass am Gehäuse eine Ventilbaugruppe mit einem Basiskörper angebracht ist, welche Ventilbaugruppe ein Servoventil umfasst, um wechselweise einen Zustrom einer Hydraulikflüssigkeit zu einer der Hydraulikleitungen bereitzustellen.In one embodiment, it is further provided that a valve assembly is mounted on the housing with a base body, which valve assembly comprises a servo valve to provide alternately an inflow of hydraulic fluid to one of the hydraulic lines.

Ferner ist es bevorzugt, dass der Läufer im Bereich des Drehbetätigungsabschnitts beabstandet zur Welle vorgesehen ist. In einer konkreten Ausführungsform ist hierbei ein Abstandshalter an der Kolbenstange vorgesehen. Durch den Abstandshalter und einen Vorsprung der Kolbenstangenverlängerung, die einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange aufweist, wird ein Träger gehalten, um den der Läufer gewickelt ist.Furthermore, it is preferred that the rotor is provided at a distance from the shaft in the region of the rotary actuating section. In a concrete embodiment, a spacer is provided on the piston rod. By the spacer and a projection of the piston rod extension, which has a larger diameter than the piston rod, a support is held, around which the rotor is wound.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Läufer in axialer Richtung entlang der Welle derart, dass sich der Läufer an Endpunkten der axialen Bewegung der Welle innerhalb des Stators befindet. Somit wird stets eine volle elektrische Überdeckung gewährleistet, so dass stets die gesamte Motorleistung (Drehzahl und Drehmoment) zur Verfügung steht.In a further embodiment of the invention, the rotor extends in the axial direction along the shaft such that the rotor is located at end points of the axial movement of the shaft within the stator. Thus, a full electrical coverage is always guaranteed, so that always the entire engine power (speed and torque) is available.

Außerdem kann der Stator an einem Innenumfang eines zylinderförmigen oder eckigen Gehäuses des Drehbetätigungsabschnitts vorgesehen sein. Somit wird eine kompakte Bauform mit einer geringen Anzahl an Komponenten bereitgestellt.In addition, the stator may be provided on an inner periphery of a cylindrical or angular housing of the rotary operation section. Thus, a compact design with a small number of components is provided.

Der erfindungsgemäße Aktor kann ferner ein Messsystem aufweisen, wobei das Messsystem ein rotatorisches Messsystem zur Erfassung einer Drehbewegung der Welle sowie ein lineares Messsystem zur Erfassung einer axialen Bewegung der Welle aufweist. Die vom Messsystem ermittelten Daten können zur Ansteuerung den hydraulischen Betätigungsabschnitt für eine axiale Bewegung der Welle sowie den Drehbetätigungsabschnitt für eine Drehbewegung der Welle eingesetzt werden.The actuator according to the invention may further comprise a measuring system, wherein the measuring system comprises a rotary measuring system for detecting a rotational movement of the shaft and a linear measuring system for detecting an axial movement of the shaft. The data determined by the measuring system can be used to control the hydraulic actuating portion for an axial movement of the shaft and the rotary actuating portion for a rotational movement of the shaft.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine perspektivische Sicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 Figure 3 is a perspective view of a preferred embodiment of the present invention.

2 ist eine Schnittansicht, die den Aktor mit eingefahrener Kolbenstange zeigt. 2 is a sectional view showing the actuator with retracted piston rod.

3 ist eine Schnittansicht, die den Aktor mit ausgefahrener Kolbenstange zeigt. 3 is a sectional view showing the actuator with the piston rod extended.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Figuren eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Elemente oder Baugruppen können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auszubilden.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Other modifications of certain elements or assemblies mentioned in this context may each be individually combined with each other to form new embodiments.

Der Aktor 1 umfasst, wie in 3 angedeutet, mehrere Abschnitte, nämlich einen Linearaktor 100 (hydraulischen Betätigungsabschnitt), einen Rotoraktor 200 (Drehbetätigungsabschnitt) sowie ein Messsystem 300. Durch diese Abschnitte erstreckt sich zumindest teilweise eine Kolbenstange 10 bzw. eine fest mit der Kolbenstange 10 verbundene Kolbenstangenverlängerung 20. Die Kolbenstange 10 sowie die Kolbenstangenverlängerung werden auch als Welle bezeichnet.The actor 1 includes, as in 3 indicated, several sections, namely a linear actuator 100 (Hydraulic operating section), a rotor actuator 200 (Rotary actuation section) and a measuring system 300 , At least partially, a piston rod extends through these sections 10 or one fixed to the piston rod 10 connected piston rod extension 20 , The piston rod 10 and the piston rod extension are also referred to as a shaft.

