WO2013189566A1 - Hydraulische stelleinrichtung - Google Patents

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WO2013189566A1
WO2013189566A1 PCT/EP2013/001605 EP2013001605W WO2013189566A1 WO 2013189566 A1 WO2013189566 A1 WO 2013189566A1 EP 2013001605 W EP2013001605 W EP 2013001605W WO 2013189566 A1 WO2013189566 A1 WO 2013189566A1
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WO
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piston
working space
pressure medium
pressure
working
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PCT/EP2013/001605
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French (fr)
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Udo Froehlich
Sebastian Krug
Ibrahim Doertoluk
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic adjusting device according to the preamble of patent claim 1.
  • Such adjusting device has an actuating cylinder with a piston or with a piston assembly with two oppositely effective piston surface, wherein a first of the piston surfaces and a second of the piston surfaces, a second working space is limited.
  • the double-acting in this way configured actuating cylinder thus has a direction of adjustment and a return direction.
  • the two work spaces are with a particular incompressible or hydrostatic
  • Such a control device is for example for
  • the adjusting device additionally has a pressure fluid accumulator, which is connectable for this purpose with the actuating cylinder.
  • a control device is for example in the document
  • Pressure medium circuit for the working operation is thus not the pressure medium circuit of the
  • Another disadvantage of the solution shown is that two separate cylinders are provided to fulfill the two functions, which represents a high device complexity. Even when replacing the spring accumulator shown in the solution by a gas-loaded hydraulic accumulator, the adjusting device shown still has such a large total weight, so that it is only little suitable for use as a setting device for a wind turbine, in which a low weight is significant ,
  • the invention is based on the object, a hydraulic pressure
  • a hydraulic adjusting device in particular for use in a
  • Piston assembly may have one or more pistons. About a first of the two piston surfaces, a first working space of the actuating cylinder and a second of the two piston surfaces, a second working space of the actuating cylinder is limited. These two working spaces can be acted upon in particular during operation with a particularly incompressible working pressure medium. Furthermore, the actuator has a with the
  • Stellzylinder connectable pressure fluid reservoir which includes a separate from the working pressure medium compressed gas.
  • the actuating cylinder has a third
  • Piston area limited and acted upon by the pressurized gas third working space.
  • the third piston surface is coupled to the piston assembly or it can be coupled to the piston assembly.
  • Piston surface on the piston assembly. Since the compressed gas is separated from the working pressure medium, thus the piston assembly can be adjusted even in case of failure of the pressure medium supply of the working pressure fluid, which increases the reliability of the actuator with respect to the special and in particular the emergency operation.
  • a separation of a compressible compressed gas from an incompressible working pressure medium as must be done in conventional gas-loaded hydraulic accumulators, for example via a membrane, a bubble or a piston omitted. Instead, this separation takes place within the actuating cylinder via its movable third piston surface.
  • the compressed gas used in this way allows a device technology simple, easy and also cost-effective use of a compressed gas cylinder as accumulator. As a result, the entire adjusting device can be made small, light and cheap. In a preferred use of the adjusting device for Anstellwinkel- or
  • the adjusting device predominantly, preferably completely, can be arranged in the limited space of a rotor hub, so that in particular device-technically complicated rotary joints for the working pressure medium and the compressed gas can be omitted from a fixed nacelle to the hub.
  • the third piston surface preferably a device engineering simple ausgestalteter plunger cylinder is formed.
  • the adjusting device can also be adjusted more than one element. For example, it is possible to adjust a plurality of rotor blades or valves via a common adjusting device.
  • the adjusting device is designed such that the third working space in response to a control signal or a measuring signal with the Compressed gas can be acted upon.
  • the measurement signal preferably forms a physical, thermal, chemical or other process or state variable, in particular a control current or its failure.
  • the control signal is preferably a signal for a transition from working to special operation.
  • the measuring signal preferably forms a wind speed or a structural load of the rotor or the nacelle or the tower.
  • a preferred embodiment of the adjusting device has a hydraulic machine with a first and a second pressure medium connection, wherein the first working space is connectable in particular via a first pressure medium line with the first pressure medium connection and the second working space in particular via a second pressure medium line with the second pressure medium connection.
  • Under line is a word-appropriate line or a pressure medium channel to understand.
  • the adjusting device to an electric motor, with the
  • Hydraulic machine is coupled. About the electric motor, the hydraulic machine is in one
  • the adjusting device has a particular designed as a switching valve bypass valve, the at least one particular electromagnetically actuated or with control pressure blocking position and a in particular has spring-biased flow basic position.
  • the first working space can be connected to the second working space, bypassing the hydraulic machine.
  • the adjusting device in a preferred embodiment, in particular in
  • Valve seat construction and / or designed as a switching valve shut-off valve which has at least one in particular electromagnetically or with control pressure operable locking position and a particular spring-biased flow basic position.
  • the accumulator which contains the pressure gas provided for the special operation, can be connected to the third working space.
  • the first and the second piston surface are approximately the same size, so that the actuating cylinder is configured with respect to the first and the second working space as a synchronous cylinder. This has the advantage that in a movement of the first and the second piston surface from the first working space the same amount of pressure medium is displaced, as it is supplied to the second working space - or vice versa.
  • a device-technically simple actuating cylinder is preferably designed such that the first working space and the second working space are arranged one behind the other in a longitudinal direction of the actuating cylinder.
  • the first and the second piston surface of the piston assembly is arranged facing away from each other, so that their mean surface normal point away from each other substantially. This has the advantage that the piston assembly can be designed as a compact, inexpensive piston.
  • the actuating cylinder has a particularly simple structure, if all three
  • An actuating cylinder which is shorter in the longitudinal direction at a given stroke results when a working space is arranged concentrically with one of the others.
  • the first working space is arranged concentrically to the second working space.
  • Adjusting cylinder is preferably formed in this case as a concentric or coaxial cylinder.
  • Adjusting cylinder is preferably formed in this case as a concentric or coaxial cylinder.
  • the actuating device in a preferred development on a compressor function.
  • the compressor function is integrated in a first variant in the actuating cylinder. This is achieved by a compressor device is arranged in the actuating cylinder. This variant proves to be particularly space-saving due to the lacking piping and the compact design.
  • a second variant of this development is a compressor device outside the
  • Adjusting cylinder arranged, whereby accessibility, for example in the case of maintenance or replacement of the compressor device, is facilitated.
  • the variant with the compressor device arranged in the actuating cylinder preferably has an auxiliary piston for performing the volume change work, on which the third piston surface which can be coupled with the piston arrangement is arranged.
  • the auxiliary piston, or the third piston surface can thus be either coupled to the piston assembly or decoupled from this, which allows independent of the piston assembly movement of the auxiliary piston. As a result, the accumulator can be charged without a position of the piston assembly changes.
  • the adjusting device preferably has at least one
  • Directional control valve in particular a switching path valve, with a particular spring-biased basic position and with a particular electromagnetically actuated or with control pressure switch position, wherein the fourth working space on the basic position of this Directional valve with the hydraulic accumulator and the operable switching position
  • Actuator preferably a with respect to the actuating cylinder external compressor.
  • a preferred embodiment of the adjusting device on one or more further filled with the compressed gas pressure fluid storage.
  • this or these additional pressure fluid reservoirs can be charged manually and / or independently of an energy or power supply.
  • the adjusting device preferably has a
  • independent pressure medium storage loading device in particular a compressor device.
  • the hydraulic machine is designed such that it can be operated as a hydraulic pump and as a hydraulic motor in both clockwise and counterclockwise rotation, that is, in four quadrants.
  • At least one of the valves - particularly preferably all valves - are arranged in a control block of the adjusting device.
  • This control block is particularly preferably arranged close to the actuating cylinder or connected thereto, in particular detachably.
  • Hydraulic actuator explained in more detail with reference to three circuit diagrams. Show it:
  • Figure 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a hydraulic actuating device with two alternative actuating cylinders
  • Figure 2 is a circuit diagram of a second embodiment of a hydraulic actuating device with the two alternative actuating cylinders;
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a third embodiment of a hydraulic actuator with a control cylinder with integrated compressor.
  • 1 shows a first embodiment of a hydraulic actuating device 1, as used in a wind turbine for adjusting an angle of attack or a pitch of a rotor blade (not shown).
  • the adjusting device 1 has an actuating cylinder 2, a hydraulic machine 4 and a pressure fluid reservoir 6. Furthermore, it has a compressor 8, a designed as a switching valve 3/2-way valve 10 and as
  • the actuating cylinder 2 has a piston 14, on the left in Figure 1, a first piston surface 16 and right a second piston surface 18 is arranged.
  • the piston surface 18 serves to move the piston 14 in a direction of adjustment and the piston surface 16 to the
  • Stop 28 extended, this corresponds to a neutral or flag position of the
  • Rotor blade in which there is little or no torque to a rotor shaft of the
  • the adjusting cylinder 2 has a third working space 30, which is separated via a cylinder bottom 32 from the second working space 24.
  • a second piston rod 34 penetrates the cylinder bottom 32 and projects into the third working space 30.
  • a third piston surface 36 Coupled to the second piston rod 34, or formed on the end face thereof, is a third piston surface 36 which, together with the housing 20 and the cylinder bottom 32, delimits the third working space 30.
  • the hydraulic machine 4 which is coupled to an electric motor (not shown), has a first pressure medium connection 38 and a second pressure medium connection 40. It can be operated for pump and motor operation and in the left and in the clockwise direction. She has one
  • Leakage connection which is connected via a tank line with a tank T.
  • the first pressure medium connection 38 is connected via a pressure line 42 and 44 to the first working space 22 and the second pressure medium connection 40 via a pressure line 46 to the second
  • the 3/2-way valve 10 has an actuatable via an electromagnet 49 switching position (a) .
  • the 3/2-way valve 10 also has a bypass position (b). In the bypass position (b) is the
  • Pressure line 44 via a bypass line 48 to the pressure line 46, bypassing the hydraulic machine 4 is connected.
  • About such a circuit can pressure fluid from the working spaces 22, 24 in the respective other working space 24, 22 flow, without the
  • the third working space 30 is connected via a pressure line 50 to a suction port of the compressor 8.
  • a pressure line 52 is connected to a high pressure port of the compressor 8. This opens into a pressure line 54 which is connected to the accumulator 6. From the third working space 30 with the
  • bypass valve 10 and the 2/2-way valve 12 are energized, the former in its working position (a) and the latter in its blocking position (b) is connected.
  • the compressor 8 is not in use for this operating condition.
  • In the accumulator 6 is compressed gas, which is held at a sufficiently high pressure of about 160 bar to adjust the piston rod 26 to its stop for a special or emergency operation occurring.
  • Flag position must be made. This happens, for example, for the purpose of servicing the wind turbine or in an emergency. For this purpose, the piston 14 and its piston rod 26 to drive at the stop 28.
  • Hydromachine 4 and 30 are taken over by the accumulator 6 in cooperation with the third working space.
  • a redundant pressure medium circuit through which the flag position is autonomously approachable and durable.
  • bypass valve 10 and the 2/2-way valve 12 in de-energized.
  • the bypass valve 10 thus takes its spring-biased bypass position (b) and the 2/2-way valve its
  • Stop 28 directed force acts.
  • the piston 1 thus shifts in this direction. He displaces pressure medium from the first working chamber 22 in the manner described above via the bypass valve 10 into the second working space 24 inside. In this way, the rotor blade, not shown, is moved in the direction of its flag position. Via a throttle 58, which is arranged in the pressure line 56 downstream of the 2/2-way valve 12, while the movement speed of the piston 14 is limited during the emergency drive operation.
  • Control unit is for recharging the accumulator 6, the 2/2-way valve 12, also referred to as Not marsschaltventil, switched to its blocking position (b), so that from the accumulator 6 during the charging process, no compressed gas in the third
  • the compressor 8 is for example as
  • Compressor 8 this can be done via the hydraulic machine 4.
  • the solenoid 49 of the bypass valve 10 is energized, so that this assumes its flow position (a) and the bypass line 48 is shut off.
  • the accumulator 6 now promotes the hydraulic machine 4 pressure fluid from the second working chamber 24 via the pressure lines 46, 42 and 44 in the first working space 22.
  • the piston 14 shifts from its stop position in the housing 20 in Figure 1 to the right, so that also the third
  • the compressor 8 can be omitted as a charging device.
  • the compressor 8 can be omitted as a charging device.
  • Bypass valve 10 have a third switching position, via which the piston 14 can be locked in a desired position.
  • FIG. 1 An alternative design of a double-acting synchronous cylinder shows the actuating cylinder 2 ', which is shown in Figure 1 at the top right.
