Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRO-HYDROSTATIC ACTUATOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/099060
Kind Code:
A1
Abstract:
The electro-hydrostatic actuator system according to the invention comprises a volume-variable and/or rotational-speed-variable hydro machine, which is driven by an electric motor, for providing a volume flow of an hydraulic fluid, and a main shaft which is movable by the hydraulic fluid and which has at least one first chamber, wherein the first chamber, with at least one first main hydraulic line and a first main valve, is hydraulically connected to the hydro machine via a connection line. The actuator system according to the invention further comprises a secondary shaft which is movable by the hydraulic fluid and which has at least one first chamber, wherein the first chamber, with at least one first secondary hydraulic line and a first secondary valve, is hydraulically connected to the hydro machine via a connection line. Furthermore, according to the invention, a hydraulic accumulator is hydraulically connected to the first secondary hydraulic line in the area between the first chamber of the secondary shaft and the first secondary valve.

Inventors:
DANY SASCHA (DE)
KOHLHAAS RAINER (DE)
SCHLEMMER KRISTOF (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/078273
Publication Date:
May 22, 2020
Filing Date:
October 17, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MOOG LUXEMBOURG S A R L (LU)
International Classes:
F15B11/16; B21D24/14; F15B1/02
Foreign References:
US20120048029A12012-03-01
CN2852100Y2006-12-27
DE894384C1953-12-21
EP0613740A11994-09-07
Attorney, Agent or Firm:
WITTMANN, Ernst-Ulrich (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) mit wenigstens zwei beweglichen

Achsen umfassend:

eine von einem Elektromotor (10) angetriebene volumen- und/oder

drehzahl-variable Hydromaschine (11) mit zwei Anschlussleitungen zur

Bereitstellung eines Volumenstroms eines Hydraulikfluids;

eine durch das Hydraulikfluid bewegbare Hauptachse (20) mit mindestens einer ersten Kammer (22), wobei die erste Kammer (22) mit wenigstens einer ersten Haupthydraulikleitung (52) und einem ersten Hauptventil (23) über eine

Anschlussleitung mit der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden ist;

eine durch das Hydraulikfluid bewegbare Sekundärachse (30) mit mindestens einer ersten Kammer (32), wobei die erste Kammer (32) mit wenigstens einer ersten Sekundärhydraulikleitung (62) und einem ersten Sekundärventil (33) über eine Anschlussleitung mit der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Hydrospeicher (40) mit der ersten Sekundärhydraulikleitung (62) im Bereich zwischen der ersten Kammer (32) der Sekundärachse (30) und dem ersten

Sekundärventil (33) hydraulisch verbunden ist.

2. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach Anspruch 1 dadurch

gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluid in den Anschlussleitungen vorgespannt ist.

3. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Hydrospeicher mit der ersten Haupthydraulikleitung (52) im Bereich zwischen der ersten Kammer (22) der Hauptachse (20) und dem ersten Hauptventil (23) hydraulisch verbunden ist.

4. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sekundärhydraulikleitung (62) und/oder die erste Haupthydraulikleitung (52) mit einer Ablassleitung (94) und einem

Sicherheitsventil und/oder einem 2-Wegeventil, insbesondere einem Ablassventil, hydraulisch verbunden sind.

5. Elektrohyd rostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (23) der Hauptachse (20) und die erste Kammer (32) der Sekundärachse (30) mit der gleichen Anschlussleitung der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden sind.

6. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hauptventil (23) und/oder das erste Sekundärventil (33) gesteuerte Ventile sind.

7. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse und/oder die Sekundärachse mechanisch, und insbesondere mit einem Federsystem oder einem Gewichtssystem vorgespannt ist.

8. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse (20) mindestens eine zweite Kammer (24) aufweist, wobei die zweite Kammer (24) mit wenigstens einer zweiten Haupthydraulikleitung und einem zweiten Hauptventil (25) über eine

Anschlussleitung mit der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden ist.

9. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärachse (30) mindestens eine zweite Kammer (34) aufweist, wobei die zweite Kammer (34) mit wenigstens einer zweiten Sekundärhydraulikleitung und einem zweiten Sekundärventil über eine

Anschlussleitung mit der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden ist.

10. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach den Ansprüchen 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (25) der Hauptachse (20) und die zweite Kammer (35) der Sekundärachse (30) mit der gleichen Anschlussleitung der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden sind, wobei die Anschlussleitung verschieden zu der Anschlussleitung der ersten Kammer (25) der Hauptachse (20) und die ersten Kammer (35) der Sekundärachse (30) ist.

11. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach den Ansprüchen 7 und 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hauptventil (25) und/oder das zweite Sekundärventil (35) gesteuerte Ventile sind.

12. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach den Ansprüchen 5 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der gesteuerten Ventile mittels eines Steuerungsventils entsperrbar ist.

13. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach Anspruch 11 dadurch

gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Steuerungsventile mittels Rückschlagventile an mindestens einer der Anschlussleitungen der Hydromaschine (11) hydraulisch verbunden sind.

14. Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse eine Umformungsachse ist und die Sekundärachse eine Spannachse ist.

15. Verfahren zum Betreiben eines elektrohydrostatische Aktuatorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse (20) und die Sekundärachse (30) parallel oder sequentiell durch die gleiche Hydromaschine (11) betrieben werden.

16. Verfahren zum Betreiben eines elektrohydrostatische Aktuatorsystem nach

Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluid in dem

Hydrospeicher (40) beim Einspannen der Sekundärachse (30) aufgespannt wird.

17. Verwendung eines elektrohydrostatische Aktuatorsystem gemäß einem der

Ansprüche 1 bis 14 mit einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 15 und 16 zur Umformung von Formteilen, Tiefziehen von Formteilen oder ähnliche

Verwendungen.

Description:
Elektrohydrostatisches Aktuatorsystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrohydrostatisches Aktuatorsystem und insbesondere ein elektrohydrostatisches Aktuatorsystem mit zwei beweglichen Achsen.

Im Stand der Technik sind elektrohydrostatische Aktuatorsysteme weitgehend bekannt, wobei üblicherweise jeweils nur ein Verbraucher durch einen Aktuator betrieben wird. Werden mehrere Verbraucher im System verwendet, dann werden im Stand der Technik mehrere Aktuatoren benötigt.

Sobald mehrere Verbraucher gleichzeitig mit einer oder mehreren parallelen

Pumpeneinheiten betrieben werden, wird der Volumenstrom den Weg des geringsten Widerstandes nehmen und die Verbraucher, beispielsweise die Achsen, bewegen sich Undefiniert, was zu einem nicht steuerbaren System führt.

Weiterhin kann zur Verwendung von mehreren Aktuatoren ein Konstantdrucksystem bereitgestellt werden. Dieses wird entweder kontinuierlich oder nicht kontinuierlich durch einen Pumpenstrang gespeist, wobei wenn Spitzenleistungen benötigt werden, diese über einen Speichersystem abgegeben werden. Ein solches System verbraucht jedoch viel Energie und weist eine schwere Steuerung auf, weswegen verbesserte Aktuatorysteme benötigt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu überwinden oder zu verbessern.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte

Ausführungsformen und Abwandlungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verwendung des erfindungsgemäßen Systems wird in den Ansprüchen 15 und 16 spezifiziert.

Das erfindungsgemäße elektrohyd rostatische Aktuatorsystem umfasst dabei eine von einem Elektromotor angetriebene volumen- und/oder drehzahl-variable Hydromaschine, zur Bereitstellung eines Volumenstroms eines Hydraulikfluids, und eine durch das Hydraulikfluid bewegbare Hauptachse mit mindestens einer ersten Kammer, wobei die erste Kammer mit wenigstens einer ersten Haupthydraulikleitung und einem ersten Hauptventil über eine Anschlussleitung mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden ist.

Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Aktuatorsystem eine durch das Hydraulikfluid bewegbare Sekundärachse mit mindestens einer ersten Kammer, wobei die erste Kammer mit wenigstens einer ersten Sekundärhydraulikleitung und einem ersten Sekundärventil über eine Anschlussleitung mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Hydrospeicher mit der ersten

Sekundärhydraulikleitung im Bereich zwischen der ersten Kammer der Sekundärachse und dem ersten Sekundärventil hydraulisch verbunden.

Erfindungsgemäß wird dementsprechend, ein elektrohydrostatisches Aktuatorsystem bereitgestellt, welches eine von einem Elektromotor angetriebene volumen- und/oder drehzahl-variable Hydromaschine und eine Hauptachse und eine Sekundärachse, mit jeweils mindestens einer Kammer, aufweist. Die mindestens eine Kammer der Haupt- und Sekundärachse ist jeweils mit einer Haupt- bzw. Sekundärhydraulikleitung und über ein Haupt- bzw. Sekundärventil mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden. Zwischen der Kammer der Sekundärachse und dem Sekundärventil ist ein

Hydrospeicher angeordnet, welcher mit der Sekundärhydraulikleitung hydraulisch verbunden ist.

Elektromotoren sind im Stand der Technik bekannt und dienen zum Antrieb der Hydromaschine.

