70469 Stuttgart

Hydraulische Kompaktachse, die mehrere rohrartige Bauteile umfasst

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kompaktachse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Unter einer hydraulischen Kompaktachse wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung eine in sich abgeschlossene Baugruppe verstanden, die einen vollständigen hydraulischen Kreislauf mit einer Pumpe und einem Aktuator umfasst, wobei ein Motor zum Antrieb der Pumpe vorgesehen ist.

Es ist bekannt, eine derartige Kompaktachse so auszuführen, dass sie hinsichtlich der äußeren Form genau so aussieht wie ein konventioneller hydraulischer Differentialzylinder. Hierzu wird beispielsweise auf die US 11118610 B2 verwiesen. Die dort gezeigte Kompaktachse hat den Nachteil, dass sie schwer montierbar ist, weil viele Bauteile in ein langes, schlankes äußeres Rohr einzubauen sind. Weiter kann die Kompaktachse nur mit viel Aufwand an Kundenwünsche angepasst werden. Schon die Anpassung der Hublänge ist mit erheblichem Aufwand verbunden. Eine kundenspezifische Ventilbestückung ist wirtschaftlich kaum möglich.

Aus der DE 10 2008 025 054 B4 ist ein Hydrauliksystem bekannt, bei welchem dieses Problem dadurch gelöst wurde, dass die Pumpenbaugruppe, die Motorbaugruppe und die Volumen-Kompensationsbaugruppe als gesonderte Baugruppen ausgeführt sind, die aneinander anbaubar sind. Das dort gezeigte Hydrauliksystem ist aber typischerweise nicht als Kompaktachse ausgeführt, weil die Aktuatorbaugruppe nicht unmittelbar an die übrige Baugruppe fest angebaut ist. Wenn dies ausnahmsweise doch der Fall ist, so ist die Aktuatorbaugruppe aus statischen Gründen seitlich neben den übrigen Baugruppen angeordnet, damit allein die Aktuatorbaugruppe die hydraulischen Kräfte überträgt, während die übrigen Baugruppen kraftfrei gehalten werden. In der Folge hat eine derartige Kompaktachse nicht die äußere Gestalt eines konventionellen hydraulischen Differentialzylinders.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die entsprechende Kompaktachse die äußere Form eines konventionellen hydraulischen Differentialzylinders hat, wobei sie trotzdem einfach zu montieren ist. Die Kompaktachse kann dennoch die im Betrieb auftretenden hydraulischen Kräfte aufnehmen und übertragen, ohne dass eine übermäßige Verformung auftritt oder dass es gar zum Bruch einzelner Bauteile oder zu Undichtigkeiten kommt.

Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die Aktuatorbaugruppe, die Pumpenbaugruppe, die Motorbaugruppe und die Volumen-Kompensationsbaugruppe jeweils als eine gesonderte, vorzugsweise als eine gesondert vormontierbare, Baugruppe ausgeführt ist, wobei die genannten Baugruppen entlang der Längsachse in einer Reihe angeordnet sind, wobei sie ausschließlich paarweise stirnseitig aneinander befestigt sind, wobei die Aktuatorbaugruppe an einem Ende der genannten Reihe angeordnet ist.

Die Aktuatorbaugruppe kann als Hydraulikzylinder oder als Hydromotor ausgebildet sein. Der Hydraulikzylinder kann als Differential- oder als Gleichgangzylinder ausgebildet sein. Der Gleichgangzylinder kann ungefaltet oder ein- oder mehrfach gefaltet sein. Ein einfach gefalteter Gleichgangzylinder ist beispielsweise aus der DE 10 2012 012 142 Al bekannt. Ein gefalteter, insbesondere ein zweifach gefalteter Gleichgangzylinder hat den Vorteil, dass er einerseits im Sinne der Erfindung, insbesondere mit einer Gewindeverschraubung, an der benachbarten Baugruppe befestigbar ist, wobei er andererseits gut regelbar ist, insbesondere, wenn die Bewegungsrichtung der Kolbenstange häufig wechselt. Ein derartiger Gleichgangzylinder hat einen Luftraum, dessen Volumen sich ändert, wenn sich die Kolbenstange bewegt. Dieser Luftraum kann, beispielsweise über einen Sintermetallfilter oder über große Fenster in einem Schmutzabstreifer, mit der Außenumgebung in permanenter Luftaustauschverbindung stehen. Die Aktuatorbaugruppe kann mit einem mechanischen Override versehen sein, so dass sie auf andere Weise als mittels der Motorbaugruppe bewegbar ist, beispielsweise von Hand. Wenn die Aktuatorbaugruppe als Hydromotor ausgeführt ist, kann sie mit einer Drehm omentab Stützung versehen sein, wobei hierfür beispielsweise die unten erläuterten Schwenkzapfen Verwendung finden können.

Die Pumpenbaugruppe kann eine einzige Pumpe umfassen, welche mit dem Aktuator in einem geschlossenen, hydraulischen Kreislauf verbunden ist. Ein Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensations-Baugruppe steht mit dem hydraulischen Kreislauf vorzugsweise derart in Flüssigkeitsaustauschverbindung, dass der geschlossene hydraulische Kreislauf immer vollständig mit Druckflüssigkeit gefüllt ist, wobei dort kein Überdruck entsteht, der zu einer Beschädigung der hydraulischen Kompaktachse führen könnte. Die Pumpenbaugruppe kann zwei Pumpen umfassen, die in Reihe geschaltet sind, wobei der Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe zwischen den beiden Pumpen angeschlossen ist, wobei die Förderströme der beiden Pumpen vorzugsweise unterschiedlich einstellbar sind. Insbesondere bei Verwendung eines Differentialzylinders können so die unterschiedlichen Fluidströme auf den beiden Zylinderseiten ausgeglichen werden. Das betreffende Förderverhältnis kann fest vorgegeben sein, wie dies aus der DE 10 2010 020 690 B4 bekannt ist. Es kann im Betrieb verstellbar sein, um beispielsweise druckabhängige Leckagen auszugleichen. Die genannte Pumpe kann als Innenzahnradpumpe, als Außenzahnradpumpe, als Axialkolbenpumpe, als Radialkolbenpumpe oder als Flügelzellenpumpe ausgebildet sein.