  • the actuating cylinder 2 ' has a cylindrical housing 20 ', which is closed on both sides by a housing cover 60 and a cylinder bottom 62 in the axial direction.
  • the actuating cylinder 2 ' has a first working space 22', a second working space 24 'and a third working space 30'.
  • a pin 64 which projects concentrically into the third working space 30 'is arranged, which in FIG. 1 has on the left a radially widened end section 66.
  • Hollow piston 14 ' has a central cylindrical recess 68, via which it is axially displaceably mounted on the cylindrical radial extension 66 of the pin 64.
  • the piston 14 'at a right end portion in FIG. 1 has a radial collar 70, over the outer circumferential surface of which the hollow piston 14' is attached to an inner lateral surface 72 of the housing
  • Cylinder housing 20 ' is mounted axially displaceable.
  • Piston surface 16 ' one of these facing inner end face of the housing cover 60, the inner circumferential surface 72 and an outer circumferential surface of the hollow piston 14' is the working space 22 'limited.
  • an inner circumferential surface of the cylindrical recess 68 of the hollow piston 14' and the end face of the radial extension 66 of the pin 64 of the second working space 24 ' is limited.
  • the third working chamber 30 ' is bounded by the third piston surface 36', an inner end surface of the cylinder bottom 62 facing the inner shell surface 72, the outer circumferential surface of the pin 64 and an annular end surface arranged on the right in the radial extension 66 in FIG.
  • the pressure line 44 passes through the housing cover 60 in the form of a pressure channel.
  • the pressure line 46 goes on entering the cylinder bottom 62 in a coaxial through hole in the pin 64, which opens in Figure 1 left into the second working space 24 '.
  • the third working chamber 30 ' is supplied via the pressure line 50, which passes through the cylindrical housing part of the housing 20', with compressed gas from the accumulator 6.
  • the actuating cylinder 2 ' which is alternative to the actuating cylinder 2, becomes shorter in the longitudinal direction because of its concentric, coaxial design.
  • the adjusting device 101 largely corresponds to that according to the first exemplary embodiment of FIG. 1.
  • the reference numerals according to FIG. 1 have also been adopted.
  • top right is analogous to Figure 1, the alternative actuating cylinder 2 'shown, which is also unchanged.
  • the directional control valve 174 is via the pressure line 44 to the first working chamber 22; 22 'and the directional control valve 175 via the pressure line 46 to the second working space 24; 24 'connected.
  • the pressure lines 44, 46 are via the bypass line 48 and disposed therein to the directional control valves 174,
  • the directional control valve 177 differs from the directional control valves 174, 175 in that its flow position (b) is spring-biased and its blocking position (a) is electromagnetically above the
  • Electromagnet 49 is actuated.
  • the adjusting device 101 has a gas-loaded low-pressure accumulator 178.
  • a pressure medium line 180 is connected. From the pressure medium line 180 branch off pressure lines 182, 184.
  • the pressure line 182 is connected via the pressure line 42 to the first pressure medium connection 38 of the hydraulic machine 4, wherein in
  • check valve 186 Opening check valve 186 is arranged.
  • the pressure line 184 can be connected to the second pressure medium connection 40 of the hydraulic machine 4, wherein a check valve 187 opening in this direction is arranged in the pressure medium flow path from the low pressure accumulator 178 to the second pressure medium connection 40.
  • a check valve 187 opening in this direction is arranged in the pressure medium flow path from the low pressure accumulator 178 to the second pressure medium connection 40.
  • Pressure lines 188, 190 which are each connected to a pressure medium input of a shuttle valve 192.
  • the shuttle valve 192 selects a higher one of the pressures acting in the pressure lines 182, 184 and reports, or passes it to a later-described pressure line 194.
  • the storage loading unit comprises a compressor 108 designed as a cylinder unit with a spring-relieved gas space 195 and a pressure medium space 196.
  • the gas space 195 is separated from the pressure medium space 196 via a piston 197.
  • the gas space 195 of the compressor 108 is connected via a suction line 150 to the third working space 30; 30 'of the adjusting cylinder 2; 2 'connected.
  • the cylinder bottom 62 is penetrated by the suction line 150 or the suction channel, which opens into the third working space 30'.
  • a back to the gas chamber 195 opening check valve 198 is arranged.
  • the gas space 195 of the compressor 108 via the
  • Pressure line 52 connected to the pressure line 54 of the accumulator 6. In the pressure line 52 in the direction of the accumulator 6 opening check valve 199 is arranged.
  • the pressure medium space 196 of the compressor 108 is via a switching valve in
  • This is in turn connected via a pressure medium line 191 to a tank connection of the directional control valve 189.
  • a throttle 159 is arranged in the pressure medium line 191.
  • the valve 12 thus has the blocking position (b), the valve 175, the flow position (a), the bypass valve 177, the blocking position (a) and the valve 174, the flow position (a).
  • the bypass line 48 is locked in this state by the blocking position (a) of the valve 177.
  • the pressure medium chamber 179 is filled with incompressible pressure medium, in particular hydraulic oil, and gas-loaded with a low pressure of about 3 bar. The gas load takes place via the pressurized gas in the low-pressure accumulator 178, which is separated from the pressure medium chamber 179 by a membrane without leakage.
  • the hydraulic machine 4 is driven by the electric motor 5 and promotes the movement of the piston 14; 14 'pressure medium in the second working space 24; 24 '. In this way, the piston 14 moves; 14 'in Figure 2 in the direction of the stop 28 to the left.
  • This case from the first working space 22; 22 'outflowing pressure medium is supplied via the flow position (a) of the valve 174 to the first pressure medium connection 38, and the suction side of the hydraulic machine 4, respectively.
  • Pressure medium and the second working space 24; 24 'inflowing amount of pressure medium are about the same size, since the piston surfaces 16; 16 'and 18; 18 'are about the same size.
  • volume of the working space 30 is reduced and the pressure prevailing therein increases.
  • An increase in pressure in the working space 30 is about 0, 2 to 1 bar.
  • the same process causes in the alternative actuating cylinder 2 ', the displacement of the piston 14' from left to right, so that the radial collar 70 reduces the volume of the third working space 30 '.
  • Embodiment illustrated in Figure 1 sketched emergency operation.
  • the emergency operation is given by the fact that the control power supply of the actuator 101 has failed completely.
  • all the electromagnets 49 of the actuatable valves 12, 175, 177, 174 and 189 are de-energized, so that they are in their spring-biased
  • the adjusting device 101 is designed such that due solely to the lack of control current and the
  • Compressor 108 The pressure in the working space 30 moves; 30 'the piston 14; 14 'extending in the direction of the stop 28. The thereby from the decreasing first working space 22; 22 'outflowing working pressure fluid flows through the pressure line 44, the bypass line 48, the flow position (b) of the valve 177 and the pressure line 46 to the enlarging second working space 24; 24 'too. If the stop 28 and thus reaches the flag position of the rotor blade, the piston 14; 14 'from the third working space 30; 30 'prevailing gas pressure of about 160 bar held in this position. Of the
  • the third working space 30; 30 'and the gas space 195 then have approximately the same pressure level of about 160 bar.
  • Bypass valve 177 energized and also has its blocking position (a), so that a
  • Compressor 108 about the same pressure level of about 160 bar.
  • the electric motor 5 drives the hydraulic machine 4 in any direction of rotation.
  • the pressure medium is thereby from the hydraulic machine 4, for example, from the second pressure medium connection 40 via the
  • the pressure medium flowing into the pressure medium chamber 196 causes an extension of the piston 197, with gas flowing from the gas space 195 via the check valve 199 into the pressure medium reservoir 6.
  • the pressure in the pressure fluid reservoir 6 increases so.
  • the directional control valve 189 is energized again via the electromagnet 49 and the hydraulic motor 4 is started, so that the process just described can be repeated. This process is continued until the gas pressure in the accumulator 6 corresponds to the pressure required for a proper emergency drive.
  • Valve seat design of the directional control valve 12 hardly to avoid.
  • This leakage causes compressed gas from the accumulator 6 in the third working space 30; 30 'penetrates and thereby reduces the pressure in the accumulator 6 and on the other hand in the third working space 30; 30 'builds.
  • a decrease in the gas pressure in the accumulator 6 is undesirable for safety reasons. It is therefore necessary to compensate for these leaks during normal operation and the set pressures in the third working space 30; 30 'and the accumulator 6 to maintain or restore, which will be explained below.
  • valves 12, 175, 177 and 174 are energized and have their solenoid-operated switching positions.
  • the valve 189 is de-energized.
  • either the first working space 22; 22 'or the second working space 24; 24 ' is subjected to a pressure which substantially corresponds to the outer load acting on the rotor blade (not shown). This pressure acts via the shuttle valve 192 at port P of
  • Directional valve 189 If now the directional control valve 189 is energized and assumes its flow position (a), pressure medium passes via the pressure line 194 into the pressure medium chamber 196, so that the piston 197 extends and the above-described charging process of the pressure medium reservoir 6 begins. In this case, the pressure medium supplied to the pressure medium chamber 196 becomes one of the working chambers 22, 24, or 22 ', 24' of the actuating cylinder 2; 2 'removed so that this would leave his control position. Since such an influence of the charging of the accumulator 6 to the control position of the piston 14; 14 'is undesirable, the hydraulic machine 4 is controlled such that their speed is increased and so the
  • the pressure medium flow rate flowing to the pressure medium chamber 196 of the compressor 108 is limited via the throttle 158.
  • the directional control valve 189 is de-energized, so that it has its spring-biased switching position (b), the piston 197 moves as described above, so that pressure medium from the pressure medium chamber 196 in the pressure medium chamber 179 of
  • Low-pressure accumulator 178 is displaced. In this case, compressed gas from the third working space 30; 30 'sucked via the check valve 198 in the gas space 195 of the compressor 108. This process is repeated until the starting position is restored, or the pressure in the third working space 30; 30 'lowered accordingly and the pressure in the accumulator 6 is increased accordingly.
  • the second embodiment according to FIG. 2 furthermore shows a load-holding function.
  • a load-holding function For example, if the standing under an external load piston 14; 14 'does not change its position over a given period, it is energetically unfavorable to regulate this position via the hydraulic machine 4. Instead, it is cheaper, the piston 14; 14 'to block and shut off the hydraulic machine 4. For that purpose that is
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a particularly compact embodiment of an adjusting device 201 with a positioning cylinder 2 "having a cylinder housing 20" with integrated compressor function deviating from the adjusting cylinder 2 'according to FIGS. 1 and 2.
  • the adjusting device 201 has the hydraulic machine 4, whose first and second pressure medium connection 38, 40 via the
  • Pressure line 44 and 46 with the first and second working space 22 ', 24' is connectable.
  • the adjusting device 201, the bypass valve 177 and the bypass line 148 in the same
  • Pressure line 54, the directional control valve 12, the throttle 58 and the pressure line 50 in the same design and functionality as in the two preceding embodiments. Also, the low pressure accumulator 178 and the pressure medium line 191 required for the compressor function essentially correspond to the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the adjusting cylinder 2 has an additional auxiliary piston 213 axially displaceably mounted on the pin 64.
  • the third working space 30 is bounded radially over the inner lateral surface 72 and on the right in FIG. 3 via an inner end surface of the cylinder bottom 162.
  • Piston surface 37 "formed, wherein on this, the inner lateral surface 72, the
  • Compressed gas and in the fourth working space 31 " is arranged as in the first two working spaces 22 ', 24' incompressible working pressure medium.
  • the pin 64 For pressure medium supply of the fourth working space 31 ", the pin 64 has a connected to a pressure line 245, approximately coaxial pressure medium channel, to the one Radial bore connects, which opens near the right annular end face of the radial extension 66 of the pin 64 in an annular space portion of the fourth working space 31 "via the pressure line 245 is the fourth working space 31" depending on the switching positions of the directional control valve 275 either with the pressure medium line 191, leads to the low-pressure accumulator 178, or with the second pressure medium connection 40 of the
  • Hydromachine 4 connectable.
  • valves 274, 275 are de-energized. In this state, they have their switching positions (a), so that on the one hand the pressure medium chamber 179 of the low pressure accumulator 178 is connected via the pressure medium lines 191 and 245 to the fourth working space 31 "and on the other hand, the first
  • Pressure medium connection 38 of the hydraulic machine 4 and also the second pressure medium connection 40 of the hydraulic machine 4 via the valve 275 and the pressure line 46 to the second working space 24 ' is connected.