Die Hydromaschine ist volumen- und/oder drehzahl-variabel und kann vorzugsweise im Betrieb zwei mögliche Flussrichtungen des Hydraulikfluids im geschlossenen

Hydraulikkreislauf bereitstellen. Die Hydromaschine kann ferner entweder einen drehzahl-variablen Elektromotor aufweisen und eine Konstantpumpe oder einen drehzahl-konstanten Elektromotor und eine Verstell pumpe oder einen

drehzahl-variablen Elektromotor und eine Verstell pumpe. Die Auswahl der

Hydromaschine wird dabei von Faktoren wie z.B. Systemkosten, Zuverlässigkeit, zugelassene Geräuschemission oder Wirkungsgrad bestimmt. Die Achsen des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems sind beweglich, wobei

vorzugsweise die Bewegung durch in den Kammern ein- oder austretendes

Hydraulikfluid und den damit verbundenen Druckauf- oder Druckabbau bereitgestellt wird.

Beispielsweise kann gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform die Hauptachse eine Umformungsachse und die Sekundärachse eine Spannachse sein. Dabei wird ein zu bearbeitendes Werkstück durch die Spannachse aufgespannt und durch die

Umformungsachse (Um-)geformt. Gemäß jedoch weiterer Ausführungsformen können die Achsen auch weitere Funktionen haben.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystems ist die Hauptachse und/oder die Sekundärachse mechanisch und insbesondere mit einem Federsystem und/oder einem Gewichtssystem vorgespannt.

Vorteilhaft ist dabei insbesondere, die Verwendung der Achsen für den gleichen Prozessablauf und nicht für unterschiedliche und miteinander nicht korrelierte

Funktionen. Sind nämlich die Funktionen miteinander verbunden, so ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft, da mittels einer einzigen Hydromaschine - wie später mehr im Detail erklärt wird - ein Prozess, welches zwei Achsen benötigt, gesteuert werden kann.

Die Begriffe„Haupt-" und„Sekundärachse" sollen nicht dahingehend verstanden sein, dass eine der Achsen wichtiger ist als die andere, sondern dienen nur der

Unterscheidung der Achsen; insbesondere können auch beide Achsen eine gleiche Funktion ausführen, wie beispielsweise das Aufspannen eines Werkstücks.

Sowohl die Hauptachse als auch die Sekundärachse weisen mindestens eine erste Kammer, in die Hydraulikfluid strömen kann, auf. Die Kammern sind jeweils über eine Leitung und über ein Ventil mit einem Anschluss der Hydromaschine hydraulisch verbunden. Die durch den Elektromotor betriebene Hydromaschine stellt somit eine Hydraulikfluidströmung in den jeweiligen ersten Kammern der Haupt- und

Sekundärachse bereit, wodurch eine Bewegung der Achsen erfolgt.

Vorteilhaft bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dabei die Anordnung des Hydrospeichers an der ersten Sekundärhydraulikleitung im Bereich zwischen der ersten Kammer der Sekundärachse und dem ersten Sekundärventil. Durch die

erfindungsgemäße Anordnung des Hydrospeichers wird durch das Aufspannen des Hydraulikfluids der Sekundärachse auch das Hydraulikfluid im Hydrospeicher aufgespannt, so dass der Druck des Hydraulikfluids in der ersten Kammer der

Sekundärachse dem Druck des Hydraulikfluids im Hydrospeicher entspricht.

Somit ist es möglich, durch schließen des Sekundärventils, den Druck im Bereich der ersten Kammer der Sekundärachse sowie in der Sekundärhydraulikleitung mittels des Hydraulikspeicher aufrecht zu erhalten, ohne die Hydromaschine für den Druckerhalt zu benötigen.

Die Hydromaschine kann dementsprechend, nach dem Aufspannen der Sekundärachse, zum Aufspannen bzw. zur Steuerung der Primärachse verwendet werden. Somit kann die Primärachse mittels der gleichen Hydromaschine betrieben werden, wobei insbesondere ein paralleles Arbeiten beider Achsen, mittels einer einzigen

Hydromaschine möglich ist.

Die Verwendung einer einzigen Hydromaschine zur parallelen Steuerung von zwei Achsen ist vorteilhaft, da es sowohl zu einer Aufwandersparnis als auch zu einer Kostenersparnis führt. Des Weiteren findet eine Verringerung der benötigten

Vorrichtungen statt, was wiederrum zu einer Minimierung von potenziellen Ausfällen und/oder Beschädigungen führt.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Hydraulikfluid in den Anschlussleitungen vorgespannt. Das Vorspannen kann beispielswiese mittels einer weiteren Hydromaschine, einem Druckspeicher oder Ähnlichem bereitgestellt werden.

Die Anschlussleitungen sind dabei die Leitungen, welche das Haupt- bzw.

