EP2401141A1 - Hydraulic drive - Google Patents

Hydraulic drive

Info

Publication number
EP2401141A1
EP2401141A1 EP10706597A EP10706597A EP2401141A1 EP 2401141 A1 EP2401141 A1 EP 2401141A1 EP 10706597 A EP10706597 A EP 10706597A EP 10706597 A EP10706597 A EP 10706597A EP 2401141 A1 EP2401141 A1 EP 2401141A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
piston
chamber
working
hydraulic drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10706597A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Kuttruf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2401141A1 publication Critical patent/EP2401141A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/12Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which both the controlling element and the servomotor control the same member influencing a fluid passage and are connected to that member by means of a differential gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive with a guided in a housing working piston.
  • Hydraulic drive devices are known in various designs. These usually have a hydraulic control circuit, with which the controlled variable (travel of the working piston) is set by the specification of a reference variable.
  • a hydraulic linear servo amplifier is described in EP 0 296 104 B1.
  • the movement of the piston is controlled by mechanical displacement of a spool by means of an actuating rod.
  • a controlled hydraulic feed drive is also known. The movement of the piston is controlled by an electrically controlled control valve, wherein the hydraulic control circuit is produced by a displacement measuring system on a pilot cylinder.
  • Such hydraulic drives come in particular as press and
  • the invention has for its object to provide a robust, simply constructed hydraulic drive with great flexibility in the arrangement of the components.
  • a hydraulic drive according to claim 1.
  • This comprises a working piston guided in a housing along a working direction, the working piston defining a working pressure space which can be filled with a pressure fluid for movement of the working piston in the working direction.
  • the working piston also limits a control chamber whose volume increases in movement of the working piston in the working direction.
  • a guided in a control cylinder control piston is provided, which is displaceable along a control axis between a neutral position, a supply of pressurized fluid into the working pressure space enabling inflow position and a drainage of pressurized fluid from the working pressure space enabling discharge position.
  • a piston chamber is provided, which is filled for movement of the control piston from the neutral position into the inflow position or from the outflow position to the neutral position with a control fluid, and is removed to move the control piston from the neutral position to the outflow control fluid.
  • the piston chamber is also pressure-connected to the control chamber such that the control piston is returned by the change in volume of the control chamber in the neutral position.
  • control piston thus takes place via the control fluid, whereas the movement of the working piston takes place by means of the pressurized fluid.
  • pressurized fluid and control fluid may be formed by different media and provided with widely different pressures.
  • the control fluid can be provided in an energy-saving manner from a low-pressure supply and the pressurized fluid as the actual working medium from a high-pressure supply.
  • the setpoint input thus takes place by the supply / discharge of control fluid in / out of the piston chamber interacting with the control piston. Since the piston chamber is pressure-connected to the control chamber, the supply / discharge of the control fluid can also be done in / from the control room.
  • the volume of control fluid represents the reference variable of the hydraulic control loop.
  • the controlled variable is the travel of the working piston.
  • a feedback of the controlled variable (travel) to the reference variable (control fluid volume) is carried out hydraulically via the associated with the piston movement change in the volume of the control chamber.
  • control piston is designed as a moving component in addition to the actual working piston.
  • the control cylinder may be stationary, in particular connected to the housing or integrated into this integrated.
  • the hydraulic drive therefore has a high fidelity and high response speed.
  • a reduction in the number of moving parts also simplifies the structure in that complex measures for sealing are required only in a few places.
  • malfunctions are largely avoided by tilting movable components against each other, as can occur, for example, in hydraulic linear actuators with mechanical control via spool.
  • the hydraulic drive according to the invention can therefore be operated with high reliability and robust against interference.
  • the structure of the hydraulic drive according to the invention can be flexibly adapted to the available space.
  • the control cylinder can be arranged parallel to the working piston.
  • the piston chamber is pressure-connected to the control chamber, which can be realized for example by rigid or flexible pressure lines.
  • Such freedom of design is not possible, for example, in mechanically controlled hydraulic linear drives on principle.
  • control piston can limit the piston chamber directly.
  • Equalizing piston is provided between the control piston and the piston chamber acting on the control piston Equalizing piston.
  • the desired transmission ratio of the working piston and the control piston can be specified, in particular, which can be brought in different positions control piston can be executed as a standard component.
  • Control space limiting hydraulic effective area of the working piston is equal to, smaller than or greater than the piston space limiting hydraulic effective area of the control piston or the intermediate balance piston.
  • a preferred embodiment of the invention results from the fact that the working piston has a working portion which limits the working pressure chamber and further comprises a working portion remote, designed as a guide piston area, softer limits the control room.
  • the working pressure chamber is thus spatially separated from the control room and not hydraulically pressure-connected.
  • the guide piston can be formed in particular by a guide rod, which is guided for axial alignment of the working piston in the housing and the end face is formed like a piston.
  • control piston and control cylinder can be arranged together with the working piston in the housing of the hydraulic drive.
  • control axis of the control piston and the working direction of the working piston preferably run parallel.
  • control axis extends at an angle to the working direction.
  • control piston parallel to
  • Guide piston is arranged in the housing and that the end face of the housing, the control chamber and the piston chamber of the control piston limited together.
  • the guide piston and the control piston thus have such similar axial dimensions that a common arrangement in the housing with a common cover is possible. Such a hydraulic drive is thus extremely compact and robust.
  • Control cylinder connected to pressure lines is arranged spaced from the housing.
  • the control axis can be arranged at any angle to the working direction. This allows a particularly flexible design of the hydraulic drive.
  • arrangements can be realized in which only very little space is required for the actual working unit (working piston and housing). All controls can be arranged separately from the work unit. Precise control is still possible.
  • control piston has control edges, which cooperate with control edges on the control cylinder for controlling the flow of pressurized fluid such that the flow through the deflection of the control piston from the neutral position along the control axis is continuously adjustable. Since the working piston is moved by filling the working pressure chamber with pressurized fluid, a proportional control of the speed of the piston movement is possible by the arrangement described. During operation of the device, therefore, the working piston can be moved at different speeds depending on the requirement.
  • a spring means which acts on the control piston resiliently against the pressure prevailing in the piston chamber pressure so that the control piston is held in the neutral position.
  • the spring means may be formed in particular as a hydraulic spring or as a helical spring.
  • control fluid supply provided such that a defined volume of control fluid can be fed into the piston chamber or discharged from the piston chamber.
  • the control fluid supply can be remote from the working piston or its housing and remote from the control piston or its cylinder.
  • the supply of control fluid in the piston or control chamber can be done via rigid or flexible pressure lines.
  • control fluid supply can be designed as an electrofluidic converter with a piston for outputting a defined volume of control fluid from a control fluid tank.
  • a transducer operates on the principle of an "infusion syringe.”
  • the volume dispensed may be calibrated once for a particular movement of the piston, allowing for precise control of the working piston.
  • control fluid supply includes a low-pressure pump or a low-pressure accumulator for control fluid and an electric directional control valve for controlling the supplied from the low-pressure pump and the low-pressure accumulator to the control chamber volume of control fluid.
  • a directional control valve for example, a continuous servo valve can be used.
  • control fluid supply comprises a motor driven by a pump over which a predetermined volume in or out of the piston chamber is supplied or removed. It is also grateful that the control fluid supply comprises a motor-driven eccentric piston, via which a predeterminable volume can be supplied to or removed from the piston chamber.
  • a measuring device for determining the volume of the supplied into the control chamber or discharged from the control chamber control fluid is provided.
  • the measured volume values can be used, for example, to set up the hydraulic feedback or to increase the precision of the control. It is also conceivable, a measuring device for determining the
  • the pressure of the control fluid is lower than the pressure of the pressurized fluid during operation of the device.
