WO2016016310A1

WO2016016310A1 - Hydraulische achse

Info

Publication number: WO2016016310A1
Application number: PCT/EP2015/067391
Authority: WO
Inventors: Andreas Guender; Johannes Schwacke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: DE102014215080A1; ES2820871T3; EP3175123B1; CN107076177B; EP3175123A1; CN107076177A

Abstract

Offenbart ist eine kompakte hydraulische Achse mit einem Zylinder. In diesem ist eine Pumpe zum Ansteuern des Zylinders angeordnet. Die Pumpe ist hierbei in einem Hohlraum des Zylinders vorgesehen. Der Zylinder ist als Gleichgangzylinder in Differentialbauweise ausgebildet.

Description

Hydraulische Achse

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Achse gemäß dem Oberbegriff des

Anspruchs 1.

Derartige hydraulische Achsen werden beispielsweise im Kraftwerksbereich, insbesondere bei Gas- und Dampfturbinenanlagen eingesetzt. Sie können dann beispielsweise bei Betätigung eines Ventilkörpers verwendet werden, der zum Regeln einer

Druckmittelverbindung zwischen einem Abhitzekessel und einer Dampfturbine dient, wobei ein Schnellschluss möglich sein soll. Der Trend in diesem Bereich geht zu autarken und kompakten Armaturen- beziehungsweise Linearantrieben mit einer derartigen Achse, die neben einem Zylinder insbesondere eine elektrische Steuereinheit, einen Elektromotor, eine Hydropumpe und einen hydraulischen Steuerblock mit Ventilen aufweist. Die meist sperrigen Komponenten werden bei einer bekannten und vergleichsweise kompakten Lösung an das Zylindergehäuse des hubausführenden Zylinders angeordnet, wobei der Armaturenantrieb dann insgesamt ein hohes Gewicht und immer noch einen vergleichsweise hohen

Bauraumbedarf aufweist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Achse zu schaffen, die zu einem kompakten und geringen Bauraumbedarf aufweisenden

Armaturenantrieb führt.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer hydraulischen Achse gemäß den Merkmalen des

Anspruchs 1. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Erfindungsgemäß hat eine kompakte hydraulische Achse einen Zylinder. Dieser ist über eine Pumpe (Hydropumpe) betätigbar. Vorteilhafterweise ist die Pumpe in einem Hohlraum des Zylinders eingebaut. Der Zylinder ist hierbei als Gleichgangzylinder ausgebildet, der in Differentialbauweise ausgestaltet ist. Somit ist ein Gleichgangzylinder in Differentialbauart mit einer integrierten Pumpe vorgesehen. Diese Lösung hat den Vorteil, dass ein autarker Armaturenantrieb mit der

erfindungsgemäßen hydraulischen Achse bei der Regelung und bei einem Schnellschluss von Gas- und Dampfturbinen ermöglicht ist. Durch die Integration der Pumpe in den

Hohlraum des Zylinders kann ein Gehäuse der Pumpe, ein Steuerblock zusammen mit Ventilen und eine Verrohrung eingespart werden. Eine in der Pumpe erzeugte hydraulische Energie kann ohne oder mit geringen Umlenkungen und ohne oder geringen

Strömungsverlusten zum Ansteuern des Zylinders eingesetzt werden. Da der

Gleichgangzylinder in Differentialbauart ausgebildet ist, ist er in Axialrichtung gesehen vorteilhafterweise kürzer als ein üblicher Gleichgangzylinder, da sich von einem Kolben nur von einer Seite aus eine Kolbenstange erstreckt und somit kein Freiraum für eine weitere Kolbenstange des Gleichgangzylinders vorgesehen bzw. freigehalten werden muss. Somit ist durch den Gleichgangzylinder in Differentialbauart Bauraum für die Integration der Pumpe zur Verfügung gestellt. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass der Zylinder volumenausgeglichen ist, womit im Unterschied zu einem Differentialzylinder kein Hydrospeicher zum

Volumenausgleich notwendig ist. Somit ist durch die erfindungsgemäße hydraulische Achse eine Reduzierung der Komponenten durch Kombination von Zylinder- und

