DE102017125749A1 - Electrohydraulic linear actuator - Google Patents
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Abstract
Das elektrohydraulische Linearstellglied umfasst eine einzelne motorisch drehend angetriebene Pumpeneinheit P. Die Pumpeneinheit P steht in Flüssigkeitsverbindung mit der Arbeitskammer des ersten Hydraulikzylinders Z1 und mit der Arbeitskammer des zweiten Hydraulikzylinders Z2, um diese abwechselnd mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen. Der erste und der zweite Hydraulikzylinder Z1, Z2 sind jeweils angrenzend an die Pumpeneinheit P einander in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnet und weisen jeweils einen Kolben 12, 22 auf. Die Kolben 12, 22 sind über eine gemeinsame Kolbenstange 25 miteinander verbunden. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpeneinheit P wird der Kolben 12 des Hydraulikzylinders Z1 oder der Kolben 22 des Hydraulikzylinders Z2 kontrolliert bewegt und/oder mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt. The electro-hydraulic linear actuator comprises a single motor-driven pump unit P. The pump unit P is in fluid communication with the working chamber of the first hydraulic cylinder Z1 and with the working chamber of the second hydraulic cylinder Z2 to alternately supply them with hydraulic fluid. The first and second hydraulic cylinders Z1, Z2 are each disposed adjacent to the pump unit P in the axial direction opposite each other and each have a piston 12, 22 on. The pistons 12, 22 are connected to each other via a common piston rod 25. Depending on the direction of rotation of the pump unit P, the piston 12 of the hydraulic cylinder Z1 or the piston 22 of the hydraulic cylinder Z2 is moved in a controlled manner and / or subjected to a hydraulic pressure.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Linearstellglied in einer kompakten Bauweise, welches integral ausgebildet ist und mit dem eine mechanische Kraft und/oder eine Linearbewegung generierbar sowie auf mindestens eine verbindbare Abtriebsvorrichtung übertragbar ist. Des Weiteren betrifft vorliegende Erfindung eine Fügevorrichtung mit oben genanntem Linearstellglied, ein Herstellungsverfahren für dieses Linearstellglied sowie ein Betriebsverfahren für das Linearstellglied.The present invention relates to an electro-hydraulic linear actuator in a compact design, which is integrally formed and with which a mechanical force and / or a linear movement can be generated and transmitted to at least one connectable output device. Furthermore, the present invention relates to a joining device with the above-mentioned linear actuator, a manufacturing method for this linear actuator and an operating method for the linear actuator.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Im Stand der Technik werden Fügevorrichtungen zum Einbringen von Befestigungselementen unterschiedlicher Bauart in verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt. Ein Anwendungsgebiet ist der Automobil- und Fahrzeugbau. Da einerseits die Fügestellen immer schwerer zugänglich sind oder in der Nachbarschaft dieser Fügestellen nur ein geringer Installationsraum zur Verfügung steht, besteht ein praktisches Interesse, Fügevorrichtungen geringer Baugröße und geringer Störkontur bereitzustellen. Zudem wird durch dieses Interesse ebenfalls die Kombination von Fügevorrichtungen mit einem Roboterarm unterstützt. Denn eine Fügevorrichtung mit geringem Gewicht ist vorteilhaft für eine schnelle Bewegung eines Roboterarms und stellt geringere Anforderungen an dessen Auslegung und Stabilität. Die Dimensionen und das Gewicht einer Fügevorrichtung werden entscheidend durch die Antriebseinheit der Fügevorrichtung bestimmt. Neben Fügevorrichtungen sind aber auch in anderen Bereichen des Maschinen- und Werkzeugbaus Antriebseinheiten geringer Baugröße von Bedeutung. Diese reduzieren den Platzbedarf der Vorrichtungen und tragen durch geringeres Gewicht häufig zu mehr Energieeffizienz bei.In the prior art joining devices for introducing fasteners of different types are used in a variety of applications. One field of application is automotive and vehicle construction. Since on the one hand the joints are increasingly difficult to access or only a small installation space is available in the vicinity of these joints, there is a practical interest to provide joining devices of small size and low interference contour. In addition, this interest also supports the combination of joining devices with a robotic arm. Because a joining device with low weight is advantageous for a fast movement of a robot arm and makes less demands on its design and stability. The dimensions and the weight of a joining device are decisively determined by the drive unit of the joining device. In addition to joining devices but drive units of small size are also important in other areas of mechanical and tool engineering. These reduce the space requirements of the devices and often contribute to greater energy efficiency due to their lower weight.
Im Stand der Technik werden verschiedene Antriebskonzepte, beispielsweise zum Betrieb von Fügevorrichtungen verwendet. So beschreibt
Neben der elektrischen und der elektromagnetischen Lösung für ein Stellglied sind gerade die hydraulischen Stellantriebe von Bedeutung.