  • the movement of the control piston can therefore be done with little energy and effort.
  • the hydraulic drive acts as a hydraulic booster in this sense.
  • the pressure fluid and the control fluid is formed by a hydraulic oil, wherein for the provision of pressurized fluid, a high-pressure supply and to provide control fluid, a low pressure supply for hydraulic oil can be provided.
  • the control of the hydraulic drive thus takes place by providing defined volumes of hydraulic oil at low pressure and is associated with only a small amount of energy.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive device
  • Figure 2 is a sketched further embodiment of the control fluid supply in cooperation with a volume measuring device
  • FIG. 3 shows a sketched further embodiment of the control fluid supply
  • FIG. 4 shows a sketched further embodiment of the control fluid supply.
  • the inventive hydraulic drive 1 shown in Figure 1 has a working piston 2 with a working section 3, which is sealingly guided in a housing 5 along a working direction 7.
  • the working piston 2 comprises a piston rod 9 designed to extend in the working direction 7.
  • the region of the working piston 2 facing away from the working direction 7 against the working portion 3 is designed as a guide piston 11.
  • the diameter 15 of the guide piston 11 is smaller than the diameter 13 of the working portion 3.
  • the guide piston 11 is sealingly guided in the guide portion 6 of the housing 5.
  • the working piston 2 limits with its working section 3 a
  • Working pressure chamber 17 On the working pressure chamber 17 side facing away from an annular space 4 is present, in which there is preferably a continuous pressure.
  • the work piston 3 delimiting the working pressure chamber 17 has a hydraulic active surface 14 for moving the working piston 2.
  • the control piston 11 delimiting the control chamber has a hydraulic active surface 16.
  • a high-pressure supply 21 is provided to supply the working pressure chamber 17 with a pressurized fluid, which is formed here by a hydraulic oil.
  • a tank 23 is provided to receive from the working pressure chamber 17 effluent hydraulic oil.
  • a control cylinder 25 is further arranged, in which a control piston 27 is guided sealingly displaceable along a control axis 29.
  • the control axis 29 runs parallel to the working direction 7.
  • the working direction 7 and the control axis 29 can enclose an arbitrary angle.
  • the guide portion 6 of the housing 5, the guide piston 11, the control cylinder 25 and the control piston 27 have similar axial dimensions and are arranged in the housing 5 parallel to each other.
  • the end face 31 of the housing 5 forms a common conclusion of the guide portion 6 and the control cylinder 25.
  • the control piston 27 On the side facing away from the working section 3 of the control piston 27 is provided by the control piston 27 preferably separately trained, the control piston 27 fitting, balancing piston 37 is provided.
  • the control piston 27 has two annular collar-like axial extensions 39, 41.
  • the extension 39 acts against the balance piston 37, which limits a piston chamber 33 with the control cylinder 25. Between the two extensions 39, 41 is a flow space 35.
  • the control piston 27 facing away from end face 52 of the balance piston 37 forms a hydraulic active surface 53 for movement of the balance piston 37 and the control piston 27th
  • the desired gear ratio of the control piston 27 and the guide piston 11 can be given without having to change the size ratios of the guide piston 11 and control piston 27.
  • the balance piston 37 can also be omitted.
  • the flow space 35 is connected via a pressure channel 45 with the
  • control cylinder 25 In the control cylinder 25 are through annular recesses a
  • the inlet chamber 49 is connected to the high pressure supply 21, the return chamber 51 to the tank 23rd
  • the annular collar-like extension 41 of the control piston 27 has a
  • Control edge 60 which cooperates with a control edge 62 of the inlet chamber 49.
  • a control edge 64 is provided on the annular collar-like extension 39 for cooperation with a control edge 66 on the control piston 27.
  • control edges 60 and 62 or 64 and 66 are aligned with each other.
  • the flow space 35 is thus neither in the neutral position with the inflow chamber 49 still connected to the return chamber 51 pressure-connected. If the control piston 27 is moved downwards from its position shown in FIG. 1, it enters the inflow position. In this case, a gap between the corresponding control edges 60 and 62 opens, whereby the inlet chamber 49 is pressure-connected to the flow space 35. If, on the other hand, the control piston 27 is moved upwards from its neutral position in FIG. 1, the return flow chamber 51 is pressure-connected to the flow space 35 in an analogous manner by opening a gap between the control edges 64 and 66. In this situation, the control piston 27 is in its drainage position.
  • control piston 27 has a bottom side 54, on which a arranged between the housing 5 and the control piston 27 spring means 55, which is designed here as a helical spring 56 is supported.
  • the control piston 27 is thereby acted upon by a force up against the pressure prevailing in the piston chamber 33 pressure.
  • a control fluid supply 80 is provided in order to supply the piston chamber 33 or the control chamber 19 with a defined volume of control fluid.
  • the control fluid supply 80 is formed in FIG. 1 as an electrofluidic converter 81.
  • a control fluid space 87 is provided which is delimited by a piston 83.
  • the piston 83 is driven by a linear electric motor 89.
  • a defined volume of control fluid is squeezed out of the control fluid chamber 87 and supplied to the piston chamber 33.
  • the electrofluidic transducer 81 operates similarly to an infusion syringe.
  • the piston chamber 33 is supplied by the control fluid supply 80, a defined volume of control fluid.
  • the supply of control fluid increases the pressure on the active hydraulic surface 53 of the balance piston 37 and thus on the control piston 27. This then differs from its neutral position in the direction of the inflow position down ,
  • the control fluid supply 80 only has to overcome the counterforce of the spring means 55 and can therefore be designed as an energy-saving low-pressure supply.
  • In the inflow position of the control piston 27 opens a gap between the inlet chamber 49 and the flow space 35 as described above.
  • pressurized fluid flows from the high pressure supply 21 through the inlet chamber 49, through the flow space 35, via the pressure channel 45 and into the working pressure chamber 17th the working piston 2 is moved from its initial position in the working direction 7.
  • the movement path of the working piston 2 along the working direction 7 is just so great that the movement associated with the increase in the volume of the control chamber 19 just corresponds to the volume supplied to the control fluid .
  • the increase in volume of the control chamber 19 compensates the volume supplied to the piston chamber 33. By this volume compensation leaves the force acting on the hydraulic active surface 53 of the balance piston 37 force, and the control piston 27 returns due to the upward force of the spring means 55 back to its neutral position.
  • the opening width of the gap between the corresponding control edges 60, 62 and 64, 66 is continuously adjustable. Since the opening width of the gaps between inlet chamber 49 and return chamber 51 and the flow space 35 regulates the time flow rate of control fluid, a proportional control of the travel speed of the working piston is possible in this way.
  • the hydraulic over- or reduction between the volume of control fluid and the volume of pressurized fluid is determined by the ratio of the active hydraulic surface 16 in the control chamber 19 and the hydraulic active surface 14 of the working piston 2 in the working pressure chamber 17.
  • the device works insofar as a hydraulic booster on the one hand, on the other hand as a hydraulic ratio.
  • Measuring device 75 for determining the supplied from the control fluid supply 80 in the piston chamber 33 and discharged from the piston chamber 33 volume of control fluid. Furthermore, a control unit 76 is provided, which controls the linear motor 89, evaluates distance measuring signals of the deflection of the linear motor 89 and the output volume measured by the measuring device 75.
  • the measuring device 75 can be omitted.
  • Hydraulic drive can be done in different ways.
  • a control fluid supply 90 is sketched in Figure 2, which cooperates with a measuring device 75 for the added or removed volume of control fluid and a control unit 76 .
  • the control fluid supply 90 comprises a low-pressure supply or low-pressure source 92 for hydraulic oil, which forms the control fluid here.
  • the flow of hydraulic oil from the low-pressure supply 92 to the piston chamber 33 (see Fig. 1) is controlled by an electrically operable directional control valve 96, which is controlled by the control unit 76 accordingly.
  • a defined volume of control fluid can be provided by the measuring device 75 measuring the volume of control fluid supplied or removed, and the control unit 76 correspondingly activating the directional control valve 96 by comparing the measured values with the defined specifications.
  • the control fluid supply 100 sketched in FIG. 3 has a reservoir 102 for control fluid and a pump 106.
  • the pump 106 is driven by a motor 105.
  • the motor 105 is actuated by an electrical control unit 76 so that a defined volume of control fluid can be made available to the piston chamber 33 (see FIG. 1) or the control chamber 19 (see FIG. Via a measuring system 104, the speed and thus the delivery volume of the pump 106 can be determined.
  • FIG. 4 shows a further control fluid supply 110.
  • This comprises an eccentric 114 driven by a motor 112, via which a piston 116 is moved up and down. Via the piston 116, a predeterminable volume is fed into the connecting line 108 or removed from the connecting line 108.
  • a volume compensation 118 in particular for adjusting the initial position of the working piston 2, can be connected to the connecting line 108.
  • Such a control fluid supply 110 finds particular use in comparatively fast, periodically recurring strokes of the working piston 2.