Die Kolbenstange 10 ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet. Obwohl die Kolbenstange 10 in der vorliegenden Ausführungsform einstückig ausgebildet ist, kann diese auch aus mehreren Einzelelementen zusammengesetzt sein.The piston rod 10 is preferably formed as a hollow shaft. Although the piston rod 10 formed in one piece in the present embodiment, this may also be composed of a plurality of individual elements.

An einem Endabschnitt des Aktors 1 ragt die Kolbenstange 10 – zumindest im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange – hervor. An diesem Ende der Kolbenstange 10 ist eine Befestigungsplatte 30 mittels Schrauben 31 montiert. Die Befestigungsplatte 30 kann mit einem nicht dargestellten Prüfgegenstand verbunden werden, der durch den Aktor 1 mittels einer linearen und/oder rotatorischen Bewegung der Kolbenstange 10 entsprechenden Bewegungen, Kräften und/oder Momenten in diesen Richtungen ausgesetzt werden soll. Die mit der Kolbenstange 10 durchführbaren Bewegungen sind in 1 mittels entsprechenden Pfeilen gekennzeichnet, und die Linearbewegung der Kolbenstange 10 ist ferner aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ersichtlich. Rein beispielhaft kann die Kolbenstange 10 um 40mm bewegt und dabei frei gedreht werden.At an end portion of the actuator 1 protrudes the piston rod 10 - At least in the extended state of the piston rod - out. At this end of the piston rod 10 is a mounting plate 30 by means of screws 31 assembled. The mounting plate 30 can be connected to a test object, not shown, by the actuator 1 by means of a linear and / or rotational movement of the piston rod 10 corresponding movements, forces and / or moments in these directions should be suspended. The with the piston rod 10 feasible movements are in 1 marked by appropriate arrows, and the linear movement of the piston rod 10 is also from a synopsis of 2 and 3 seen. Purely by way of example, the piston rod 10 can be moved by 40 mm and thereby rotated freely.

Der Linearaktor 100 (hydraulischer hydrostatischer Linearaktors bzw. Servozylinder) umfasst eine Ventilbaugruppe 110. Die Ventilbaugruppe 110 weist eine Basis 111 sowie ein an der Basis 111 montiertes Servoventil 112 auf. Ferner sind an der Basis 111 Anschlüsse vorgesehen (lediglich ein Anschluss 113 ist in 1 dargestellt), über die jeweils eine Hydraulikflüssigkeit zugeführt oder abgeführt werden kann. Dabei gelangt die Hydraulikflüssigkeit in eine erste Leitung 114 bzw. eine zweite Leitung 115, die sich durch die Basis 111 der Ventilbaugruppe 110 erstrecken. Mit den Leitungen 114, 115 ist jeweils ein an der Basis 111 montierter Pulsationsdämpfer 116 verbunden, der Pulsationen der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der jeweiligen Leitung 114, 115 dämpft. Dies ermöglicht eine hochgenaue Betätigung der Kolbenstange 10.The linear actuator 100 (Hydraulic hydrostatic linear actuator or servo cylinder) comprises a valve assembly 110 , The valve assembly 110 has a base 111 as well as one at the base 111 assembled servo valve 112 on. Further, at the base 111 Connections provided (only one connection 113 is in 1 represented), via which in each case a hydraulic fluid can be supplied or removed. The hydraulic fluid enters a first line 114 or a second line 115 moving through the base 111 the valve assembly 110 extend. With the wires 114 . 115 is one at the base 111 mounted pulsation damper 116 connected, the pulsations of the hydraulic fluid within the respective line 114 . 115 attenuates. This allows a highly accurate operation of the piston rod 10 ,

Um eine kompakte Bauform des Aktors 1 bereitzustellen, sind die Pulsationsdämpfer 116 an einer gleichen Seite der Basis 111 befestigt, und erstrecken sich hiervon in – zu dieser Seite der Basis 111 – schrägen Richtungen.To have a compact design of the actuator 1 to provide, are the Pulsationsdämpfer 116 on the same side of the base 111 attached, and extend from it in - to this side of the base 111 - oblique directions.