Pumpenfunktionen ermöglicht. Hierdurch wird die hydraulische Achse vorteilhafterweise gewichts- und bauraumoptimiert und kombiniert Vorteile der elektrischen mit Vorteilen der hydraulischen Linearantriebe, wenn der Antrieb der Pumpe über einen Elektromotor erfolgt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat der Zylinder ein äußeres Zylinderrohr, das ein inneres Zylinderrohr umgreift. Das innere Zylinderrohr ist vorzugsweise fest mit dem äußeren Zylinderrohr verbunden. Des Weiteren sind die Zylinderrohre vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet. Vorrichtungstechnisch einfach kann in dem inneren Zylinderrohr der Hohlraum mit der Pumpe ausgebildet sein. Die Zylinderrohre können, insbesondere das äußere Zylinderrohr mit seiner

Innenmantelfläche und das innere Zylinderrohr mit seiner Außenmantelfläche, einen

Ringraum begrenzen. In diesem kann ein, insbesondere ringförmiger, Kolben axial verschiebbar angeordnet sein. Von diesem erstreckt sich vorzugsweise eine etwa hohlzylindrische Kolbenstange, womit der Kolben vorzugsweise nur an einer Seite mit einer Kolbenstange verbunden ist. Die Kolbenstange kann eine Verschlussvorrichtung des Zylinders durchsetzen und auf einer vom Kolben wegweisenden Seite der

Verschlussvorrichtung zum Begrenzen einer ersten Zylinderkammer verschlossen sein. Des Weiteren kann der Kolben kolbenstangenseitig auf einer zum Kolben weisenden Seite der Verschlussvorrichtung eine zweite Zylinderkammer begrenzen.

Ein Druck in einer oder in beiden Zylinderkammern kann jeweils über ein

Druckbegrenzungsventil begrenzt sein. Beispielsweise kann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, dass ab einen bestimmten Druck in der zweiten Zylinderkammer eine Druckmittelverbindung zwischen der zweiten Zylinderkammer und der ersten

Zylinderkammer aufsteuert. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass ein weiteres

Druckbegrenzungsventil oder das gleiche Druckbegrenzungsventil ab einen bestimmten Druck in der ersten Zylinderkammer eine Druckmittelverbindung zwischen der ersten Zylinderkammer und der zweiten Zylinderkammer aufsteuert.

Diametral zur Verschlussvorrichtung ist der Zylinder zusätzlich von einem Zylinderboden verschlossen. Zum Verschließen der Kolbenstange kann ein Kolbendeckel vorgesehen sein. Der Gleichgangzylinder in Differentialbauart weist somit ein inneres Zylinderrohr, ein äußeres Zylinderrohr, einen Zylinderboden und eine Verschlussvorrichtung auf. Darin ist der Kolben mit einer Kolbenstange und einem Kolbendeckel angeordnet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind durch die hohlzylindrische Kolbenstange zwei Kammerabschnitte in der zweiten Zylinderkammer getrennt. Vorzugsweise sind hierdurch ein äußerer ringförmiger Kammerabschnitt und ein innerer ringförmiger Kammerabschnitt ausgebildet. Eine Verbindung der Kammerabschnitte kann über einen Strömungspfad erfolgen. In Axialrichtung können die Kammerabschnitte bzw. kann die zweite

Zylinderkammer von dem Kolben und von der Verschlussvorrichtung begrenzt sein. Die fluidische Verbindung der Kammerabschnitte erfolgt vorrichtungstechnisch einfach über zumindest eine in die Kolbenstange eingebrachte Aussparung. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um eine Bohrung, um ein Langloch oder um eine Nut. Mit Vorteil ist die Aussparung hierbei benachbart zum Kolben angeordnet, womit selbst bei einer im

Wesentlichen vollständig ausgefahrenen Kolbenstange die fluidische Verbindung der Kammerabschnitte nicht getrennt ist.

Damit die Zylinderkammern volumenausgeglichen sind, sind eine die zweite Zylinderkammer begrenzende Wirkfläche des Kolbens und eine die erste Zylinderkammer begrenzende Wirkfläche der Kolbenstange etwa gleich groß.

Zum Ansteuern des Kolbens kann einfach über die Pumpe Druckmittel von der ersten Zylinderkammer in die zweite Zylinderkammer und umgekehrt förderbar sein. Wird

Druckmittel von der ersten in die zweite Zylinderkammer gefördert, so wird die Kolbenstange eingefahren. In umgekehrter Richtung fährt die Kolbenstange aus.

Die Pumpe kann auch auf einfache Weise über eine Antriebswelle von einer Antriebseinheit, bei der es sich vorzugsweise, wie oben stehend bereits erläutert, um einen Elektromotor handelt, angetrieben werden. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise innerhalb des inneren Zylinderrohrs zumindest abschnittsweise angeordnet und kann alternativ von außen an den Zylinder angeflanscht sein. Somit ist die hydraulische Achse im Wesentlichen autark und benötigt lediglich eine Energiezufuhr, beispielsweise elektrische Energie, zum Antreiben der Antriebseinheit.