Abstract

The invention relates to a hydraulic drive (1) comprising an operating piston (2) guided along an operating direction (7) in a housing (5), wherein the operating piston (2) borders an operating pressure chamber (17) that can be filled with a pressure fluid in order to move the operating piston (2) in the operating direction (7) and additionally borders a control chamber (19), the volume thereof increasing upon movement of the operating piston (2) in the operating direction (7), additionally comprising a control piston (27) guided in a control cylinder (25) that can be moved along a control axis (29) between a neutral position, an inflow position enabling the inflow of pressure fluid into the operating pressure chamber and an outflow position enabling the outflow of pressure fluid out of the operating pressure chamber (17), wherein the control piston borders a piston chamber (33) that is filled with control fluid in order to move the control piston (27) from the neutral position to the inflow position or from the outflow position to the neutral position and that is pressure-connected to the control chamber (19) such that the control piston (27) is returned to the neutral position by the volume change of the control chamber (19).

Description

Beschreibung description
Titel: HydraulikantriebTitle: Hydraulic drive
[0001] Die Erfindung betrifft einen Hydraulikantrieb mit einem in einem Gehäuse geführten Arbeitskolben.The invention relates to a hydraulic drive with a guided in a housing working piston.
[0002] Hydraulische Antriebsvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Diese weisen meist einen hydraulischen Regelkreis auf, mit dem die Regelgröße (Verfahrweg des Arbeitskolbens) durch die Vorgabe einer Führungsgröße eingestellt wird. In der EP 0 296 104 B1 ist beispielsweise ein hydraulischer Linear-Servo-Verstärker beschrieben. Hierbei wird die Bewegung des Kolbens durch mechanisches Verschieben eines Steuerschiebers mittels einer Betätigungsstange gesteuert. Aus der DE 42 27 563 ist ferner ein geregelter hydraulischer Vorschubantrieb bekannt. Die Bewegung des Kolbens wird dabei über ein elektrisch gesteuertes Regelventil kontrolliert, wobei der hydraulische Regelkreis durch ein Wegmesssystem an einem Pilotzylinder hergestellt wird.Hydraulic drive devices are known in various designs. These usually have a hydraulic control circuit, with which the controlled variable (travel of the working piston) is set by the specification of a reference variable. In EP 0 296 104 B1, for example, a hydraulic linear servo amplifier is described. In this case, the movement of the piston is controlled by mechanical displacement of a spool by means of an actuating rod. From DE 42 27 563 a controlled hydraulic feed drive is also known. The movement of the piston is controlled by an electrically controlled control valve, wherein the hydraulic control circuit is produced by a displacement measuring system on a pilot cylinder.
[0003] Derartige Hydraulikantriebe kommen insbesondere als Press- undSuch hydraulic drives come in particular as press and
Stanzantriebe in Tiefziehpressen, Stufen pressen, Schneidpressen und anderen Werkzeugmaschinen zum Einsatz. Üblicherweise sind dabei große Hublasten zwischen 5 t und 800 t zu überwinden. Die belasteten Bauteile sind daher entsprechend robust auszulegen. Gleichzeitig müssen bei den beispielhaft genannten, vorbekannten hydraulischen Antriebssystemen eine Vielzahl mechanischer und/oder elektrischer Bauteile präzise aufeinander abgestimmt angeordnet werden.Punching drives in deep-drawing presses, press stages, cutting presses and other machine tools are used. Usually, large lifting loads between 5 t and 800 t have to be overcome. The loaded components must therefore be designed to be robust. At the same time, a multiplicity of mechanical and / or electrical components must be arranged precisely matched to one another in the known hydraulic drive systems mentioned by way of example.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen robusten, einfach aufgebauten Hydraulikantrieb mit großer Flexibilität bei der Anordnung der Bauteile bereitzustellen.The invention has for its object to provide a robust, simply constructed hydraulic drive with great flexibility in the arrangement of the components.
[0005] Diese Aufgabe wird durch einen Hydraulikantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieser umfasst einen in einem Gehäuse längs einer Arbeitsrichtung geführten Arbeitskolben, wobei der Arbeitskolben einen Arbeitsdruckraum begrenzt, der zur Bewegung des Arbeitskolbens in Arbeitsrichtung mit einem Druckfluid befüllbar ist. Der Arbeitskolben begrenzt außerdem einen Steuerraum, dessen Volumen sich bei Bewegung des Arbeitskolbens in die Arbeitsrichtung vergrößert. Ferner ist ein in einem Steuerzylinder geführter Steuerkolben vorgesehen, der zwischen einer Neutralstellung, einer die Zufuhr von Druckfluid in den Arbeitsdruckraum ermöglichenden Zuflussstellung und einer die Abfuhr von Druckfluid aus dem Arbeitsdruckraum ermöglichenden Abflussstellung längs einer Steuerachse verschiebbar ist. Ferner ist ein Kolbenraum vorgesehen, der zur Bewegung des Steuerkolbens aus der Neutralstellung in die Zuflussstellung oder aus der Abflussstellung in die Neutralstellung mit einem Steuerfluid befüllt wird, und dem zur Bewegung des Steuerkolbens aus der Neutralstellung in die Abflussstellung Steuerfluid entnommen wird. Der Kolbenraum ist außerdem derart mit dem Steuerraum druckverbunden, dass der Steuerkolben durch die Volumenänderung des Steuerraums in die Neutralstellung zurückgeführt wird.This object is achieved by a hydraulic drive according to claim 1. This comprises a working piston guided in a housing along a working direction, the working piston defining a working pressure space which can be filled with a pressure fluid for movement of the working piston in the working direction. The working piston also limits a control chamber whose volume increases in movement of the working piston in the working direction. Further is a guided in a control cylinder control piston is provided, which is displaceable along a control axis between a neutral position, a supply of pressurized fluid into the working pressure space enabling inflow position and a drainage of pressurized fluid from the working pressure space enabling discharge position. Further, a piston chamber is provided, which is filled for movement of the control piston from the neutral position into the inflow position or from the outflow position to the neutral position with a control fluid, and is removed to move the control piston from the neutral position to the outflow control fluid. The piston chamber is also pressure-connected to the control chamber such that the control piston is returned by the change in volume of the control chamber in the neutral position.
[0006] Die Bewegung des Steuerkolbens erfolgt somit über das Steuerfluid, wogegen die Bewegung des Arbeitskolbens mittels des Druckfluids erfolgt. Druckfluid und Steuerfluid können insbesondere von verschiedenen Medien gebildet werden und mit stark unterschiedlichen Drucken bereitgestellt werden. So kann beispielsweise das Steuerfluid in energiesparender Weise von einer Niederdruckversorgung und das Druckfluid als das eigentliche Arbeitsmedium von einer Hochdruckversorgung bereitgestellt werden.The movement of the control piston thus takes place via the control fluid, whereas the movement of the working piston takes place by means of the pressurized fluid. In particular, pressurized fluid and control fluid may be formed by different media and provided with widely different pressures. Thus, for example, the control fluid can be provided in an energy-saving manner from a low-pressure supply and the pressurized fluid as the actual working medium from a high-pressure supply.
[0007] Beim erfindungsgemäßen Hydraulikantrieb erfolgt die Sollwertvorgabe also durch die Zufuhr/Abfuhr von Steuerfluid in den/aus dem mit dem Steuerkolben zusammenwirkenden Kolbenraum. Da der Kolbenraum mit dem Steuerraum druckverbunden ist, kann die Zufuhr/Abfuhr vom Steuerfluid auch in den/aus dem Steuerraum erfolgen. Das Volumen an Steuerfluid stellt die Führungsgröße des hydraulischen Regelkreises dar. Die Regelgröße ist der Verfahrweg des Arbeitskolbens. Eine Rückkopplung der Regelgröße (Verfahrweg) zur Führungsgröße (Steuerfluidvolumen) erfolgt hydraulisch über die mit der Kolbenbewegung verbundene Änderung des Volumens des Steuerraumes. Ein zusätzliches Wegmesssystem am bewegten Arbeitskolben ist zur Realisierung des hydraulischen Regelkreises beim erfindungsgemäßen Hydraulikantrieb grundsätzlich nicht erforderlich, was den Aufbau des Hydraulikantriebs insofern vereinfacht. Vorzugsweise ist neben dem eigentlichen Arbeitskolben lediglich der Steuerkolben als bewegtes Bauteil ausgeführt. Der Steuerzylinder kann ortsfest, insbesondere mit dem Gehäuse verbunden oder in dieses integriert verbaut sein. Im Betrieb der Vorrichtung sind dann nur geringe Massen während der Steuervorgänge zu bewegen. Gleichzeitig wird die Anzahl der mechanischen Übergänge zwischen verschiedenen Bauteilen reduziert und daher Reibungskräfte beim Steuervorgang minimiert. Dadurch wird eine Steuerung mit hochdynamischem Bewegungsprofil ermöglicht. Der Hydraulikantrieb weist daher eine hohe Folgetreue und hohe Ansprechgeschwindigkeit auf. Eine Verringerung der Anzahl bewegter Teile vereinfacht außerdem den Aufbau dadurch, dass aufwändige Maßnahmen zum Abdichten nur noch an wenigen Stellen erforderlich sind. Darüber hinaus werden Funktionsstörungen durch ein Verkanten beweglicher Bauteile gegeneinander weitgehend vermieden, wie sie beispielsweise bei hydraulischen Linearantrieben mit mechanischer Steuerung über Steuerschieber auftreten können. Der erfindungsgemäße Hydraulikantrieb kann daher mit hoher Zuverlässigkeit und robust gegen Störungen betrieben werden.In the hydraulic drive according to the invention, the setpoint input thus takes place by the supply / discharge of control fluid in / out of the piston chamber interacting with the control piston. Since the piston chamber is pressure-connected to the control chamber, the supply / discharge of the control fluid can also be done in / from the control room. The volume of control fluid represents the reference variable of the hydraulic control loop. The controlled variable is the travel of the working piston. A feedback of the controlled variable (travel) to the reference variable (control fluid volume) is carried out hydraulically via the associated with the piston movement change in the volume of the control chamber. An additional displacement measuring system on the moving working piston is for the realization of the hydraulic control circuit in the hydraulic drive according to the invention basically not necessary, which simplifies the structure of the hydraulic drive so far. Preferably, only the control piston is designed as a moving component in addition to the actual working piston. The control cylinder may be stationary, in particular connected to the housing or integrated into this integrated. During operation of the device then only small masses during the control operations to move. At the same time, the number of mechanical transitions between different components is reduced and therefore friction forces during the control process are minimized. This allows control with a highly dynamic motion profile. The hydraulic drive therefore has a high fidelity and high response speed. A reduction in the number of moving parts also simplifies the structure in that complex measures for sealing are required only in a few places. In addition, malfunctions are largely avoided by tilting movable components against each other, as can occur, for example, in hydraulic linear actuators with mechanical control via spool. The hydraulic drive according to the invention can therefore be operated with high reliability and robust against interference.