Sekundärventil mit den Anschlüssen der Hydromaschine hydraulisch verbinden. Dabei ist das Vorspannen der Anschlussleitungen vorteilhaft, da somit stets ein gewisser Druck im System herrscht; somit muss nicht kontinuierlich Hydraulikfluid aus einem vollständig entspannten Zustand zu dem erwünschten Zustand aufgespannt werden, was wiederum zu einer substantiellen Energieeinsparung führt. Der Druck in den Anschlussleitungen kann beispielsweise 10 bar betragen. Hauptgrund für die

Vorspannung ist die Gewährleistung eines Mindestdrucks in den beiden

Aktuatorkammern und damit die Vermeidung von Kavitation auch bei starkem

Druckabfall, z.B. bei schnellen Druckwechseln und Bewegungen. Ferner kann gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform die erste Sekundärhydraulikleitung mit einer Ablassleitung und einem Sicherheitsventil und/oder einem 2-Wegeventil, insbesondere einem Ablassventil, hydraulisch verbunden sein.

Durch die Ablassleitung kann der Druck in der Sekundärhydraulikleitung und

dementsprechend der Druck der ersten Kammer der Sekundärachse und der Druck des Hydrospeicher entspannt werden.

Eine solches Ablasssystem, kann entsprechend auch an der Haupthydraulikleitung verwendet und angeordnet werden. Entsprechend können die Ablassleitungen der Haupthydraulikleitung und der Sekundärhydraulikleitung auch gleich sein. Im Sinne der Erfindung ist es auch, dass das in der Ablassleitung entspannte Hydraulikfluid in einen Tank strömt, wo es für weitere Zwecke verwendet werden kann. Der Tank kann dabei der gleiche Tank sein, der zur Einspeisung von Hydraulikfluid ins System dient, wodurch ein geschlossenes System bereitgestellt wird. Ferner, können auch Reinigungs-, Entlüftungs- und/oder Kühlvorrichtungen an der Ablassleitung verbunden sein, so dass beispielsweise das Hydraulikfluid bevor es in das System wieder eingespeist wird, zum Beispiel entlüftet wird.

Die Anschlussleitung kann auch so angeordnet sein, dass sie nur zur Entspannung des Hydrospeichers dient, während die erste Kammer der Sekundärachse mittels einer weiteren Leitung, beispielsweise mittels der Anschlussleitung, welche auch mit dem Tank verbunden ist, entspannt wird . Somit kann genau gesteuert werden wo die Druckentspannung erfolgen soll.

Es ist auch im Sinne der Erfindung, dass die Hydromaschine zur Entspannung der Kammern der Haupt- und/oder Sekundärachse verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Hydromaschine durch einen Schluckstrom eine Hydraulikfluidströmung aus einer der Kammern in den Tank bereitstellen.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die erste Kammer der Hauptachse und die erste Kammer der Sekundärachse mit der gleichen

Anschlussleitung der Hydromaschine hydraulisch verbunden.

Die weitere Anschlussleitung der Hydromaschine kann dabei beispielsweise mit dem Tank hydraulisch verbunden sein, aus welchem das Hydraulikfluid zum Aufspannen des Aktuatorsystems entwendet wird. Nur durch die Einstellung des Haupt- bzw. Sekundärventil ist es somit möglich, einzustellen in welcher der Kammern ein Hydraulikfluidstrom durch die Hydromaschine bereitgestellt wird. Dafür ist es vorteilhaft und eine weitere erfindungsgemäße

Ausführungsform, dass das erste Hauptventil und/oder das erste Sekundärventil gesteuerte Ventile sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn beide Ventile steuerbar sind, da somit mehr eine verbesserte und genauere Aktuatorsteuerung ermöglicht wird und die Prozessabläufe somit leichter kontrolliert werden können. Das Sekundärventil kann gemäß weiterer erfindungsgemäßen Ausführungsformen auch ein Stetigventil sein, so dass ein lokales Konsta ntd rucksystem durch dem Hydrospeicher und dem Ventil erzeugt wird.

Die Steuerung kann dabei auf beliebige im Stand der Technik bekannten Wege erfolgen, wie beispielsweise mittels elektrisch gesteuerter Ventile.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Hauptachse mindestens eine zweite Kammer auf, wobei die zweite Kammer mit wenigstens einer zweiten Haupthydraulikleitung und einem zweiten Hauptventil über eine

Anschlussleitung mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden ist.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystems weist auch die Sekundärachse mindestens eine zweite Kammer auf, wobei die zweite Kammer mit wenigstens einer zweiten Sekundärhydraulikleitung und einem zweiten Sekundärventil über eine Anschlussleitung mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden ist.