Die Antriebswelle ist mit der Pumpe gekoppelt und über das innere Zylinderrohr zur

Antriebseinheit und/oder nach außen geführt. Die Antriebswelle ist beispielsweise über eine Kupplung mit der Pumpe gekoppelt. Bei der Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Kolbenpumpe. Alternativ ist denkbar eine Zahnradpumpe vorzusehen. Die Kolbenpumpe ist weiter vorzugsweise in

Schrägscheibenbauweise ausgebildet. Eine Triebwelle der Kolbenpumpe durchsetzt insbesondere eine Schrägscheibe, eine Zylindertrommel und eine Verteilerplatte der Kolbenpumpe axial und ist in dem inneren Zylinderrohr drehbar über Lager, insbesondere Wälzlager, gelagert. Über einen Formschluss, beispielsweise über eine

Passfederverbindung, kann die Triebwelle mit der Zylindertrommel verbunden sein. Die Zylindertrommel stützt sich vorzugsweise auf ihrer von der Schrägscheibe wegweisenden Seite an der Verteilerplatte ab.

Die Verschlussvorrichtung, die von der Kolbenstange durchsetzt ist, kann ein äußeres ringförmiges, die Kolbenstange umgreifendes Verschlusselement, insbesondere einen äußeren Zylinderdeckel, und ein inneres, innerhalb der Kolbestange angeordnetes

Verschlusselement, insbesondere ein inneren Zylinderdeckel, aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bauraumsparend in dem inneren

Verschlusselement ein erster Fluidkanal ausgebildet sein, der die erste Zylinderkammer mit der Pumpe fluidisch verbindet. Vorzugsweise ist ein zweiter Fluidkanal ausgebildet, der die zweite Zylinderkammer mit der Pumpe fluidisch verbindet. Zum fluidischen Verbinden der Fluidkanäle mit der Pumpe liegt beispielsweise die Verteilerplatte an dem inneren

Verschlusselement an. Das innere Verschlusselement ist vorzugsweise im Wesentlichen zweistufig ausgestaltet, wobei es mit einer ersten kleineren Stufe in das innere Zylinderrohr eingesetzt ist und sich über eine zwischen den Stufen ausgebildete Schulter stirnseitig des inneren Zylinderrohrs abstützt.

Das Druckbegrenzungsventil ist vorzugsweise über einen Kanal im inneren

Verschlusselement mit dem der zweite Fluidkanal verbunden. Über das

Druckbegrenzungsventil kann dann eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Fluidkanal und der ersten Zylinderkammer aufgesteuert werden. Das

Druckbegrenzungsventil ist beispielsweise mit dem Verschlusselement fest verbunden.

Die Fluidkanäle sind beispielsweise vorrichtungstechnisch einfach als Bohrungen ausgebildet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Verteilerplatte der Pumpe Steuernieren, die sich in dem inneren Verschlusselement als verschlusselementseitige Steuernieren fortsetzen, die jeweils mit einem der Fluidkanäle verbunden sind. Hierbei ist die

Verteilerplatte vorzugsweise drehfest mit dem inneren Verschlusselement verbunden. Zum Ausgleich einer Volumenänderung eines Druckmittels im Zylinder bei

Temperaturänderungen kann ein, insbesondere kleiner, Hydrospeicher vorgesehen sein. Dieser kann zusätzlich derart ausgestaltet sein, dass er zum Vorspannen des jeweiligen Niederdruckbereichs einsetzbar ist. Vorrichtungstechnisch einfach kann der Hydrospeicher in dem inneren Verschlusselement integriert sein. Damit der Hydrospeicher mit dem jeweiligen Niederdruckbereich verbindbar ist, ist der erste Fluidkanal über ein erstes sich hin zum Hydrospeicher schließendes Rückschlagventil mit diesem verbunden und der zweite

Fluidkanal über ein zweites sich hin zum Hydrospeicher schließendes Rückschlagventil mit diesem verbunden.