Die Ventilbaugruppe 110 ist an einem zylinderförmig ausgebildeten Gehäuse 120 montiert. Innerhalb des Gehäuses 120 sind Leitungen 121, 122 vorgesehen, die in radialer Richtung verlaufen und mit der ersten Leitung 114 bzw. der zweiten Leitung 115 der Ventilbaugruppe 110 verbunden sind.The valve assembly 110 is on a cylinder-shaped housing 120 assembled. Inside the case 120 are lines 121 . 122 provided, which extend in the radial direction and with the first line 114 or the second line 115 the valve assembly 110 are connected.

Somit kann jeweils eine Hydraulikflüssigkeit zur Kolbenstange 10 geleitet werden, um eine lineare Bewegung der Kolbenstange 10 herbeizuführen. Hierzu weist die Kolbenstange 10 im Bereich zwischen den Öffnungen der Leitungen 121 und 122 einen vergrößerten Außendurchmesser auf, der mit gleichmäßig beabstandeten Umfangsnuten versehen ist.Thus, in each case a hydraulic fluid to the piston rod 10 be directed to a linear movement of the piston rod 10 bring about. For this purpose, the piston rod 10 in the area between the openings of the pipes 121 and 122 an enlarged outer diameter, which is provided with uniformly spaced circumferential grooves.

Beidseitig des Gehäuses 120 ist jeweils ein hydrostatisches Lager 130, 140 zur Abstützung der Kolbenstange 10 vorgesehen. Die hydrostatischen Lager 130, 140 weisen jeweils einen in axialer Richtung verlaufenden Kanal 132 bzw. 142 auf, die mittels eines im Gehäuse 120 vorgesehenen Kanal 123 miteinander verbunden sind. Die Kanäle 132, 123, 142 stellen ein Leckölsystem dar, und führen das Lecköl nach den hydrostatischen Lagern zusammen und zurück.On both sides of the housing 120 each is a hydrostatic bearing 130 . 140 for supporting the piston rod 10 intended. The hydrostatic bearings 130 . 140 each have a channel extending in the axial direction 132 respectively. 142 on, by means of one in the housing 120 provided channel 123 connected to each other. The channels 132 . 123 . 142 represent a leak oil system, and bring the leak oil together after the hydrostatic bearings and back.

Seitlich des hydrostatischen Lagers 130 ist ein Befestigungsring 150 vorgesehen, der einen Dichtungsring 155 mit Dichtungselementen aufnimmt, welche Dichtungselemente mit der Kolbenstange 10 in Kontakt stehen. Anschließend an den Befestigungsring 150 ist eine Abdeckplatte 160 angeordnet, die mittels mehrerer Schrauben, die durch Bohrungen im Befestigungsring 150 und Bohrungen 131 im hydrostatischen Lager 130 geführt sind, mit dem Gehäuse 120 verschraubt ist. Auf diese Weise werden die Abdeckplatte 160, der Befestigungsring 150 sowie das hydrostatische Lager 140 gegen das Gehäuse 120 gedrückt und somit fixiert.Side of the hydrostatic bearing 130 is a fixing ring 150 provided, which is a sealing ring 155 with sealing elements receives which sealing elements with the piston rod 10 stay in contact. Then to the mounting ring 150 is a cover plate 160 arranged by means of several screws passing through holes in the mounting ring 150 and drilling 131 in the hydrostatic bearing 130 are guided, with the housing 120 is screwed. In this way, the cover plate 160 , the fastening ring 150 as well as the hydrostatic bearing 140 against the case 120 pressed and thus fixed.

Seitlich des hydrostatischen Lagers 140 ist an der dem Gehäuse 120 abgewandten Seite ein Zwischenring 170 vorgesehen. Der Zwischenring 170 ist mittels mehrerer Schrauben, die durch Bohrungen 141 des hydrostatischen Lagers 140 gelangen, mit dem Gehäuse 120 verbunden. Auf diese Weise werden der Zwischenring 170 und das hydrostatische Lager 140 gegen das Gehäuse 120 gedrückt und somit fixiert.Side of the hydrostatic bearing 140 is on the case 120 opposite side an intermediate ring 170 intended. The intermediate ring 170 is by means of several screws through holes 141 hydrostatic bearing 140 arrive, with the housing 120 connected. In this way, the intermediate ring 170 and the hydrostatic bearing 140 against the case 120 pressed and thus fixed.