Einen hydraulischen Antrieb, der in Kombination mit einer hydraulischen Presse eingesetzt wird, beschreibt
Ein anderes Konzept offenbart
Bezugnehmend auf den oben diskutierten Stand der Technik ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, ein kompaktes elektrohydraulische Linearstellglied als Antriebseinheit für beispielsweise Fügevorrichtungen bereitzustellen, welches gerade ohne eine Verbindung mit einem externen Hydraulikreservoir und einer externen Hydraulikpumpe betreibbar ist. With reference to the prior art discussed above, it is the object of the present invention to provide a compact electro-hydraulic linear actuator as a drive unit for, for example, joining devices that is currently operable without connection to an external hydraulic reservoir and external hydraulic pump.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die obige Aufgabe wird durch ein elektrohydraulisches Linearstellglied gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, durch eine Fügevorrichtung mit einem derartigen elektrohydraulischen Linearstellglied gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14, durch ein Herstellungsverfahren für ein elektrohydraulisches Linearstellglied gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 15 sowie durch ein Betriebsverfahren für das elektrohydraulische Linearstellglied gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20 gelöst. Des Weiteren wird obige Aufgabe durch die Verwendung des elektrohydraulischen Linearstellglieds als Antriebseinheit in unterschiedlichen Gerätekonfigurationen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 23 gelöst. Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausgestaltungen vorliegender Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen.The above object is achieved by an electro-hydraulic linear actuator according to the independent claim 1, by a joining device with such an electro-hydraulic linear actuator according to the
Vorliegende Erfindung offenbart ein elektrohydraulisches Linearstellglied, welches integral ausgebildet ist und mit dem eine mechanische Kraft und/oder eine Linearbewegung generierbar sowie auf mindestens eine verbindbare Abtriebseinrichtung übertragbar ist. Das Linearstellglied weist die folgende Merkmale auf: eine motorisch drehend angetriebene Pumpeneinheit, diese Pumpeneinheit steht in Flüssigkeitsverbindung mit einer ersten Arbeitskammer eines ersten Hydraulikzylinders und mit einer zweiten Arbeitskammer eines zweiten Hydraulikzylinders, um diese abwechselnd mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, wobei der erste und der zweite Hydraulikzylinder jeweils angrenzend an die Pumpeneinheit einander in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils einen Kolben mit einer Kolbenstange aufweisen, sodass in Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Pumpeneinheit der erste Kolben des ersten Hydraulikzylinders oder der zweite Kolben des zweiten Hydraulikzylinders kontrolliert bewegbar und/oder mit einem Hydraulikdruck beaufschlagbar ist.The present invention discloses an electro-hydraulic linear actuator, which is integrally formed and with which a mechanical force and / or a linear movement can be generated and transmitted to at least one connectable output device. The linear actuator has the following features: a motor-rotatably driven pump unit, this pump unit is in fluid communication with a first working chamber of a first hydraulic cylinder and a second working chamber of a second hydraulic cylinder to supply them alternately with hydraulic fluid, wherein the first and the second hydraulic cylinder each adjacent to the pump unit are arranged opposite one another in the axial direction and each having a piston with a piston rod, so depending on a direction of rotation of the pump unit, the first piston of the first hydraulic cylinder or the second piston of the second hydraulic cylinder controlled movable and / or with a hydraulic pressure can be acted upon.
Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Linearstellglied stellt eine kompaktbauende und verschleißfreie Antriebseinheit dar. Dies ergibt sich bevorzugt aus der direkten Kombination einer zentralen Pumpeneinheit mit zwei direkt angrenzend daran angeordneten Hydraulikzylindern. Da in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpeneinheit eine Hydraulikflüssigkeit direkt in der ersten Arbeitskammer des ersten Hydraulikzylinders oder der zweiten Arbeitskammer des zweiten Hydraulikzylinders ohne einen aufwendigen Hydraulikkreislauf, ohne eine externe Hydraulikquelle und ohne eine externe Hydraulikpumpe zuführbar ist, stellt das erfindungsgemäß bevorzugte Linearstellglied eine in Bezug auf die Versorgung mit Hydraulikflüssigkeit autarke Antriebseinheit dar. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpeneinheit wird der erste Kolben des ersten Hydraulikzylinders oder der zweite Kolben des zweiten Hydraulikzylinders gezielt versetzt oder mit Kraft beaufschlagt. Entsprechend ist mindestens eine Abtriebseinrichtung, die mit dem ersten oder dem zweiten Kolben verbunden ist, gezielt antreibbar, um beispielsweise ein Fügeelement zu setzen, eine Konstruktion zu versetzen oder ein Bestandteil davon zu stellen oder eine verbundene Vorrichtung mit mechanischer Energie zu versorgen.The electrohydraulic linear actuator according to the invention represents a compactly constructed and wear-free drive unit. This preferably results from the direct combination of a central pump unit with two hydraulic cylinders arranged directly adjacent thereto. Since, depending on the direction of rotation of the pump unit, a hydraulic fluid can be fed directly into the first working chamber of the first hydraulic cylinder or the second working chamber of the second hydraulic cylinder without a complex hydraulic circuit, without an external hydraulic source and without an external hydraulic pump, the linear actuator preferred according to the invention relates to one Depending on the direction of rotation of the pump unit of the first piston of the first hydraulic cylinder or the second piston of the second hydraulic cylinder is selectively offset or applied with force to the supply of hydraulic fluid. Accordingly, at least one output device, which is connected to the first or the second piston, selectively driven to set, for example, a joining element, to put a construction or a part thereof or to provide a connected device with mechanical energy.
Vorzugsweise umfasst die Pumpeneinheit nur eine Pumpe. Diese einzelne Pumpe wird gemäß verschiedener Ausführungsform vorliegender Erfindung durch eine einzelne Innenzahnradpumpe oder eine einzelne Außenzahnradpumpe gebildet. Es ist ebenfalls bevorzugt, eine axial angeordnete mehrstufige Pumpeneinheit, vorzugsweise eine zweistufige Pumpeneinheit, zu verwenden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Pumpenstufe für einen Lasthub ausgelegt. Die zweite Pumpenstufe ist bevorzugt für einen Zustell- oder Rückstellhub konfiguriert. Diese unterschiedlichen Pumpenstufen werden dann gezielt nach dem zu erzeugenden Druckbereich oder einem bereitzustellendem Hydraulikvolumen der gepumpten Hydraulikflüssigkeit zu- und abgeschaltet.Preferably, the pump unit comprises only one pump. This single pump is formed by a single internal gear pump or a single external gear pump according to various embodiments of the present invention. It is also preferable to use an axially arranged multi-stage pump unit, preferably a two-stage pump unit. According to a preferred embodiment, the first pump stage is designed for a load stroke. The second pump stage is preferably configured for a delivery or return stroke. These different pump stages are then selectively switched on and off according to the pressure range to be generated or a hydraulic volume to be provided of the pumped hydraulic fluid.