Der Hydrospeicher kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als ein Kolbenspeicher mit einem federvorgespannten Speicherkolben ausgebildet sein. Die Vorspannung erfolgt hierbei beispielsweise derart, dass ein jeweiliger Niederdruckbereich vorgespannt ist. Eine

Vorspannung kann hier beispielsweise etwa 5 bar betragen. Der Speicherkolben des

Kolbenspeichers ist beispielsweise in einer Sacklochbohrung des inneren

Verschlusselements axial geführt. Zum Verschließen der Sacklochbohrung gegenüber der ersten Zylinderkammer ist ein Deckelelement vorgesehen, das auf dem inneren

Verschlusselement anliegt. An dem Deckelelement kann sich eine Speicherfeder abstützen und den Speicherkolben mit einer Federkraft beaufschlagen. Über einen Leckagekanal kann der Hydrospeicher zusätzlich mit der Pumpe für eine Pumpenleckage verbunden sein. Der Leckagekanal erstreckt sich beispielsweise ausgehend von der Sacklochbohrung, insbesondere koaxial zu dieser, hin zur Triebwelle der Pumpe und kann sich darin fortsetzen.

Mit Vorteil kann im Zylinderboden des Zylinders ein optischer Entfernungsmesser

vorgesehen sein, der auch redundant ausgebildet sein kann. Über den Entfernungsmesser ist vorzugsweise eine Entfernung zum Kolben messbar, da in der Zylinderkammer, die vom Kolben und dem Zylinderboden begrenzt ist, kein Druckmittel, sondern beispielsweise ein Gas (Luft) vorgesehen sein kann. Bei dem optischen Entfernungsmesser handelt es sich beispielsweise um einen Laserentfernungsmesser, womit auf einfache Weise ein

Wegmesssystem integriert werden kann.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von

Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße hydraulische Achse gemäß einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 in einer perspektivischen Darstellung die hydraulische Achse in einem Längsschnitt gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Figur 3 in einem Längsschnitt einen Abschnitt der hydraulischen Achse aus Figur 2 im Bereich der Pumpe und des Kolbens und

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3.

Gemäß Figur 1 ist eine hydraulische Achse mit einem Zylinder 1 vorgesehen. Dieser hat ein äußeres Zylinderrohr 2, das ein inneres Zylinderrohr 4 umgreift. Über eine Anflanschung 6 ist der Zylinder 1 lagefixiert. Über eine Außenmantelfläche 8 des inneren Zylinderrohrs 4 und einer Innenmantelfläche 10 des äußeren Zylinderrohrs 2 ist ein Ringraum 12 begrenzt. In diesem ist ein ringförmiger Kolben 14 axial verschiebbar geführt. Axial ist der Ringraum 12 einerseits vom Zylinderboden 16 und andererseits vom Zylinderdeckel 18 begrenzt.

Ausgehend vom Kolben 14 erstreckt sich einseitig eine hohlzylindrische Kolbenstange 20. Diese durchsetzt den Zylinderdeckel 18 und teilt diesen in einen ringförmigen äußeren Zylinderdeckel 22 bzw. ein äußeres Verschlusselement und einen inneren ringförmigen Zylinderdeckel 24 bzw. ein inneres Verschlusselement. Die Kolbenstange 20 ist auf ihrer vom Kolben 14 axial wegweisenden Seite von einem Kolbendeckel 26 verschlossen.

Gemäß Figur 1 erstreckt sich die Kolbenstange 20 in Radialrichtung gesehen etwa mittig ausgehend vom Kolben 14. Die Kolbenstange 20 begrenzt zusammen mit dem Kolbendeckel 26 und dem Zylinderdeckel 18 über eine Wirkfläche 27 eine erste Zylinderkammer 28. Eine zweite Zylinderkammer 30 wird vom Kolben 14 kolbenstangenseitig über eine Wirkfläche 29 begrenzt. Die Zylinderkammer 30 ist axial von der Kolbenstange 20 durchsetzt, womit die

Kolbenstange 20 die zweite Zylinderkammer in einen inneren Kammerabschnitt 32 und einen äußeren Kammerabschnitt 34 trennt. Zur fluidischen Verbindung der Kammerabschnitte 32 und 34 ist in der Kolbenstange 20 eine Bohrung 36 eingebracht, die benachbart zum Kolben 14 ausgebildet ist.

In einen Hohlraum 38 des Zylinders 1 , der von dem inneren Zylinderrohr 4 begrenzt ist, ist eine Pumpe 40 eingesetzt. Zum Antreiben der Pumpe ist eine Antriebseinheit 42

(Elektromotor) vorgesehen, die ebenfalls in das innere Zylinderrohr 4 eingesetzt ist. Die Pumpe 40 ist somit in Axialrichtung gesehen zwischen der Antriebseinheit 42 und dem Zylinderdeckel 18 angeordnet. Die Pumpe 40 ist fluidisch mit beiden Zylinderkammern 28 und 30 verbunden. Sie kann somit Druckmittel von der Zylinderkammer 28 in die

Zylinderkammer 30 und umgekehrt von der Zylinderkammer 30 in die Zylinderkammer 28 fördern, um den Kolben 14 zusammen mit der Kolbestange 20 axial zu verfahren.