Der Zwischenring 170 weist ferner einen in Richtung des Außenumfangs des Zwischenrings 170 verlaufenden Kanal 172 sowie einen entsprechenden Anschluss 173 auf, welcher Kanal 172 mit dem Kanal 142 des hydrostatischen Lagers 140 in Verbindung steht. Am Anschluss 173 ist eine Verbindungsleitung 40 angeschlossen, über die das Lecköl nach den hydrostatischen Lagern zusammen und zurückgeführt wird.The intermediate ring 170 also has a direction in the direction of the outer circumference of the intermediate ring 170 running channel 172 as well as a corresponding connection 173 on which channel 172 with the channel 142 hydrostatic bearing 140 communicates. At the connection 173 is a connection line 40 connected via which the leak oil to the hydrostatic bearings together and returned.

Innerhalb des Zwischenrings 170 ist ferner ein Dichtungsring 175 mittels Schrauben angebracht, dessen Dichtungselemente mit der Kolbenstange 10 in Kontakt stehen. Somit wird der Linearaktor 100 mit dem Dichtungsring 155 und dem Dichtungsring 155 geschlossen, wobei die Dichtungselemente dieser Dichtungsringe eine axiale Beweglichkeit der Kolbenstange 10 gestatten.Inside the intermediate ring 170 is also a sealing ring 175 mounted by means of screws whose sealing elements with the piston rod 10 stay in contact. Thus, the linear actuator 100 with the sealing ring 155 and the sealing ring 155 closed, wherein the sealing elements of these sealing rings axial mobility of the piston rod 10 allow.

Nachfolgend wird der Rotoraktor 200 sowie dessen Aufbau näher erläutert.The following is the rotor actuator 200 and its structure explained in more detail.

Der Rotoraktor 200 umfasst ein Gehäuse 210, das gleichzeitig als Statorträger dient, und an seiner Innenseite einen Stator 215 aufnimmt. Das Gehäuse 210 ist mittels mehrerer Schrauben 211 mit dem Zwischenring 170 verbunden.The rotor actuator 200 includes a housing 210 , which also serves as a stator, and on its inside a stator 215 receives. The housing 210 is by means of several screws 211 with the intermediate ring 170 connected.

Mittig im Gehäuse 210 bzw. mittig zum Stator 215 verläuft abschnittsweise die Kolbenstange 10, die innerhalb des Gehäuses 210 endet. Am Ende der Kolbenstange 10 ist die Kolbenstangenverlängerung 20 mittels Schrauben 21 befestigt. Hierzu sind in der als Hohlwelle ausgebildeten Kolbenstangenverlängerung 20 Öffnungen 22 vorbereitet, um die Schrauben 21 in axialer Richtung in die Kolbenstangenverlängerung 20 einzuführen und mit der ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten Kolbenstange 10 zu verschrauben.In the middle of the case 210 or in the middle of the stator 215 sections of the piston rod 10 inside the case 210 ends. At the end of the piston rod 10 is the piston rod extension 20 by means of screws 21 attached. These are in the form of a hollow shaft piston rod extension 20 openings 22 prepared to the screws 21 in the axial direction in the piston rod extension 20 introduce and with the likewise designed as a hollow shaft piston rod 10 to screw.

Umlaufend um die Kolbenstange 10 ist ein Motorläufer 220 vorgesehen, welcher Motorläufer 220 in Zusammenwirkung mit dem Motorstator 110 eine Drehbewegung der Kolbenstange 10 initiiert. Der Motorläufer 220 ist dabei auf einem Träger 221 vorgesehen, der an einem Vorsprung 20A der Kolbenstangenverlängerung 20 und an einem Abstandshalter 222 fixiert ist, welcher Abstandshalter 222 auf die Kolbenstange aufgepresst wurde. Somit wird der Motorläufer beabstandet zum Außenumfang der Kolbenstange 10 gehalten.All around the piston rod 10 is a motor rotor 220 provided, which motor rotor 220 in cooperation with the motor stator 110 a rotational movement of the piston rod 10 initiated. The motor rotor 220 is on a carrier 221 provided at a projection 20A the piston rod extension 20 and on a spacer 222 is fixed, which spacer 222 was pressed onto the piston rod. Thus, the motor rotor is spaced from the outer periphery of the piston rod 10 held.