Ebenfalls vorteilhaft für die Kompaktheit des Linearstellglieds sind die in axialer Richtung an einander gegenüberliegenden Seiten der Pumpeneinheit angeordneten Hydraulikzylinder jeweils mit einem versetzbaren Kolben. Die Hydraulikzylinder weisen bevorzugt zumindest dieselben Innendurchmesser auf. Dadurch ist gewährleistet, dass die erste Arbeitskammer des ersten Hydraulikzylinders und die zweite Arbeitskammer des zweiten Hydraulikzylinders das gleiche Fassungsvermögen bzw. Aufnahmevolumen für die Hydraulikflüssigkeit aufweist. Diese bevorzugte Dimensionierung der beiden Hydraulikzylinder gewährleistet einen Betrieb des Linearstellglieds, ohne dass ein Ausgleichsbehälter für Hydraulikflüssigkeit an das Linearstellglied angeschlossen sein muss. Zudem wird durch die Volumenkonstanz der hin- und hergepumpten Hydraulikvolumina ermöglicht, das Linearstellglied ohne Ventiltechnik zur Steuerung eines Zu- und Abflusses von Hydraulikflüssigkeit zu einem Tank oder Ausgleichsbehälter und/oder zu einer externen Hydraulikpumpe zu betreiben.Also advantageous for the compactness of the linear actuator are arranged in the axial direction on opposite sides of the pump unit hydraulic cylinder each with a displaceable piston. The hydraulic cylinders preferably have at least the same inner diameter. This ensures that the first working chamber of the first hydraulic cylinder and the second working chamber of the second hydraulic cylinder has the same capacity or receiving volume for the hydraulic fluid. This preferred dimensioning of the two hydraulic cylinders ensures operation of the linear actuator without having to connect a hydraulic fluid reservoir to the linear actuator. In addition, the volume constancy of the pumped-back hydraulic volumes makes it possible to operate the linear actuator without valve technology for controlling inflow and outflow of hydraulic fluid to a tank or surge tank and / or to an external hydraulic pump.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die beiden Hydraulikzylinder einander axial direkt gegenüberliegend, also zueinander fluchtend oder koaxial zueinander, angeordnet. Es ist ebenfalls bevorzugt, die beiden Hydraulikzylinder einander axial gegenüberliegend aber nicht koaxial zueinander anzuordnen. In letzterem Fall liegen somit die Mittelachsen der beiden Zylinder nicht auf einer gemeinsamen Geraden. In beiden Fällen ist es gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung bevorzugt, die Kolben der beiden Hydraulikzylinder über eine gemeinsame Kolbenstange miteinander zu verbinden. Basierend auf der Nutzung einer durchgehenden Kolbenstange wir bevorzugt eine Abtriebsstange über den Kolben des einen Hydraulikzylinders versetzt. Zur kontrollierten Rückstellung des Kolbens des einen Hydraulikzylinders wird der Kolben des anderen Hydraulikzylinders mit Druck beaufschlagt und in die entgegengesetzte Richtung versetzt. Dabei nimmt die gemeinsame Kolbenstange den verbundenen Kolben mit, ohne dass für eine Rückstellung des Kolbens ein Saugzustand im Hydraulikzylinder erzeugt werden muss. According to a further preferred embodiment of the present invention, the two hydraulic cylinders are axially directly opposite each other, that is, aligned or coaxial with each other, arranged. It is also preferable to arrange the two hydraulic cylinders axially opposite each other but not coaxially with each other. In the latter case, therefore, the central axes of the two cylinders are not on a common line. In both cases, it is preferred according to another embodiment of the invention to connect the pistons of the two hydraulic cylinders via a common piston rod together. Based on the use of a continuous piston rod, we preferably offset an output rod via the piston of a hydraulic cylinder. For controlled return of the piston of a hydraulic cylinder, the piston of the other hydraulic cylinder is pressurized and displaced in the opposite direction. In this case, the common piston rod takes the associated piston with, without having to be generated for a provision of the piston, a suction state in the hydraulic cylinder.
Sollte es für den Betrieb der beiden Hydraulikzylinder vorteilhaft sein, sind diese auch mit voneinander getrennten Kolbenstangen betreibbar.Should it be advantageous for the operation of the two hydraulic cylinders, these are also operable with separate piston rods.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Kolbenstange des ersten Kolbens und die Kolbenstange des zweiten Kolbens als eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden. Diese bevorzugte Konstruktion gewährleistet, dass über das gezielte Versetzen nur eines Kolbens mithilfe der gepumpten Hydraulikflüssigkeit ebenfalls der zweite nicht direkt mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagte Kolben versetzbar ist. Diese Konstruktion stellt somit bevorzugt ein gezieltes Zustellen einer Abtriebseinrichtung, vorzugsweise ein Stempel eines Setzgeräts, über das Versorgen des ersten Hydraulikzylinders mit Hydraulikflüssigkeit bereit. Wird der zweite Hydraulikzylinder gezielt mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, erfolgt über das Versetzen des zweiten Kolbens des zweiten Hydraulikzylinders ein Zurückstellen des ersten Kolbens des ersten Hydraulikzylinders, da der erste Kolben und der zweite Kolben über eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden sind. Somit ergeben sich Steuerungsvorteile für das erfindungsgemäß bevorzugte Linearstellglied ohne die Notwendigkeit einer aufwendigen Ventiltechnik.According to a preferred embodiment of the present invention, the piston rod of the first piston and the piston rod of the second piston are connected together as a common piston rod. This preferred construction ensures that the targeted displacement of only one piston by means of the pumped hydraulic fluid also the second not directly loaded with hydraulic fluid piston is displaceable. This construction thus preferably provides targeted delivery of an output device, preferably a punch of a setting device, via supplying the first hydraulic cylinder with hydraulic fluid. If the second hydraulic cylinder is specifically supplied with hydraulic fluid, the first piston of the first hydraulic cylinder is reset by displacing the second piston of the second hydraulic cylinder, since the first piston and the second piston are connected to one another via a common piston rod. This results in control advantages for the inventively preferred linear actuator without the need for a complex valve technology.
Des Weiteren ist es in Bezug auf diese Konstruktion bevorzugt, das gesamte Arbeitsvolumen an Hydraulikflüssigkeit innerhalb der ersten und der zweiten Arbeitskammer sowie im Pumpenraum der Pumpeneinheit zu speichern. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass erfindungsgemäß bevorzugte Linearstellglied über oft hinderliche lange Schläuche mit einem externen Reservoir an Hydraulikflüssigkeit zu verbinden. Denn der bevorzugt für die Rückstellung des ersten Hydraulikzylinders genutzte zweite Hydraulikzylinder, wird als Auffangzylinder für die vom ersten Hydraulikzylinder abgegebene Hydraulikflüssigkeit verwendet. Entsprechend schließen daher bevorzugt die erste und die zweite Arbeitskammer des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders zusammen mit der Pumpeneinheit ein geschlossenes Arbeitsvolumen an Hydraulikflüssigkeit ein, welches während eines Pumpenbetriebs zwischen den Arbeitskammern austauschbar ist.Furthermore, with respect to this construction, it is preferable to store the entire working volume of hydraulic fluid within the first and second working chambers and in the pumping space of the pump unit. As a result, it is not necessary for the preferred linear actuator according to the invention to be connected via often obstructive long hoses to an external reservoir of hydraulic fluid. For the second hydraulic cylinder preferably used for the return of the first hydraulic cylinder is used as a collecting cylinder for the hydraulic fluid discharged from the first hydraulic cylinder. Accordingly, preferably, the first and second working chambers of the first and second hydraulic cylinders together with the pump unit preferably include a closed volume of hydraulic fluid which is interchangeable between the working chambers during a pumping operation.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst die Pumpeneinheit eine elektrisch angetriebene Außenzahnradpumpe oder eine elektrisch angetriebene Innenzahnradpumpe, die über einen elektrischen Motor angetrieben ist.According to a further preferred embodiment of the present invention, the pump unit comprises an electrically driven external gear pump or an electrically driven internal gear pump, which is driven by an electric motor.
