EP3387267A1 - Elektrohydraulischer linearaktuator - Google Patents

Elektrohydraulischer linearaktuator

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EP3387267A1
EP3387267A1 EP17723691.6A EP17723691A EP3387267A1 EP 3387267 A1 EP3387267 A1 EP 3387267A1 EP 17723691 A EP17723691 A EP 17723691A EP 3387267 A1 EP3387267 A1 EP 3387267A1
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EP
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hydraulic
linear actuator
housing
actuator according
cylinder
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EP17723691.6A
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English (en)
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EP3387267B1 (de
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Matthias Grupp
Peter Roider
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HAWE Altenstadt Holding GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
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Publication date
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    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F15B2211/7054—Having equal piston areas

Definitions

  • the present invention relates to an electro-hydraulic linear actuator.
  • Actuators are used to actuate mechanical consumers or other driven elements. Depending on the
  • Geometry of the movement of its output is to distinguish between - a rotating movement exporting or
  • Linear movement exporting or practicing - linear actuators on the other are electrohydraulic linear actuators with a purely electrical input interface and a mechanical output interface, all of which
  • Functional elements are part of a uniform, closed, pre-assembled module.
  • Electro-hydraulic linear actuators are known and used in various designs.
  • the state of the art includes, in particular, electrohydraulic linear actuators, as disclosed in WO 2015/187688 A1, US Pat. No. 6,543,223 B2, US Pat. No. 4,630,441 A, US Pat. No. 2,680,952 A, DE 102004036943 A1, US Pat. No. 5,144,801 A and US Pat. No. 5,519,995 ,
  • Usage may be more or less pronounced
  • various requirements include such as compact dimensions, high efficiency, high adjustment dynamics, low weight, high power at the mechanical output, high reliability and / or lifetime, low
  • Electro-hydraulic linear actuator which satisfies many of the requirements of typical applications in the sense of a particularly practicable compromise to a high degree, by the following combinatorially interacting features:
  • the linear actuator comprises a housing in which a hydraulic cylinder, a beank whges this
  • Hydraulic unit and a hydraulic oil tank are housed;
  • the hydraulic unit and the hydraulic oil reservoir are arranged adjacent to the hydraulic cylinder;
  • the housing consists of a housing shell
  • profile tube which is closed by means of two frontally attached to the housing shell housing cover end;
  • the hydraulic cylinder is as double-acting
  • Synchronization cylinder executed with one in one
  • the cylinder is through a first cavity of the
  • the housing has at least one opening for a mechanical interface to the piston unit of the hydraulic cylinder forming coupling element
  • the electric motor of the hydraulic unit is as
  • electrohydraulic linear actuators which do not require any external hydraulics and their environment alone via an electrical input interface and a
  • Hydraulic oil container is provided, an effective dissipation of heat from the corresponding (loss) heat sources done, the corresponding heat can be discharged through the housing effectively to the environment.
  • the profile tube can in particular made of aluminum
  • the electrical interface is preferably provided in the region of one of the two housing covers, particularly preferably in the region of that cover, the the electric motor of the (housed in the second cavity of the profile tube) hydraulic unit is adjacent.
  • Hydraulic cylinder directly in the housing is not mandatory. Rather, what is advantageous under certain conditions, even a separate, inserted into a cavity executed in the housing component form the cylinder of the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic oil container is formed by the second cavity of the housing, which in which the housing shell forming
  • Hydraulic unit can directly in the cavity, which
  • heat-transmitting used in the corresponding cavity of the housing, for. B. pressed or shrunk.
  • Housing shell forming profile tube is inserted.
  • the hydraulic oil container is heat transfer surface on the inner wall of him
  • Hydraulic unit in the cavity of the housing proves incidentally also in this embodiment, d. H. in the case of a hydraulic oil container in the form of a separate, received in a cavity of the housing component advantageous.
  • the hydraulic oil container has a volume of at least twice the value of the sum of the volumes of the two working spaces. This dimensioning is favorable from the standpoint of a reliable heat balance.
  • Hydraulic unit is reversible. It can be dispensed with any control valves in particular between the hydraulic unit and the hydraulic cylinder.