Der in Figur 1 gezeigte Zylinder ist als Gleichgangzylinder in Differentialbauweise

ausgestaltet, womit nur eine einzige Kolbenstange 20 erforderlich ist. Der Kolben 14 kann dann mit seiner von der Kolbenstange 20 wegweisenden Seite 44 eine weitere

Zylinderkammer 46 begrenzen, die beispielsweise mit einer Atmosphäre verbunden ist. Da in der Zylinderkammer 46 kein Druckmittel vorgesehen sein muss, kann vorzugsweise in diesem Bereich ein optischer Entfernungsmesser zur Abstandsmessung des Kolbens 14 integriert werden.

Gemäß Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des Zylinders 1 dargestellt. Hierbei ist eine Antriebseinheit 48 in Form eines Elektromotors außerhalb der Zylinderrohre 2 und 4 angeordnet. Die Antriebseinheit 48 ist hierbei an den Zylinderboden 16 koaxial zu den Zylinderrohren 2 und 4 angeflanscht. Eine Antriebswelle 50 der Antriebseinheit 48 taucht von außen her in das innere Zylinderrohr 4 ein und erstreckt sich bis zu einer Triebwelle 52 der Pumpe 40. Über eine Kupplung sind die Triebwelle 52 und die Antriebswelle 50 miteinander gekoppelt.

Gemäß Figur 3 hat der Kolben 14 außen und innen jeweils einen Gleitring und eine

Dichtung. Die Kolbenstange 20 ist im Unterschied zur Figur 1 in Radialrichtung gesehen nicht mittig am Kolben 14 angeordnet, sondern in Radialrichtung gesehen nach innen versetzt.

Der Kolbendeckel 26 ist radial zurückgestuft und somit zweistufig ausgebildet. Mit seiner kleineren Stufe 54 ist er in die Kolbenstange 20 eingesetzt und liegt mit seiner am

Stufenübergang ausgebildeten Schulter 56 an einer Stirnfläche der Kolbenstange 20 an. Über eine Schraubverbindung ist der Kolbendeckel 26 mit der Kolbenstange 20 verschraubt. Zwischen der kleinen Stufe 54 und einer Innenmantelfläche 58 der Kolbenstange 20 ist eine Dichtung eingebracht. Der äußere Zylinderdeckel 22 ist ringförmig ausgestaltet und ebenfalls radial zurückgestuft, womit er stufenförmig ausgestaltet ist. Mit seiner kleinen Stufe 60 taucht er in den Ringraum 12 ein und begrenzt stirnseitig den äußeren Kammerabschnitt 34. Zwischen einer

Innenmantelfläche 8 des äußeren Zylinderrohrs 2 und einer Außenmantelfläche der Stufe 60 ist ein Dichtmittel vorgesehen. Der äußere Zylinderdeckel 22 hat des Weiteren eine zylindrische, etwa sich koaxial zum Zylinder 1 erstreckende Innenmantelfläche 62, die zur Führung der Kolbenstange 20 dient. In Axialrichtung gesehen in Reihe sind in die

Innenmantelfläche 62 Dichtmittel eingebracht. In Axialrichtung gesehen ist zwischen den Dichtmitteln ein Gleitring angeordnet. Ein Durchmesser des äußeren Zylinderdeckels 22 ist größer gewählt als ein Durchmesser des äußeren Zylinderrohrs 2, womit dieser das äußere Zylinderrohr 2 in Radialrichtung überragt. Über eine Schraubverbindung ist der

Zylinderdeckel 22 mit dem äußeren Zylinderrohr 2 verschraubt.