Bei den Ausführungsformen, in denen die Achsen mindestens zwei Kammern aufweisen, können die Hauptachse und die Sekundärachse aus einer Gruppe ausgewählt werden, welche beispielsweise Differentialzylinder, Gleichtaktzylinder, Teleskopzylinder und ähnliche Zylinder enthält. Die Wahl der Achsentypologie ist dabei abhängig von der Funktion, welche die Achsen ausüben müssen; beispielsweise kann die Hauptachse ein Differentialzylinder sein, falls die Achse in einer Presse verwendet wird. Die Hauptachse und Sekundärachse müssen nicht unbedingt als gleicher Zylindertyp ausgebildet sein.

Falls sowohl die Hauptachse und die Sekundärachse jeweils eine zweite Kammer aufweisen, dann sind, gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, die zweite Kammer der Hauptachse und die zweite Kammer der Sekundärachse mit der gleichen Anschlussleitung der Hydromaschine hydraulisch verbunden, wobei die

Anschlussleitung verschieden ist zu der Anschlussleitung, mit welcher die erste Kammer der Haupt- und Sekundärachse hydraulisch verbunden ist. Es ist vorteilhaft, wenn die jeweiligen zweiten Kammern der Achsen an derselben Leitung verbunden sind, da somit weniger Leitungen verwendet werden und das System vereinfacht betrieben werden kann.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind das zweite

Hauptventil und/oder das zweite Sekundärventil gesteuerte Ventile.

Wie schon für das erste Hauptventil und das erste Sekundärventil, bietet die

Steuerbarkeit der zweiten Haupt- und/oder Sekundärventile eine verbesserte

Steuerung des gesamten Systems, wodurch sich die Effizienz des Systems verbessert und somit energie- und kostensparender betrieben werden kann.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystem ist mindestens eines der gesteuerten Ventile mittels eines Steuerungsventil entsperrbar.

Gemäß einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystems ist wenigstens eines der Steuerungsventile mittels Rückschlagventile an mindestens einer der Anschlussleitungen der Hydromaschine hydraulisch verbunden.

Das heißt, dass die Kreisläufe der Steuerungsventile für die Haupt- und/oder

Sekundärventile an den Anschlussleitungen der Hydromaschine hydraulisch verbunden sind. Somit fließt Hydraulikfluid, welches im System ist, auch durch die Kreisläufe der Steuerungsventile, wodurch kein zusätzliches Aufspannen und insbesondere kein zusätzlicher unabhängiger Steuerungskreislauf benötigt wird.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen

elektrohydrostatischen Aktuatorsystem gemäß einer der beschriebenen

Ausführungsformen beansprucht. Gemäß einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren werden die Hauptachse und die Sekundärachse parallel oder sequentiell durch die gleiche Hydromaschine betrieben.

Dies ist eines gegenüber den in dem Stand der Technik bekannten Verfahren vorteilhaftes Verfahren, da insbesondere das parallele Betreiben der Achsen mittels einer einzigen Hydromaschine mehrere schon erwähnte Vorteile mit sich bringt.

Das parallele betreiben der Achsen besteht im Allgemeinen aus mehreren Schritten. Als erstes wird die Sekundärachse mittels der Hydromaschine aufgespannt, wobei durch das Aufspannen der ersten Kammer der Sekundärachse auch der Hydrospeicher bzw. das Hydraulikfluid im Hydrospeicher aufgespannt wird. Bei ausreichendem Druck in der ersten Kammer der Sekundärachse wird mittels des Sekundärventils die Verbindung zur Hydromaschine unterbrochen. Da der aufgespannte Hydrospeicher mit der Kammer der Sekundärachse verbunden ist, bleibt die

Sekundärachse aufgespannt. Dementsprechend wird die Hydromaschine zur

Bereitstellung eines Hydraulikfluidstromes in die Primärachse verwendet. Nach dem Ablauf werden die Achsen entspannt.

Nicht zuletzt wird auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Aktuatorsystems mittels eines der oben beschriebenen Verfahrens beansprucht. Dabei kann das System zur Umformung von Formteilen, zum Tiefziehen von Formteilen oder durch andere ähnliche Verfahren bei denen ein elektrohydrostatisches Aktuatorsystems benötigt wird, verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass durch diese Beispiele Abwandlungen

beziehungsweise Ergänzungen, wie sie sich für den Fachmann unmittelbar ergeben, mit umfasst sind.

Dabei zeigen:

Fig. 1: eine schematische allgemeine Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Systems gemäß der Figur 1;

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Systems gemäß der Figur 2;

Fig. 4: eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems gemäß der Figur 1;

Fig. 5: eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wobei die Sekundärachse vorgespannt ist;

Fig. 6: eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems gemäß der Figur 5;

Figur 1 zeigt eine allgemeine Anordnung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystems 1 mit zwei beweglichen Achsen. Die beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsform des Aktuatorsystems 1 weist eine von einem Elektromotor 10 angetriebene volumen- und/oder drehzahl-variable

Hydromaschine 11, zur Bereitstellung eines Volumenstroms eines Hydraulikfluids.