  • the linear actuator is particularly preferably connected to the piston of the hydraulic cylinder, a position sensor. Under certain conditions regarding the physical dimensions and the integration of the electro-hydraulic linear actuator in the functional periphery may prove to be beneficial when not a conventional, end of the housing exiting piston rod is provided as the coupling element (or two end / front side of the housing
  • a manually operable directional control valve is provided, which is suitable, alternatively to a loading of the
  • Hydraulic cylinder through the hydraulic unit to establish a direct hydraulic connection between the two working spaces of the hydraulic cylinder.
  • Short circuit of the two work spaces is in case of failure, for example in case of power failure or caused by other reasons failure of the control of the linear actuator, a manual adjustment of the
  • Piston unit from the outside (via the coupling element) possible.
  • the position of the mechanical consumer can be set manually
  • Electro-hydraulic linear actuator is provided to influence, as quickly as possible and without consuming Measures such as a mechanical separation of the connection between coupling element of the linear actuator and mechanical consumer.
  • Brushless electric motor as external rotor motor contributes in a special way to the possibility of a
  • Electro-hydraulic linear actuator with very high power density d. H. a particularly favorable ratio between mechanical power at the output and size to realize.
  • the space required for the electro-hydraulic linear actuator is not the critical size or the limiting factor, so that it does not depend on a small size is crucial, the other advantages set forth above
  • inventive electro-hydraulic linear actuator achieve in a modification, namely using a brushless
  • This comprises a housing 1, which consists of three parts
  • the housing shell 2 is joined together, namely from a housing shell 2 and two frontally attached to this housing covers 3, 4.
  • the housing shell 2 is formed by a section of a running as an aluminum extruded profile tube.
  • a plurality of cavities 5, 6 are carried out, which is in accordance with the production of the housing shell as extruded profile continuously from one to the other
  • Housing cover 3, 4 extend.
  • a first, a circular cylindrical cross-section having cavity 5 forms the - directly in the housing first
  • the hydraulic cylinder 8 is designed as a double-acting constant-velocity cylinder, so that the piston unit 9 two cross-sectional hydraulic equal
  • Housing covers 3, 4 provided openings 16 extend therethrough.
  • the piston rod sections 14, 15 each represent a coupling element 17 which, as a mechanical output of the linear actuator, forms a mechanical interface with the piston unit 9 of the hydraulic cylinder 8.
  • two bellows 18 are illustrated.
  • a reversible hydraulic unit 22 which acts on the hydraulic cylinder 8, a hydraulic pump 20 and a brushless electric motor 21 driving the same
  • the pump housing 23 is sealingly inserted into the relevant cavity 6, so that it continues delimiting a hydraulic oil reservoir 24 formed in the second cavity 6.
  • the likewise the hydraulic oil tank 24 limiting housing cover 4 has a filling in the hydraulic oil tank filling and
  • Venting device 25 on.
  • the two pressure outputs 26 of the hydraulic pump 20 are via lines 27, each with a port 28 of the relevant hydraulic
  • the directional control valve 19 is manually operable.
  • the electric motor 21 of the hydraulic unit 22 comprises an external rotor 29 coupled to the pump rotor and an internal stator 30.
  • the latter is mounted on a control block 31 comprising the electronic control, which in turn is mounted on the associated housing cover 3.
  • the electrical input interface 32 At the housing cover 3 in question is the electrical input interface 32.
  • Hydraulic cylinder 8 based, an arrangement of
  • Hydraulic unit 22 and the hydraulic oil container 24 laterally adjacent to the hydraulic cylinder eighth In its region surrounding the hydraulic oil container 24, the housing jacket 2 has cooling ribs 33 on its outer side. Not only the hydraulic oil contained in the hydraulic oil tank 24 is tempered by these, but also the heat loss generated in the hydraulic pump 20 is dissipated. With regard to a favorable heat balance is by means of a projecting into the hydraulic oil tank 24, to the
  • Hydraulic pump 20 connected pipe 34 - under
  • a device for detecting the position of the piston unit comprises a housing-fixed position sensor 35 and a fixed to the piston unit 9 encoder 36.