  • the valve 12 and the bypass valve 177 is energized so that it has the blocking positions (b) and (a). In this way, the pressure medium accumulator 6 is separated from the third working space 30 "and the bypass line 148 is shut off, in which state the hydraulic machine 4 delivers depending on its
  • Pressure means between the first and the second working space 22 ', 24', so that the piston 14 'is moved accordingly.
  • valves 12, 275, 177 and 274 are de-energized.
  • the accumulator 6 thus discharges via the directional control valve 12 and its flow position (a) in the third working space 30 "and pushes the
  • Auxiliary piston 213 in Figure 3 from right to left. It is from the fourth working space 31 "on the switching positions (a) of the directional valves 275, 274 working pressure in the
  • Working space 31 " is shut off to the low pressure accumulator 178 and a displacement of pressure medium by the auxiliary piston 213 from the fourth working space 31" out is not possible. Its volume is thus fixed.
  • the accumulator 6 discharges analogously to the first variant via the flow position (a) of the valve 12 in the third working space 30 ", and the auxiliary piston 213 moves from right to left in Figure 3. Da das fourth
  • the auxiliary piston 213 is hydraulically coupled to the piston 14 'in this way, unlike the first variant, the auxiliary piston 213 no longer has to run up to the piston 14' in order to displace it, but the piston 14 In the following moves the auxiliary piston 213 under sustained pressure of the accumulator 6, the piston 14 'in Figure 3 to the left as far as the stop 28. During this shift, working pressure fluid from the first working space 22' via the opened bypass valve 177 is displaced into the second working space 24 '
  • the second variant has the advantage that an emergency movement of the piston 14 'in the direction of the stop 28 takes place immediately, without the auxiliary piston 213 must first run onto the piston 14'. Associated with this is that the pressure medium reservoir 6 has to empty less by the amount of compressed gas which is necessary to move the auxiliary piston 213 until it makes contact with the piston 14 '.
  • This advantage is the greater, the greater in normal operation, the distance between the two pistons 14 'and 213.
  • a hydraulic adjusting device in particular for use in an energy system, in particular a wind turbine, which has a control function for a working and for a special operation.
  • a dedicated double-acting actuating cylinder is for this purpose acted upon by a working pressure medium and to fulfill the control function in special operation with a pressure medium storage connected, which has a separate from the working pressure medium compressed gas.
  • the actuating cylinder on a particular provided for the control function of the special operation on working space whose piston surface provided with a particular for the working operation
  • Piston assembly of the actuating cylinder is coupled or can be coupled with this piston assembly.
  • Directional control valve7 Directional control valve8 Pressure fluid reservoir9 Pressure fluid chamber0, 182, 184 Pressure line6, 187 Check valve8 Pressure line9 Directional control valve0 Pressure line1, 194 Pressure line5 Gas chamber

Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Stelleinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Energieanlage, insbesondere einer Windenergieanlage, die eine Stellfunktion für einen Arbeits- und für einen Sonderbetrieb aufweist. Ein dafür vorgesehener doppeltwirkender Stellzylinder (2; 2'; 2") ist hierfür mit einem Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar und zur Erfüllung der Stellfunktion im Sonderbetrieb mit einem Druckmittelspeicher verbindbar (6), der ein vom Arbeitsdruckmittel getrenntes Druckgas aufweist. Dabei weist der Stellzylinder einen insbesondere für die Stellfunktion des Sonderbetriebes vorgesehenen Arbeitsraum (30; 30'; 30") auf, dessen Kolbenfläche mit einer insbesondere für den Arbeitsbetrieb vorgesehenen Kolbenanordnung des Stellzylinders gekoppelt ist oder mit dieser Kolbenanordnung koppelbar ist.

Description

Hydraulische Stelleinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Stelleinrichtung weist einen Stellzylinder mit einem Kolben oder mit einer Kolbenanordnung mit zwei entgegengesetzt wirksamen Kolbenfläche auf, wobei über eine erste der Kolbenflächen ein erster und über eine zweite der Kolbenflächen ein zweiter Arbeitsraum begrenzt ist. Der auf diese Weise doppeltwirkend ausgestaltete Stellzylinder weist damit eine Stellrichtung und eine Rückstellrichtung auf. In einem Arbeitsbetrieb sind die beiden Arbeitsräume mit einem insbesondere inkompressiblen oder hydrostatischen
Arbeitsdruckmittel beaufschlagt. Eine derartige Stelleinrichtung wird beispielsweise zur
Verstellung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage oder zur Verstellung eines Ventils in einem Kühlkreislauf einer anderen Energieanlage verwendet.
Um eine Verstellung beispielsweise des Rotorblattes auch in einem Sonderbetrieb, insbesondere in einem Not- oder Notfahrtbetrieb sicherzustellen, weist die Stelleinrichtung zusätzlich einen Druckmittelspeicher auf, der zu diesem Zweck mit dem Stellzylinder verbindbar ist. Eine derartige Stelleinrichtung ist beispielsweise in der Druckschrift
DE 101 22 858 A1 gezeigt. Nachteilig an der dort gezeigten Lösung ist jedoch, dass sowohl für die Erfüllung der
Arbeitsfunktion der Stelleinrichtung als auch zur Erfüllung der Sonderfunktion
beziehungsweise Notfahrtfunktion der gleiche Arbeitsraum verwendet wird. Ein
Druckmittelkreis für den Arbeitsbetrieb ist somit nicht vom Druckmittelkreis des
Sonderbetriebs getrennt, was sich nachteilig auf eine Ausfallsicherheit im Falle des Sonderbetriebs auswirken kann. Weiterhin nachteilig an der gezeigten Lösung ist, dass zur Erfüllung der beiden Funktionen zwei getrennte Zylinder vorgesehen sind, was einen hohen vorrichtungstechnischen Aufwand darstellt. Selbst bei Ersetzung des in der Lösung gezeigten Federspeichers durch einen gasbelasteten Hydrospeicher weist die gezeigte Stelleinrichtung zudem immer noch ein so großes Gesamtgewicht auf, so dass es insbesondere zur Verwendung als Stelleinrichtung für eine Windenergieanlage, bei der ein geringes Gewicht bedeutsam ist, nur wenig geeignet ist.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische
Stelleinrichtung zu schaffen, die vorrichtungstechnisch vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Stelleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der hydraulischen Stelleinrichtung sind in den
Patentansprüchen 2 bis 15 beschrieben.
Eine hydraulische Stelleinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer
Windenergie- oder einer Atomenergieanlage oder in einer anderen energie- oder
verfahrenstechnischen, insbesondere mit einer Stellfunktion für einen Arbeitsbetrieb und mit einer Stellfunktion für einen insbesondere sicherheitsrelevanten Sonderbetrieb,
insbesondere für einen Not- oder Notfahrtbetrieb, hat einen Stellzylinder, der eine
Kolbenanordnung mit zwei entgegengesetzt wirksamen Kolbenflächen aufweist, so dass der Stellzylinder über die beiden Kolbenflächen doppeltwirkend ausgestaltet ist. Die
Kolbenanordnung kann dabei einen oder mehrere Kolben aufweisen. Über eine erste der beiden Kolbenflächen ist ein erster Arbeitsraum des Stellzylinders und über eine zweite der beiden Kolbenflächen ein zweiter Arbeitsraum des Stellzylinders begrenzt. Diese beiden Arbeitsräume sind insbesondere im Arbeitsbetrieb mit einem insbesondere inkompressiblen Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar. Weiterhin hat die Stelleinrichtung einen mit dem
Stellzylinder verbindbaren Druckmittelspeicher, der ein vom Arbeitsdruckmittel getrenntes Druckgas beinhaltet. Erfindungsgemäß weist der Stellzylinder einen über eine dritte
Kolbenfläche begrenzten und mit dem Druckgas beaufschlagbaren dritten Arbeitsraum auf. Dabei ist die dritte Kolbenfläche mit der Kolbenanordnung gekoppelt oder sie ist mit der Kolbenanordnung koppelbar. Somit sind im Stellzylinder der Stelleinrichtung alle für den Arbeits- und den Sonderbetrieb notwendigen Arbeitsräume integriert, wodurch die Stelleinrichtung gegenüber dem Stand der Technik vorrichtungstechnisch einfacher und kompakter ausgestaltet ist. Über die Kolbenanordnung ist zum Einen eine Verstellung im Arbeitsbetrieb und zum
Anderen eine Verstellung im Sonder- beziehungsweise Notbetrieb möglich. Zur Verstellung während des Arbeitsbetriebes wirken bevorzugt die mit Arbeitsdruckmittel beaufschlagbaren ersten beiden Arbeitsräume der Kolbenanordnung. Zur Verstellung im Sonderbetrieb hingegen wirkt bevorzugt der mit Druckgas beaufschlagbare dritte Arbeitsraum,
beziehungsweise dessen mit der Kolbenanordnung gekoppelte oder koppelbare dritte
Kolbenfläche, auf die Kolbenanordnung. Da das Druckgas vom Arbeitsdruckmittel getrennt ist, kann somit die Kolbenanordnung selbst bei einem Ausfall der Druckmittelversorgung des Arbeitsdruckmittels noch verstellt werden, was eine Ausfallsicherheit der Stelleinrichtung bezüglich des Sonder- und insbesondere des Notbetriebes erhöht. Eine Trennung eines kompressiblen Druckgases von einem inkompressiblen Arbeitsdruckmittel, wie sie in herkömmlichen gasbelasteten Hydrospeichern beispielsweise über eine Membran, eine Blase oder einen Kolben erfolgen muss, entfällt. Diese Trennung erfolgt stattdessen innerhalb des Stellzylinders über dessen bewegliche dritte Kolbenfläche. Das auf diese Weise verwendete Druckgas ermöglicht eine vorrichtungstechnisch einfache, leichte und zudem kostengünstige Verwendung einer Druckgasflasche als Druckmittelspeicher. Dadurch kann die gesamte Stelleinrichtung klein, leicht und günstig ausgestaltet werden. Bei einer bevorzugten Verwendung der Stelleinrichtung zur Anstellwinkel- beziehungsweise
Pitchverstellung zumindest eines Rotorblattes einer Windenergieanlage hat dies den Vorteil, dass die Stelleinrichtung überwiegend, bevorzugt vollständig, im beschränkten Bauraum einer Rotornabe angeordnet sein kann, so dass insbesondere vorrichtungstechnisch aufwendige Drehdurchführungen für das Arbeitsdruckmittel und das Druckgas von einer feststehenden Gondel hin zur Nabe entfallen können. Über den dritten Arbeitsraum und den darin axial verschiebliche dritte Kolbenfläche ist bevorzugt ein vorrichtungstechnisch einfach ausgestalteter Plungerzylinder gebildet. Über die Stelleinrichtung kann auch mehr als ein Element verstellt werden. So ist es beispielsweise möglich, mehrere Rotorblätter oder Ventile über eine gemeinsame Stelleinrichtung zu verstellen.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Stelleinrichtung derart ausgestaltet, dass der dritte Arbeitsraum in Abhängigkeit eines Steuersignals oder eines Messsignals mit dem Druckgas beaufschlagbar ist. Das Messsignal bildet bevorzugt eine physikalische, thermische, chemische oder sonstige Prozess- oder Zustandsgröße, insbesondere einen Steuerstrom beziehungsweise dessen Ausfall, ab. Das Steuersignal ist bevorzugt ein Signal für einen Übergang vom Arbeits- in den Sonderbetrieb. Bei Verwendung der Stelleinrichtung zur Pitchverstellung des Rotorblattes einer Windenergieanlage bildet das Messsignal bevorzugt eine Windgeschwindigkeit oder eine strukturelle Belastung des Rotors oder der Gondel oder des Turmes ab.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Stelleinrichtung weist eine Hydromaschine mit einem ersten und mit einem zweiten Druckmittelanschluss auf, wobei der erste Arbeitsraum insbesondere über eine erste Druckmittelleitung mit dem ersten Druckmittelanschluss und der zweite Arbeitsraum insbesondere über eine zweite Druckmittelleitung mit dem zweiten Druckmittelanschluss verbindbar ist. Dabei ist unter Leitung eine wortsinngemäße Leitung oder ein Druckmittelkanal zu verstehen.
Bevorzugt weist die Stelleinrichtung einen Elektromotor auf, der mit der
Hydromaschine gekoppelt ist. Über den Elektromotor ist die Hydromaschine in einem
Pumpenbetrieb antreibbar oder in ihrem Motorbetrieb über diesen abbremsbar. Um während der Sonderfunktion bei einer Verstellung des Stellzylinders, und damit von dessen erster und / oder zweiter Kolbenfläche, die Hydromaschine umgehen zu können, weist die Stelleinrichtung ein insbesondere als Schaltventil ausgeführtes Bypasswegeventil auf, das zumindest eine insbesondere elektromagnetisch oder mit Steuerdruck betätigbare Sperrstellung und eine insbesondere federvorgespannte Durchflussgrundstellung aufweist. Dabei ist über letztere der erste Arbeitsraum mit dem zweiten Arbeitsraum unter Umgehung der Hydromaschine verbindbar.