An der dem Zwischenring 170 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 210 ist ein Ring 310 mit dem Gehäuse 210 verschraubt, welcher Ring 310 ferner einen Dichtungsring 315 aufnimmt, dessen Dichtungselemente mit der Kolbenstangenverlängerung 20 in Kontakt stehen. Der Ring 310 ist über einen Kanal 311, in dem ein Luftfilterelement aufgenommen ist, mit einer Hydraulikleitung 50 versehen, die mit einem Anschluss 312 verbunden ist. Am Anschluss 312 ist die Hydraulikleitung 50 angebracht, die mit der Ventilbaugruppe 110 in Verbindung steht und außerhalb des Gehäuses 210 und beabstandet hierzu verläuft.At the intermediate ring 170 opposite side of the housing 210 is a ring 310 with the housing 210 screwed, which ring 310 also a sealing ring 315 absorbs its sealing elements with the piston rod extension 20 stay in contact. The ring 310 is over a channel 311 in which an air filter element is received, with a hydraulic line 50 provided with a connection 312 connected is. At the connection 312 is the hydraulic line 50 attached to the valve assembly 110 communicates and outside the case 210 and spaced runs for this purpose.

Benachbart zum Ring 310 ist ein weiteres hydrostatisches Lager 320 vorgesehen, welches die Kolbenstangenverlängerung 20 abgestützt. Innerhalb des hydrostatischen Lagers 320 verläuft in axialer Richtung eine Bohrung 321. Ferner weist das hydrostatische Lager 320 einen in axialer Richtung ausgerichteten Kanal 322 auf, über den das Lecköl nach den hydrostatischen Lager 320 zusammen und zurückgeführt wird. Die Kanäle 313 und 322, die miteinander in Verbindung stehen, sind über einen weiteren Kanal 332 im nachfolgenden beschriebenen Anschlussstück 330 mit einem Anschluss 333 verbunden. Das Anschlussstück 330 ist mit der Verbindungsleitung 40 fluidmäßig in Kontakt, so dass mit den bereits zu vor beschriebenen hydrostatischen Lagern 130, 140 des Linearaktors 100 ein gemeinsames Leckölsystem ausgebildet wird.Adjacent to the ring 310 is another hydrostatic bearing 320 provided, which is the piston rod extension 20 supported. Inside the hydrostatic bearing 320 runs in the axial direction a hole 321 , Furthermore, the hydrostatic bearing has 320 a channel aligned in the axial direction 322 over which the leak oil after the hydrostatic bearings 320 together and is returned. The channels 313 and 322 that communicate with each other are via another channel 332 in the connection piece described below 330 with a connection 333 connected. The connection piece 330 is with the connection line 40 fluidly in contact, so that with the previously described to hydrostatic bearings 130 . 140 of the linear actuator 100 a common leakage oil system is formed.

Benachbart zum hydrostatischen Lager 320 ist ein Anschlussstück 330 vorgesehen, das Durchgangsbohrungen 331 aufweist, in welche Durchgangsbohrungen 331 Schrauben eingeführt wird. Die Schrauben dringen entsprechend durch Bohrungen 331 des Anschlussstücks 330 sowie Bohrungen 321 des hydrostatischen Lagers 320, und sind in entsprechende Gewinde des Rings 310 eingeschraubt. Auf diese Weise wird das Anschlussstück 330 sowie das hydrostatische Lager 320 mit dem Ring 310 verspannt.Adjacent to the hydrostatic bearing 320 is a connector 330 provided, the through holes 331 has, in which through holes 331 Screw is introduced. The screws penetrate accordingly through holes 331 of the connector 330 as well as drilling 321 hydrostatic bearing 320 , and are in corresponding threads of the ring 310 screwed. This will be the fitting 330 as well as the hydrostatic bearing 320 with the ring 310 braced.