  • the position signal of the position sensor 35 is connected via the signal line 37 to the electronic control.

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Abstract

Ein elektrohydraulischer Linearaktuator umfasst ein Gehäuse (1), das aus einem einen Gehäusemantel (2) bildenden Profilrohr besteht, in dem mehrere Hohlräume (5, 6) ausgeführt sind und welches mittels zweier stirnseitig an den Gehäusemantel (2) angesetzter Gehäusedeckel (3, 4) endseitig verschlossen ist. Durch einen ersten Hohlraum (5) des Profilrohres ist ein Zylinder (7) ausgebildet, der den Hydraulikzylinder (8) eines doppeltwirkenden Gleichlaufzylinders bildet; und in einem sich parallel zum ersten Hohlraum (5) erstreckenden zweiten Hohlraum (6) des Profilrohrs ist, neben dem Hydraulikzylinder (8), ein Hydraulikaggregat (22) untergebracht und ein Hydrauliköl-Behälter (24) ausgeführt. Zwei Arbeitsräume (11, 12) des Hydraulikzylinders (8) sind voneinander durch eine Kolbeneinheit (9) abgegrenzt. Das Gehäuse (1) weist mindestens einen Durchbruch (16) für ein eine mechanische Schnittstelle zur Kolbeneinheit (9) des Hydraulikzylinders (8) bildendes Koppelelement (17) auf. Der Elektromotor (21) des Hydraulikaggregats (22) ist als bürstenloser Außenläufermotor ausgeführt.

Description

Elektrohydraulischer Linearaktuator
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Linearaktuator .
Zur Betätigung mechanischer Verbraucher bzw. sonstiger angetriebener Elemente dienen Aktuatoren. Je nach der
Geometrie der Bewegung ihres Abtriebs ist zu unterscheiden zwischen - eine rotierende Bewegung ausführenden bzw.
ausübenden - Drehaktuatoren einerseits und - eine
Linearbewegung ausführenden bzw. ausübenden - Linearaktuatoren andererseits. Eine spezielle Gruppe unter letzteren bilden elektrohydraulische Linearaktuatoren mit einer rein elektrischen Eingangs-Schnittstelle und einer mechanischen Ausgangs-Schnittstelle, wobei sämtliche
funktional zwischen der Eingangs-Schnittstelle und der
Ausgangs-Schnittstelle angeordneten Komponenten und
Funktionselemente Teil einer einheitlichen, geschlossenen, vormontierten Baugruppe sind.
Elektrohydraulische Linearaktuatoren sind in verschiedenen Bauweisen bekannt und im Einsatz. Zum Stand der Technik zählen insbesondere elektrohydraulische Linearaktuatoren, wie sie in der WO 2015/187688 AI, der US 6543223 B2, der US 4630441 A, der US 2680952 A, der DE 102004036943 AI, der US 5144801 A und der US 5519995 A offenbart sind.
Im Lichte des bestehenden Standes der Technik ist die
vorliegende Erfindung darauf gerichtet, einen
elektrohydraulischen Linearaktuator bereitzustellen, der sich durch eine besonders hohe Praxistauglichkeit auszeichnet. Je nach den spezifischen Randbedingungen der jeweiligen
Verwendung können dazu mehr oder weniger ausgeprägt
verschiedene Anforderungen zählen wie beispielsweise kompaktes Baumaß, hoher Wirkungsgrad, hohe Verstelldynamik, geringes Gewicht, hohe Kraft am mechanischen Ausgang, hohe Zuverlässigkeit und/oder Lebensdauer, geringe
Geräuschentwicklung, gute Handhabbarkeit, geringe
Herstellungskosten, hohe Wartungsfreundlichkeit, etc.
Gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich ein
elektrohydraulischer Linearaktuator, der vielen der bei typischen Anwendungen bestehenden Anforderungen im Sinne eines besonders praxistauglichen Kompromisses in hohem Maße genügt, durch die folgenden kombinatorisch zusammenwirkenden Merkmale aus :
- der Linearaktuator umfasst ein Gehäuse, in welchem ein Hydraulikzylinder, ein diesen beaufschlagendes
Hydraulikaggregat sowie ein Hydrauliköl-Behälter untergebracht sind;
- bezogen auf die Achse des Hydraulikzylinders sind das Hydraulikaggregat und der Hydrauliköl-Behälter neben dem Hydraulikzylinder angeordnet;
- das Gehäuse besteht aus einem einen Gehäusemantel
bildenden Profilrohr, welches mittels zweier stirnseitig an den Gehäusemantel angesetzter Gehäusedeckel endseitig verschlossen ist;
- der Hydraulikzylinder ist als doppeltwirkender
Gleichlaufzylinder ausgeführt mit einer in einem
Zylinder geführten, zwei querschnittsgleiche
Arbeitsräume voneinander abgrenzenden Kolbeneinheit;
- der Zylinder ist durch einen ersten Hohlraum des
Profilrohres ausgebildet;
- das Gehäuse weist mindestens einen Durchbruch für ein eine mechanische Schnittstelle zur Kolbeneinheit des Hydraulikzylinders bildendes Koppelelement auf;
- in einem sich parallel zum ersten Hohlraum erstreckenden zweiten Hohlraum des Profilrohrs ist das Hydraulikaggregat untergebracht und der Hydrauliköl- Behälter ausgeführt;
- der Elektromotor des Hydraulikaggregats ist als
bürstenloser Außenläufermotor ausgeführt.
Trotz ausgesprochen kompakter Baumaße können erfindungsgemäße elektrohydraulische Linearaktuatoren, welche keinerlei externe Hydraulik benötigen und mit ihrer Umgebung allein über eine elektrische Eingangs-Schnittstelle und eine
mechanische Ausgangs-Schnittstelle in funktionsrelevanter Verbindung stehen, bei einer hohen Verstelldynamik eine sehr hohe Verstellkraft bereitstellen. Zugleich kann durch das Hydrauliköl, für das ein in dem Gehäuse, nämlich in dem zweiten Hohlraum des Gehäusemantels, angeordneter
Hydrauliköl-Behälter vorgesehen ist, eine effektive Abfuhr von Wärme von den entsprechenden (Verlust- ) Wärmequellen erfolgen, wobei die entsprechende Wärme über das Gehäuse effektiv an die Umgebung abgegeben werden kann.
Das Profilrohr kann dabei insbesondere aus Aluminium
bestehen, namentlich aus den Abschnitt eines Aluminium- Strangpressprofils. Dies ist nicht nur insoweit vorteilhaft, als es die Herstellung eines formstabilen Gehäuses mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht; auch ist in diesem Falle die für den Wärmehaushalt entscheidende gute Wärmeübertragung gewährleistet.
Bei Ausführung des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung bietet sich auf vergleichsweise einfache Weise die
Möglichkeit, dass der Zylinder des Hydraulikzylinders direkt in dem Gehäuse ausgeführt ist, wobei der Zylinder bevorzugt endseitig durch an den beiden Gehäusedeckeln angeformte
Stopfen verschlossen ist. Die elektrische Schnittstelle ist dabei bevorzugt im Bereich eines der beiden Gehäusedeckel vorgesehen, besonders bevorzugt im Bereich jenes Deckels, der dem Elektromotor des (in dem zweiten Hohlraum des Profilrohrs untergebrachten) Hydraulikaggregats benachbart ist.
Alternativ kann aber auch ein Versorgungskabel den
betreffenden Deckel durchdringen.