Bei Zahnradpumpen allgemein, zu denen die Außenzahnradpumpe genauso wie die Innenzahnradpumpe zählt, stehen die Verdrängerrotoren im treibenden Eingriff. Derartige Pumpen, die in ihren grundlegenden Konstruktionskonzepten bekannt sind, sind in ihrer Größe und Förderleistung gezielt auf den Anwendungsfall abstimmbar. In vorliegender Erfindung hat sich gerade als Vorteil erwiesen, dass die verwendete Außenzahnradpumpe oder die verwendete Innenzahnradpumpe einen nur begrenzten Platzbedarf aufweist, der sich gut mit den direkt angeschlossenen Hydraulikzylindern kombinieren lässt.With gear pumps in general, which include the external gear pump as well as the internal gear pump, the positive displacement rotors are in driving engagement. Such pumps, which are known in their basic design concepts are specifically tuned in their size and capacity to the application. In the present invention has just proven to be an advantage that the external gear pump or the internal gear pump used has only a limited space requirement, which can be combined well with the directly connected hydraulic cylinders.
Weiterhin bevorzugt wird die Außenzahnradpumpe oder die Innenzahnradpumpe durch einen elektrischen Direktantrieb, insbesondere einen Servomotor mit einem Rotorpaket und einem Statorpaket als Motorkomponenten, angetrieben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist die bevorzugte Innenzahnradpumpe von den Motorkomponenten konzentrisch umgeben. Es ist in gleicher Weise bevorzugt, den elektrischen Direktantrieb axial benachbart zur Pumpeneinheit anzuordnen. Diese elektrischen Motoren sind von Vorteil, da sie die Kontrolle der Winkelposition der Motorwelle und somit bevorzugt der Pumpenwelle sowie der Drehrichtung und Beschleunigung der Pumpe erlauben. Entsprechend sind gewünschte Hydraulikdrucksituationen bzw. bestimmte Versorgungssituationen der angeschlossenen Hydraulikzylinder mit Hydraulikflüssigkeit definiert ansteuerbar. Dies gewährleistet, dass entweder der Kolben des jeweils angesteuerten Arbeitszylinders definiert verschoben und/oder mit einer definierten Kraft beaufschlagt wird.Further preferably, the external gear pump or the internal gear pump is driven by an electric direct drive, in particular a servo motor with a rotor core and a stator core as engine components. According to a preferred embodiment of the present invention, the preferred internal gear pump is concentrically surrounded by the engine components. It is equally preferable to arrange the electric direct drive axially adjacent to the pump unit. These electric motors are advantageous because they allow the control of the angular position of the motor shaft and thus preferably the pump shaft and the direction of rotation and acceleration of the pump. Accordingly, desired hydraulic pressure situations or specific supply situations of the connected hydraulic cylinders can be controlled with hydraulic fluid. This ensures that either the piston of the respectively driven working cylinder is moved in a defined manner and / or subjected to a defined force.
In einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung umfasst die Außenzahnradpumpe oder die Innenzahnradpumpe mindestens zwei Drehachsen von drehbar angeordneten Zahnrädern, die parallel zur Kolbenstange des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders angeordnet sind. Die Drehachse der jeweils in einer Außenzahnradpumpe oder in einer Innenzahnradpumpe drehenden Zahnräder kann sowohl drehend als auch im Hinblick auf eine Drehung fest angeordnet sein. Dies stellt eine Grundlage für die kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Linearstellglieds zur Verfügung. Denn vorzugsweise wird eines der Zahnräder der Innenzahnradpumpe oder der Außenzahnradpumpe als Hohlwelle mit einer zentralen Öffnung ausgebildet und auf der durch den Pumpenraum der Pumpeneinheit laufenden Kolbenstange angeordnet. Während somit bevorzugt die Kolbenstange der Verbindung der beiden Kolben im ersten und zweiten Arbeitszylinder dient, bildet sie gleichzeitig auch eine stabile Drehachse für ein nicht treibendes Zahnrad in der Innenzahnradpumpe oder der Außenzahnradpumpe. Entsprechend ist Gewicht sowie Konstruktionsaufwand für das erfindungsgemäß bevorzugte Linearstellglied reduzierbar.In a further inventive preferred embodiment of the present invention, the external gear pump or the internal gear pump comprises at least two axes of rotation of rotatably arranged gears, which are parallel to the piston rod of the first and second Hydraulic cylinder are arranged. The axis of rotation of each rotating in an external gear pump or in an internal gear pump gears can be arranged both rotating and fixed with respect to a rotation. This provides a basis for the compact design of the linear actuator of the invention. For preferably one of the gears of the internal gear pump or the external gear pump is designed as a hollow shaft with a central opening and arranged on the running through the pump chamber of the pump unit piston rod. Thus, while preferably the piston rod of the compound of the two pistons in the first and second working cylinder, it also forms a stable axis of rotation for a non-driving gear in the internal gear pump or the external gear pump. Accordingly, weight and design complexity for the inventively preferred linear actuator can be reduced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst die Innenzahnradpumpe ein Ritzel, welches in einem drehend antreibenden Zahnkranz mit Innenverzahnung angeordnet ist. Zudem ist es bevorzugt, dass das Ritzel als Hohlwelle mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist und die gemeinsame Kolbenstange des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders in der zentralen Öffnung linear bewegbar angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the internal gear pump comprises a pinion, which is arranged in a rotationally driving toothed ring with internal toothing. In addition, it is preferred that the pinion is designed as a hollow shaft with a central opening and the common piston rod of the first and the second hydraulic cylinder is arranged to be linearly movable in the central opening.