Der innere Zylinderdeckel 24 ist zylindrisch ausgebildet und radial zurückgestuft, womit er eine erste kleine Stufe 64 und eine zweite große Stufe 66 aufweist. Die erste Stufe 64 ist hierbei in das innere Zylinderrohr 4 eingesetzt. Über eine zwischen den Stufen 64 und 66 ausgebildete Schulter 68 liegt der innere Zylinderdeckel 24 an einer Stirnfläche des inneren Zylinderrohrs 4 an. Gemäß Figur 4 hat der innere Zylinderdeckel 24 einen zweiten Fluidkanal 70, der den inneren Kammerabschnitt 32 mit der Pumpe 40 verbindet. Des Weiteren ist in dem inneren Zylinderdeckel 24 ein erster Fluidkanal 72 ausgebildet, der die erste Zylinderkammer 28, siehe auch Figur 3, mit der Pumpe 40 verbindet. Der zweite Fluidkanal 70 ist durch eine Radialbohrung 74 gebildet, die radial von außen in den Zylinderdeckel 24 eingebracht ist und in einer axialen Sacklochbohrung 76 mündet, die von einer von der Pumpe 40

wegweisenden Seite her in den Zylinderdeckel 24 eingebracht ist. Die Sacklochbohrung 76 ist endseitig mit einer in dem Zylinderdeckel 24 ausgebildeten Steuerniere 78 verbunden. Die axiale Sacklochbohrung 76 ist hierbei im Parallelabstand zu einer Längsachse des Zylinders 1 ausgebildet. Für den ersten Fluidkanal 72 ist von der ersten Zylinderkammer 28 her eine sich axial erstreckende Sacklochbohrung 80 eingebracht, die in einer Radialbohrung 82 mündet. Die Radialbohrung 82 ist ebenfalls radial von außen in den Zylinderdeckel 24 eingebracht und erstreckt sich etwa koaxial zur anderen Radialbohrung 74. Die

Radialbohrung 82 ist hierbei nach außen über ein Verschlusselement verschlossen. Sie mündet ebenfalls in einer sich axial erstreckenden Sacklochbohrung 84, die entsprechend der Sacklochbohrung 76 ausgestaltet ist und im Parallelabstand zu dieser und zur

Längsachse des Zylinders 1 angeordnet ist. Die Sacklochbohrung 84 mündet dann in einer weiteren Steuerniere 86. Im Bereich der zweiten Stufe 66 und im Bereich der

Radialbohrungen 82 und 74 ist der Zylinderdeckel 24 radial zurückgestuft, um die

Radialbohrung 74 mit dem inneren Kammerabschnitt 32 zu verbinden. Eine

Außenmantelfläche 88 der zweiten Stufe 66 dient als Führungsfläche für die Kolbenstange 20 und weist gegenüber liegend zu den Dichtmitteln des äußeren Zylinderdeckels 22 ebenfalls Dichtmittel auf, wobei in Axialrichtung gesehen zwischen den Dichtmitteln ein Gleitring vorgesehen ist.

Koaxial zum Zylinderdeckel 24 ist in diesen eine weitere große Sacklochbohrung 90 eingebracht, deren Bohrungsgrund 92 in Axialrichtung zu den Radialbohrungen 74 und 82 beabstandet ist. Die Sacklochbohrung 90 dient zum Ausbilden eines Hydrospeichers, der als Kolbenspeicher 94 ausgebildet ist. Dieser hat einen axial verschiebbar in der

Sacklochbohrung 90 geführten Speicherkolben 96. Der büchsenförmige Speicherkolben 96 ist von einer Federkraft einer Speicherfeder 98 beaufschlagbar, die sich an einem mit dem Zylinderdeckel 24 verschraubten Deckelelement 100 abstützt und in den Speicherkolben 96 eintaucht. Das Deckelelement 100 verschließt hierbei die Sacklochbohrung 90. Vom Bohrungsgrund 92 her sind die Sacklochbohrungen 76 und 84 für die Fluidkanäle 70 bzw. 72 eingebracht, die die Radialbohrungen 74 bzw. 82 schneiden. In die

Sacklochbohrungen 76 und 84 ist in Axialrichtung gesehen zwischen den Radialbohrungen 74 und 82 und den Bohrungsgrund 92 jeweils ein Rückschlagventil 102 bzw. 104 eingesetzt. Diese schließen jeweils in einer Strömungsrichtung hin zur Sacklochbohrung 90.

Die Sacklochbohrung 80 des ersten Fluidkanals 72 ist mit einer Durchgangsbohrung durch das Deckelelement 100 zur fluidischen Verbindung mit der ersten Zylinderkammer 28 verbunden. Mittig des Zylinderdeckels 24 ausgehend vom Bohrungsgrund 92 ist eine

Durchgangsbohrung 106 eingebracht. Diese ist endseitig radial verbreitert und dient zur Aufnahme eines ersten Wälzlagers 108 für eine Triebwelle 1 10 der Pumpe 40. In der Triebwelle 1 10 ist ein Leckagekanal 1 12 eingebracht, in den zumindest eine Querbohrung 1 13 mündet, über die der Leckagekanal 1 12 mit der Leckageseite der Pumpe 40 verbunden ist. Der Leckagenkanal 1 12 mündet in der Durchgangsbohrung 106 und ist über diese mit dem Kolbenspeicher 94 verbunden. Gemäß Figur 3 ist die Pumpe 40 als