Die vorstehend erwähne Ausführung des Zylinders des
Hydraulikzylinders direkt in dem Gehäuse ist allerdings nicht zwingend. Vielmehr kann, was unter bestimmten Voraussetzungen seinerseits vorteilhaft ist, auch ein gesondertes, in einen in dem Gehäuse ausgeführten Hohlraum eingesetztes Bauteil den Zylinder des Hydraulikzylinders bilden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydrauliköl-Behälter durch den zweiten Hohlraum des Gehäuses gebildet, welcher in dem den Gehäusemantel bildenden
Profilrohr ausgeführt ist. Die Wärmeabfuhr aus dem System erfolgt in diesem Falle direkt durch das - im Bereich des Hydrauliköl-Behälters - mit dem Gehäuse des Linearaktuators in Berührung stehende Hydrauliköl. Zudem hat eine solche Ausführung des erfindungsgemäßen Linearaktuators auch
erhebliche bauliche Vorteile; denn die Pumpe des
Hydraulikaggregats kann direkt in dem Hohlraum, welcher
(auch) den Hydrauliköl-Behälter bildet, platziert werden. Besonders bevorzugt ist dabei die Hydraulikpumpe
wärmeübertragend in den entsprechenden Hohlraum des Gehäuses eingesetzt, z. B. eingepresst oder eingeschrumpft.
In abgewandelter Ausführungsform kommt allerdings ebenfalls in Betracht, dass der Hydrauliköl-Behälter ein gesondertes Bauteil bildet, das in den zweiten Hohlraum des den
Gehäusemantel bildenden Profilrohrs eingesetzt ist. Besonders bevorzugt liegt in diesem Fall der Hydrauliköl-Behälter flächig wärmeübertragend an der Innenwand des ihn
aufnehmenden Hohlraums des Gehäuses an. Ggf. kann dabei im Interesse eines optimalen Wärmeübergangs zwischen dem Hydrauliköl-Behälter und dem Gehäuse eine Wärmeleitpaste oder dergleichen vorgesehen sein. Die weiter oben bereits erwähnte (bevorzugt wärmeübertragende) Aufnahme der Pumpe des
Hydraulikaggregats in dem Hohlraum des Gehäuses erweist sich im Übrigen auch bei dieser Ausgestaltung, d. h. im Falle eines Hydrauliköl-Behälters in Form eines gesonderten, in einem Hohlraum des Gehäuses aufgenommenen Bauteils als vorteilhaft .
Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearaktuators zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse in räumlicher Nähe zum Hydrauliköl- Behälter an seiner Außenfläche eine flächenvergrößernde
Oberflächenprofilierung (beispielsweise in Form von Rippen) aufweist. Auch unter extremen Belastungszuständen des elektrohydraulischen Linearaktuators lassen sich auf diese Weise bei besonders kompakten Linearaktuatoren sichere
Betriebstemperaturen garantieren .
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn der Hydrauliköl- Behälter ein Volumen von mindestens dem doppelten Wert der Summe der Volumina der beiden Arbeitsräume aufweist. Auch diese Dimensionierung ist unter Gesichtspunkten eines zuverlässigen Wärmehaushalts günstig.
Für den Betrieb des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearaktuators erweist sich als vorteilhaft, wenn das
Hydraulikaggregat reversierbar ist. Dabei kann insbesondere zwischen dem Hydraulikaggregat und dem Hydraulikzylinder auf jegliche Steuerventile verzichtet werden. Für die Steuerung des Linearaktuators ist besonders bevorzugt mit dem Kolben des Hydraulikzylinders ein Positionssensor verbunden. Unter bestimmten Voraussetzungen betreffend die baulichen Abmessungen und die Integration des elektrohydraulischen Linearaktuators in die funktionale Peripherie kann sich als günstig erweisen, wenn als Koppelelement nicht eine übliche, endseitig aus dem Gehäuse austretende Kolbenstange vorgesehen ist (bzw. zwei endseitig/stirnseitig aus dem Gehäuse
austretende Kolbenstangenabschnitte vorgesehen sind) , sondern wenn die mechanische Schnittstelle mit dem betreffenden
Gehäusedurchbruch vielmehr anderweitig realisiert ist, beispielsweise zwischen den beiden hydraulischen
Arbeitsräumen seitlich an dem Gehäuse angeordnet vergleichbar dem Konzept nach der WO 94/23231 AI, der CN 102853149 B und der CN 103791143 A. Durch einen Wegfall der den jeweiligen Arbeitsraum durchsetzenden Kolbenstange stünde in diesem Fall bei vorgegebenen Abmessungen eine maximale Kolbenfläche zur Verfügung mit dem Ergebnis einer besonders hohen
Verstellkraft; und zudem würden Abdichtungen der Kolbenstange (bzw. der beiden Kolbenstangeabschnitte) an deren
Durchführung (en) durch das Gehäuse entfallen.