[0008] Dadurch, dass die Anordnung von Steuerzylinder und Steuerkolben weitgehend unabhängig vom Arbeitskolben erfolgen kann, kann der Aufbau des erfindungsgemäßen Hydraulikantriebs flexibel an dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. Beispielsweise kann bei begrenzten axialen Platzverhältnissen der Steuerzylinder parallel zum Arbeitskolben angeordnet werden. Entscheidend ist lediglich, dass der Kolbenraum mit dem Steuerraum druckverbunden ist, was beispielsweise durch starre oder auch flexible Druckleitungen realisiert werden kann. Eine solche Gestaltungsfreiheit ist beispielsweise bei mechanisch gesteuerten hydraulischen Linearantrieben aus Prinzip nicht möglich.Characterized in that the arrangement of the control cylinder and control piston can be largely independent of the working piston, the structure of the hydraulic drive according to the invention can be flexibly adapted to the available space. For example, with limited axial space conditions, the control cylinder can be arranged parallel to the working piston. It is only crucial that the piston chamber is pressure-connected to the control chamber, which can be realized for example by rigid or flexible pressure lines. Such freedom of design is not possible, for example, in mechanically controlled hydraulic linear drives on principle.
[0009] Vorzugsweise kann der Steuerkolben den Kolbenraum unmittelbar begrenzen. Denkbar ist allerdings auch, dass zwischen dem Steuerkolben und dem Kolbenraum ein auf den Steuerkolben wirkender Ausgleichskolben vorgesehen ist. Über den Ausgleichskolben kann das gewünschte Übersetzungsverhältnis von Arbeitskolben und Steuerkolben vorgegeben werden, wobei insbesondere der in verschiedene Stellungen bringbare Steuerkolben als Standardbauteil ausgeführt werden kann.Preferably, the control piston can limit the piston chamber directly. However, it is also conceivable that between the control piston and the piston chamber acting on the control piston Equalizing piston is provided. About the compensating piston, the desired transmission ratio of the working piston and the control piston can be specified, in particular, which can be brought in different positions control piston can be executed as a standard component.
[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich dadurch, dass die denAdvantageous embodiments result from the fact that the
Steuerraum begrenzende hydraulische Wirkfläche des Arbeitskolbens gleich groß wie, kleiner als oder größer als die den Kolbenraum begrenzende hydraulische Wirkfläche des Steuerkolbens oder des zwischengeschalteten Ausgleichskolbens ist. Dadurch kann eine hydraulische 1 :1-Übersetzung, eine Untersetzung oder eine willkürliche Übersetzung zwischen dem Volumen an Steuerfluid und dem Volumen an Druckfluid bereitgestellt werden. Es können damit verschiedene Übersetzungen zwischen Arbeits- und Steuerkolben realisiert werden.Control space limiting hydraulic effective area of the working piston is equal to, smaller than or greater than the piston space limiting hydraulic effective area of the control piston or the intermediate balance piston. Thereby, a 1: 1 hydraulic ratio, a reduction or an arbitrary ratio between the volume of control fluid and the volume of pressurized fluid can be provided. It can thus be realized various translations between working and control piston.
[0011] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, dass der Arbeitskolben einen Arbeitsabschnitt aufweist, welcher den Arbeitsdruckraum begrenzt und ferner einen dem Arbeitsabschnitt ferngelegenen, als Führungskolben ausgebildeten, Bereich aufweist, weicher den Steuerraum begrenzt. Der Arbeitsdruckraum ist folglich vom Steuerraum räumlich getrennt und nicht hydraulisch druckverbunden. Der Führungskolben kann insbesondere von einer Führungsstange gebildet werden, die zur axialen Ausrichtung des Arbeitskolbens im Gehäuse geführt wird und deren Stirnseite kolbenartig ausgebildet ist.A preferred embodiment of the invention results from the fact that the working piston has a working portion which limits the working pressure chamber and further comprises a working portion remote, designed as a guide piston area, softer limits the control room. The working pressure chamber is thus spatially separated from the control room and not hydraulically pressure-connected. The guide piston can be formed in particular by a guide rod, which is guided for axial alignment of the working piston in the housing and the end face is formed like a piston.
[0012] Als weitere Ausgestaltung können Steuerkolben und Steuerzylinder gemeinsam mit dem Arbeitskolben im Gehäuse des Hydraulikantriebs angeordnet sein.As a further embodiment, control piston and control cylinder can be arranged together with the working piston in the housing of the hydraulic drive.
[0013] Die Steuerachse des Steuerkolbens und die Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens verlaufen vorzugsweise parallel. Alternativ ist auch möglich, dass die Steuerachse in einem Winkel zur Arbeitsrichtung verläuft. Dadurch ist eine flexible, an die Platzanforderungen der Einbausituation angepasste Anordnung möglich.The control axis of the control piston and the working direction of the working piston preferably run parallel. Alternatively, it is also possible that the control axis extends at an angle to the working direction. As a result, a flexible, adapted to the space requirements of the installation situation arrangement is possible.
[0014] Besonders bevorzugt ist, dass der Steuerkolben parallel zumIt is particularly preferred that the control piston parallel to
Führungskolben im Gehäuse angeordnet ist und dass die Stirnseite des Gehäuses den Steuerraum und den Kolbenraum des Steuerkolbens gemeinsam begrenzt. Der Führungskolben und der Steuerkolben weisen also derart ähnliche axiale Abmessungen auf, dass eine gemeinsame Anordnung im Gehäuse mit einem gemeinsamen Deckel möglich ist. Ein derartiger Hydraulikantrieb ist damit außerordentlich kompakt und robust aufgebaut.Guide piston is arranged in the housing and that the end face of the housing, the control chamber and the piston chamber of the control piston limited together. The guide piston and the control piston thus have such similar axial dimensions that a common arrangement in the housing with a common cover is possible. Such a hydraulic drive is thus extremely compact and robust.
[0015] Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich auch dadurch, dass derAn advantageous embodiment also results from the fact that the
Steuerzylinder mit Druckleitungen verbunden vom Gehäuse beabstandet angeordnet ist. Die Steuerachse kann dabei in beliebigem Winkel zur Arbeitsrichtung angeordnet sein. Dies ermöglicht einen besonders flexiblen Aufbau des Hydraulikantriebs. Außerdem können Anordnungen realisiert werden, bei denen für die eigentliche Arbeitseinheit (Arbeitskolben und Gehäuse) nur sehr wenig Platz benötigt wird. Alle Steuerelemente können von der Arbeitseinheit getrennt angeordnet werden. Eine präzise Steuerung ist dabei nach wie vor möglich.Control cylinder connected to pressure lines is arranged spaced from the housing. The control axis can be arranged at any angle to the working direction. This allows a particularly flexible design of the hydraulic drive. In addition, arrangements can be realized in which only very little space is required for the actual working unit (working piston and housing). All controls can be arranged separately from the work unit. Precise control is still possible.
[0016] Besonders bevorzugt ist, wenn der Steuerkolben Steuerkanten aufweist, die mit Steuerkanten am Steuerzylinder zur Steuerung des Flusses von Druckfluid derart zusammenwirken, dass der Fluss durch die Auslenkung des Steuerkolbens aus der Neutralstellung längs der Steuerachse stufenlos einstellbar ist. Da der Arbeitskolben durch Befüllen des Arbeitsdruckraums mit Druckfluid bewegt wird, ist durch die beschriebene Anordnung eine proportionale Steuerung der Geschwindigkeit der Kolbenbewegung möglich. Im Betrieb der Vorrichtung kann daher der Arbeitskolben je nach Anforderung unterschiedlich schnell verfahren werden.Particularly preferred is when the control piston has control edges, which cooperate with control edges on the control cylinder for controlling the flow of pressurized fluid such that the flow through the deflection of the control piston from the neutral position along the control axis is continuously adjustable. Since the working piston is moved by filling the working pressure chamber with pressurized fluid, a proportional control of the speed of the piston movement is possible by the arrangement described. During operation of the device, therefore, the working piston can be moved at different speeds depending on the requirement.
[0017] Vorteilhafterweise ist ein Federmittel vorgesehen, das den Steuerkolben federnd gegen den in den im Kolbenraum herrschenden Druck so beaufschlagt, dass der Steuerkolben in der Neutralstellung gehalten wird. Das Federmittel kann insbesondere als hydraulische Feder oder auch als Schraubenfeder ausgebildet sein. Bei Druckentlastung des Steuerfluids (zum Beispiel durch entsprechende Volumensänderung des Steuerraums) kehrt der Steuerkolben damit automatisch in die Neutralstellung zurück. Dadurch kann die Ansprechgeschwindigkeit der Steuerung erhöht werden.Advantageously, a spring means is provided, which acts on the control piston resiliently against the pressure prevailing in the piston chamber pressure so that the control piston is held in the neutral position. The spring means may be formed in particular as a hydraulic spring or as a helical spring. When pressure relief of the control fluid (for example, by appropriate volume change of the control chamber), the control piston thus automatically returns to the neutral position. Thereby, the response speed of the controller can be increased.
[0018] Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuerfluidversorgung derart vorgesehen, dass ein definiertes Volumen an Steuerfluid in den Kolbenraum zugeführt oder aus dem Kolbenraum abgeführt werden kann. Die Steuerfluidversorgung kann dabei fern vom Arbeitskolben bzw. dessen Gehäuse sowie fern von Steuerkolben bzw. dessen Zylinder angeordnet sein. Die Zuführung von Steuerfluid in den Kolben- oder Steuerraum kann dabei über starre oder auch flexible Druckleitungen erfolgen.For further embodiment of the invention is a control fluid supply provided such that a defined volume of control fluid can be fed into the piston chamber or discharged from the piston chamber. The control fluid supply can be remote from the working piston or its housing and remote from the control piston or its cylinder. The supply of control fluid in the piston or control chamber can be done via rigid or flexible pressure lines.