Schrägscheibenpumpe ausgestaltet. Sie hat eine Zylindertrommel 1 14, die drehfest mit der Triebwelle 1 10 verbunden ist. In der Zylindertrommel 1 14 sind in Kolbenbohrungen Kolben 1 16 axial geführt. Diese stützen sich an einer fest in das innere Zylinderrohr 4 eingesetzten Schrägscheibe 1 18 ab. Die drehbare Zylindertrommel 1 14 wiederum stützt sich mit ihrer zum inneren Zylinderdeckel 24 weisenden Stirnfläche an einer Verteilerplatte 120 ab, die wiederum an einer Stirnfläche des inneren Zylinderdeckels 24 anliegt. Die Verteilerplatte 120 ist drehfest in dem inneren Zylinderrohr 4 angeordnet und hat Steuernieren, die mit einer jeweiligen Steuerniere 78 bzw. 86, siehe Figur 4, verbunden sind.

In der Schrägscheibe 1 18 ist ein Radialwellendichtring 122 vorgesehen, der die Triebwelle 1 10 umgreift. Des Weiteren ist ein zweites Wälzlager 124 in der Schrägscheibe 1 18 zur Lagerung der Triebwelle 1 10 angeordnet.

In Figur 3 ist eine Bohrung 36 dargestellt, die die Kolbenstange 20 radial durchdringt und dabei die beiden Kammerabschnitte 32, 34 der zweiten Zylinderkammer 30 miteinander verbindet.

Die Zylinderkammern 28, 30 können über ein Druckbegrenzungsventils 126 verbindbar sein, dass ab einem bestimmten Druck in einer jeweiligen Zylinderkammer 28, 30 öffnet. Denkbar wäre auch nur den Druck in einer der Zylinderkammern 28, 30 über ein

Druckbegrenzungsventil zu begrenzen oder für eine jeweilige Zylinderkammer 28, 30 ein Druckbegrenzungsventil vorzusehen. Das Druckbegrenzungsventil 126 ist über eine sich im Parallelabstand zur Längsachse des Zylinders 1 erstreckende Axialbohrung 128 mit der Radialbohrung 74 des zweiten Fluidkanals 70 verbunden. Die Axialbohrung 128 erstreckt sich ausgehend vom Deckelelement 100 in den inneren Zylinderdeckel 24, wobei sie das Deckelelement 100 vollständig durchsetzt und im inneren Zylinderdeckel 24 in der

Radialbohrung 74 mündet. Das Druckbegrenzungsventil 126 ist dann mit der Axialbohrung 128 verbunden und vorzugsweise am Deckelelement 100 festgelegt und somit vorzugsweise in der ersten Zylinderkammer 28 angeordnet.

Wird die Pumpe 40 von der Antriebseinheit 48 in eine erste Drehrichtung angetrieben, so fördert sie Druckmittel von der ersten Zylinderkammer 28, siehe Figur 3, über den ersten Fluidkanal 72, siehe Figur 4, in den zweiten Fluidkanal 70. Vom zweiten Fluidkanal 70 wird das Druckmittel weiter zum inneren Kammerabschnitt 32 gefördert und über die Bohrung 36, siehe Figur 3, in den äußeren Kammerabschnitt 34. Wird die Pumpe 40 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben, so fördert sie Druckmittel von den Kammerabschnitten 32 und 34 über den zweiten Fluidkanal 70 in den ersten Fluidkanal 72 und weiter in die erste

Zylinderkammer 28.