Das System 1 weist weiterhin eine Hauptachse 20 auf, welche als Differentialzylinder mit einer ersten Kammer 22 und einer zweiten Kammer 24 ausgestaltet ist, wobei die erste Kammer 22 durch eine erste Haupthydraulikleitung 52 und durch eine erste Anschlussleitung 12 und die zweite Kammer 24 durch eine zweite Haupthydraulikleitung 54 und durch eine zweite Anschlussleitung 14 mit jeweils einem Anschluss der

Hydromaschine 11 hydraulisch verbunden sind.

Zwischen der Hydromaschine und der ersten bzw. der zweiten Kammer 22, 24 der Hauptachse 20 sind jeweils ein erstes und ein zweites Hauptventil 23 und 25

angeordnet. Diese sind in der Figur 1 als gesteuerte 2/2 Wegeventil mit einer

Durchfluss- und einer Sperrsteilung dargestellt.

Weiterhin, wie in Figur 1 ersichtlich, weist die beispielhafte erfindungsgemäße

Ausführungsform des Aktuatorsystems 1 eine Sekundärachse 30 auf, welche ebenfalls eine erste Kammer 32 und eine zweite Kammer 34 aufweist, wobei die erste Kammer 32 durch eine erste Sekundärhydraulikleitung 62 und durch die erste Anschlussleitung 12 und die zweite Kammer 34 durch eine zweite Sekundärhydraulikleitung 64 und durch die zweite Anschlussleitung 14, mit jeweils einem Anschluss der Hydromaschine 11 hydraulisch verbunden ist.

Gemäß der vorliegenden erfindungsgemäßen beispielhaften Ausführungsform ist eine Ventilanordnung 90 und ein Hydrospeicher 40 mit der Sekundärachse 30 hydraulisch verbunden. Einige Ausführungsformen, wie die Ventilanordnung 90 ausgestaltet ist, werden in den nächsten Figuren erläutert.

Im Allgemeinen soll die Anordnung so erfolgen, dass es möglich ist mittels einer einzigen Hydromaschine 11 sowohl die Hauptachse 20 als auch die Sekundärachse 30 sequentiell und/oder Parallel zu bedienen. Es ist beispielsweise wichtig, dass mittels der Ventilanordnung 90 eine Hydraulikfluidströmung von der ersten und/oder zweiten Kammern 32, 34 der Sekundärachse 30 in Richtung von oder zu der Hydromaschine 11 nach Belieben gesperrt werden kann, so dass die Hydromaschine 11 hauptsächlich auf die Hauptachse 20 einwirkt. Ferner sollte die Ventilanordnung 90 so ausgestaltet sein, dass ein Entspannen der ersten und/oder zweiten Kammer 32, 34 der Sekundärachse 30 ermöglicht wird.

_ g _ Des weiterem weist das System 1 eine Quelle 80 und eine Vorspannquelle 82 auf, welche zur Vorspannung der Anschlussleitungen 12 und 14 der Hydromaschine 11 dienen. Die Hydromaschine 11 ist weiterhin mit einem Tank 84 hydraulisch verbunden, aus welchem die Hydromaschine 11 Hydraulikfluid entnimmt und in das System speist.

In dieser erfindungsgemäßen beispielshaften Ausführungsform strömt bei der

Entspannung einer der beiden ersten Kammern 22 bzw. 32 der Primär- bzw.

Sekundärachse 20, 30 das Hydraulikfluid in die Vorspannquelle 82 oder den Tank 84. Dies kann beispielsweise mittels der Hydromaschine 11 erfolgen und/oder, wie in der Figur 1 dargestellt, durch eine zusätzliche Leitung 98a, welche durch ein entsperrbares Ventil 92, in diesem Fall ein entsperrbares Rückschlagventil, mit dem Tank 84 oder der Vorspannquelle 82 verbunden ist.

Eine weitere Leitung 98b mit einem weiteren entsperrbaren Ventil 94 dient sowohl zur hydraulischen Verbindung der Quelle 80 und der Vorspannquelle 82 mit der

Hydromaschine 11 als auch zur Entspannung der zweiten Kammer 24, 34 der Haupt- und/oder Sekundärachse 20, 30.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Ablassleitung 42 mit einem entsperrbaren Ventil 43 an dem Anschluss des Hydrospeicher und mit dem Tank 84 hydraulisch verbunden sein. Gemäß weitere beispielhafter erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann der

Hydrospeicher 40 mittels der zusätzlichen Leitung 42 und dem entsperrbaren Ventil 43 entspannt werden.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus Figur. 1. Dabei ist der allgemeine Aufbau des Systems 1 unverändert.