Zur Steuerung der Verbindung des Druckmittelspeichers mit dem dritten Arbeitsraum weist die Stelleinrichtung in einer bevorzugten Weiterbildung ein insbesondere in
Ventilsitzbauweise und/oder als Schaltventil ausgestaltetes Absperrventil auf, das zumindest eine insbesondere elektromagnetisch oder mit Steuerdruck betätigbare Sperrstellung und eine insbesondere federvorgespannte Durchflussgrundstellung aufweist. Dabei ist über letztere der Druckmittelspeicher, der das für den Sonderbetrieb vorgesehene Druckgas enthält, mit dem dritten Arbeitsraum verbindbar. In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung sind die erste und die zweite Kolbenfläche etwa gleich groß, so dass der Stellzylinder bezüglich des ersten und des zweiten Arbeitsraumes als Gleichgangszylinder ausgestaltet ist. Dies hat zum Vorteil, dass bei einer Bewegung der ersten beziehungsweise der zweiten Kolbenfläche aus dem ersten Arbeitsraum gleichviel Druckmittel verdrängt wird, wie es dem zweiten Arbeitsraum zugeführt wird - oder umgekehrt. Dadurch kann auf einen Druckmittelspeicher zum Auffangen eines Differenzvolumens, wie es bei ungleichen Kolbenfächen auftritt, verzichtet werden. Ein vorrichtungstechnisch einfacher Stellzylinder ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der erste Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum in einer Längsrichtung des Stellzylinders hintereinander angeordnet sind.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Stelleinrichtung ist die erste und die zweite Kolbenfläche der Kolbenanordnung voneinander abgewandt angeordnet, so dass ihre mittleren Flächennormalen im Wesentlichen voneinander wegweisen. Dies hat zum Vorteil, dass die Kolbenanordnung als ein kompakter, kostengünstiger Kolben ausgestaltbar ist.
Eine vorrichtungstechnisch besonders einfache Lösung zur Kopplung der dritten Kolbenfläche mit der Kolbenanordnung ist gegeben, wenn die dritte Kolbenfläche an einer Kolbenstange der Kolbenanordnung ausgebildet ist.
Der Stellzylinder weist einen besonders einfachen Aufbau auf, wenn alle drei
Arbeitsräume in Längsrichtung des Stellzylinders hintereinander angeordnet und / oder radial zumindest abschnittsweise über ein gemeinsames Gehäuse des Stellzylinders begrenzt sind.
Ein in Längsrichtung bei einem gegebenen Hub kürzer bauender Stellzylinder ergibt sich, wenn ein Arbeitsraum konzentrisch zu einem der anderen angeordnet ist. Bevorzugt ist dabei der erste Arbeitsraum konzentrisch zum zweiten Arbeitsraum angeordnet. Der
Stellzylinder ist in diesem Fall bevorzugt als konzentrischer oder als Koaxialzylinder ausgebildet. In einer bevorzugten Variante, insbesondere bei der genannten konzentrischen
Anordnung des ersten und zweiten Arbeitsraumes, sind die erste und die zweite
Kolbenfläche der Kolbenanordnung einander zugewandt angeordnet, so dass ihre mittleren Flächennormalen im Wesentlichen aufeinander zuweisen.
Zur Wiederaufladung des das Druckgas aufweisenden Druckmittelspeichers, insbesondere für den Sonder- oder Notfahrtbetrieb, weist die Stelleinrichtung in einer bevorzugten Weiterbildung eine Kompressorfunktion auf. Dabei ist die Kompressorfunktion in einer ersten Variante in den Stellzylinder integriert. Dies wird erreicht, indem im Stellzylinder eine Kompressoreinrichtung angeordnet ist. Diese Variante erweist sich aufgrund der entfallenden Verrohrung und der kompakten Bauweise als besonders platzsparend. In einer zweiten Variante dieser Weiterbildung ist eine Kompressoreinrichtung außerhalb des
Stellzylinders angeordnet, wodurch eine Zugänglichkeit, beispielsweise im Falle einer Wartung oder eines Austausche der Kompressoreinrichtung, erleichtert ist.
Die Variante mit im Stellzylinder angeordneter Kompressoreinrichtung weist zur Verrichtung der Volumenänderungsarbeit bevorzugt einen Hilfskolben auf, an dem die mit der Kolbenanordnung koppelbare dritte Kolbenfläche angeordnet ist. Der Hilfskolben, beziehungsweise die dritte Kolbenfläche, kann also entweder mit der Kolbenanordnung gekoppelt oder von dieser entkoppelt sein, was eine von der Kolbenanordnung unabhängige Bewegung des Hilfskolbens ermöglicht. Dadurch kann der Druckmittelspeicher aufgeladen werden, ohne dass sich eine Position der Kolbenanordnung ändert.
Bei dieser Variante ist - insbesondere zur Erfüllung der Kompressorfunktion zur Befüllung des Druckmittelspeichers mit Druckgas - am Hilfskolben bevorzugt eine zur dritten Kolbenfläche entgegengesetzt wirksame, vierte Kolbenfläche angeordnet, über die ein vierter Arbeitsraum des Stellzylinders begrenzt ist, der mit einem der Druckmittelanschlüsse der Hydromaschine oder mit einem das Arbeitsdruckmittel aufweisenden Hydrospeicher verbindbar ist.
Aus dem gleichen Grunde weist die Stelleinrichtung bevorzugt zumindest ein
Wegeventil, insbesondere ein Schaltwegeventil, mit einer insbesondere federvorgespannten Grundstellung und mit einer insbesondere elektromagnetisch oder mit Steuerdruck betätigbaren Schaltstellung auf, wobei der vierte Arbeitsraum über die Grundstellung dieses Wegeventils mit dem Hydrospeicher und über die betätigbare Schaltstellung dieses
Wegeventils mit einem der Druckmittelanschlüsse der Hydromaschine verbindbar ist. Ist die Kompressorfunktion nicht wie vorbeschrieben in den Stellzylinder integriert, weist die
Stelleinrichtung bevorzugt einen bezüglich des Stellzylinders externen Kompressor auf.
Um die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Sonder- oder Notfahrtbetriebs zu verringern weist eine bevorzugte Weiterbildung der Stelleinrichtung einen oder mehrere weitere mit dem Druckgas befüllte Druckmittelspeicher auf. Bevorzugt ist dieser oder sind diese zusätzlichen Druckmittelspeicher manuell und / oder unabhängig von einer Energie- oder Stromversorgung aufladbar. Hierfür weist die Stelleinrichtung bevorzugt eine
unabhängige Druckmittelspeicherladeeinrichtung, insbesondere eine Kompressoreinrichtung auf.
Bevorzugt ist die Hydromaschine derart ausgestaltet, dass sie als Hydropumpe und als Hydromotor sowohl im Rechtslauf als auch im Linkslauf, das heißt in vier Quadranten, betreibbar ist.
Bevorzugt ist zumindest eins der Ventile - besonders bevorzugt sind es alle Ventile - in einem Steuerblock der Stelleinrichtung angeordnet.
Dieser Steuerblock ist besonders bevorzugt nahe am Stellzylinder angeordnet oder mit diesem, insbesondere lösbar, verbunden.
Im Folgenden werden drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
hydraulischen Stelleinrichtung anhand von drei Schaltplänen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Stelleinrichtung mit zwei alternativen Stellzylindern;
Figur 2 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Stelleinrichtung mit den zwei alternativen Stellzylindern; und
Figur 3 einen Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Stelleinrichtung mit einem Stellzylinder mit integriertem Kompressor. Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Stelleinrichtung 1 , wie sie in einer Windenergieanlage zur Verstellung eines Anstellwinkels beziehungsweise eines Pitches eines Rotorblattes (nicht dargestellt) verwendet wird. Die Stelleinrichtung 1 hat einen Stellzylinder 2, eine Hydromaschine 4 und einen Druckmittelspeicher 6. Weiterhin weist sie einen Kompressor 8, ein als Schaltventil ausgeführtes 3/2-Wegeventil 10 und ein als
Schaltventil in Ventilsitzbauweise ausgeführtes 2/2-Wegeventil 12 auf.
Der Stellzylinder 2 hat einen Kolben 14, an dem in Figur 1 links eine erste Kolbenfläche 16 und rechts eine zweite Kolbenfläche 18 angeordnet ist. Die Kolbenfläche 18 dient zur Bewegung des Kolbens 14 in einer Stellrichtung und die Kolbenfläche 16 zu dessen
Bewegung in eine Rückstellrichtung. Über ein Gehäuse 20 des Stellzylinders 2 und die erste Kolbenfläche 16 ist ein erster Arbeitsraum 22 und über das Gehäuse 20 und die zweite Kolbenfläche 18 ein zweiter Arbeitsraum 24des Stellzylinders 2 begrenzt. Dieser hat zwei Kolbenstangen, von denen in Figur 1 links eine Kolbenstange 26 das Gehäuse zur
Anlenkung des Rotorblattes durchdringt. Eine Bewegung der Kolbenstange 26 in Figur 1 nach links ist über einen Anschlag 28 begrenzt. Ist die Kolbenstange 26 bis hin zum
Anschlag 28 ausgefahren, so entspricht dies einer Neutral- oder Fahnenstellung des
Rotorblattes, in der es kein oder nur wenig Drehmoment an eine Rotorwelle der
Windenergieanlage überträgt.
Der Stellzylinder 2 hat einen dritten Arbeitsraum 30, der über einen Zylinderboden 32 vom zweiten Arbeitsraum 24 abgetrennt ist. Vom Kolben 14 ausgehend durchdringt eine zweite Kolbenstange 34 den Zylinderboden 32 und ragt in den dritten Arbeitsraum 30 hinein. Mit der zweiten Kolbenstange 34 gekoppelt, beziehungsweise stirnseitig an dieser ausgebildet, ist eine dritte Kolbenfläche 36, die zusammen mit dem Gehäuse 20 und dem Zylinderboden 32 den dritten Arbeitsraum 30 begrenzt.
Die Hydromaschine 4, die mit einem Elektromotor (nicht dargestellt) gekoppelt ist, hat einen ersten Druckmittelanschluss 38 und einen zweiten Druckmittelanschluss 40. Sie ist für Pumpen- und Motorbetrieb und im Links- und im Rechtslauf betreibbar. Sie weist einen
Leckageanschluss auf, der über eine Tankleitung mit einem Tank T verbunden ist. Der erste Druckmittelanschluss 38 ist über eine Druckleitung 42 und 44 mit dem ersten Arbeitsraum 22 und der zweite Druckmittelanschluss 40 über eine Druckleitung 46 mit dem zweiten
Arbeitsraum 24 verbunden. Zur Ausbildung eines Arbeitsdruckmittelkreises über ersten Arbeitsraum 22, die Druckmittelleitungen 44, 42, den ersten Druckmittelanschluss 38, die Hydromaschine 4, den zweiten Druckmittelanschluss 40, die Druckmittelleitung 46 und den zweiten Arbeitsraum 24 weist das 3/2-Wegeventil 10 eine über einen Elektromagneten 49 betätigbare Schaltstellung (a) auf. Zur Umgehung der Hydromaschine 4 weist das 3/2- Wegeventil 10 zudem eine Bypassstellung (b) auf. In der Bypassstellung (b) ist die
Druckleitung 44 über eine Bypassleitung 48 mit der Druckleitung 46 unter Umgehung der Hydromaschine 4 verbunden. Über eine derartige Schaltung kann Druckmittel aus den Arbeitsräumen 22, 24 in den jeweilig anderen Arbeitsraum 24, 22 strömen, ohne den
Widerstand der Hydromaschine 4 überwinden zu müssen. Dies ist insbesondere in einem Sonder- beziehungsweise Notfahrtbetrieb, wie er später erläutert wird, wichtig.
Der dritte Arbeitsraum 30 ist über eine Druckleitung 50 mit einem Sauganschluss des Kompressors 8 verbunden. An einen Hochdruckanschluss des Kompressors 8 ist eine Druckleitung 52 angeschlossen. Diese mündet in einer Druckleitung 54, welche an den Druckmittelspeicher 6 angeschlossen ist. Von der den dritten Arbeitsraum 30 mit dem
Sauganschluss des Kompressors 8 verbindenden Druckleitung 50 zweigt eine Druckleitung 56 ab. Zwischen den Druckleitungen 54 und 56 ist ein als Schaltventil in Sitzventilbauweise ausgeführtes elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil angeordnet. Dies weist eine federvorgespannte Durchflussstellung (a) und eine elektromagnetisch betätigbare
Sperrstellung (b) auf.