Wie bereits oben angesprochen worden ist, bildet die bevorzugte durchgehende Kolbenstange, die den Kolben des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders verbindet, eine Drehachse für das Ritzel der Innenzahnradpumpe. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt das Ritzel als eine Hohlwelle vorgesehen, sodass die durchgehende Kolbenstange innerhalb der zentralen Öffnung der Hohlwelle angeordnet werden kann. Um diese bevorzugte Konstruktion nutzen zu können, ist der das Ritzel umgebende Zahnkranz mit Innenverzahnung über den bereits oben diskutierten elektrischen Motor, vorzugsweise ein Servomotor, drehbar angeordnet. Im Gegensatz zu bekannten Konstruktionsprinzipien von Innenzahnradpumpen hat sich der Antrieb der Innenzahnradpumpe über den Zahnkranz mit Innenverzahnung als vorteilhaft erwiesen. Denn diese Konstruktion ermöglicht, dass die durchgehende bevorzugte Kolbenstange die Drehachse für das zentrale Ritzel bereitstellt und gleichzeitig stabilisierend im Ritzel geführt wird.As already mentioned above, the preferred continuous piston rod connecting the pistons of the first and second hydraulic cylinders forms an axis of rotation for the pinion of the internal gear pump. For this purpose, it is preferable that the pinion is provided as a hollow shaft, so that the continuous piston rod can be arranged within the central opening of the hollow shaft. In order to use this preferred construction, the internal gear toothed ring surrounding the pinion is rotatably arranged via the electric motor already discussed above, preferably a servo motor. In contrast to known design principles of internal gear pumps, the drive of the internal gear pump has proved over the ring gear with internal teeth advantageous. Because this construction makes it possible that the continuous preferred piston rod provides the axis of rotation for the central pinion and is performed simultaneously stabilizing in the pinion.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist die in der Pumpeneinheit verwendete Außenzahnradpumpe eine Schraubenverzahnung auf. Im Hinblick auf die Außenzahnradpumpe ist es ebenfalls bevorzugt, ein erstes Zahnrad als Hohlwelle mit einer zentralen Öffnung auszubilden und die gemeinsame Kolbenstange des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders in der zentralen Öffnung des ersten Zahnrads linear bewegbar anzuordnen.According to a further preferred embodiment of the present invention, the external gear pump used in the pump unit has a helical toothing. With regard to the external gear pump, it is also preferable to form a first gear as a hollow shaft having a central opening and to arrange the common piston rod of the first and second hydraulic cylinders in the central opening of the first gear linearly movable.
Entsprechend stellt auch im Rahmen der Außenzahnradpumpe die bevorzugte durchgehende Kolbenstange nicht nur eine mechanische Verknüpfung zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikzylinder dar. Vielmehr wird durch die durchgehende Kolbenstange eine Drehachse definiert, auf der das nicht treibende Zahnrad mit Außenverzahnung, vorzugsweise Schraubenverzahnung, angeordnet ist. Während diese Lagerung des ersten Zahnrads auf der durchgehenden Kolbenstange die Position des ersten Zahnrads in Bezug auf das treibende zweite Zahnrad gewährleistet, ist durch die zentrale Öffnung des ersten Zahnrads gleichzeitig ein lineares Versetzen der durchgehenden Kolbenstange gewährleistet.Accordingly, in the context of the external gear pump, the preferred continuous piston rod is not only a mechanical linkage between the first and the second hydraulic cylinder. Rather, an axis of rotation is defined by the continuous piston rod, on which the non-driving gear with external teeth, preferably helical teeth, is arranged. While this storage of the first gear on the continuous piston rod ensures the position of the first gear with respect to the driving second gear, a linear displacement of the continuous piston rod is ensured by the central opening of the first gear simultaneously.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linearstellglieds definiert die Zahnradpumpe einen Pumpenraum und weist axial orientierte Hydrauliköffnungen in diesem Pumpenraum auf, über die die erste und die zweite Arbeitskammer des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders mit Hydraulikflüssigkeit versorgbar sind.According to a further preferred embodiment of the linear actuator according to the invention, the gear pump defines a pump chamber and has axially oriented hydraulic openings in this pump chamber, via which the first and the second working chamber of the first and second hydraulic cylinders can be supplied with hydraulic fluid.
Innerhalb des Pumpenraums der Zahnradpumpe sind die die Pumpbewegung hervorrufenden Zahnräder angeordnet. Entsprechend laufen bei einer Außenzahnradpumpe bevorzugt zwei Zahnräder mit äußerer Schraubenverzahnung im Pumpenraum. Bei einer Innenzahnradpumpe sind innerhalb des Pumpenraums das bereits oben diskutierte Ritzel in Form einer Hohlwelle, der Zahnkranz mit Innenverzahnung sowie die Dichtsichel angeordnet. Während die Zahnradpumpe unabhängig von ihrer Konfiguration im Pumpenraum den angesteuerten Hydraulikdruck erzeugt, sorgen die mindestens zwei Hydrauliköffnungen im Pumpenraum für eine gezielte Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit zum ersten und zweiten Hydraulikzylinder. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Hydrauliköffnungen in axialer Richtung zu orientieren, also in einem ähnlichen Verlauf wie die Kolbenstangen des ersten und des zweiten Hydraulikzylinders. Diese Orientierung der Hydrauliköffnungen, die als Zuflussöffnung und Abflussöffnung aus dem Pumpenraum dienen, gewährleisten kurze Transportwege für die in die Arbeitskammer der Hydraulikzylinder zu transportierende Hydraulikflüssigkeit. Natürlich ist es in gleicher Weise bevorzugt, anders orientierte Hydrauliköffnungen anzuordnen. Wesentlich ist dabei lediglich, dass in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpe innerhalb des Pumpenraums eine Hydrauliköffnung an der Druckseite und eine Hydrauliköffnung an der Unterdruckseite des Pumpenraums angeordnet ist.Within the pump space of the gear pump, the pumping motion causing gears are arranged. Accordingly, in an external gear pump, two gears with external helical toothing preferably run in the pump chamber. In the case of an internal gear pump, the pinion already discussed above in the form of a hollow shaft, the toothed ring with internal toothing and the sealing mandrel are arranged inside the pump chamber. While the gear pump generates the actuated hydraulic pressure independently of its configuration in the pump chamber, the at least two hydraulic openings in the pump chamber ensure a targeted supply of the hydraulic fluid to the first and second hydraulic cylinders. In this context, it has proven to be advantageous to orient the hydraulic openings in the axial direction, ie in a similar course as the piston rods of the first and second hydraulic cylinders. This orientation of the hydraulic openings, which serve as inflow opening and outflow opening from the pump chamber, ensure short transport paths for the hydraulic fluid to be transported into the working chamber of the hydraulic cylinders. Of course, it is equally preferable to arrange differently oriented hydraulic openings. It is only essential that, depending on the direction of rotation of the pump within the pump chamber, a hydraulic opening on the pressure side and a hydraulic opening on the negative pressure side of the pump chamber is arranged.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Pumpeneinheit und der erste und der zweite Hydraulikzylinder des erfindungsgemäß bevorzugten Linearstellglieds in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.According to another preferred embodiment of the present invention, the Pump unit and the first and second hydraulic cylinders of the present invention preferred linear actuator arranged in a common housing.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem eine Fügevorrichtung, insbesondere ein Nietsetzgerät oder eine Clinchvorrichtung, die ein elektrohydraulisches Linearstellglied gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst, dessen erster Kolben über eine Abtriebseinrichtung mit einem Setzstempel und/oder einer Niederhaltervorrichtung verbunden ist.The present invention also comprises a joining device, in particular a rivet setting device or a clinch device, which comprises an electro-hydraulic linear actuator according to one of the embodiments described above, the first piston is connected via a driven device with a setting punch and / or a hold-down device.