In abermals anderer bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ein manuell betätigbares Wegeventil vorgesehen, welches geeignet ist, alternativ zu einer Beaufschlagung des
Hydraulikzylinders durch das Hydraulikaggregat eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen des Hydraulikzylinders herzustellen. Durch einen solchen
"Kurzschluss " der beiden Arbeitsräume ist im Falle einer Störung, beispielsweise bei einem Stromausfall oder einem durch sonstige Gründe hervorgerufenen Ausfall der Steuerung des Linearaktuators, eine manuelle Verstellung der
Kolbeneinheit von außen (über das Koppelelement) möglich. So lässt sich - im Notfall - händisch auf die Stellung des mechanischen Verbrauchers, zu dessen Betätigung der
elektrohydraulische Linearaktuators vorgesehen ist, Einfluss nehmen, und zwar schnellstmöglich und ohne aufwändige Maßnahmen wie beispielsweise eine mechanische Trennung der Verbindung zwischen Koppelelement des Linearaktuators und mechanischem Verbraucher.
Die Ausführung des dem Hydraulikaggregat zugehörigen
bürstenlosen Elektromotors als Außenläufermotor trägt dabei in besonderer Weise zu der Möglichkeit bei, einen
elektrohydraulischen Linearaktuator mit besonders hoher Leistungsdichte, d. h. einem besonders günstigen Verhältnis zwischen mechanischer Leistung am Ausgang und Baugröße, zu realisieren. Für Anwendungen, in denen der benötigte Bauraum des elektrohydraulischen Linearaktuators nicht die kritische Größe bzw. der limitierende Faktor ist, so dass es auf eine geringe Baugröße nicht entscheidend ankommt, lassen sich die übrigen weiter oben dargelegten Vorteile des
erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Linearaktuators (mit Ausnahme der nur minimalen Baumaße) in einer Abwandlung erreichen, nämlich unter Verwendung eines bürstenlosen
Innenläufermotors anstelle eines bürstenlosen
Außenläufermotors .
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung in teilweise schematischer Weise
veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gezeigt ist dabei ein Längsschnitt durch einen die vorliegende Erfindung realisierenden elektrohydraulischen Linearaktuator .
Dieser umfasst ein Gehäuse 1, welches aus drei Teilen
zusammengefügt ist, nämlich aus einem einen Gehäusemantel 2 und zwei stirnseitig an diesem angesetzten Gehäusedeckeln 3, 4. Der Gehäusemantel 2 ist dabei durch einen Abschnitt eines als Aluminium-Strangpressprofil ausgeführten Profilrohres gebildet. In diesem sind mehrere Hohlräume 5, 6 ausgeführt, welche sich entsprechend der Herstellung des Gehäusemantels als Strangpressprofil durchgehend von einem zum anderen
Gehäusedeckel 3, 4 erstrecken.
Ein erster, einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisender Hohlraum 5 bildet dabei den - direkt in dem Gehäuse 1
ausgeführten - Zylinder 7 eines Hydraulikzylinders 8, welcher weiterhin eine in dem Zylinder längs der Achse verschiebbar geführte Kolbeneinheit 9 mit zwei dichtend in dem Zylinder 7 geführten Kolben 10 umfasst. Der Hydraulikzylinder 8 ist als doppeltwirkender Gleichlaufzylinder ausgeführt, so dass die Kolbeneinheit 9 zwei querschnittsgleiche hydraulische
Arbeitsräume 11, 12 voneinander abgrenzt. Zum endseitigen dichten Abschluss der beiden Arbeitsräume 11, 12 ist an jedem der beiden Gehäusedeckel 3, 4 ein dichtend in den ersten Hohlraum 5 hineinragender Stopfen 13 ausgeführt.