[0019] Beim erfindungsgemäßen Hydraulikantrieb sind verschiedenartige Wege der Ansteuerung möglich. Insbesondere kann die Steuerfluidversorgung als elektrofluidischer Wandler mit einem Kolben zur Ausgabe eines definierten Volumens an Steuerfluid aus einem Steuerfluidtank ausgebildet sein. Ein solcher Wandler arbeitet nach dem Prinzip einer „Infusionsspritze". Das ausgegebene Volumen kann beispielsweise für eine bestimmte Bewegung des Kolbens einmal geeicht werden, wodurch eine eine präzise Steuerung des Arbeitskolbens ermöglicht werden kann.When hydraulic drive according to the invention various ways of control are possible. In particular, the control fluid supply can be designed as an electrofluidic converter with a piston for outputting a defined volume of control fluid from a control fluid tank. Such a transducer operates on the principle of an "infusion syringe." For example, the volume dispensed may be calibrated once for a particular movement of the piston, allowing for precise control of the working piston.
[0020] Eine weitere Ausführungsform ergibt sich daraus, dass die Steuerfluidversorgung eine Niederdruckpumpe bzw. einen Niederdruckspeicher für Steuerfluid und ein elektrisches Wegeventil zur Steuerung des von der Niederdruckpumpe bzw. des Niederdruckspeichers zum Steuerraum zugeführten Volumens an Steuerfluid umfasst. Als Wegeventil kann dabei beispielsweise ein kontinuierliches Servoventil zum Einsatz kommen.A further embodiment results from the fact that the control fluid supply includes a low-pressure pump or a low-pressure accumulator for control fluid and an electric directional control valve for controlling the supplied from the low-pressure pump and the low-pressure accumulator to the control chamber volume of control fluid. As a directional control valve, for example, a continuous servo valve can be used.
[0021] Ferner kann die Steuerfluidversorgung eine über einen Motor antreibbare Pumpe umfasst, über die ein vorgebbares Volumen in den oder aus dem Kolbenraum zu- oder abgeführt wird. Dankbar ist auch, dass die Steuerfluidversorgung eine motorisch antreibbaren Exzenterkolben umfasst, über den ein vorgebbares Volumen in den oder aus dem Kolbenraum zu- oder abgeführt werden kann.Further, the control fluid supply comprises a motor driven by a pump over which a predetermined volume in or out of the piston chamber is supplied or removed. It is also grateful that the control fluid supply comprises a motor-driven eccentric piston, via which a predeterminable volume can be supplied to or removed from the piston chamber.
[0022] Als vorteilhafte Weiterbildung ist eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Volumens des in den Steuerraum zugeführten oder aus dem Steuerraum abgeführten Steuerfluids vorgesehen. Die gemessenen Volumenwerte können beispielsweise zur Einrichtung der hydraulischen Rückkopplung oder zur Erhöhung der Präzision der Steuerung eingesetzt werden. [0023] Es ist außerdem denkbar, eine Messeinrichtung zur Bestimmung desAs an advantageous development of a measuring device for determining the volume of the supplied into the control chamber or discharged from the control chamber control fluid is provided. The measured volume values can be used, for example, to set up the hydraulic feedback or to increase the precision of the control. It is also conceivable, a measuring device for determining the
Verfahrwegs des Arbeitskolbens längs der Arbeitsrichtung vorzusehen. Da die Bewegung des Arbeitskolbens das Volumen des Steuerraums ändert, ist auch auf diesem Wege eine Überwachung und/oder Verfeinerung der hydraulischen Rückkopplung möglich.To provide travel of the working piston along the working direction. Since the movement of the working piston changes the volume of the control chamber, a monitoring and / or refinement of the hydraulic feedback is also possible in this way.
[0024] Als besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Betrieb der Vorrichtung der Druck des Steuerfluids niedriger als der Druck des Druckfluids. Die Bewegung des Steuerkolbens kann daher mit geringem Energie- und Kraftaufwand erfolgen. Der Hydraulikantrieb wirkt in diesem Sinne als hydraulischer Verstärker.As a particularly preferred embodiment of the invention, the pressure of the control fluid is lower than the pressure of the pressurized fluid during operation of the device. The movement of the control piston can therefore be done with little energy and effort. The hydraulic drive acts as a hydraulic booster in this sense.
[0025] Vorteilhafterweise wird das Druckfluid und das Steuerfluid von einem Hydrauliköl gebildet, wobei zur Bereitstellung von Druckfluid eine Hochdruckversorgung und zur Bereitstellung von Steuerfluid eine Niederdruckversorgung für Hydrauliköl vorgesehen sein kann. Die Steuerung des Hydraulikantriebs erfolgt also durch Bereitstellung definierter Volumina von Hydrauliköl bei niedrigem Druck und ist nur mit einem geringen Energieaufwand verbunden.Advantageously, the pressure fluid and the control fluid is formed by a hydraulic oil, wherein for the provision of pressurized fluid, a high-pressure supply and to provide control fluid, a low pressure supply for hydraulic oil can be provided. The control of the hydraulic drive thus takes place by providing defined volumes of hydraulic oil at low pressure and is associated with only a small amount of energy.
[0026] Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.Further details and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, with reference to which the embodiments of the invention shown in the figures are described and explained in more detail.
[0027] Es zeigen:In the drawings:
[0028] Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßenFIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive device
Hydraulikantrieb mit skizziertem elektrofluidischem Wandler als Steuerfluidversorgung;Hydraulic drive with sketched electrofluidic converter as control fluid supply;
[0029] Figur 2 eine skizzierte weitere Ausführungsform für die Steuerfluidversorgung in Zusammenwirkung mit einer Volumenmesseinrichtung;Figure 2 is a sketched further embodiment of the control fluid supply in cooperation with a volume measuring device;
[0030] Figur 3 eine skizzierte weitere Ausführungsform der Steuerfluidversorgung; undFIG. 3 shows a sketched further embodiment of the control fluid supply; and
[0031] Figur 4 eine skizzierte weitere Ausführungsform der Steuerfluidversorgung.FIG. 4 shows a sketched further embodiment of the control fluid supply.
[0032] Der in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Hydraulikantrieb 1 weist einen Arbeitskolben 2 mit einem Arbeitsabschnitt 3 auf, der in einem Gehäuse 5 längs einer Arbeitsrichtung 7 dichtend geführt wird. Der Arbeitskolben 2 umfasst eine in Arbeitsrichtung 7 verlaufend ausgebildete Kolbenstange 9. Der dem Arbeitsabschnitt 3 entgegen der Arbeitsrichtung 7 abgewandte Bereich des Arbeitskolbens 2 ist als Führungskolben 11 ausgebildet. Der Durchmesser 15 des Führungskolbens 11 ist dabei kleiner als der Durchmesser 13 des Arbeitsabschnitts 3. Der Führungskolben 11 wird im Führungsbereich 6 des Gehäuses 5 dichtend geführt.The inventive hydraulic drive 1 shown in Figure 1 has a working piston 2 with a working section 3, which is sealingly guided in a housing 5 along a working direction 7. The working piston 2 comprises a piston rod 9 designed to extend in the working direction 7. The region of the working piston 2 facing away from the working direction 7 against the working portion 3 is designed as a guide piston 11. The diameter 15 of the guide piston 11 is smaller than the diameter 13 of the working portion 3. The guide piston 11 is sealingly guided in the guide portion 6 of the housing 5.
[0033] Der Arbeitskolben 2 begrenzt mit seinem Arbeitsabschnitt 3 einenThe working piston 2 limits with its working section 3 a
Arbeitsdruckraum 17. Auf der dem Arbeitsdruckraum 17 abgewandten Seite ist ein Ringraum 4 vorhanden, im welchem vorzugsweise ein Dauerdruck herrscht. Der als Führungskolben 11 ausgebildete Bereich des Arbeitskolbens 2 begrenzt einen Steuerraum 19. Der den Arbeitsdruckraum 17 begrenzende Arbeitsabschnitt 3 hat eine hydraulische Wirkfläche 14 zur Bewegung des Arbeitskolbens 2. Der den Steuerraum begrenzende Führungskolben 11 weist eine hydraulische Wirkfläche 16 auf.Working pressure chamber 17. On the working pressure chamber 17 side facing away from an annular space 4 is present, in which there is preferably a continuous pressure. The work piston 3 delimiting the working pressure chamber 17 has a hydraulic active surface 14 for moving the working piston 2. The control piston 11 delimiting the control chamber has a hydraulic active surface 16.
[0034] Zur Versorgung des Arbeitsdruckraums 17 mit einem Druckfluid, das hier von einem Hydrauliköl gebildet wird, ist eine Hochdruckversorgung 21 vorgesehen. Zur Aufnahme von aus dem Arbeitsdruckraum 17 abfließendem Hydrauliköl ist ein Tank 23 vorgesehen.To supply the working pressure chamber 17 with a pressurized fluid, which is formed here by a hydraulic oil, a high-pressure supply 21 is provided. To receive from the working pressure chamber 17 effluent hydraulic oil, a tank 23 is provided.
[0035] Im Gehäuse 5 ist ferner ein Steuerzylinder 25 angeordnet, in dem ein Steuerkolben 27 längs einer Steuerachse 29 dichtend verschieblich geführt ist. Die Steuerachse 29 verläuft bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform parallel zur Arbeitsrichtung 7. Grundsätzlich kann die Arbeitsrichtung 7 und die Steuerachse 29 einen beliebigen Winkel einschließen. Der Führungsbereich 6 des Gehäuses 5, der Führungskolben 11 , der Steuerzylinder 25 und der Steuerkolben 27 haben ähnliche axiale Abmessungen und sind im Gehäuse 5 parallel zueinander angeordnet. Die Stirnseite 31 des Gehäuses 5 bildet dabei einen gemeinsamen Abschluss des Führungsbereichs 6 und des Steuerzylinders 25. Auf der dem Arbeitsabschnitt 3 abgewandten Seite des Steuerkolbens 27 ist ein vom Steuerkolben 27 vorzugsweise separat ausgebildeter, am Steuerkolben 27 anliegender, Ausgleichskolben 37 vorgesehen.In the housing 5, a control cylinder 25 is further arranged, in which a control piston 27 is guided sealingly displaceable along a control axis 29. In the embodiment shown in FIG. 1, the control axis 29 runs parallel to the working direction 7. In principle, the working direction 7 and the control axis 29 can enclose an arbitrary angle. The guide portion 6 of the housing 5, the guide piston 11, the control cylinder 25 and the control piston 27 have similar axial dimensions and are arranged in the housing 5 parallel to each other. The end face 31 of the housing 5 forms a common conclusion of the guide portion 6 and the control cylinder 25. On the side facing away from the working section 3 of the control piston 27 is provided by the control piston 27 preferably separately trained, the control piston 27 fitting, balancing piston 37 is provided.