Unterschiedlich ist die Anordnung der Ventile an der Sekundärachse 30. Insbesondere, wie in Figur 2 ersichtlich ist die Sekundärachse 30 als Differentialzylinder dargestellt, wobei auch die Anordnung eines Gleichgangzylinders vorstellbar ist. Die Sekundärachse 30 weist dabei eine erste Kammer 32 auf und ein durch die erste

Sekundärhydraulikleitung 62 mit der ersten Kammer 32 verbundenen Hydrospeicher 40, und eine zweite Kammer 34 auf.

Die Ventilanordnung 90 umfasst dabei ein Sekundärventil 33, wobei die erste Kammer 32 und die zweite Kammer 34 der Sekundärachse durch die erste

Sekundärhydraulikleitung 62 bzw. der zweiten Sekundärhydraulikleitung 64, durch das gemeinsame Sekundärventil 33 mit der Hydromaschine hydraulisch verbunden sind. In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Figur 2 ist das erste Sekundärventil 33 ein 4/2 Wegeventil 33 mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung, so dass sowohl die erste Sekundärhydraulikleitung 62 als auch die zweite Sekundärhydraulikleitungen 64 entweder gleichzeitig offen oder gleichzeitig gesperrt sind. Im ersten Fall, kann die Hydromaschine 11 direkt in den beiden Kammern 32, 34 der Sekundärachse 30 sowie in den Hydrospeicher 40 arbeiten. Beispielsweise kann die Hydromaschine 11 ein Hydraulikfluidstrom in die erste Kammer 32 der Sekundärachse 30 und in den Hydraulikspeicher 40 bereitstellen, so dass die Sekundärachse 30 aufgespannt wird, während Hydraulikfluid aus der zweiten Kammer 34 entzogen wird.

Im zweiten Fall, also wenn das Sekundärventil 33 in die Sperrsteilung gebracht wird, wird die hydraulische Verbindung der Sekundärachse 30 zur Hydromaschine 11 durch das Ventil 33 unterbrochen, wobei die Sekundärachse 30 durch den Hydrospeicher 40 in einem aufgespannten Zustand verbleibt. Die Hydromaschine 11 kann

dementsprechend in diesem Fall in die Primärachse 20 einwirken, während die

Sekundärachse in einem aufgespannten Zustand bleibt.

Falls eine Entspannung der ersten und/oder zweiten Kammer der Sekundärachse 30 beabsichtig wird, kann das Sekundärventil 33 auf Durchfluss gestellt werden und die Ventile 92 und/oder 94 entsperrt werden, so dass Hydraulikfluid in die Vorspannquelle 82 strömen kann.

Wie auch schon in der beispielhaften Ausführungsform der Figur 1, kann der

Hydrospeicher 40 mittels eines Ventils 43 und einer Ablassleitung 42 direkt in den Tank 84 entlastet werden.

Figur 3 zeigt eine ähnliche beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsform des Aktuatorsystems wie Figur 2, wobei die Ventilanordnung 90 anstatt eines einzelnen Sekundärventil ein erstes Sekundärventil 33, welches an die erste

Sekundärhydraulikleitung 62 angeordnet ist und ein zweites Sekundärventil 35, welches an die zweite Sekundärhydraulikleitung 64 angeordnet ist, umfasst.

In dieser beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform sind sowohl das erste als auch das zweite Sekundärventil 33, 35 gesteuerte 2/2-Wegeventile mit jeweils einer Durchfluss- und einer Sperrsteilung. Somit kann die Beaufschlagung und die

Entspannung der ersten und/oder der zweiten Kammer 32, 34 der Sekundärachse einzeln gesteuert werden. Figur 4 zeigt eine beispielhafte alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 1 gemäß einer der vorherigen Figuren.

In dieser beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform des Aktuatorsystem 1 umfasst die Ventilanordnung 90 ein 4/3-Wegeventil 33 mit einer Durchfluss-,

Kreuzdurchfluss- und Sperrsteilung, welches sowohl an der ersten

Sekundärhydraulikleitung 62 als auch an der zweiten Sekundärhydraulikleitung 64 angeordnet ist und ein 2/2-Wegeventil 35 mit einer Durchfluss- und Sperrstellung, welches auf einer Leitung angeordnet ist, die den Hydrospeicher 40 und die

Sekundärachse 30 mit der Anschlussleitung 12 verbindet.

Insbesondere ist eine Ablassleitung 94 an dem 4/3-Wegeventil 33 angeschlossen, so dass bei den jeweiligen Durchflussstellungen entweder die erste Kammer 32 oder die zweite Kammer 34 der Sekundärachse 30 mit der Ablassleitung 94 verbunden ist. Ferner ist die Ablassleitung 94 mit dem Tank 84 hydraulisch verbunden, so dass das beim Entspannen des Hydraulikfluids aus einer der zwei Kammern 32, 34, dieser direkt in den Tank 84 strömen kann.