Mit der Kolbeneinheit 9 sind zwei Kolbenstangenabschnitte 14, 15 verbunden, welche sich durch entsprechende, in den
Gehäusedeckeln 3, 4 vorgesehene Durchbrüche 16 hindurch erstrecken. Die Kolbenstangenabschnitte 14, 15 stellen dabei jeweils ein Koppelelement 17 dar, welches - als mechanischer Ausgang des Linearaktuators - eine mechanische Schnittstelle zur Kolbeneinheit 9 des Hydraulikzylinders 8 bildet. Zum Schutz vor einer Verschmutzung der Kolbenstangenabschnitte 14, 15 im Bereich des jeweiligen Durchtritts durch den zugeordneten Gehäusedurchbruch 16 sind (nur beispielhaft) zwei Bälge 18 veranschaulicht.
In dem zweiten Hohlraum 6 des Gehäusemantels 2, welcher sich parallel zu dem ersten Hohlraum 5 erstreckt, ist ein den Hydraulikzylinder 8 beaufschlagendes, eine Hydraulikpumpe 20 und einen diese antreibenden, bürstenlosen Elektromotor 21 umfassendes reversierbares Hydraulikaggregat 22
untergebracht. Das Pumpengehäuse 23 ist dabei dichtend in den betreffenden Hohlraum 6 eingesetzt, so dass es weiterhin einen in dem zweiten Hohlraum 6 ausgeführten, durch diesen gebildeten Hydrauliköl-Behälter 24 begrenzt. Der ebenfalls den Hydrauliköl-Behälter 24 begrenzende Gehäusedeckel 4 weist eine in dem Hydrauliköl-Behälter mündende Befüll- und
Entlüftungseinrichtung 25 auf. Die beiden Druckausgänge 26 der Hydraulikpumpe 20 sind über Leitungen 27 mit jeweils einem Anschluss 28 des betreffenden hydraulischen
Arbeitsraums 11, 12 verbunden. Veranschaulicht ist weiterhin ein optional vorgesehenes Wegeventil 19, welches
strömungstechnisch zwischen den beiden Druckausgängen 26 der Hydraulikpumpe 20 und den Anschlüssen 28 der hydraulischen Arbeitsräume 11, 12 vorgesehen und dazu geeignet ist,
alternativ zu einer Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 8 durch das Hydraulikaggregat 22 - über die entsprechenden Abschnitte der Leitungen 27 - eine direkte hydraulische
Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen 11 und 12 herzustellen. Das Wegeventil 19 ist manuell betätigbar.
Hierzu ist ein außerhalb des Gehäuses 1 angeordneter, auf das Wegeventil 19 wirkender Betätigungshebel vorgesehen.
Der Elektromotor 21 des Hydraulikaggregats 22 umfasst einen mit dem Pumpenrotor gekoppelten Außenläufer 29 und einen Innenstator 30. Letzterer ist auf einen die elektronische Steuerung umfassenden Steuerblock 31 aufgesetzt, welcher seinerseits an dem zugeordneten Gehäusedeckel 3 angebracht ist. An dem betreffenden Gehäusedeckel 3 befindet sich die elektrische Eingangs-Schnittstelle 32. Durch die
Unterbringung des Hydraulikzylinders 8 einerseits und der Funktionsgruppe Hydrauliköl-Behälter 24 und Hydraulikaggregat 22 andererseits in zwei zueinander parallelen Hohlräumen 5, 6 des Gehäuses 1 ergibt sich, auf die Achse X des
Hydraulikzylinders 8 bezogen, eine Anordnung des
Hydraulikaggregats 22 und des Hydrauliköl-Behälters 24 seitlich neben dem Hydraulikzylinders 8. Der Gehäusemantel 2 weist in seinem den Hydrauliköl-Behälter 24 umgebenden Bereich an seiner Außenseite Kühlrippen 33 auf. Über diese wird nicht nur das in dem Hydrauliköl-Behälter 24 befindliche Hydrauliköl temperiert, sondern auch die in der Hydraulikpumpe 20 entstehende Verlustwärme abgeführt. Im Hinblick auf einen günstigen Wärmehaushalt wird mittels eines in den Hydrauliköl-Behälter 24 hineinragenden, an die
Hydraulikpumpe 20 angeschlossenen Rohres 34 - unter
Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlusses - eine Umwälzung des in dem Hydrauliköl-Behälter 24 befindlichen Hydrauliköls während des Pumpbetriebs der Hydraulikpumpe 20 erreicht.