[0036] Der Steuerkolben 27 weist zwei ringbundartige axiale Erweiterungen 39, 41 auf. Die Erweiterung 39 wirkt gegen den Ausgleichskolben 37, welcher mit dem Steuerzylinder 25 einen Kolbenraum 33 begrenzt. Zwischen den beiden Erweiterungen 39, 41 liegt ein Durchflussraum 35. Die dem Steuerkolben 27 abgewandte Stirnseite 52 des Ausgleichskolbens 37 bildet eine hydraulische Wirkfläche 53 zur Bewegung des Ausgleichskolbens 37 und des Steuerkolbens 27.The control piston 27 has two annular collar-like axial extensions 39, 41. The extension 39 acts against the balance piston 37, which limits a piston chamber 33 with the control cylinder 25. Between the two extensions 39, 41 is a flow space 35. The control piston 27 facing away from end face 52 of the balance piston 37 forms a hydraulic active surface 53 for movement of the balance piston 37 and the control piston 27th
[0037] Über den Durchmesser des Ausgleichskolbens 37 kann das gewünschte Übersetzungsverhältnis des Steuerkolbens 27 und des Führungskolbens 11 vorgebeben werden, ohne die Größenverhältnisse von Führungskolben 11 und Steuerkolben 27 verändern zu müssen. Bei geeigneten Größenverhältnissen von Führungskolben 11 und Steuerkolben 27 kann der Ausgleichskolben 37 auch entfallen.About the diameter of the balance piston 37, the desired gear ratio of the control piston 27 and the guide piston 11 can be given without having to change the size ratios of the guide piston 11 and control piston 27. With suitable size ratios of the guide piston 11 and the control piston 27, the balance piston 37 can also be omitted.
[0038] Der Durchflussraum 35 ist über einen Druckkanal 45 mit demThe flow space 35 is connected via a pressure channel 45 with the
Arbeitsdruckraum 17 verbunden. Der Kolbenraum 33 ist über den Durchgang 47 mit dem Steuerraum 19 verbunden. Die Stirnseite 31 des Gehäuses 5 bildet folglich einen gemeinsamen Deckel für den Kolbenraum 33 und den Steuerraum 19.Working pressure chamber 17 connected. The piston chamber 33 is connected via the passage 47 to the control chamber 19. The end face 31 of the housing 5 thus forms a common cover for the piston chamber 33 and the control chamber 19th
[0039] Im Steuerzylinder 25 werden durch ringförmige Aussparungen eineIn the control cylinder 25 are through annular recesses a
Zulaufkammer 49 und eine Rücklaufkammer 51 mit dem Steuerkolben 27 begrenzt. Dabei ist die Zulaufkammer 49 mit der Hochdruckversorgung 21 verbunden, die Rücklaufkammer 51 mit dem Tank 23.Inflow chamber 49 and a return chamber 51 with the control piston 27 limited. In this case, the inlet chamber 49 is connected to the high pressure supply 21, the return chamber 51 to the tank 23rd
[0040] Die ringbundartige Erweiterung 41 des Steuerkolbens 27 weist eineThe annular collar-like extension 41 of the control piston 27 has a
Steuerkante 60 auf, welche mit einer Steuerkante 62 der Zulaufkammer 49 zusammenwirkt. In ähnlicher Weise ist an der ringbundartigen Erweiterung 39 eine Steuerkante 64 zur Zusammenwirkung mit einer Steuerkante 66 am Steuerkolben 27 vorgesehen.Control edge 60, which cooperates with a control edge 62 of the inlet chamber 49. Similarly, a control edge 64 is provided on the annular collar-like extension 39 for cooperation with a control edge 66 on the control piston 27.
[0041] In der Figur 1 ist die Neutralstellung des Steuerkolbens 27 dargestellt.In the figure 1, the neutral position of the control piston 27 is shown.
Hierbei fluchten die Steuerkanten 60 und 62 beziehungsweise 64 und 66 miteinander. Der Durchflussraum 35 ist in der Neutralstellung also weder mit der Zuflusskammer 49 noch mit der Rücklaufkammer 51 druckverbunden. Wird der Steuerkolben 27 aus seiner in Figur 1 dargestellten Lage nach unten bewegt, so gelangt er in die Zuflussstellung. Dabei öffnet sich ein Spalt zwischen den korrespondierenden Steuerkanten 60 und 62, wodurch die Zulaufkammer 49 mit dem Durchflussraum 35 druckverbunden wird. Wird hingegen der Steuerkolben 27 aus seiner Neutralstellung in Figur 1 nach oben bewegt, so wird in analoger Weise die Rücklaufkammer 51 mit dem Durchflussraum 35 druckverbunden, indem sich ein Spalt zwischen den Steuerkanten 64 und 66 öffnet. In dieser Situation befindet sich der Steuerkolben 27 in seiner Abflussstellung.In this case, the control edges 60 and 62 or 64 and 66 are aligned with each other. The flow space 35 is thus neither in the neutral position with the inflow chamber 49 still connected to the return chamber 51 pressure-connected. If the control piston 27 is moved downwards from its position shown in FIG. 1, it enters the inflow position. In this case, a gap between the corresponding control edges 60 and 62 opens, whereby the inlet chamber 49 is pressure-connected to the flow space 35. If, on the other hand, the control piston 27 is moved upwards from its neutral position in FIG. 1, the return flow chamber 51 is pressure-connected to the flow space 35 in an analogous manner by opening a gap between the control edges 64 and 66. In this situation, the control piston 27 is in its drainage position.
[0042] Im Bereich der ringbundartigen Erweiterung 41 hat der Steuerkolben 27 eine Bodenseite 54, an welcher sich ein zwischen dem Gehäuse 5 und dem Steuerkolben 27 angeordnetes Federmittel 55, das hier als Schraubenfeder 56 ausgebildet ist, abstützt. In der Darstellung der Figur 1 wird dadurch der Steuerkolben 27 mit einer Kraft nach oben gegen den in im Kolbenraum 33 herrschenden Druck beaufschlagt.In the area of the annular collar-like enlargement 41, the control piston 27 has a bottom side 54, on which a arranged between the housing 5 and the control piston 27 spring means 55, which is designed here as a helical spring 56 is supported. In the illustration of Figure 1, the control piston 27 is thereby acted upon by a force up against the pressure prevailing in the piston chamber 33 pressure.
[0043] Um dem Kolbenraum 33 beziehungsweise dem Steuerraum 19 ein definiertes Volumen an Steuerfluid zuzuführen, ist eine Steuerfluidversorgung 80 vorgesehen. Diese ist über eine Verbindungsleitung 108 mit dem Durchgang 47 verbunden, welcher den Kolbenraum 33 und den Steuerraum 19 verbindet. Die Steuerfluidversorgung 80 ist in Figur 1 als elektrofluidischer Wandler 81 ausgebildet. Hierbei ist ein Steuerfluidraum 87 vorgesehen, der von einem Kolben 83 begrenzt wird. Der Kolben 83 wird durch einen elektrischen Linearmotor 89 angetrieben. Wird der Kolben 83 durch den elektrischen Linearmotor 89 um ein definiertes Wegstück bewegt, so wird ein definiertes Volumen an Steuerfluid aus dem Steuerfluidraum 87 ausgepresst und dem Kolbenraum 33 zugeführt. Insofern arbeitet der elektrofluidische Wandler 81 ähnlich einer Infusionsspritze.In order to supply the piston chamber 33 or the control chamber 19 with a defined volume of control fluid, a control fluid supply 80 is provided. This is connected via a connecting line 108 with the passage 47, which connects the piston chamber 33 and the control chamber 19. The control fluid supply 80 is formed in FIG. 1 as an electrofluidic converter 81. Here, a control fluid space 87 is provided which is delimited by a piston 83. The piston 83 is driven by a linear electric motor 89. When the piston 83 is moved by the electric linear motor 89 by a defined distance, a defined volume of control fluid is squeezed out of the control fluid chamber 87 and supplied to the piston chamber 33. As such, the electrofluidic transducer 81 operates similarly to an infusion syringe.
[0044] Da der Kolbenraum 33 und der Steuerraum 19 über den Durchgang 47 druckverbunden sind, spielt es keine Rolle, ob das Steuerfluid dem Steuerraum 19 direkt, dem Kolbenraum 33 oder einem die beiden Räume verbindenden Leitungsabschnitt beziehungsweise dem Durchgang 47 zugeführt wird. Im Betrieb des Hydraulikantriebs 1 erfolgt die hydraulische Steuerung in der nachfolgend geschilderten Art und Weise. In Figur 1 befindet sich der Steuerkolben 27 in seiner Neutralstellung, der Arbeitskolben 2 in seiner Ausgangslage. Der Kolbenraum 33 und der Steuerraum 19 sind mit einem Ausgangsvolumen an Steuerfluid befüllt. Auf die hydraulische Wirkfläche 53 des Steuerkolbens 27 wirkt in Figur 1 eine Kraft nach unten. Diese wird genau kompensiert durch die auf den Steuerkolben 27 wirkende Kraft nach oben, welche durch das Federmittel 55 bereitgestellt wird. Der Steuerkolben 27 befindet sich daher in seiner Neutralstellung im Kräftegleichgewicht. Um den Arbeitskolben 2 um einen definierten Verfahrweg in Arbeitsrichtung 7 zu bewegen, wird dem Kolbenraum 33 von der Steuerfluidversorgung 80 ein definiertes Volumen an Steuerfluid zugeführt. Das Volumen an Steuerfluid stellt insofern die Führungsgröße des hydraulischen Regelkreises dar. Mit der Zufuhr von Steuerfluid erhöht sich der Druck auf die hydraulische Wirkfläche 53 des Ausgleichskolbens 37 und damit auf den Steuerkolben 27. Dieser weicht daraufhin aus seiner Neutralstellung in Richtung der Zuflussstellung nach unten aus. Die Steuerfluidversorgung 80 muss dabei lediglich die Gegenkraft des Federmittels 55 überwinden und kann daher als energiesparende Niederdruckversorgung ausgebildet sein. In der Zuflussstellung des Steuerkolbens 27 öffnet sich wie oben beschrieben ein Spalt zwischen der Zulaufkammer 49 und dem Durchflussraum 35. Daraufhin strömt Druckfluid von der Hochdruckversorgung 21 durch die Zulaufkammer 49, durch den Durchflussraum 35, über den Druckkanal 45 und in den Arbeitsdruckraum 17. Dadurch wird der Arbeitskolben 2 aus seiner Ausgangslage in Arbeitsrichtung 7 bewegt. Dieser Bewegung folgt der als Führungskolben 11 ausgebildete Bereich des Arbeitskolbens 2 im Führungsbereich 6. Der Verfahrweg des Arbeitskolbens 2 längs der Arbeitsrichtung 7 ist dabei gerade so groß, dass die mit der Bewegung verbundene Vergrößerung des Volumens des Steuerraums 19 gerade dem zugeführten Volumen an Steuerfluid entspricht. Da der Steuerraum 19 mit dem Kolbenraum 33 über den Durchgang 47 verbunden ist, kompensiert die Volumenvergrößerung des Steuerraums 19 das dem Kolbenraum 33 zugeführte Volumen. Durch diesen Volumenausgleich lässt die auf die hydraulische Wirkfläche 53 des Ausgleichskolbens 37 wirkende Kraft nach, und der Steuerkolben 27 kehrt aufgrund der nach oben gerichteten Kraft des Federmittels 55 wieder in seine Neutralstellung zurück. Dadurch wird ein weiterer Zufluss von Druckfluid zum Arbeitsdruckraum 17 unterbunden, und der Hydraulikantrieb erreicht eine neue Ruhestellung, in der sich der Steuerkolben 27 erneut in seiner Neutralstellung befindet. Auf diese Weise wird über das Volumen des Steuerraumes 19 eine hydraulische Rückkopplung der Stellgröße (Verfahrweg des Arbeitskolbens 2) mit der Führungsgröße (Volumen an Steuerfluid) bereitgestellt. Eine Messeinrichtung zur Erfassung der Stellgröße, beispielsweise eine Positionsmessung am Arbeitskolben 2, ist also für den Betrieb des Hydraulikantriebs grundsätzlich nicht notwendig, kann aber dennoch zur besseren Kontrolle des Vorgangs vorgesehen sein.Since the piston chamber 33 and the control chamber 19 are pressure-connected via the passage 47, it does not matter if the control fluid directly to the control chamber 19, the piston chamber 33 or one of the two rooms connecting