Bezugszeichenliste

1 Zylinder

2 äußeres Zylinderrohr

4 inneres Zylinderrohr

6 Anflanschung

8 Außenmantelfläche

10 Innenmantelfläche

12 Ringraum

14 Kolben

16 Zylinderboden

18 Zylinderdeckel

20 Kolbenstange

22 äußerer Zylinderdeckel

24 innerer Zylinderdeckel

26 Kolbendeckel

27 Wirkfläche

28 erste Zylinderkammer

29 Wirkfläche

30 zweite Zylinderkammer

32 innerer Kammerabschnitt

34 äußerer Kammerabschnitt

36 Bohrung

38 Hohlraum

40 Pumpe

42 Antriebseinheit

44 Kolbenseite

46 Zylinderkammer

48 Antriebseinheit

50 Antriebswelle

52 Triebwelle Stufe

Schulter

Innenmantelfläche

Stufe

Innenmantelfläche

erste Stufe

zweite Stufe

Schulter

zweiter Fluidkanal

erster Fluidkanal

Radialbohrung

Sacklochbohrung

Steuerniere

Sacklochbohrung

Radialbohrung

Sacklochbohrung

Steuerniere

Außenmantelfläche

Sacklochbohrung

Bohrungsgrund

Hydrospeicher/ Kolbenspeicher

Speicherkolben

Speicherfeder

Deckelelement

Rückschlagventil

Durchgangsbohrung erstes Wälzlager

Triebwelle

Leckagekanal Querbohrung

Zylindertrommel

Kolben

Schrägscheibe

Verteilerplatte

Radialwellendichtring zweites Wälzlager

Druckbegrenzungsventil

Axialbohrung

Claims

Ansprüche

Hydraulische Achse mit einem Zylinder (1 ), der über eine Pumpe (40) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (40) in einem Hohlraum (38) des Zylinders (1 ) eingebaut ist, und der Zylinder (1 ) ein Gleichgangzylinder in Differentialbauweise ist.

Hydraulische Achse nach Anspruch 1 mit einem äußeren Zylinderrohr (2), in dem ein inneres Zylinderrohr (4) angeordnet ist, wobei in dem inneren Zylinderrohr (4) der Hohlraum (38) mit der Pumpe (40) ausgebildet ist.

Hydraulische Achse nach Anspruch 2, wobei die Zylinderrohre (2, 4) einen Ringraum (12) begrenzen, in dem ein Kolben (14) axial verschiebbar angeordnet ist, von dem aus sich eine hohlzylindrische Kolbenstange (20) erstreckt, die eine

Verschlussvorrichtung (18) des Zylinders (1 ) durchsetzt und auf einer vom Kolben (14) wegweisenden Seite der Verschlussvorrichtung (18) zum Begrenzen einer ersten Zylinderkammer (28) verschlossen ist, und wobei der Kolben (14) kolbenstangenseitig eine zweite Zylinderkammer (30) begrenzt.

Hydraulische Achse nach Anspruch 3, wobei die Kolbenstange (20) die zweite Zylinderkammer (30) in Radialrichtung in einen äußeren Kammerabschnitt (34) und einen inneren Kammerabschnitt (32) trennt, wobei die Kammerabschnitte (32, 34) fluidisch über einen Strömungspfad (36) verbunden sind.

Hydraulische Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (40) über eine Antriebseinheit (42, 48) antreibbar ist, die innerhalb des inneren Zylinderrohrs (4) angeordnet ist oder die an den Zylinder (1 ) angeflanscht ist.

Hydraulische Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (40) eine Kolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ist.

7. Hydraulische Achse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die

Verschlussvorrichtung (18) ein äußeres ringförmiges die Kolbenstange (20) umgreifendes Verschlusselement (22) und ein inneres innerhalb der Kolbenstange (20) angeordnetes Verschlusselement (24) aufweist.

Hydraulische Achse nach Anspruch 7, wobei im inneren Verschlusselement (24) ein erster Fluidkanal (72) ausgebildet ist, der die erste Zylinderkammer (28) mit der Pumpe (40) fluidisch verbindet, und ein zweiter Fluidkanal (70) ausgebildet ist, der die zweite Zylinderkammer (30) mit der Pumpe (40) fluidisch verbindet.

Hydraulische Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein

Hydrospeicher (94) zum Temperaturausgleich und/oder zum Vorspannen eines jeweiligen Niederdruckbereichs vorgesehen ist.

Hydraulische Achse nach Anspruch 9, wobei der Hydrospeicher (94) in dem inneren Verschlusselement (24) ausgebildet ist.

Hydraulische Achse nach Anspruch 9 oder 10, wobei der erste Fluidkanal (70) über ein erstes sich hin zum Hydrospeicher (94) schließendes Rückschlagventil (102) mit dem Hydrospeicher (94) verbunden ist, und wobei der zweite Fluidkanal (72) über ein zweites sich hin zum Hydrospeicher (94) schließendes Rückschlagventil (104) mit dem Hydrospeicher (94) verbunden ist.

12. Hydraulische Achse nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei der Hydrospeicher (94) über einen Leckagekanal (106, 1 12) mit der Pumpe (40) verbunden ist. 13. Hydraulische Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bodenseitig des Zylinders (1 ) ein Entfernungsmesser angeordnet ist.