Das zweite Sekundärventil 35 sperrt die Verbindung der Sekundärachse 30 und den Hydrospeicher 40 mit der Anschlussleitung 12 und entsprechend mit dem restlichen System 1.

Der Hydrospeicher 40 kann beispielsweise mittels des zweiten Sekundärventils 35, durch die Leitung 12, 98a und durch Entsperren des Ventils 92 entspannt werden oder, wie in den vorherigen Figuren gezeigt, durch eine alternative Leitung 42.

Wie in Figur 5 gezeigt, kann gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform die Sekundärachse 30 anstatt eines Differentialzylinders auch ein vorgespannter Zylinder sein.

Das Vorspannen des Zylinders kann mittels einer Feder oder auch mittels eines Gewichtssystems erfolgen, wobei der Zylinder mindestens eine Entlüftungsvorrichtung an seiner vorgespannten Kammer 34 aufweist, damit beim Pressablauf, die Luft entkommen kann.

Die Ventilanordnung 90 umfasst in dieser beispielshaften erfindungsgemäßen

Ausführungsform ein 2-Wegeventil 33 mit einer Durchfluss- und einer Sperrstellung; dabei ist die erste Kammer 32 der Sekundärachse 30 durch die erste Hydraulikleitung 62 und dem Sekundärventil 33 mit der Anschlussleitung 12, bzw. mit der Hydromaschine 11 hydraulisch verbunden.

Weiterhin ist auch der Druckspeicher 40 sowohl zu der Sekundärhydraulikleitung 62 als auch mit dem Sekundärventil 33 hydraulisch verbunden. Zum Entspannen der ersten Kammer 32 und des Hydrospeichers 40, können beispielsweise das Sekundärventil 33 und das gesteuerte Ventil 92 entsperrt werden, so dass das entspannte Hydraulikfluid in die Vorspannquelle 82 strömt. Alternativ kann der Hydrospeicher 40 auch in dieser beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform durch eine Ablassleitung 42 mit einem Ablassventil 43 an dem Tank 84 hydraulisch verbunden sein. Es ist in dieser Ausführungsform jedoch nur möglich die erste Kammer 32 zeitgleich mit dem

Hydrospeicher 40 zu entspannen.

In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in Figur 6 gezeigt wird, kann hingegen mittels der ausgewählten Ventilanordnung 90 die erste Kammer 32 der Sekundärachse 30 und der Hydrospeicher 40 jeweils einzeln oder zusammen entspannt werden.

Dabei umfasst die Ventilanordnung 90 ein mit der Sekundärhydraulikleitung

verbundenes 3-Wegeventil, mit einer Durchfluss-, einer Kreuzfluss- und einer

Sperrsteilung. Ferner umfasst die Ventilanordnung ein zweites Sekundärventil 35, welches, wie im vorherigen Beispiel als ein 2-Wegeventil, die Anschlussleitung 12 mit der Sekundärachse 30 und/oder dem Hydrospeicher 40 verbindet, ausgestaltet ist.

Ist das zweite Sekundärventil 35 gesperrt und ist das erste Sekundärventil 33 auf Kreuzflussstellung geschaltet, dann wird eine Verbindung zwischen der ersten Kammer der Sekundärachse und dem Tank 84 mittels einer Leitung 94 hergestellt. Auch hier kann der Hydrospeicher 40 durch eine Ablassleitung 42 mit einem Ablassventil 43 mit dem Tank 84 hydraulisch verbunden sein; somit kann durch die Sperrung des ersten Sekundärventils 33 und Öffnen des Ablassventils 43 ein alleiniges Entspannen des Hydrospeichers 40 erreicht werden. Bezugszeichenliste ktuatorsystem 35 zweites Sekundärventil

Elektromotor 40 Hydrospeicher

Hydromaschine 42 Ablassleitung

erste Anschlussleitung 43 2-Wegeablassventil

zweite Anschlussleitung 52 erste Haupthydraulikleitung Hauptachse 54 zweite Haupthydraulikleitung erste Kammer der Hauptachse 62 erste Sekundärhydraulikleitung erstes Hauptventil 64 zweite Sekundärhydraulikleitung zweite Kammer der Hauptachse 80 Quelle

zweites Hauptventil 82 Vorspannquelle

Sekundärachse 84 Tank

erste Kammer der Sekundärachse 90 Ventilanordnung

erstes Sekundärventil 94 Ablassleitung

zweite Kammer der Sekundärachse 98a, 98b Ablassleitungen




 
Previous Patent: METHOD FOR TRACKING COMPONENTS

Next Patent: WINDING METHOD