In einem Normal- oder Arbeitsbetrieb der Stelleinrichtung 1 gilt es zur Anlenkung des Rotorblattes, den Kolben 14 und seine Kolbenstange 26 mit Hilfe der Hydromaschine 4 in seine nach links gerichtete Stellrichtung und in seine nach rechts gerichtete
Rückstellrichtung zu bewegen. Zu diesem Zweck sind das Bypasswegeventil 10 und das 2/2- Wegeventil 12 bestromt, wobei ersteres in seine Arbeitsstellung (a) und letzteres in seine Sperrstellung (b) geschaltet ist. Der Kompressor 8 ist zu diesem Betriebszustand nicht in Verwendung. Im Druckmittelspeicher 6 befindet sich Druckgas, das unter einem ausreichend hohen Druck von etwa 160 bar vorgehalten wird, um für einen auftretenden Sonder- oder Notfahrtbetrieb die Kolbenstange 26 bis an ihren Anschlag 28 zu verstellen. Für eine
Bewegung der Kolbenstange 26 in Figur 1 nach links fördert die Hydromaschine 4 vom Arbeitsraum 22 über die Druckleitungen 44, 42 und 46 Druckmittel in den zweiten
Arbeitsraum 24. Für eine Rückstellung des Kolbens 14 in Figur 1 von links nach rechts erfolgt die Druckmittelförderung über die Hydromaschine 4 in umgekehrter Richtung. Es sei angenommen, dass das nicht dargestellte Rotorblatt in seine kraftlose
Fahnenstellung gestellt werden muss. Dies geschieht beispielsweise zum Zwecke der Wartung der Windkraftanlage oder in einem Notfall. Zu diesem Zweck ist der Kolben 14 beziehungsweise dessen Kolbenstange 26 an dessen Anschlag 28 zu fahren. Diese Aufgabe kann zwar bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen sowohl vom Arbeitskreis der
Hydromaschine 4 als auch vom Druckmittelspeicher 6 in Zusammenwirkung mit dem dritten Arbeitsraum 30 übernommen werden. Insbesondere jedoch bei einem Ausfall der Stromoder Steuerstromversorgung oder im Falle des Versagens des Arbeitsdruckmittelkreises stellt der Druckmittelspeicher 6 in Zusammenwirkung mit dem dritten Arbeitsraum 30 einen redundanten Druckmittelkreis dar, über den die Fahnenstellung autark anfahrbar und haltbar ist.
Zur Erläuterung dieser Redundanz sei angenommen, dass ein Notfahrtbetrieb vorliegt, der durch einen Ausfall der Steuerstromversorgung ausgelöst ist. In diesem Fall sind das
Bypassventil 10 und das 2/2-Wegeventil 12 in unbestromt. Das Bypassventil 10 nimmt somit seine federvorgespannte Bypassstellung (b) und das 2/2-Wegeventil seine
federvorgespannte Durchflussstellung (a) ein. Durch die erstgenannte Stellung ist ein Umströmen des Druckmittels vom Arbeitsraum 22 in den Arbeitsraum 24 unter Umgehung der Hydromaschine 4 ermöglicht. Über die Durchflussstellung (a) des 2/2-Wegeventils 12 ist der Druckmittelspeicher 6 über die Druckleitung 54, 56 und 50 mit dem dritten Arbeitsraum 30 verbunden. In diesem Moment wirkt der Druck im Druckmittelspeicher 6 auf die dritte Kolbenfläche 36, so dass auf die Kolbenstange 34 eine in Figur 1 nach links auf den
Anschlag 28 gerichtete Kraft wirkt. Der Kolben 1 verschiebt sich folglich in dieser Richtung. Dabei verdrängt er Druckmittel aus dem ersten Arbeitsraum 22 in vorbeschriebener Weise über das Bypassventil 10 in den zweiten Arbeitsraum 24 hinein. Auf diese Weise wird das nicht dargestellte Rotorblatt in Richtung seiner Fahnenstellung bewegt. Über eine Drossel 58, die in der Druckleitung 56 stromabwärts des 2/2-Wegeventils 12 angeordnet ist, wird dabei die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 14 während des Notfahrtbetriebes begrenzt.
Für eine reguläre Wiederaufnahme des Normal- oder Arbeitsbetriebes ist im Folgenden Voraussetzung, dass der Druckmittelspeicher 6 für einen potentiellen Notfahrtbetrieb aufgeladen wird. Hierzu ist der der Kompressor 8 vorgesehen. Dessen Aufgabe ist es, das im dritten Arbeitsraum 30 nach dem vorbeschriebenen Notfahrtbetrieb angeordnete
Druckgas wieder in den Druckmittelspeicher 6 zu fördern. Die Voraussetzung hierfür ist, dass die Stelleinrichtung 1 wieder über Steuerstrom verfügt. Über eine nicht dargestellte
Steuereinheit wird zur Wiederaufladung des Druckmittelspeichers 6 das 2/2-Wegeventil 12, auch als Notfahrtschaltventil bezeichnet, in seine Sperrstellung (b) geschaltet, so dass aus dem Druckmittelspeicher 6 während des Ladevorgangs kein Druckgas in den dritten
Arbeitsraum 30 zurückströmen kann. Der Kompressor 8 ist beispielsweise als
Gaskompressor oder als Zylindereinheit ausgeführt und saugt im Folgenden Druckgas aus dem dritten Arbeitsraum 30 an und lädt den Druckmittelspeicher 6 bis zum notwendigen Notfahrtdruck von etwa 160 bar auf.
Alternativ zur beschriebenen Aufladung des Druckmittelspeichers 6 über den
Kompressor 8 kann diese über die Hydromaschine 4 erfolgen. Hierzu ist der Elektromagnet 49 des Bypassventils 10 bestromt, so dass dieses seine Durchflussstellung (a) einnimmt und die Bypassleitung 48 abgesperrt ist. Zur Aufladung des Druckmittelspeichers 6 fördert nun die Hydromaschine 4 Druckmittel vom zweiten Arbeitsraum 24 über die Druckleitungen 46, 42 und 44 in den ersten Arbeitsraum 22. In Folge verschiebt sich der Kolben 14 aus seiner Anschlagstellung im Gehäuse 20 in Figur 1 nach rechts, so dass sich auch die dritte
Kolbenfläche 36 im dritten Arbeitsraum 30 nach rechts verschiebt. In Folge wird das Gas im dritten Arbeitsraum 30 komprimiert und über die Durchflussstellung (a) des
Notfahrtschaltventils 12 in den Druckmittelspeicher 6 gedrückt. In dieser Alternative kann der Kompressor 8 als Ladeeinrichtung entfallen. Alternativ oder ergänzend kann das
Bypassventil 10 eine dritte Schaltstellung aufweisen, über die der Kolben 14 in einer gewünschten Position arretierbar ist.
Der Stellzylinder 2 der vorangegangenen Figurenbeschreibung ist als
vorrichtungstechnisch einfacher, doppeltwirkender Gleichgangszylinder ausgebildet, wobei sich das Merkmal des Gleichgangs aus den beiden gleich großen Kolbenflächen 16 und 18 ergibt. Die Arbeitsräume 22, 24 und 30 sind bei dieser Bauweise entlang einer Längsachse des Stellzylinders 2 hintereinander angeordnet. Der Stellzylinder 2 baut daher
vergleichsweise lang.
Eine alternative Bauform eines doppeltwirkenden Gleichgangszylinders zeigt der Stellzylinder 2', der in Figur 1 oben rechts abgebildet ist. Der Stellzylinder 2' hat ein zylindrisches Gehäuse 20', das über einen Gehäusedeckel 60 und einen Zylinderboden 62 in axialer Richtung beidseitig verschlossen ist. Weiterhin hat der Stellzylinder 2' einen ersten Arbeitsraum 22', einen zweiten Arbeitsraum 24' und einen dritten Arbeitsraum 30'. Am Zylinderboden 62 ist ein konzentrisch in den dritten Arbeitsraum 30' ragender Zapfen 64 angeordnet, der in Figur 1 links einen radial erweiterten Endabschnitt 66 aufweist. Ein
Hohlkolben 14' hat eine zentrale zylindrische Ausnehmung 68, über die er axial verschieblich auf der zylindrischen radialen Erweiterung 66 des Zapfens 64 gelagert ist. Zudem weist der Kolben 14' an einem in Figur 1 rechten Endabschnitt einen Radialbund 70 auf, über dessen Außenumfangsfläche der Hohlkolben 14' an einer Innenmantelfläche 72 des
Zylindergehäuses 20' axial verschieblich gelagert ist.
Auf diese Weise sind am Hohlkolben 14' eine erste in Rückstellrichtung wirkende Kolbenfläche 16', eine zweite in Stellrichtung wirkende Kolbenfläche 18' und eine dritte, ebenfalls in Stellrichtung wirkende dritte Kolbenfläche 36' ausgebildet. Über die erste
Kolbenfläche 16', eine dieser zugewandten inneren Stirnfläche des Gehäusedeckels 60, die Innenmantelfläche 72 und eine Außenmantelfläche des Hohlkolbens 14' ist der Arbeitsraum 22' begrenzt. Über die zweite Kolbenfläche 18', eine Innenmantelfläche der zylindrischen Ausnehmung 68 des Hohlkolbens 14' und die Stirnfläche der radialen Erweiterung 66 des Zapfens 64 ist der zweite Arbeitsraum 24' begrenzt. Der dritte Arbeitsraum 30' ist über die dritte Kolbenfläche 36', eine dieser zugewandten inneren Stirnfläche des Zylinderbodens 62, die Innenmantelfläche 72, die Außenmantelfläche des Zapfens 64 und eine in Figur 1 rechts an der radialen Erweiterung 66 angeordnete Ringstirnfläche begrenzt.
Über die Hydromaschine 4 und die Druckleitung 44 ist der erste Arbeitsraum 22' mit Druckmittel versorgbar. Die Druckleitung 44 durchgreift dabei in Form eines Druckkanals den Gehäusedeckel 60. Der zweite Arbeitsraum 24' ist über die Hydromaschine 4 und die Druckleitung 46 mit Druckmittel versorgbar. Die Druckleitung 46 geht dabei nach dem Eintritt in den Zylinderboden 62 in eine koaxiale Durchgangsbohrung im Zapfen 64 über, die in Figur 1 links in den zweiten Arbeitsraum 24' einmündet. Der dritte Arbeitsraum 30' ist über die Druckleitung 50, die den zylindrischen Gehäuseteil des Gehäuses 20' durchgreift, mit Druckgas aus dem Druckmittelspeicher 6 versorgbar.
Die Funktionsweise des Normal- und des Sonder- beziehungsweise Notfahrtbetriebs gilt analog für den alternativen Stellzylinder 2' gemäß der vorangegangenen Beschreibung des Stellzylinders 2. Dabei sind bezogen auf den Stellzylinder 2 gleichwirkende Teile des Stellzylinders 2' mit den gleichen, allerdings um einen Hochstrich erweiterten,
Bezugszeichen versehen. Der zum Stellzylinder 2 alternative Stellzylinder 2' baut aufgrund seiner konzentrischen, koaxialen Bauweise in Längsrichtung kürzer.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Stelleinrichtung 101 mit einem vom Stellzylinder 2; 2' unabhängigen
Speicherlademechanismus und einer Zylinderarretierung. Die Stelleinrichtung 101 entspricht in weiten Teilen derjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von Figur 1. Für gleich gebliebene Bauteile wurden daher auch die Bezugszeichen gemäß Figur 1 übernommen. In Figur 2 oben rechts ist analog zu Figur 1 der alternative Stellzylinder 2' abgebildet, der ebenfalls unverändert ist. Mit Bezug zum ersten Ausführungsbeispiel unverändert sind weiterhin der Anschlag 28, der Stellzylinder 2, die den Stellzylinder 2; 2' mit Druckmittel versorgenden Druckleitungen 44, 46, die Druckleitung 50 zur Versorgung des dritten
Arbeitsraums 30; 30', die Drossel 58, das 2/2-Wegeventil 12, die Druckleitungen 52, 54, der Druckmittelspeicher 6, die Hydromaschine 4 mit Ihren Druckmittelanschlüssen 38, 40 und die Bypassleitung 48. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in einem Druckmittelströmungspfad vom ersten Druckmittelanschluss 38 hin zum ersten Arbeitsraum 22; 22' ein als Schaltventil in Sitzventilbauweise ausgeführtes 2/2-Wegeventil 174 mit einer elektromagnetisch betätigbaren Durchflussstellung (a) und einer federvorgespannten Sperrstellung (b) angeordnet. Des Weiteren ist in einem Druckmittelströmungspfad vom zweiten Druckmittelanschluss 40 hin zum zweiten Arbeitsraum 24; 24' ein zum Wegeventil
174 baugleiches Wegeventil 175 mit der elektromagnetisch betätigbaren Durchflussstellung (a) und der federvorgespannten Sperrstellung (b) angeordnet. Das Wegeventil 174 ist dabei über die Druckleitung 44 mit dem ersten Arbeitsraum 22; 22' und das Wegeventil 175 über die Druckleitung 46 mit dem zweiten Arbeitsraum 24; 24' verbunden. Die Druckleitungen 44, 46 sind über die Bypassleitung 48 und ein darin angeordnetes zu den Wegeventilen 174,
175 im Wesentlichen baugleiches Wegeventil 177 verbindbar. Das Wegeventil 177 unterscheidet sich von den Wegeventilen 174, 175 dadurch, dass seine Durchflussstellung (b) federvorgespannt und seine Sperrstellung (a) elektromagnetisch über den
Elektromagneten 49 betätigbar ist.