line section or the passage 47 is supplied. During operation of the hydraulic drive 1, the hydraulic control takes place in the manner described below. In Figure 1, the control piston 27 is in its neutral position, the working piston 2 in its initial position. The piston chamber 33 and the control chamber 19 are filled with an initial volume of control fluid. On the hydraulic active surface 53 of the control piston 27 acts in Figure 1, a force down. This is exactly compensated by the force acting on the control piston 27 upward force, which is provided by the spring means 55. The control piston 27 is therefore in its neutral position in the balance of power. To move the working piston 2 by a defined travel in the working direction 7, the piston chamber 33 is supplied by the control fluid supply 80, a defined volume of control fluid. The supply of control fluid increases the pressure on the active hydraulic surface 53 of the balance piston 37 and thus on the control piston 27. This then differs from its neutral position in the direction of the inflow position down , The control fluid supply 80 only has to overcome the counterforce of the spring means 55 and can therefore be designed as an energy-saving low-pressure supply. In the inflow position of the control piston 27 opens a gap between the inlet chamber 49 and the flow space 35 as described above. Then, pressurized fluid flows from the high pressure supply 21 through the inlet chamber 49, through the flow space 35, via the pressure channel 45 and into the working pressure chamber 17th the working piston 2 is moved from its initial position in the working direction 7. The movement path of the working piston 2 along the working direction 7 is just so great that the movement associated with the increase in the volume of the control chamber 19 just corresponds to the volume supplied to the control fluid , As the control room 19 is connected to the piston chamber 33 via the passage 47, the increase in volume of the control chamber 19 compensates the volume supplied to the piston chamber 33. By this volume compensation leaves the force acting on the hydraulic active surface 53 of the balance piston 37 force, and the control piston 27 returns due to the upward force of the spring means 55 back to its neutral position. As a result, a further inflow of pressurized fluid to the working pressure chamber 17 is prevented, and the hydraulic drive reaches a new rest position, in which the control piston 27 is again in its neutral position. In this way, via the volume of the control chamber 19, a hydraulic feedback of the manipulated variable (travel of the working piston 2) with the reference variable (volume of control fluid) is provided. A measuring device for detecting the manipulated variable, for example, a position measurement on the working piston 2, so in principle for the operation of the hydraulic drive is not necessary, but may still be provided for better control of the process.
[0046] Bei Verlagerung des Steuerkolbens 27 längs der Steuerachse 29 ist die Öffnungsweite des Spaltes zwischen den korrespondierenden Steuerkanten 60, 62 beziehungsweise 64, 66 kontinuierlich einstellbar. Da die Öffnungsweite der Spalten zwischen Zulaufkammer 49 beziehungsweise Rücklaufkammer 51 und dem Durchflussraum 35 die zeitliche Durchflussmenge an Steuerfluid regelt, ist auf diese Weise eine proportionale Regelung der Verfahrgeschwindigkeit des Arbeitskolbens möglich. Die hydraulische Über- beziehungsweise Untersetzung zwischen dem Volumen an Steuerfluid und dem Volumen an Druckfluid ist dabei durch das Verhältnis der hydraulischen Wirkfläche 16 im Steuerraum 19 und der hydraulischen Wirkfläche 14 des Arbeitskolbens 2 im Arbeitsdruckraum 17 bestimmt. Die Vorrichtung arbeitet insofern einerseits als hydraulischer Kraftverstärker, andererseits als hydraulische Übersetzung.Upon displacement of the control piston 27 along the control axis 29, the opening width of the gap between the corresponding control edges 60, 62 and 64, 66 is continuously adjustable. Since the opening width of the gaps between inlet chamber 49 and return chamber 51 and the flow space 35 regulates the time flow rate of control fluid, a proportional control of the travel speed of the working piston is possible in this way. The hydraulic over- or reduction between the volume of control fluid and the volume of pressurized fluid is determined by the ratio of the active hydraulic surface 16 in the control chamber 19 and the hydraulic active surface 14 of the working piston 2 in the working pressure chamber 17. The device works insofar as a hydraulic booster on the one hand, on the other hand as a hydraulic ratio.
[0047] Wird dem Kolbenraum 33 beziehungsweise dem Steuerraum 19 ein definiertes Volumen an Steuerfluid entnommen, so bewegt sich der Steuerkolben 27 aus der Neutralstellung in die oben beschriebene Abflussstellung. Dadurch wird der Arbeitsdruckraum 17 über den Druckkanal 45, den Durchflussraum 35, mit der Rücklaufkammer 51 und mit dem Tank 23 verbunden. Dies ermöglicht einen Abfluss von Druckfluid aus dem Arbeitsdruckraum 17 und damit eine Rückbewegung des Arbeitskolbens 2 entgegen der Arbeitsrichtung 7 aufgrund eines im Ringraum 4 anstehenden Dauerdrucks.If the piston chamber 33 or the control chamber 19, a defined volume of control fluid removed, so moves the Control piston 27 from the neutral position in the drainage position described above. As a result, the working pressure chamber 17 is connected via the pressure channel 45, the flow space 35, with the return chamber 51 and with the tank 23. This allows an outflow of pressurized fluid from the working pressure chamber 17 and thus a return movement of the working piston 2 against the working direction 7 due to a pending in the annulus 4 continuous pressure.
[0048] Zur Erhöhung der Präzision der hydraulischen Rückkopplung ist eineTo increase the precision of the hydraulic feedback is a
Messeinrichtung 75 zur Bestimmung des von der Steuerfluidversorgung 80 in den Kolbenraum 33 zugeführten bzw. aus dem Kolbenraum 33 abgeführten Volumens an Steuerfluid vorgesehen. Ferner ist eine Steuereinheit 76 vorgesehen, welche den Linearmotor 89 ansteuert, Wegmesssignale der Auslenkung des Linearmotors 89 und das ausgegebene von der Messeinrichtung 75 gemessene Volumen auswertet.Measuring device 75 for determining the supplied from the control fluid supply 80 in the piston chamber 33 and discharged from the piston chamber 33 volume of control fluid. Furthermore, a control unit 76 is provided, which controls the linear motor 89, evaluates distance measuring signals of the deflection of the linear motor 89 and the output volume measured by the measuring device 75.
[0049] Bei Vorsehen einer Messeinrichtung zur Erfassung der Position des Arbeitskolbens 2, kann die Messeinrichtung 75 entfallen.When providing a measuring device for detecting the position of the working piston 2, the measuring device 75 can be omitted.
[0050] Die Versorgung mit Steuerfluid für einen erfindungsgemäßenThe supply of control fluid for an inventive
Hydraulikantrieb kann auf verschiedene Weise erfolgen. Um dem Kolbenraum 33 (vgl. Fig. 1) über die Verbindungsleitung 108 ein definiertes Volumen an Steuerfluid zuzuführen, ist in Figur 2 eine Steuerfluidversorgung 90 skizziert, welche mit einer Messeinrichtung 75 für das zu- oder abgeführte Volumen an Steuerfluid und einer Steuereinheit 76 zusammenwirkt. Die Steuerfluidversorgung 90 umfasst eine Niederdruckversorgung bzw. Niederdruckquelle 92 für Hydrauliköl, welches hier das Steuerfluid bildet. Der Durchfluss von Hydrauliköl von der Niederdruckversorgung 92 zum Kolbenraum 33 (vgl. Fig. 1) wird von einem elektrisch betätigbaren Wegeventil 96 gesteuert, welches von der Steuereinheit 76 entsprechend angesteuert wird. Ein definiertes Volumen an Steuerfluid kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Messeinrichtung 75 das zu- bzw. abgeführte Volumen an Steuerfluid misst und die Steuereinheit 76 durch Vergleich der gemessenen Werte mit den definierten Vorgaben das Wegeventil 96 entsprechend ansteuert. [0051] Die in Figur 3 skizzierte Steuerfluidversorgung 100 weist ein Reservoir 102 für Steuerfluid und eine Pumpe 106 auf. Die Pumpe 106 wird von einem Motor 105 angetrieben. Der Motor 105 von einer elektrischen Steuereinheit 76 angesteuert, so dass dem Kolbenraum 33 (vgl. Fig. 1) bzw. dem Steuerraum 19 (vgl. Fig. 1) über die Verbindungsleitung 108 ein definiertes Volumen an Steuerfluid bereitgestellt werden kann. Über ein Messsystem 104 können die Drehzahl und damit das Fördervolumen der Pumpe 106 bestimmt werden.Hydraulic drive can be done in different ways. To supply the piston chamber 33 (see Fig. 1) via the connecting line 108 a defined volume of control fluid, a control fluid supply 90 is sketched in Figure 2, which cooperates with a measuring device 75 for the added or removed volume of control fluid and a control unit 76 , The control fluid supply 90 comprises a low-pressure supply or low-pressure source 92 for hydraulic oil, which forms the control fluid here. The flow of hydraulic oil from the low-pressure supply 92 to the piston chamber 33 (see Fig. 1) is controlled by an electrically operable directional control valve 96, which is controlled by the control unit 76 accordingly. A defined volume of control fluid can be provided by the measuring device 75 measuring the volume of control fluid supplied or removed, and the control unit 76 correspondingly activating the directional control valve 96 by comparing the measured values with the defined specifications. The control fluid supply 100 sketched in FIG. 3 has a reservoir 102 for control fluid and a pump 106. The pump 106 is driven by a motor 105. The motor 105 is actuated by an electrical control unit 76 so that a defined volume of control fluid can be made available to the piston chamber 33 (see FIG. 1) or the control chamber 19 (see FIG. Via a measuring system 104, the speed and thus the delivery volume of the pump 106 can be determined.
[0052] In der Figur 4 ist eine weitere Steuerfluidversorgung 110 dargestellt. Diese umfasst einen von einem Motor 112 angetriebenen Exzenter 114, über welchen ein Kolben 116 auf und ab bewegt wird. Über den Kolben 116 wird ein vorgebbares Volumen in die Verbindungsleitung 108 einspeist bzw. aus der Verbindungsleitung 108 entnommen. An die Verbindungsleitung 108 kann zudem ein Volumensausgleich 118, insbesondere zur Einstellung der Ausgangslage des Arbeitskolbens 2, angeschlossen sein. Eine solche Steuerfluidversorgung 110 findet insbesondere Verwendung bei vergleichsweise schnellen, periodisch wiederkehrenden Hubbewegungen des Arbeitskolbens 2. FIG. 4 shows a further control fluid supply 110. This comprises an eccentric 114 driven by a motor 112, via which a piston 116 is moved up and down. Via the piston 116, a predeterminable volume is fed into the connecting line 108 or removed from the connecting line 108. In addition, a volume compensation 118, in particular for adjusting the initial position of the working piston 2, can be connected to the connecting line 108. Such a control fluid supply 110 finds particular use in comparatively fast, periodically recurring strokes of the working piston 2.