Innerhalb des Anschlussstücks 330 ist ein Dichtungsring 335 vorgesehen, der mittels Schrauben mit dem Anschlussstück 330 verbunden ist, welcher Dichtungsring 335 Dichtungselemente aufweist, die mit der Kolbenstangenverlängerung 20 in Kontakt stehen.Inside the connector 330 is a sealing ring 335 provided by means of screws with the connection piece 330 is connected, which sealing ring 335 Has sealing elements, with the piston rod extension 20 stay in contact.

Am Anschlussstück 330 ist ferner an der dem hydrostatischen Lager gegenüberliegenden Seite mittels Schrauben 334 ein Zylindergehäuse 340 befestigt, welches Zylindergehäuse 340 durch eine mittels Schrauben 342 angebrachten Abdeckung 341 verschlossen ist. Innerhalb des Zylindergehäuses 340 ist ein Hohlraum 343 ausgebildet. In diesen Hohlraum 343 dringt die Kolbenstangenverlängerung 20 ein.At the connection piece 330 is also on the opposite side of the hydrostatic bearing by means of screws 334 a cylinder housing 340 attached, which cylinder housing 340 through one by means of screws 342 attached cover 341 is closed. Inside the cylinder housing 340 is a cavity 343 educated. In this cavity 343 penetrates the piston rod extension 20 one.

An einem Endabschnitt der Kolbenstangenverlängerung 20 ist ein rotatorisches Messsystem 360 angebracht, mit dem eine Drehbewegung der Kolbenstangenverlängerung 20, und somit der Kolbenstange 10, erfasst werden kann.At one end portion of the piston rod extension 20 is a rotary measuring system 360 attached, with which a rotational movement of the piston rod extension 20 , and thus the piston rod 10 , can be recorded.

Insbesondere ist am Ende der Kolbenstangenverlängerung 20 eine Abdeckplatte 25 montiert, welche Abdeckplatte 25 mittig eine Durchgangsöffnung 25A aufweist. Am Endabschnitt der Kolbenstangenverlängerung 20 ist eine durch die Abdeckplatte 25 verdeckte Vertiefung 26 ausgebildet, die gegenüber dem Innendurchmesser der als hohle Welle ausgebildeten Kolbenstangenverlängerung 20 einen größeren Durchmesser aufweist. Auf dem derart ausgebildeten Absatz ist ein Messelement 27 montiert, welches Messelement 27 eine Durchgangsöffnung 27A aufweist.In particular, at the end of the piston rod extension 20 a cover plate 25 mounted, which cover plate 25 in the middle a passage opening 25A having. At the end of the piston rod extension 20 is one through the cover plate 25 concealed recess 26 formed opposite to the inner diameter of the hollow shaft formed as a piston rod extension 20 has a larger diameter. On the thus formed paragraph is a measuring element 27 mounted, which measuring element 27 a passage opening 27A having.

An der Abdeckung 341 ist mittig ein lineares Messsystem 350 befestigt, das einen Stift 355 aufweist, der durch die Abdeckung 341 dringt und sich ferner durch die Durchgangsöffnung 25A der Abdeckplatte 25 sowie die Durchgangsöffnung 27A des Messelements 27 erstreckt.At the cover 341 is in the middle a linear measuring system 350 attached, that a pen 355 that passes through the cover 341 penetrates and further through the passage opening 25A the cover plate 25 as well as the passage opening 27A of the measuring element 27 extends.

Somit kann durch das lineare Messsystem 350 eine lineare Relativbewegung zwischen dem an der Kolbenstangenverlängerung 20 montierten Messelement 27 und dem Stift 355 erfasst werden.Thus, through the linear measuring system 350 a linear relative movement between the piston rod extension 20 mounted measuring element 27 and the pen 355 be recorded.

Auch wenn im Rahmen der vorliegend beschriebenen Ausführungsform der Aktor 1 einen Linearaktor 100 (hydraulischen Betätigungsabschnitt), einen Rotoraktor 200 (Drehbetätigungsabschnitt) sowie ein Messsystem 300 in der genannten Reihenfolge aufweist, und die Kolbenstange aus dem Linearaktor hervorragt, kann es gemäß weiteren Modifikationen vorgesehen sein, den Rotoraktor, den Linearaktor und das Messsystem in dieser Reihenfolge vorzusehen.Even if in the context of the presently described embodiment, the actuator 1 a linear actuator 100 (Hydraulic operating section), a rotor actuator 200 (Rotary actuation section) and a measuring system 300 in the order mentioned, and the piston rod protrudes from the linear actuator, it may be provided according to further modifications to provide the rotor actuator, the linear actuator and the measuring system in this order.