Des Weiteren weist die Stelleinrichtung 101 einen gasbelasteten Niederdruckspeicher 178 auf. An dessen Druckmittelraum 179, in dem inkompressibles Arbeitsdruckmittel angeordnet ist, ist eine Druckmittelleitung 180 angeschlossen. Von der Druckmittelleitung 180 zweigen Druckleitungen 182, 184 ab. Die Druckleitung 182 ist über die Druckleitung 42 mit dem ersten Druckmittelanschluss 38 der Hydromaschine 4 verbindbar, wobei im
Druckmittelströmungspfad vom Niederdruckspeicher 178 hin zum Druckmittelanschluss 38 ein in dieser Richtung öffnendes Rückschlagventil 186 angeordnet ist. In analoger Weise ist die Druckleitung 184 mit dem zweiten Druckmittelanschluss 40 der Hydromaschine 4 verbindbar, wobei im Druckmittelströmungspfad vom Niederdruckspeicher 178 hin zum zweiten Druckmittelanschluss 40 ein in diese Richtung öffnendes Rückschlagventil 187 angeordnet ist. In einem jeweiligen Abschnitt zwischen den Rückschlagventilen 186, 187 und den Druckmittelanschlüssen 38, 40 zweigen von den Druckleitungen 182, 184
Druckleitungen 188, 190 ab, die mit jeweils einem Druckmitteleingang eines Wechselventils 192 verbunden sind. Das Wechselventil 192 wählt einen höheren der in den Druckleitungen 182, 184 wirkenden Drücke aus und meldet, beziehungsweise übergibt ihn an eine später erläuterte Druckleitung 194.
Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in Figur 2 die
Speicherladeeinheit zum Aufladen des Druckmittelspeichers 6 detaillierter ausgeführt. Die Speicherladeeinheit umfasst einen als Zylindereinheit ausgeführten Kompressor 108 mit einem federentlasteten Gasraum 195 und einem Druckmittelraum 196. Der Gasraum 195 ist dabei über einen Kolben 197 vom Druckmittelraum 196 getrennt. Der Gasraum 195 des Kompressors 108 ist über eine Saugleitung 150 mit dem dritten Arbeitsraum 30; 30' des Stellzylinders 2; 2' verbunden. Im Fall eines Stellzylinders 2' ist der Zylinderboden 62 von der Saugleitung 150 beziehungsweise dem Saugkanal durchsetzt, der in den dritten Arbeitsraum 30' mündet. In der Saugleitung 150 ist ein hin zum Gasraum 195 öffnendes Rückschlagventil 198 angeordnet. Des Weiteren ist der Gasraum 195 des Kompressors 108 über die
Druckleitung 52 an die Druckleitung 54 des Druckmittelspeichers 6 angebunden. In der Druckleitung 52 ist ein in Richtung des Druckmittelspeichers 6 öffnendes Rückschlagventil 199 angeordnet. Der Druckmittelraum 196 des Kompressors 108 ist über ein als Schaltventil in
Sitzventilbauweise ausgeführtes 3/2 -Wegeventil 189 und die Druckleitung 194 mit dem Ausgang des Wechselventils 192 und auf diese Weise mit dem Arbeitsdruckmittelkreis der Hydromaschine 4 verbindbar. In der Druckleitung 194 ist eine Drossel 158 angeordnet.
Weiterhin ist ein Leckageanschluss der Hydromaschine 4 über eine Leckageleitung 200 mit der Druckmittelleitung 180 verbunden. Diese ist wiederum über eine Druckmittelleitung 191 mit einem Tankanschluss des Wegeventils 189 verbunden. In der Druckmittelleitung 191 ist eine Drossel 159 angeordnet. In einem Arbeitsbetrieb der Stelleinrichtung 101 gemäß Figur 2 sind die Ventile 12,
175, 177 und 174 bestromt. Das Ventil 12 weist somit die Sperrstellung (b), das Ventil 175 die Durchflussstellung (a), das Bypassventil 177 die Sperrstellung (a) und das Ventil 174 die Durchflussstellung (a) auf. In diesem Zustand ist der erste Arbeitsraum 22; 22' über die Druckleitung 44, die Durchflussstellung (a) des Ventils 174, die Druckleitung 42, über die Hydromaschine 4, den zweiten Druckmittelausgang 40, die Durchflussstellung (a) des Ventils 175 und die Druckleitung 46 mit dem zweiten Druckraum 24; 24' in Druckmittelverbindung. Die Bypassleitung 48 ist in diesem Zustand durch die Sperrstellung (a) des Ventils 177 gesperrt. Der Druckmittelraum 179 ist mit inkompressiblem Druckmittel, insbesondere Hydrauliköl, befüllt und mit einem Niederdruck von etwa 3 bar gasbelastet. Die Gasbelastung erfolgt über das im Niederdruckspeicher 178 unter Druck stehende Gas, das über eine Membran leckagefrei vom Druckmittelraum 179 getrennt ist.
Die Hydromaschine 4 ist vom Elektromotor 5 angetrieben und fördert zur Bewegung des Kolbens 14; 14' Druckmittel in den zweiten Arbeitsraum 24; 24'. Auf diese Weise bewegt sich der Kolben14; 14' in Figur 2 in Richtung des Anschlags 28 nach links. Das dabei aus dem ersten Arbeitsraum 22; 22' abströmende Druckmittel wird über die Durchflussstellung (a) des Ventils 174 dem ersten Druckmittelanschluss 38, beziehungsweise der Saugseite der Hydromaschine 4, zugeführt. Die vom ersten Arbeitsraum 22; 22' abströmende
Druckmittelmenge und die dem zweiten Arbeitsraum 24; 24' zuströmende Druckmittelmenge sind etwa gleich groß, da die Kolbenflächen 16; 16' und 18; 18' etwa gleich groß sind.
Soll der Kolben 14; 14' des Zylinders 2; 2' eingefahren werden, so wird einfach die Bewegungsrichtung der Hydromaschine 4 umgekehrt. In diesem Fall bewegt sich für den Stellzylinder 2 die Kolbenstange 34 in den dritten Arbeitsraum 30 hinein, so dass ein
Volumen des Arbeitsraums 30 sich verringert und der darin herrschende Druck ansteigt. Eine Druckerhöhung im Arbeitsraum 30 beträgt dabei etwa 0, 2 bis 1 bar. Der gleiche Vorgang bewirkt im alternativen Stellzylinder 2' die Verschiebung des Kolbens 14' von links nach rechts, so dass der Radialbund 70 das Volumen des dritten Arbeitsraums 30' verringert. Selbst bei maximalem Einfahren des Kolbens 14; 14' reicht die Druckerhöhung im dritten Arbeitsraum 30; 30' nicht aus, das Rückschlagventil 198 hin zum Gasraum 195 des
Kompressors 108 oder das die Sperrstellung (b) ausbildende Rückschlagventil des
Wegeventils 12 hin zum Druckmittelspeicher 6 zu öffnen. Der dritte Arbeitsraum 30; 30' bleibt somit geschlossen.
Es wird nun für das Ausführungsbeispiel der Figur 2 der bereits im ersten
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 skizzierte Notfahrtbetrieb erläutert. Der Notfahrtbetrieb sei dadurch gegeben, dass die Steuerstromversorgung der Stelleinrichtung 101 komplett ausgefallen ist. In diesem Zustand sind sämtliche Elektromagnete 49 der betätigbaren Ventile 12, 175, 177, 174 und 189 stromlos, so dass diese in ihre federvorgespannten
Schaltstellungen geschaltet sind. Des Weiteren liegt ein Ausfall des Elektromotors 5 vor, so dass die Hydromaschine 4 keine Förderleistung erbringen kann. Die Stelleinrichtung 101 ist derart ausgestaltet, dass allein aufgrund des fehlenden Steuerstroms und der
federvorgespannten Grundstellungen der Ventile der dritte Arbeitsraum 30; 30' über die Durchflussstellung (a) des Wegeventils 12 mit dem im Druckmittelspeicher 6 herrschenden Druck des Druckgases beaufschlagt wird. Der Druckmittelspeicher 6 entlädt sich somit zumindest teilweise über das Wegeventil 12 in den dritten Arbeitsraum 30; 30' und von dort über die Druckleitung 150 und das Rückschlagventil 198 in den Gasraum 195 des
Kompressors 108. Dabei bewegt der Druck im Arbeitsraum 30; 30' den Kolben 14; 14' ausfahrend in Richtung des Anschlags 28. Das dabei aus dem sich verkleinernden ersten Arbeitsraum 22; 22' abströmende Arbeitsdruckmittel fließt über die Druckleitung 44, die Bypassleitung 48, die Durchflussstellung (b) des Ventils 177 und die Druckleitung 46 dem sich vergrößernden zweiten Arbeitsraum 24; 24' zu. Ist der Anschlag 28 und somit die Fahnenposition des Rotorblatts erreicht, wird der Kolben 14; 14' vom im dritten Arbeitsraum 30; 30' herrschenden Gasdruck von etwa 160 bar in dieser Position gehalten. Der
Druckmittelspeicher 6, der dritte Arbeitsraum 30; 30' und der Gasraum 195 weisen dann etwa das gleiche Druckniveau von etwa 160 bar auf.
Um den Druckmittelspeicher 6 im Anschluss an die vorbeschriebene Notfahrt wieder mit Druckgas zu beladen, und somit eine erneute Notfahrt vorzubereiten, sei angenommen, dass die Stelleinrichtung 101 gemäß Figur 2 wieder über eine Stromversorgung verfügt. Voraussetzung dafür, dass der Druckmittelspeicher 6 aufgeladen werden kann ist, dass die Ventile 174, 175 stromlos geschaltet sind und ihre federvorgespannten Sperrstellungen (b) aufweisen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei Betätigung der Hydromaschine 4 weder der erste Arbeitsraum 22; 22' noch der zweite Arbeitsraum 24; 24' mit Druckmittel versorgt werden und der Kolben 14; 14' auf diese Weise arretiert ist. Zudem ist das
Bypassventil 177 bestromt und weist ebenso seine Sperrstellung (a) auf, so dass ein
Bypassvolumenstrom zwischen den Arbeitsräumen 22, 24, beziehungsweise 22', 24', verhindert ist und der Kolben 14; 14' eingespannt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kolben 14; 14', beziehungsweise dessen Kolbenstange, bis hin zum Anschlag 28 ausgefahren. Das Wegeventil 189 ist über seinen Elektromagneten 49 bestromt und verbindet so den
Druckmittelraum 196 des Kompressors 108 mit der Druckleitung 194 und dem Ausgang des Wechselventils 192. Weiterhin ist das Wegeventil 12 bestromt in seine Schaltstellung (b) geschaltet, wodurch der dritte Arbeitsraum 30; 30' über die Rückschlagventilfunktion des
Wegeventils 12 gegen den Druckmittelspeicher 6 abgesperrt ist. Wie bereits erläutert weisen der Druckmittelspeicher 6, der dritte Arbeitsraum 30; 30' und der Gasraum 195 des
Kompressors 108 etwa das gleiche Druckniveau von ca. 160 bar auf.