Des Weiteren umfasst vorliegende Erfindung bevorzugt eine Presse, insbesondere eine Stanzpresse oder eine Umformpresse oder ein Einpressgerät, die mit dem elektrohydraulischen Linearstellglied gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen angetrieben wird. Derartige Pressen werden zur Verarbeitung von Metall, Kunststoff oder Papier/Pappe eingesetzt. Des Weiteren ist das elektrohydraulische Linearstellglied vorzugsweise zum Bewegen von Komponenten auf lagegeregelten Vorschubachsen einsetzbar. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung wird das elektrohydraulische Linearstellglied gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen in Umformmaschinen für Metall, wie beispielsweise Rohrbiegemaschinen, verwendet.Furthermore, the present invention preferably comprises a press, in particular a stamping press or a forming press or a press-in device, which is driven by the electrohydraulic linear actuator according to one of the embodiments described above. Such presses are used for processing metal, plastic or paper / cardboard. Furthermore, the electro-hydraulic linear actuator is preferably used for moving components on position-controlled feed axes. In further preferred embodiments of the present invention, the electro-hydraulic linear actuator according to one of the embodiments described above is used in metal forming machines, such as tube bending machines.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem ein Herstellungsverfahren für ein Linearstellglied, mit dem eine mechanische Kraft und/oder eine Linearbewegung generierbar ist, insbesondere ein elektrohydraulisches Linearstellglied gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer zentral angeordneten, einzelnen motorisch drehend angetriebenen Pumpeneinheit, Verbinden der Pumpeneinheit an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit einem ersten und einem zweiten Hydraulikzylinder, sodass der erste und der zweite Hydraulikzylinder in axialer Richtung einander gegenüberliegend angeordnet sind, und Herstellen einer Flüssigkeitsverbindung zwischen der Pumpeneinheit und dem ersten und dem zweiten Hydraulikzylinder, sodass in Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Pumpeneinheit ein erster Kolben des ersten Hydraulikzylinders oder ein zweiter Kolben des zweiten Hydraulikzylinders kontrolliert bewegbar und/oder mit einem Hydraulikdruck beaufschlagbar ist.The present invention also discloses a manufacturing method for a linear actuator, with which a mechanical force and / or a linear movement can be generated, in particular an electro-hydraulic linear actuator according to one of the embodiments described above. The manufacturing method according to the invention comprises the following steps: Providing a centrally arranged, single motor-driven pump unit, connecting the pump unit on two opposite sides with a first and a second hydraulic cylinder, so that the first and the second hydraulic cylinder are arranged in the axial direction opposite to each other , and establishing a fluid connection between the pump unit and the first and the second hydraulic cylinder, so that depending on a rotational direction of the pump unit, a first piston of the first hydraulic cylinder or a second piston of the second hydraulic cylinder is controllably movable and / or acted upon by a hydraulic pressure.
Basierend auf den oben zusammengefassten Verfahrensschritten werden die einzelnen im Detail oben beschriebenen Komponenten des erfindungsgemäß bevorzugten elektrohydraulischen Linearstellglieds miteinander zu einer Antriebseinheit verbunden. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Pumpeneinheit zentral angeordnet ist. Zudem werden die beiden bevorzugten Hydraulikzylinder einander gegenüberliegend direkt angrenzend an die Pumpeneinheit angebracht. Mit dieser Konstruktion ist gewährleistet, dass die Hydraulikflüssigkeit durch die Pumpeneinheit nur über kurze Wege der jeweiligen Arbeitskammer des angeschlossenen Hydraulikzylinders zuführbar ist. Entsprechend sind Flüssigkeitsverbindungen zu der jeweiligen Arbeitskammer des angeschlossenen Hydraulikzylinders vorgesehen. Wie bereits oben beschrieben worden ist, befinden sich die Flüssigkeitsverbindungen in Form von Hydrauliköffnungen im Druckbereich und Unterdruckbereich des Pumpenraums, um bevorzugt aufwändige Hydraulikleitungen und Ventilanordnungen zu vermeiden.Based on the method steps summarized above, the individual components of the electrohydraulic linear actuator according to the invention described in detail above are connected together to form a drive unit. In this context, it has proved to be advantageous that the pump unit is arranged centrally. In addition, the two preferred hydraulic cylinders are mounted opposite each other directly adjacent to the pump unit. This construction ensures that the hydraulic fluid can only be supplied by the pump unit over short distances to the respective working chamber of the connected hydraulic cylinder. Accordingly, fluid connections to the respective working chamber of the connected hydraulic cylinder are provided. As has already been described above, the fluid connections are in the form of hydraulic openings in the pressure region and underpressure region of the pump chamber in order to avoid expensive hydraulic lines and valve arrangements.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird eine gemeinsame Kolbenstange für den ersten Hydraulikzylinder und den zweiten Hydraulikzylinder bereitgestellt, die den im ersten Hydraulikzylinder angeordneten ersten Kolben und den im zweiten Hydraulikzylinder angeordnet zweiten Kolben miteinander verbindet. Weiterhin bevorzugt wird innerhalb der Pumpeneinheit eine elektrisch angetriebene Außenzahnradpumpe oder eine elektrisch angetriebene Innenzahnradpumpe vorgesehen. In diesem Zusammenhang weist die Innenzahnradpumpe ein Ritzel auf, welches als Hohlwelle mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist und in dessen zentraler Öffnung die gemeinsame Kolbenstange linear bewegbar angeordnet wird. Alternativ dazu weist die Außenzahnradpumpe eine Schraubenverzahnung auf. Ein erstes Zahnrad ist als Hohlwelle mit einer zentralen Öffnung ausgebildet, während die gemeinsame Kolbenstange linear bewegbar in dieser zentralen Öffnung angeordnet wird.According to a further preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, a common piston rod for the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder is provided, which connects the first piston arranged in the first hydraulic cylinder and the second piston arranged in the second hydraulic cylinder. Further preferably, an electrically driven external gear pump or an electrically driven internal gear pump is provided within the pump unit. In this context, the internal gear pump has a pinion, which is designed as a hollow shaft with a central opening and in the central opening of the common piston rod is arranged to be linearly movable. Alternatively, the external gear pump has a helical toothing. A first gear is formed as a hollow shaft with a central opening, while the common piston rod is arranged linearly movable in this central opening.