Claims

Ansprüche claims
1. Hydraulikantrieb (1) umfassend einen in einem Gehäuse (5) längs einer Arbeitsrichtung (7) geführten Arbeitskolben (2), wobei der Arbeitskolben (2) einen Arbeitsdruckraum (17) begrenzt, der zur Bewegung des Arbeitskolbens (2) in Arbeitsrichtung (7) mit einem Druckfluid befüllbar ist, und außerdem einen Steuerraum (19) begrenzt, dessen Volumen sich bei Bewegung des Arbeitskolbens (2) in Arbeitsrichtung (7) vergrößert, umfassend außerdem einen in einem Steuerzylinder (25) geführten Steuerkolben (27), der zwischen einer Neutralstellung, einer die Zufuhr von Druckfluid in den Arbeitsdruckraum (17) ermöglichenden Zuflussstellung und einer die Abfuhr von Druckfluid aus dem Arbeitsdruckraum (17) ermöglichenden Abflussstellung längs einer Steuerachse (29) verschiebbar ist, wobei ein Kolbenraum (33) vorgesehen ist, der zur Bewegung des Steuerkolbens (27) aus der Neutralstellung in die Zuflussstellung oder aus der Abflussstellung in die Neutralstellung mit einem Steuerfluid befüllt wird, und der mit dem Steuerraum (19) derart druckverbunden ist, dass durch die Volumenänderung des Steuerraumes (19) der Steuerkolben (27) in die Neutralstellung zurückgeführt wird.1. Hydraulic drive (1) comprising a in a housing (5) along a working direction (7) guided working piston (2), wherein the working piston (2) defines a working pressure chamber (17) for movement of the working piston (2) in the working direction ( 7) can be filled with a pressurized fluid, and also delimits a control chamber (19) whose volume increases when the working piston (2) moves in the working direction (7), furthermore comprising a control piston (27) guided in a control cylinder (25) between a neutral position, a supply of pressurized fluid into the working pressure chamber (17) enabling inflow position and a drainage of pressurized fluid from the working pressure chamber (17) enabling drainage position along a control axis (29) is displaceable, wherein a piston chamber (33) is provided, the for moving the control piston (27) from the neutral position into the inflow position or from the outflow position into the neutral position with a control fluid t is, and is so pressure-connected to the control chamber (19) that is returned by the change in volume of the control chamber (19) of the control piston (27) in the neutral position.
2. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27) den Kolbenraum (33) unmittelbar begrenzt.2. Hydraulic drive (1) according to claim 1, characterized in that the control piston (27) the piston chamber (33) directly limited.
3. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuerkolben (27) und dem Kolbenraum (33) ein Ausgleichskolben (37) zwischengeschaltet ist.3. Hydraulic drive (1) according to claim 1, characterized in that between the control piston (27) and the piston chamber (33) a compensating piston (37) is interposed.
4. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (2) einen Arbeitsabschnitt (3), welcher den Arbeitsdruckraum (17) begrenzt und einen als Führungskolben (11) ausgebildeten Bereich aufweist, weicher den Steuerraum (19) begrenzt.4. Hydraulic drive (1) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the working piston (2) has a working portion (3) which limits the working pressure chamber (17) and a guide piston (11) formed area, softer the control room (19) limited.
5. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27) parallel zum Führungskolben (11) im Gehäuse (5) angeordnet ist und dass die Stirnseite (31) des Gehäuses (5) den Steuerraum (19) und den Kolbenraum (33) gemeinsam begrenzt.5. Hydraulic drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (27) is arranged parallel to the guide piston (11) in the housing (5) and that the end face (31) of the housing (5) the control chamber (19 ) and the piston chamber (33) bounded together.
6. Hydraulikantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerzylinder (25) mit Druckleitungen verbunden vom Gehäuse (5) beabstandet angeordnet ist.6. Hydraulic drive (1) according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the control cylinder (25) connected to pressure lines from the housing (5) is arranged spaced.
7. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27) Steuerkanten (60, 64) aufweist, die mit Steuerkanten (62, 66) am Steuerzylinder (25) zur Steuerung des Flusses von Druckfluid derart zusammenwirken, dass der Fluss durch die Auslenkung des Steuerkolbens (27) aus der Neutralstellung längs der Steuerachse (29) stufenlos einstellbar ist.7. Hydraulic drive (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control piston (27) control edges (60, 64) which cooperate with control edges (62, 66) on the control cylinder (25) for controlling the flow of pressurized fluid in such a way in that the flow is steplessly adjustable by the deflection of the control piston (27) from the neutral position along the control axis (29).
8. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federmittel (55) vorgesehen ist, das den Steuerkolben (27) gegen den in den im Kolbenraum (33) herrschenden Druck in die Neutralstellung beaufschlagt.8. Hydraulic drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a spring means (55) is provided, which acts on the control piston (27) against the in the piston chamber (33) prevailing pressure in the neutral position.
9. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerfluidversorgung (80, 90, 100, 110) derart vorgesehen ist, dass ein definiertes Volumen an Steuerfluid in den Kolbenraum (33) und/oder Steuerraum (19) zugeführt oder aus dem Kolbenraum (33) und/oder Steuerraum (19) abgeführt werden kann.9. hydraulic drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a control fluid supply (80, 90, 100, 110) is provided such that a defined volume of control fluid in the piston chamber (33) and / or control chamber (19) supplied or can be removed from the piston chamber (33) and / or control chamber (19).
10. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfluidversorgung (80) als elektrofluidischer Wandler (81) mit einem Kolben (83) zur Ausgabe eines definierten Volumens an Steuerfluid aus einem Steuerfluidtank (87) ausgebildet ist.10. hydraulic drive (1) according to claim 9, characterized in that the control fluid supply (80) as an electrofluidic converter (81) with a piston (83) for outputting a defined volume of control fluid from a control fluid tank (87) is formed.
11. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfluidversorgung (90) eine Niederdruckpumpe und/oder einen Niederdruckspeicher (92) für Steuerfluid und ein elektrisches Wegeventil (96) zur Steuerung des von der Niederdruckpumpe und/oder des Niederdruckspeichers (92) zum Kolbenraum (33) zugeführten Volumens an Steuerfluid umfasst.11. hydraulic drive (1) according to claim 9, characterized in that the control fluid supply (90) a low pressure pump and / or a low pressure accumulator (92) for control fluid and an electric directional control valve (96) for controlling the low pressure pump and / or the low pressure accumulator ( 92) to the piston chamber (33) supplied volume of control fluid.
12. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfluidversorgung (100) eine über einen Motor (105) antreibbare Pumpe (106) umfasst, über die ein vorgebbares Volumen in den oder aus dem Kolbenraum (133) zu- oder abgeführt werden kann.12. Hydraulic drive (1) according to claim 9, characterized in that the control fluid supply (100) via a motor (105) drivable pump (106) via which a predeterminable volume in or out of the piston chamber (133) or zu- can be dissipated.
13. Hydraulikantrieb (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfluidversorgung (110) eine motorisch antreibbaren Exzenterkolben (116) umfasst, über den ein vorgebbares Volumen in den oder aus dem Kolbenraum (133) zu- oder abgeführt werden kann.13. Hydraulic drive (1) according to claim 9, characterized in that the control fluid supply (110) has a motor-driven eccentric piston (116) comprises, over which a specifiable volume in or out of the piston chamber (133) can be added or removed.
14. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (75) zur Bestimmung des Volumens des in den Kolbenraum (33) und/oder Steuerraum (19) zugeführten oder aus dem Kolbenraum (33) und/oder Steuerraum (19) abgeführten Steuerfluids vorgesehen ist.14. Hydraulic drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring device (75) for determining the volume of the in the piston chamber (33) and / or control chamber (19) supplied or from the piston chamber (33) and / or Control space (19) discharged control fluid is provided.
15. Hydraulikantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Verfahrweges des Arbeitskolbens (2) längs der Arbeitsrichtung (7) vorgesehen ist. 15. Hydraulic drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring device for determining the travel path of the working piston (2) along the working direction (7) is provided.
EP10706597A 2009-02-25 2010-02-24 Hydraulic drive Withdrawn EP2401141A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910011441 DE102009011441B4 (en) 2009-02-25 2009-02-25 hydraulic drive
PCT/EP2010/052316 WO2010097399A1 (en) 2009-02-25 2010-02-24 Hydraulic drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2401141A1 true EP2401141A1 (en) 2012-01-04

Family

ID=42194690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10706597A Withdrawn EP2401141A1 (en) 2009-02-25 2010-02-24 Hydraulic drive

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2401141A1 (en)
DE (1) DE102009011441B4 (en)
WO (1) WO2010097399A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010037330B4 (en) * 2010-09-06 2013-07-11 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Drive device with linear motor for a press

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907492A (en) * 1987-06-16 1990-03-13 Sig Schweizerische Industrie-Gesellschaft Apertured valve disposed in hollow piston rod of follower-type motor
DE4227563C2 (en) * 1992-08-20 2000-04-13 Mannesmann Rexroth Ag Controlled hydraulic feed drive
DE102004034280A1 (en) * 2004-07-15 2006-02-23 Schema-Hydraulik Gmbh Hydraulic cylinder, has pusher to feed fluid, which has been pushed out from rod side cylindrical space, additionally into base side cylindrical space when fluid is fed into base side space as soon as piston rod comes out of housing
DE102006041707B4 (en) * 2006-05-10 2009-01-02 Tünkers Maschinenbau Gmbh Piston-cylinder unit (working cylinder) for clamping, and / or pressing, and / or joining, and / or punching, and / or embossing, and / or punching and / or welding, for example, with the interposition of a toggle joint arrangement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010097399A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010097399A1 (en) 2010-09-02
DE102009011441A1 (en) 2010-09-02
DE102009011441B4 (en) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT505724B1 (en) DRIVE DEVICE FOR A BEND PRESS
EP3491253A1 (en) Electro-hydrostatic drive system
DE3443265A1 (en) CONTROL VALVE FOR A PUMP
DE3247885A1 (en) ADJUSTMENT ARRANGEMENT FOR A LEAF CELL OR RADIAL PISTON PUMP
DE3221758A1 (en) HYDRAULIC DRIVE DEVICE
DE2858210C2 (en) Device to compensate for viscosity reductions in the adjusting device of a hydraulic pump
DE102009005998B4 (en) Hydraulic drive device with two pressure chambers and method for operating a hydraulic drive device with two pressure chambers
WO2005075834A1 (en) Metering orifice arrangement for a hydraulic current divider and current adding device
EP3272511B1 (en) Hydraulic drive device
DE102009011441B4 (en) hydraulic drive
DE4235698C2 (en) Hydrostatic drive system
DE4432263C2 (en) Combination valve for suction-restricted hydraulic pumps
EP2600011A2 (en) Hydraulic directional valve for the lifting gear of an agricultural vehicle
DE102011079691B3 (en) Hydrostatic adjusting device for hydraulic machine, has back pressure control devices that limits the back pressure in servo lines, when hydraulic machine is in zero position
DE2305579A1 (en) REMOTE CONTROL SYSTEM ACTIVATED BY THE PRESSURE OF A FLOWABLE MEDIUM
DE3844399C2 (en) Control arrangement for several independently operable hydraulic consumers and their use
EP3734082A1 (en) Hydrostatic linear driving system
DE2841083C2 (en)
EP1481167B1 (en) Valve arrangement
DE2751442C2 (en) Control device for a hydrostatic transmission
DE1928083C3 (en) Hydraulic control device with a variable flow rate pump
DE102017000761A1 (en) supply device
EP1959146B1 (en) Electrohydraulic actuator device
DE2733399C2 (en) Unit of force as a working organ, e.g. for presses for forming, compacting, etc.
DE4041288C1 (en) Hydraulic control system for several users - uses movable piston to match pump output to demand

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110819

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120830