Zur Aufladung des Druckmittelspeichers 6 mit Druckgas treibt der Elektromotor 5 die Hydromaschine 4 in einer beliebigen Umlaufrichtung an. Das Druckmittel wird dabei von der Hydromaschine 4 beispielsweise vom zweiten Druckmittelanschluss 40 über die
Druckleitungen 184, 190, das Wechselventil 192, die Drossel 158, die Druckleitung 194 und die Schaltstellung (a) des Wegeventils 189 in den Druckmittelraum 196 des Kompressors 108 gefördert. Gleichzeitig strömt Druckmittel aus dem Druckmittelraum 179 des
Niederdruckspeichers 178 über das Rückschlagventil 186 hin zur Saugseite,
beziehungsweise zum ersten Druckmittelanschluss 38, der Hydromaschine 4. Das in den Druckmittelraum 196 einströmende Druckmittel bewirkt ein Ausfahren des Kolbens 197, wobei Gas aus dem Gasraum 195 über das Rückschlagventil 199 in den Druckmittelspeicher 6 strömt. Der Druck im Druckmittelspeicher 6 nimmt so zu.
Ist der Kolben 197 des Kompressors 108 ausgefahren, so wird die Hydromaschine 4 gestoppt und das Ventil 189 stromlos geschaltet, so dass es in seine federvorbelastete Stellung (b) geschaltet wird. In dieser Stellung ist der Druckmittelanschluss A des
Wegeventils 189, und damit der Druckmittelraum 196, hin zum Niederdruckspeicher 178, beziehungsweise dessen Druckmittelraum 179, der etwa 3 bar aufweist, entlastet. Dadurch kann der im Gasraum 195 herrschende Druck mit Unterstützung der Feder des Kompressors 108 den Kolben 197 einfahren. Dabei wird das Druckmittel aus dem Druckmittelraum 196, über die Druckleitung 191 und die Drossel 159 in den Druckmittelraum 179 des Niederdruckspeichers 178 verdrängt. Die Drossel 159 begrenzt dabei die
Einfahrgeschwindigkeit des Kolbens 197. Gleichzeitig strömt Gas aus dem dritten
Arbeitsraum 30; 30' über das Rückschlagventil 198 in den Gasraum 195 des Kompressors 108. Der Druck im dritten Arbeitsraum 30; 30' nimmt dadurch ab.
Ist der Kolben 197 eingefahren, so wird das Wegeventil 189 über den Elektromagneten 49 wieder bestromt und der Hydromotor 4 gestartet, so dass sich der eben beschriebene Vorgang wiederholen kann. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis der Gasdruck im Druckmittelspeicher 6 dem für eine bestimmungsgemäße Notfahrt benötigten Druck entspricht.
Während des normalen Arbeitsbetriebes der Stelleinrichtung 101 sind Leckagen vom Druckmittelspeicher 6 in den dritten Arbeitsraum 30; 30' hinein selbst bei gezeigter
Ventilsitzbauweise des Wegeventils 12 kaum zu vermeiden. Diese Leckage führt dazu, dass Druckgas aus dem Druckmittelspeicher 6 in den dritten Arbeitsraum 30; 30' eindringt und sich dadurch zum Einen der Druck im Druckmittelspeicher 6 abbaut und zum Anderen im dritten Arbeitsraum 30; 30' aufbaut. Es ist offensichtlich, dass der im dritten Arbeitsraum 30; 30' steigende Gasdruck über die dritte Kolbenfläche 36; 36' auf den Kolben 14; 14' eine in Richtung des Anschlags 28 wirkende Stellkraft ausübt, die eine Rückstellung des Kolbens 14; 14' und damit die Funktion des Stellzylinders 2; 2' beeinträchtigt. Zudem ist ein Absinken des Gasdrucks im Druckmittelspeicher 6 aus sicherheitstechnischen Gründen unerwünscht. Es ist daher notwendig, diese Leckagen während des Normalbetriebes auszugleichen und die Solldrücke im dritten Arbeitsraum 30; 30' und dem Druckmittelspeicher 6 aufrecht zu erhalten, beziehungsweise wiederherzustellen, was im Folgenden erläutert wird.
Während des Arbeitsbetriebs sind wie bereits erläutert die Ventile 12, 175, 177 und 174 bestromt und weisen ihre elektromagnetisch betätigten Schaltstellungen auf. Das Ventil 189 ist stromlos. In diesem Betriebsmodus wird die Stellung des Kolbens 14; 14' über die Druckmittelförderung der Hydromaschine 4 geregelt. Dabei ist je nach Lastrichtung entweder der erste Arbeitsraum 22; 22' oder der zweite Arbeitsraum 24; 24' mit einem Druck beaufschlagt, der im Wesentlichen der am Rotorblatt (nicht dargestellt) wirkenden äußeren Last entspricht. Dieser Druck wirkt über das Wechselventil 192 am Anschluss P des
Wegeventils 189. Wird nun das Wegeventil 189 bestromt und nimmt seine Durchflussstellung (a) ein, so gelangt Druckmittel über die Druckleitung 194 in den Druckmittelraum 196, so dass der Kolben 197 ausfährt und der vorbeschriebene Ladevorgang des Druckmittelspeichers 6 beginnt. Das dem Druckmittelraum 196 zugeförderte Druckmittel wird dabei einem der Arbeitsräume 22, 24, beziehungsweise 22', 24' des Stellzylinders 2; 2' entnommen, so dass dieser seine Regelposition verlassen würde. Da ein derartiger Einfluss des Ladevorgangs des Druckmittelspeichers 6 auf die Regelposition des Kolbens 14; 14' unerwünscht ist, wird die Hydromaschine 4 derart geregelt, dass deren Drehzahl erhöht wird und so die
Regelposition des Kolbens 14; 14' erhalten bleiben kann. Das aufgrund der
Drehzahlerhöhung zusätzlich benötigte Druckmittel strömt der Saugseite der Hydromaschine 4 aus dem Druckmittelraum 179 des Niederdruckspeichers 178 zu. Um die
Drehzahlerhöhung zu begrenzen, ist der dem Druckmittelraum 196 des Kompressors 108 zuströmende Druckmittelvolumenstrom über die Drossel 158 begrenzt.
*
Ist der Kolben 197 ausgefahren, so wird kein weiteres Druckmittel im Druckmittel räum
196 benötigt und die Drehzahl der Hydromaschine 4 wird heruntergeregelt auf deren Ausgangswert. Anschließend wird das Wegeventil 189 stromlos geschaltet, so dass es seine federvorgespannte Schaltstellung (b) aufweist, der Kolben 197 fährt wie vorbeschrieben ein, so dass Druckmittel aus dem Druckmittelraum 196 in den Druckmittelraum 179 des
Niederdruckspeichers 178 verdrängt wird. Dabei wird Druckgas aus dem dritten Arbeitsraum 30; 30' über das Rückschlagventil 198 in den Gasraum 195 des Kompressors 108 angesaugt. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Ausgangslage wiederhergestellt, beziehungsweise der Druck im dritten Arbeitsraum 30; 30' entsprechend abgesenkt und der Druck im Druckmittelspeicher 6 entsprechend erhöht ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 zeigt weiterhin eine Lasthaltefunktion. Soll beispielsweise der unter einer äußeren Laste stehende Kolben 14; 14' über einen gegebenen Zeitraum seine Position nicht verändern, so ist es energetisch ungünstig, diese Stellung über die Hydromaschine 4 zu regeln. Stattdessen ist es günstiger, den Kolben 14; 14' zu blockieren und die Hydromaschine 4 abzuschalten. Zu diesem Zweck ist das
Wegeventil 177 bestromt und die Wegeventile 174, 175 sind unbestromt. Zudem ist der Elektromotor 5 unbestromt. Auf diese Weise ist der erste Arbeitsraum 22; 22' vom zweiten Arbeitsraum 24; 24' im Wesentlichen leckagefrei separiert und der Kolben 14; 14' kann nicht mehr bewegt werden. Figur 3 zeigt ein vorrichtungstechnisch besonders kompakt ausgebildetes Ausführungsbeispiel einer Stelleinrichtung 201 mit einem vom Stellzylinder 2' gemäß den Figuren 1 und 2 abweichenden Stellzylinder 2" mit einem Zylindergehäuse 20" mit integrierter Kompressorfunktion. Für Teile, die baugleich zu vorbeschriebenen Teilen der bisherigen Ausführungsbeispiele ausgestaltet sind, sind im Folgenden die gleichen, bereits eingeführten Bezugszeichen vergeben. Die Stelleinrichtung 201 weist die Hydromaschine 4 auf, deren erster beziehungsweise zweiter Druckmittelanschluss 38, 40 über die
Druckleitung 44 beziehungsweise 46 mit dem ersten beziehungsweise zweiten Arbeitsraum 22', 24' verbindbar ist. Analog zum zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist die Stelleinrichtung 201 das Bypass-Ventil 177 und die Bypass-Leitung 148 in gleicher
Ausführung und Funktionalität auf. Des Weiteren sind der Druckmittelspeicher 6, die
Druckleitung 54, das Wegeventil 12, die Drossel 58 und die Druckleitung 50 in gleicher Ausführung und Funktionalität wie bei den beiden vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgeführt. Auch der für die Kompressorfunktion benötigte Niederdruckspeicher 178 und die Druckmittelleitung 191 entsprechen im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2.
Abweichend vom alternativ zum Gleichgangszylinder 2 in den Figuren 1 und 2 vorgestellten, konzentrisch ausgestalteten Stellzylinder 2' weist der Stellzylinder 2"gemäß Figur 3 einen zusätzlichen, auf dem Zapfen 64 axial verschieblich gelagerten Hilfskolben 213 auf. An dessen in Figur 3 rechter Stirnseite ist eine dritte Kolbenfläche 36" ausgebildet, über die ein dritter Arbeitsraum 30" des Stellzylinders 2" begrenzt ist. Der dritte Arbeitsraum 30" ist radial über die Innenmantelfläche 72 und in Figur 3 rechts über eine innere Stirnfläche des Zylinderbodens 162 begrenzt. Am Hilfskolben 213 ist in Figur 3 links eine vierte
Kolbenfläche 37"ausgebildet, wobei über diese, die Innenmantelfläche 72, die
Außenmantelfläche und Ringstirnfläche des Zapfens 64 und die Innenmantelfläche 68 und die in Figur 3 rechte Stirnfläche des Kolbens 14' ein vierter Arbeitsraum 31 " begrenzt ist. Im drittem Arbeitsraum 30" ist analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
Druckgas und im vierten Arbeitsraum 31 " ist wie in den ersten beiden Arbeitsräumen 22', 24' inkompressibles Arbeitsdruckmittel angeordnet.
Zur Druckmittelversorgung des vierten Arbeitsraumes 31 " weist der Zapfen 64 einen mit einer Druckleitung 245 verbundenen, etwa koaxialen Druckmittelkanal auf, an den eine Radialbohrung anschließt, die nahe der rechten Ringstirnfläche der radialen Erweiterung 66 des Zapfens 64 in einen ringraumförmigen Abschnitt des vierten Arbeitsraumes 31 " einmündet. Über die Druckleitung 245 ist der vierte Arbeitsraum 31" in Abhängigkeit der Schaltstellungen des Wegeventils 275 entweder mit der Druckmittelleitung 191 , die zum Niederdruckspeicher 178 führt, oder mit dem zweiten Druckmittelanschluss 40 der
Hydromaschine 4 verbindbar.
Im normalen Arbeitsbetrieb der Stelleinrichtung 201 sind die Ventile 274, 275 unbestromt. In diesem Zustand weisen sie ihre Schaltstellungen (a) auf, so dass einerseits der Druckmittelraum 179 des Niederdruckspeichers 178 über die Druckmittelleitungen 191 und 245 mit dem vierten Arbeitsraum 31 " verbunden ist und andererseits der erste
Arbeitsraum 22' über die Druckleitung 44 und das Wegeventil 274 mit dem ersten
Druckmittelanschluss 38 der Hydromaschine 4 und zudem der zweite Druckmittelanschluss 40 der Hydromaschine 4 über das Ventil 275 und die Druckleitung 46 mit dem zweiten Arbeitsraum 24' verbunden ist. Das Ventil 12 und das Bypass-Ventil 177 ist bestromt, so dass es die Sperrstellungen (b) beziehungsweise (a) aufweist. Auf diese Weise ist der Druckmittelspeicher 6 vom dritten Arbeitsraum 30" getrennt und die Bypass-Leitung 148 ist abgesperrt. In diesem Zustand fördert die Hydromaschine 4 in Abhängigkeit ihrer
Laufrichtung, beziehungsweise der für den Stellzylinder 2" geforderten Fahrtrichtung
Druckmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum 22', 24', so dass der Kolben 14' entsprechend bewegt wird. Dabei wird in Abhängigkeit der Fahrrichtung vom vierten Arbeitsraum 31 " Druckmittel in den Druckmittelraum 179 des Niederdruckspeichers 178 verdrängt oder umgekehrt aus dem Druckmittelraum 179 in den vierten Arbeitsraum 31" eingebracht. Im normalen Arbeitsbetrieb hat der Hilfskolben 213, bis auf eine geringe Kompressibilität des Druckgases im dritten Arbeitsraum 30", keinen Einfluss auf die
Bewegung des Kolbens 14'.