Vorliegende Erfindung offenbar zudem ein Betriebsverfahren für das elektrohydraulische Linearstellglied, welches in seinen unterschiedlichen Ausführungsformen oben beschrieben ist. Das Betriebsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer ersten Steuerspannung, sodass ein elektrischer Motor einer Zahnradpumpe der Pumpeneinheit in einer ersten Drehrichtung dreht, wodurch Hydraulikflüssigkeit in den ersten Hydraulikzylinder gepumpt wird, lineares Versetzen des ersten Kolbens im ersten Hydraulikzylinder in einer ersten Abtriebsrichtung und Bereitstellen einer zweiten Steuerspannung für den elektrischen Motor, sodass die Zahnradpumpe der Pumpeneinheit in einer zweiten Drehrichtung dreht, um den ersten Kolben entgegen der ersten Abtriebsrichtung zu versetzen.The present invention also discloses an operating method for the electro-hydraulic linear actuator which is described above in its various embodiments. The method of operation includes the steps of providing a first control voltage such that an electric motor of a gear pump of the pump unit rotates in a first direction of rotation, thereby pumping hydraulic fluid into the first hydraulic cylinder, linearly displacing the first piston in the first hydraulic cylinder in a first output direction, and providing a second control voltage for the electric motor, so that the gear pump of the pump unit rotates in a second direction of rotation, to offset the first piston against the first output direction.
Mithilfe des bevorzugt eingesetzten elektrischen Motors zum Betrieb der Pumpeneinheit ist es möglich, den Motor in Abhängigkeit von der genutzten Steuerspannung in einer definierten Drehrichtung zu drehen. Entsprechend dreht der Motor die Pumpeneinheit, sodass über die vorgewählte Drehrichtung auch die Pumprichtung der Pumpeneinheit festgelegt ist. Daraus folgt, dass basierend auf der gezielten Wahl der Steuerspannung des die Pumpeneinheit ansteuernden elektrischen Motors der erste Hydraulikzylinder oder der zweite Hydraulikzylinder mit Hydraulikflüssigkeit versorgt ist. Sobald der Kolben des ersten Hydraulikzylinders oder des zweiten Hydraulikzylinders über diese gezielte Ansteuerung des elektrischen Motors der Pumpeneinheit versetzt worden ist, legt der Kolben des ersten oder des zweiten Hydraulikzylinders den entsprechenden Stellweg zurück oder erzeugt eine an einer angeschlossenen Abtriebseinrichtung übertragbare Kraft. Entsprechend sorgt eine entsprechende zweite Steuerspannung des antreibenden elektrischen Motors der Pumpeneinheit für ein gezieltes Entlasten des Kolbens des entsprechenden Hydraulikzylinders oder für eine gezielte Rückstellung des Kolbens des Hydraulikzylinders. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, zumindest eine dritte Steuerspannung für den elektrischen Motor bereitzustellen, sodass ein Hydraulikdruck im ersten oder zweiten Hydraulikzylinder gehalten wird. Das Aufrechterhalten dieses Hydraulikdrucks gewährleistet das weitere Anliegen einer Kraft an dem entsprechend versetzten Kolben oder ein kontinuierliches Versetzen des Kolbens innerhalb des ersten Hydraulikzylinders oder des zweiten Hydraulikzylinders.By means of the preferably used electric motor for operating the pump unit, it is possible to rotate the motor in dependence on the used control voltage in a defined direction of rotation. Accordingly, the engine turns the Pump unit so that the pump direction is also determined by the preselected direction of rotation. It follows that based on the targeted choice of the control voltage of the electric motor driving the pump unit, the first hydraulic cylinder or the second hydraulic cylinder is supplied with hydraulic fluid. As soon as the piston of the first hydraulic cylinder or of the second hydraulic cylinder has been displaced by means of this targeted control of the electric motor of the pump unit, the piston of the first or of the second hydraulic cylinder returns the corresponding actuating path or generates a force which can be transmitted to a connected output device. Accordingly, a corresponding second control voltage of the driving electric motor of the pump unit ensures a targeted unloading of the piston of the corresponding hydraulic cylinder or for a targeted return of the piston of the hydraulic cylinder. In this connection, it is also preferable to provide at least a third control voltage for the electric motor so that a hydraulic pressure is maintained in the first or second hydraulic cylinder. Maintaining this hydraulic pressure assures the further application of a force to the correspondingly displaced piston or a continuous displacement of the piston within the first hydraulic cylinder or the second hydraulic cylinder.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens erfolgt in einem weiteren Schritt ein Erfassen eines Hydraulikdrucks im ersten Hydraulikzylinder und/oder im zweiten Hydraulikzylinder mithilfe eines im jeweiligen Hydraulikzylinder angeordneten Drucksensors und ein Steuern des elektrischen Motors in Bezug auf den erfassten Hydraulikdruck.According to another preferred embodiment of the operating method according to the invention, in a further step, a detection of a hydraulic pressure in the first hydraulic cylinder and / or in the second hydraulic cylinder by means of a pressure sensor arranged in the respective hydraulic cylinder and a control of the electric motor with respect to the detected hydraulic pressure.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem die Verwendung des elektrohydraulischen Linearstellglieds gemäß einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen als eine Antriebseinheit für ein Fügegerät oder als eine Antriebseinheit für eine Befestigungsvorrichtung oder als eine Antriebseinheit für eine Zufuhr- oder Zustellvorrichtung.The present invention also includes the use of the electro-hydraulic linear actuator according to one of the preferred embodiments described above as a drive unit for a mating device or as a drive unit for a fastening device or as a drive unit for a supply or delivery device.