Auch wenn im Rahmen der vorliegend beschriebenen Ausführungsform der Linearaktor 100 (hydraulischen Betätigungsabschnitt), der Rotoraktor 200 (Drehbetätigungsabschnitt) sowie das Messsystem 300 in axialer Richtung nacheinander vorgesehen sind, kann das Messsystem beispielsweise auch seitlich angebracht sein.Even if in the context of the presently described embodiment of the linear actuator 100 (hydraulic actuator section), the rotor actuator 200 (Turning operation section) and the measuring system 300 are provided in succession in the axial direction, the measuring system may be mounted laterally, for example.

Auch wenn der beschriebene Aktor 1 bevorzugt für Prüfzwecke eingesetzt wird, kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, den Aktor zum Bewegen von Bauteilen oder Elementen in einer Werkzeugmaschine oder einer anderen Maschine einzusetzen.Even if the described actuator 1 is preferably used for testing purposes, it may be provided according to another embodiment, to use the actuator for moving components or elements in a machine tool or other machine.

Claims

Actuator ( 1 ), in particular for use in a test stand, comprising: a shaft ( 10 . 20 ), which at least partially by a hydraulic operating section ( 100 ), which hydraulic actuating portion ( 100 ), the wave ( 10 . 20 ) to move axially, wherein the shaft ( 10 . 20 ) further at least in sections by a rotary actuating section ( 200 ), which rotary operation section (FIG. 200 ) a stator ( 215 ), wherein in the rotary actuation section ( 200 ) on the shaft ( 10 . 20 ) fixed runner ( 220 ) is provided.

Actuator ( 1 ) according to claim 1, wherein the shaft ( 10 . 20 ) by hydrostatic bearings ( 130 . 140 . 320 ) is mounted, in particular in the hydraulic operating section ( 100 ) two hydrostatic bearings ( 130 . 140 ) are provided.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 10 . 20 ) a piston rod ( 10 ) and one on the piston rod ( 10 ), in particular bolted, piston rod extension ( 20 ) having.

Actuator ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the piston rod ( 10 ) and / or the piston rod extension ( 20 ) are formed as a hollow shaft.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic actuating portion ( 100 ) a housing ( 120 ), which housing ( 120 ) two axially spaced hydraulic lines ( 121 . 122 ), wherein in each case one of the hydraulic lines ( 121 . 122 ) a hydraulic fluid is supplied to the shaft ( 10 . 20 ) to move axially.

Actuator ( 1 ) according to claim 5, characterized in that each hydraulic line ( 121 . 122 ) with a pulsation damper ( 116 ) is fluidly in contact.

Actuator ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that on the housing ( 120 ) a valve assembly ( 110 ) with a base body ( 111 ), which valve assembly ( 110 ) comprises a servo valve to alternately prevent an inflow of hydraulic fluid to one of the hydraulic lines ( 121 . 122 ).

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the runner ( 220 ) spaced from the shaft ( 10 . 20 ) is provided.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the runner ( 220 ) in the axial direction along the shaft ( 10 . 20 ) extends such that the rotor at end points of the axial movement of the shaft ( 10 . 20 ) within the stator ( 220 ) is located.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 215 ) of the rotary actuating section ( 200 ) on an inner circumference of a preferably cylindrical or angular housing ( 210 ) of the rotary actuating section ( 200 ) is provided.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 10 . 20 ) adjacent to the hydraulic actuator unit ( 100 protruding, wherein at the projecting end portion of the shaft ( 10 . 20 ) a mounting plate ( 30 ) is mounted for attachment of a specimen.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator further comprises a measuring system ( 300 ), wherein the measuring system ( 300 ) a rotary measuring system ( 360 ) for detecting a rotational movement of the shaft ( 10 . 20 ) as well as a linear measuring system ( 350 ) for detecting an axial movement of the shaft ( 10 . 20 ) having.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft is a piston rod ( 10 ) in the area ( 11 ) between openings of hydraulic lines ( 121 . 122 ) has an enlarged outer diameter, which is preferably provided with particular uniformly spaced circumferential grooves.

Actuator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary actuating section ( 200 ) is designed as a brushless AC motor.