In einer ersten Variante eines Sonder- oder Notfahrtbetriebes sind alle Ventile 12, 275, 177 und 274 unbestromt. Der Druckmittelspeicher 6 entlädt sich folglich über das Wegeventil 12 und dessen Durchflussstellung (a) in den dritten Arbeitsraum 30" und drückt den
Hilfskolben 213 in Figur 3 von rechts nach links. Dabei wird aus dem vierten Arbeitsraum 31 " über die Schaltstellungen (a) der Wegeventile 275, 274 Arbeitsdruckmittel in den
Druckmittel räum 179 des Niederdruckspeichers 178 verdrängt bis der Hilfskolben 213 auf den Kolben 14' aufgelaufen ist. Im Folgenden schiebt der Hilfskolben 213 unter anhaltendem Druck des Druckmittelspeichers 6 den Kolben 14' in Figur 3 nach links bis hin zum Anschlag 28. Während dieser Verschiebung wird Arbeitsdruckmittel aus dem ersten Arbeitsraum 22' über das geöffnete Bypassventil 177 in den zweiten Arbeitsraum 24' verdrängt. In einer zweiten Variante eines Sonder- oder Notfahrtbetriebes sind nur die Ventile 12,
275 und 177 unbestromt und weisen ihre damit verbundenen Durchflussstellungen auf. Das Ventil 274 ist hingegen bestromt. Daraus folgt, dass ein Druckmittelpfad vom vierten
Arbeitsraum 31" hin zum Niederdruckspeicher 178 abgesperrt ist und eine Verdrängung von Druckmittel durch den Hilfskolben 213 aus dem vierten Arbeitsraum 31" heraus nicht möglich ist. Dessen Volumen ist somit festgelegt. Der Druckmittelspeicher 6 entlädt sich analog zur ersten Variante über die Durchflussstellung (a) des Ventils 12 in den dritten Arbeitsraum 30", und der Hilfskolben 213 bewegt sich in Figur 3 von rechts nach links. Da der vierte
Arbeitsraum 31 " inkompressibles Arbeitsdruckmittel enthält, ist der Hilfskolben 213 über dieses hydraulisch mit dem Kolben 14' gekoppelt. Anders als bei der ersten Variante muss der Hilfskolben 213 nicht mehr bis auf den Kolben 14' auflaufen, um diesen zu verschieben, sondern der Kolben 14' bewegt sich im Wesentlichen synchron mit dem Hilfskolben 213. Im Folgenden schiebt der Hilfskolben 213 unter anhaltendem Druck des Druckmittelspeichers 6 den Kolben 14' in Figur 3 nach links bis hin zum Anschlag 28. Während dieser Verschiebung wird Arbeitsdruckmittel aus dem ersten Arbeitsraum 22' über das geöffnete Bypassventil 177 in den zweiten Arbeitsraum 24' verdrängt. Ein Volumenstrom von Druckmittel aus dem
Niederdruckspeicher über das Ventil 274 (Schaltstellung (b)), die Hydromaschine 4 und die Druckleitung 46 hin zum zweiten Arbeitsraum 24' ist dabei vernachlässigbar klein.
Gegenüber der ersten Variante des Notfahrbetriebs weist die zweite Variante den Vorteil auf, dass eine Notbewegung des Kolbens 14' in Richtung des Anschlags 28 sofort erfolgt, ohne dass der Hilfskolben 213 zunächst auf den Kolben 14' auflaufen muss. Damit verbunden ist, dass sich der Druckmittelspeicher 6 um diejenige Druckgasmenge weniger entleeren muss, die notwendig ist, den Hilfskolben 213 bis zu dessen Kontakt mit dem Kolben 14' zu bewegen. Dieser Vorteil ist umso größer, je größer im normalen Arbeitsbetrieb der Abstand zwischen den beiden Kolben 14' und 213 ist.
Unabhängig von der gewählten Variante des Sonder- oder Notfahrbetriebs wird der Druckmittelspeicher 6 über die im Stellzylinder 2" integrierte Kompressorfunktion des Hilfskolbens 213 wie folgt wieder auf seinen bestimmungsgemäßen Notfahrtdruck von etwa 160 bar aufgeladen: Die Ventile 275, 177 und 274 sind bestromt. Die Hydromaschine 4 fördert Arbeitsdruckmittel aus dem Niederdruckspeicher 178 über die Schaltstellungen (b) der Ventile 274 und 275 und die Druckleitung 245 in den vierten Arbeitsraum 31" des Stellzylinders 2". Dadurch verschiebt sich der Hilfskolben 213 und verdrängt Druckgas aus dem dritten Arbeitsraum 30" über das bestromte, die Rückschlagschaltstellung (b) aufweisende, Ventil 12 in den Druckmittelspeicher 6. Während diesem Aufladen kann der Kolben 14' unter Bestromung des Elektromagneten 49 des Bypassventils 177 und dessen Sperrstellung (a) festgelegt werden. In den Schaltplänen der Ausführungsbeispiele teilweise nicht dargestellt sind aus dem
Stand der Technik bekannte Zusatzkomponenten zur Druckabsicherung, beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil, und Nachsaugventile.
Offenbart ist eine hydraulische Stelleinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Energieanlage, insbesondere einer Windenergieanlage, die eine Stellfunktion für einen Arbeits- und für einen Sonderbetrieb aufweist. Ein dafür vorgesehener doppeltwirkender Stellzylinder ist hierfür mit einem Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar und zur Erfüllung der Stellfunktion im Sonderbetrieb mit einem Druckmittelspeicher verbindbar, der ein vom Arbeitsdruckmittel getrenntes Druckgas aufweist. Dabei weist der Stellzylinder einen insbesondere für die Stellfunktion des Sonderbetriebes vorgesehenen Arbeitsraum auf, dessen Kolbenfläche mit einer insbesondere für den Arbeitsbetrieb vorgesehenen
Kolbenanordnung des Stellzylinders gekoppelt ist oder mit dieser Kolbenanordnung koppelbar ist.
Bezugszeichenliste
1 ; 101 : 201 Stelleinrichtung
2, 2'; 2" Stellzylinder
4 Hydromaschine
6 Druckmittelspeicher
8; 108 Kompressor
10 Bypassventil
12 2/2-Wegeventil
14; 14' Kolben
16; 16' Erste Kolbenfläche
18; 18' Zweite Kolbenfläche
20; 20'; 20" Zylindergehäuse
22; 22' Erster Arbeitsraum
24; 24' Zweiter Arbeitsraum
26 Kolbenstange
28 Anschlag
30; 30'; 30" Dritter Arbeitsraum
31 " Vierter Arbeitsraum
32 Zylinderboden
34 Kolbenstange
36; 36'; 36" Dritte Kolbenfläche
37" Vierte Kolbenfläche
38 Erster Druckmittelanschluss
40 Zweiter Druckmittelanschluss
42 Druckleitung
44 Druckleitung
46 Druckleitung
48; 148 Bypassleitung
49 Elektromagnet
50 Druckleitung
52 Druckleitung
54 Druckleitung
56 Druckleitung Drossel
Gehäusedeckel; 162 Zylinderboden
Zapfen
Radiale Erweiterung
Ausnehmung
Radialbund
Innenmantelfläche0 Druckleitung8 Drossel
9 Drossel
4, 175; Wegeventil7 Wegeventil8 Druckmittelspeicher9 Druckmittelraum0, 182, 184 Druckleitung6, 187 Rückschlagventil8 Druckleitung9 Wegeventil0 Druckleitung1 , 194 Druckleitung5 Gasraum
6 Druckmittelraum7 Kolben
8, 199 Rückschlagventil3 Hilfskolben
5 Druckleitung4, 275 Wegeventil

Claims

Patentansprüche
Hydraulische Stelleinrichtung zur Verwendung in einer energie- oder
verfahrenstechnischen Anlage mit einem Stellzylinder (2; 2'; 2"), der eine
Kolbenanordnung mit zwei entgegengesetzt wirksamen Kolbenflächen (16, 18; 16', 18') hat, wobei über eine erste (16; 16') der beiden Kolbenflächen (16, 18; 16', 18') ein erster Arbeitsraum (22; 22') und über eine zweite (18; 18') der beiden
Kolbenflächen (16, 18; 16', 18') ein zweiter Arbeitsraum (24; 24') begrenzt ist, und diese beiden Arbeitsräume (22, 24; 22', 24') mit einem Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar sind, und mit einem mit dem Stellzylinder (2; 2' ; 2") verbindbaren Druckmittelspeicher (6), der ein vom Arbeitsdruckmittel getrenntes Druckgas aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellzylinder (2; 2' ; 2") einen über eine dritte Kolbenfläche (36; 36'; 36") begrenzten und mit dem Druckgas
beaufschlagbaren dritten Arbeitsraum (30; 30'; 30") hat, und dass die dritte
Kolbenfläche (36; 36'; 36") mit der Kolbenanordnung gekoppelt ist oder mit der Kolbenanordnung koppelbar ist.
Stelleinrichtung nach Patentanspruch 1, die derart ausgestaltet ist, dass der dritte Arbeitsraum (30; 30'; 30") in Abhängigkeit eines Steuersignals oder eines
Messsignals mit dem Druckgas beaufschlagbar ist.
Stelleinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2 mit einer Hydromaschine (4) mit einem ersten (38) und mit einem zweiten Druckmittelanschluss (40), wobei der erste Arbeitsraum (22; 22') mit dem ersten Druckmittelanschluss (38) und der zweite Arbeitsraum (24; 24') mit dem zweiten Druckmittelanschluss (40) verbindbar ist.
Stelleinrichtung nach Patentanspruch 3 mit einem Elektromotor (5), der mit der Hydromaschine (4) gekoppelt ist.
Stelleinrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, mit einem Bypass-Wegeventil (10; 177), das zumindest eine betätigbare Stellung (a) und eine Durchflussgrundstellung (b) aufweist, wobei über letztere der erste Arbeitsraum (22; 22') mit dem zweiten Arbeitsraum (24; 24'), unter Umgehung der Hydromaschine (4), verbindbar ist.
6. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit einem
Absperrventil (12), das zumindest eine betätigbare Sperrstellung (b) und eine Durchflussgrundstellung (a) aufweist, wobei über letztere der Druckmittelspeicher (6) mit dem dritten Arbeitsraum (30; 30'; 30") verbindbar ist.
7. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die erste (16; 16') und die zweite Kolbenfläche (18; 18') etwa gleich groß sind.
8. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der erste Arbeitsraum (22) und der zweite Arbeitsraum (24) in einer Längsrichtung des Stellzylinders (2) hintereinander angeordnet sind.
9. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die erste (16) und die zweite Kolbenfläche (18) voneinander abgewandt angeordnet sind.
10. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die dritte Kolbenfläche (36) an einer Kolbenstange (34) der Kolbenanordnung ausgebildet ist.
11. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die drei Arbeitsräume (22, 24, 30) radial zumindest abschnittsweise über ein Gehäuse (20) des Stellzylinders (2) begrenzt sind.
12. Stelleinrichtung nach zumindest einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei der erste Arbeitsraum (22') konzentrisch zum zweiten Arbeitsraum (24') angeordnet ist.
13. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit einer im
Stellzylinder (2") angeordneten Kompressoreinrichtung oder mit einer außerhalb des Stellzylinders (2; 2') angeordneten Kompressoreinrichtung (8; 108).
14. Stelleinrichtung nach Patentanspruch 13, wobei die im Stellzylinder (2") angeordnete Kompressoreinrichtung einen Hilfskolben (231) aufweist, an dem die koppelbare dritte Kolbenfläche (36") angeordnet ist.
15. Stelleinrichtung nach Patentanspruch 14, wobei am Hilfskolben (231) eine zur dritten Kolbenfläche (36") entgegengesetzt wirksame vierte Kolbenfläche (37") angeordnet ist, über die zumindest abschnittsweise ein vierter Arbeitsraum (31 ") des
Stellzylinders (2") begrenzt ist, der mit einem der Druckmittelanschlüsse (38, 40) der Hydromaschine (4) und / oder mit einem das Arbeitsdruckmittel aufweisenden
Hydrospeicher (178) verbindbar ist.
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