Figurenlistelist of figures
Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearstellglieds, -
2 eine Schnittdarstellung entlang der LinieA -A aus1 , -
3 eine Schnittdarstellung entlang der LinieB -B aus1 , -
4 eine Schnittdarstellung entlang der LinieC -C aus1 , -
5 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des elektrohydraulischen Linearstellglieds in Kombination mit einer Niederhaltekonstruktion zur Bildung einer Fügevorrichtung, -
6 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearstellglieds mit nicht koaxial zueinander angeordneten Hydraulikzylindern, -
7 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearstellglieds, -
8 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Betriebsverfahrens des elektrohydraulischen Linearstellglieds.
-
1 a schematic sectional view of a preferred embodiment of the electro-hydraulic linear actuator according to the invention, -
2 a sectional view along the lineA -A out1 . -
3 a sectional view along the lineB -B out1 . -
4 a sectional view along the lineC -C out1 . -
5 a sectional view of a preferred embodiment of the electro-hydraulic linear actuator in combination with a hold-down construction to form a joining device, -
6 a schematic sectional view of another preferred embodiment of the electro-hydraulic linear actuator according to the invention with non-coaxial with each other arranged hydraulic cylinders, -
7 a flowchart of a preferred embodiment of a manufacturing method of the electro-hydraulic linear actuator according to the invention, -
8th a flowchart of a preferred embodiment of an operating method of the electro-hydraulic linear actuator.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments
Im Vergleich zur Ausführungsform der
Das bevorzugte nicht-koaxiale Linearstellglied
Aufgrund der nicht koaxialen Anordnung der Hydraulikzylinder
Die Hydraulikzylinder
Während des Betriebs der Pumpeneinheit P des Linearstellglieds
Da in den beiden Arbeitskammern der Hydraulikzylinder
Der im jeweiligen Hydraulikzylinder
Die zentral angeordnete Pumpeneinheit
Wie man anhand des Schnittbildes in
Zu diesem Zweck ist das Pumpenhohlrad
Unter Rotorpaket
Die Innenzahnradpumpe
Zwischen den beiden Gehäusedeckel
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird das Pumpenhohlrad
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist das Pumpenritzel
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist die gemeinsame Kolbenstange
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst die Pumpeneinheit P anstelle der Innenzahnradpumpe
Bevorzugt sind die Drehachsen der Zahnräder parallel zur gemeinsamen Kolbenstange
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die beiden Zahnräder mit einer geraden Verzahnung oder einer Schrägverzahnung auszustatten. Weiterhin bevorzugt umfasst in beiden Ausführungsformen das Verzahnungsprofil eine Evolventenverzahnung.It has proved to be advantageous to equip the two gears with a straight toothing or a helical toothing. Further preferably, in both embodiments, the tooth profile comprises an involute toothing.
Zur Realisierung des Flüssigkeitsaustauschs zwischen dem Pumpenraum
Es kann aufgrund einer Pumprichtung der Zahnräder mit Außenverzahnung erforderlich sein, dass die Hydrauliköffnungen
Wie man anhand von
Je nach Drehrichtung der Pumpe in der Pumpeneinheit
Die Hydraulikzylinder
Durch die symmetrische Anordnung der Hydraulikzylinder
Eine Volumenausdehnung der Hydraulikflüssigkeit wird bevorzugt durch eine in einen der Kolben
In Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit des elektrischen Motors
Das bereits oben beschriebene Betriebsverfahren für das elektrohydraulische Linearstellglied
Es ist des Weiteren bevorzugt, eine zweite Steuerspannung für den elektrischen Motor
Das erfindungsgemäße bevorzugte Herstellungsverfahren für das Linearstellglied
Im nachfolgenden Schritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1; 1'1; 1'
- LinearstellgliedLinear actuator
- Z1, Z2Z1, Z2
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 2, 42, 4
- Drucksensorpressure sensor
- 10, 2010, 20
- Zylindercylinder
- 12, 2212, 22
- Kolbenpiston
- 14, 2414, 24
- Kolbenstangepiston rod
- 2525
- gemeinsame Kolbenstangecommon piston rod
- 16, 2616, 26
- Hydraulikflüssigkeithydraulic fluid
- 18, 2818, 28
- Zylinderdeckelcylinder cover
- 1919
- Belüftungventilation
- 3030
- Abtriebsstangeoutput rod
- 3232
- Kolbendeckelpiston Head
- 3434
- Balgbellows
- 36, 3736, 37
- Rückschlagventil Zulauf, AblaufCheck valve inlet, drain
- 3838
- Positionssensorposition sensor
- 3939
- PositionssensorringPosition sensor ring
- 4040
- Pumpenraumpump room
- 42, 44 42, 44
- Gehäusedeckel der PumpeneinheitHousing cover of the pump unit
- 46, 4846, 48
- Dichtungpoetry
- 5050
- InnenzahnradpumpeInternal gear pump
- 5252
- Pumpenritzelpump pinion
- 5353
- Schaftbereich des PumpenritzelsShaft area of the pump pinion
- 5454
- PumpenhohlradPumpenhohlrad
- 5555
- Schaftbereich des PumpenhohlradsShank area of the pump ring gear
- 5656
- Dichtsichelsealing sickle
- 6060
- Direktantrieb, ServomotorDirect drive, servomotor
- 6262
- Motorgehäusemotor housing
- 6464
- Statorpaketstator
- 6666
- Rotorpaketrotor pack
- 73, 7573, 75
- NadellagerkranzNeedle bearing ring
- 80, 8280, 82
- Hydrauliköffnunghydraulic opening
- FF
- Fügegerät mit NiederhalterJoining device with hold-down device
- 9090
- Stempelstamp
- 9292
- NiederhalterfederDown spring
- 9494
- RückstellfederReturn spring
- 9595
- Führungsrohrguide tube
- 9696
- Fügekanaljoining channel
- 9898
- Elementzufuhrelement supply
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 20106207 U1 [0003]DE 20106207 U1 [0003]
- DE 102015116464 A1 [0003]DE 102015116464 A1 [0003]
- DE 4426706 C1 [0004]DE 4426706 C1 [0004]
- DE 102014218885 A1 [0005]DE 102014218885 A1 [0005]
- DE 102008025054 B4 [0006]DE 102008025054 B4 [0006]
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