Gezeigt ist schließlich eine Einrichtung zur Erfassung der Position der Kolbeneinheit. Diese umfasst einen gehäusefesten Positionssensor 35 und einen an der Kolbeneinheit 9 fixierten Geber 36. Das Positionssignal des Positionssensors 35 wird über die Signalleitung 37 auf die elektronische Steuerung geschaltet .

Claims

Ansprüche
1. Elektrohydraulischer Linearaktuator mit den folgenden Merkmalen :
- der Linearaktuator umfasst ein Gehäuse (1), in welchem ein Hydraulikzylinder (8), ein diesen beaufschlagendes Hydraulikaggregat (22) sowie ein Hydrauliköl-Behälter (24) untergebracht sind;
- bezogen auf die Achse (X) des Hydraulikzylinders (8) sind das Hydraulikaggregat (22) und der Hydrauliköl- Behälter (24) neben dem Hydraulikzylinder (8)
angeordnet ;
- das Gehäuse (1) besteht aus einem einen Gehäusemantel (2) bildenden Profilrohr, in dem mehrere Hohlräume (5, 6) ausgeführt sind und welches mittels zweier
stirnseitig an den Gehäusemantel (2) angesetzter Gehäusedeckel (3, 4) endseitig verschlossen ist;
- der Hydraulikzylinder (8) ist als doppeltwirkender
Gleichlaufzylinder ausgeführt mit einer in einem Zylinder (7) geführten, zwei querschnittsgleiche Arbeitsräume (11, 12) voneinander abgrenzenden Kolbeneinheit (9);
- der Zylinder (7) ist durch einen ersten Hohlraum (5) des Profilrohres ausgebildet;
- das Gehäuse (1) weist mindestens einen Durchbruch (16) für ein eine mechanische Schnittstelle zur
Kolbeneinheit (9) des Hydraulikzylinders (8) bildendes Koppelelement (17) auf;
- in einem sich parallel zum ersten Hohlraum (5)
erstreckenden zweiten Hohlraum (6) des Profilrohrs ist das Hydraulikaggregat (22) untergebracht und der Hydrauliköl-Behälter (24) ausgeführt; - der Elektromotor (21) des Hydraulikaggregats (22) ist als bürstenloser Außenläufermotor ausgeführt.
2. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusedeckel (3, 4) in den ersten Hohlraum (5) hineinragende Stopfen (13) aufweisen .
3. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem
Gehäusedeckel (3) ein eine elektronische Steuerung umfassender Steuerblock (31) angebracht ist.
4. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator (30) des Elektromotors (21) auf den Steuerblock (31) aufgesetzt ist .
5. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich an dem Gehäusedeckel (3), an dem der Steuerblock (31)
angebracht ist, eine elektrische Eingangsschnittstelle (32) befindet.
6. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) in räumlicher Nähe zum Hydrauliköl-Behälter (24) an seiner Außenfläche eine flächenvergrößernde Oberflächenprofilierung aufweist .
7. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrauliköl-Behälter (24) ein Volumen von mindestens dem doppelten Wert der Summe der Volumina der beiden
Arbeitsräume (11, 12) aufweist.
8. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilrohr aus Aluminium besteht.
9. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilrohr aus dem Abschnitt eines Strangpressprofils besteht .
10. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (7) des Hydraulikzylinders (8) direkt in dem Gehäuse (1) ausgeführt ist.
11. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikaggregat (22) reversierbar ist.
12. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Hydraulikaggregat (22) und dem
Hydraulikzylinder (8) keine Proportional-Steuerventile vorhanden sind.
13. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (9) des Hydraulikzylinders (8) mit einem Positionssensor (35) wirkverbunden ist.
14. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der
Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Durchbruch (16) des Gehäuses (1) für das Koppelelement (17) stirnseitig an dem Gehäuse (1) angeordnet ist. Elektrohydraulischer Linearaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein manuell betätigbares Wegeventil (19) vorgesehen ist, mittels dessen eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen (11, 12) herstellbar ist .
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