Die Volumen-Kompensationsbaugruppe ist vorzugsweise strukturell ähnlich zu einem Hydrospeicher ausgebildet. Der Fülldruck der Volumen-Kompensations-Baugruppe beträgt beispielsweise zwischen 5 und 30 bar, wobei der Hochdruck des genannten Hydraulikkreislaufs beispielsweise 200 bar beträgt. Der genannte Fülldruck ist also erheblich kleiner als der genannte Arbeitsdruck. Die Volumen- Kompensationsbaugruppe speichert dementsprechend kaum hydraulische Energie, so dass trotz der strukturellen Ähnlichkeit keine Rede von einem Hydrospeicher sein kann. Sie wirkt eher in der Art eines Tanks, der in jeder beliebigen Richtung bezüglich der Schwerkraft anordenbar ist. Die Pumpenbaugruppe kann wenigstens ein hydraulisches Ventil umfassen, wobei zumindest ein Teil der Ventile zu einer gesondert vormontierbaren Ventilbaugruppe zusammengefasst sein können. Die Ventilbaugruppe kann insbesondere wenigstens ein Rückschlagventil, wenigstens ein Druckbegrenzungsventil, wenigstens ein Lasthalteventil und/oder wenigstens ein Überströmventil umfassen.

Die Motorbaugruppe umfasst vorzugsweise einen Elektromotor. Der Elektromotor kann als Synchronmotor, als Asynchronmotor oder als Gleichstrommotor ausgebildet sein. Die Drehzahl des Elektromotors ist vorzugsweise unter Verwendung einer zugeordneten Regel- bzw. Steuervorrichtung hochdynamisch verstellbar, so dass das bewegliche Bauteil der Aktuatorbaugruppe stark beschleunigt bzw. abgebremst werden kann. Der Elektromotor steht vorzugsweise mit der oben erläuterten, wenigstens einen Pumpe der Pumpenbaugruppe in Drehantriebsverbindung.

Die Motorbaugruppe kann eine Steuervorrichtung umfassen, mit welcher der betreffende Elektromotor elektrisch angesteuert wird. Namentlich kann ein Motorregler und gewünschtenfalls ein Sollwertgenerator vorgesehen sein. Die Steuervorrichtung kann innerhalb der Kompaktachse oder außen an der Kompaktachse angebracht sein, wobei auch Mischformen denkbar sind. Die Steuervorrichtung kann einen Drehgeber umfassen, mit welchem die Drehstellung und/oder die Drehgeschwindigkeit des Motors messbar ist. Die Steuervorrichtung kann einen Drucksensor umfassen, mit welchem der Druck der Volumen- Kompensationsbaugruppe messbar ist, insbesondere der Druck im betreffenden Flüssigkeitsraum oder im betreffenden Gasraum. Die Steuervorrichtung kann einen Temperatursensor umfassen, mit welchem die Temperatur der Druckflüssigkeit in der hydraulischen Kompaktachse messbar ist. Die Motorbaugruppe bzw. die Steuervorrichtung kann einen auswechselbaren Akkumulator und/oder Bedienelemente, beispielsweise Taster oder Drehregler, und/oder ein Display umfassen. Die beim Betrieb in der Motorbaugruppe fließenden Ströme können zum Messen von Kräften, Drehmomenten oder sonstigen Beanspruchungen, die auf die Kompaktachse einwirken, verwendet werden. Alle genannten Messgrößen können über eine Datenschnittstelle nach außen übertragen werden und werden vorzugsweise nicht nur innerhalb der Kompaktachse verwendet. Als Datenschnittstelle kommen drahtgebunden oder drahtlose Datenschnittstellen in Frage. Drahtgebundene Datenschnittstellen sind beispielswese ein CAN-Bus oder ein Ethernet. Drahtlose Datenschnittstellen sind beispielsweise Wifi, Bluetooth, LTE oder 5G-NR. Derartige Datenschnittstellen können genutzt werden, um die Bewegung der Kompaktachse mittels eines Smartphones oder eines Tablet-Computers unter Verwendung einer Bedien-App zu steuern. Wenn die Aktuatorbaugruppe als Hydraulikzylinder ausgeführt ist, kann ein linearer Wegsensor vorgesehen sein, der die Stellung des beweglichen Teils bzw. der Kolbenstange direkt misst, wobei er vorzugsweise an die Steuervorrichtung angeschlossen ist.

Die hydraulische Kompaktachse wird vorzugsweise mit einer Druckflüssigkeit betrieben, bei welcher es sich vorzugsweise um Hydrauliköl handelt. Ein Gasraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe ist vorzugsweise mit einem Gas gefüllt, welches vorzugsweise unter einen Druck setzbar ist, der höher als der Umgebungsdruck ist. Bei dem Gas handelt es sich beispielsweise um Stickstoff.

Es ist denkbar, dass die verschiedenen Baugruppen mittels Verpressen, Verkleben, Verschweißen oder Vercrimpen paarweise aneinander befestigt sind.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.

Es kann vorgesehen sein, dass die genannten Baugruppen in der Reihenfolge Aktuatorbaugruppe, Pumpenbaugruppe, Motorbaugruppe und Volumen- Kompensationsbaugruppe in einer Reihe entlang der Längsachse angeordnet sind. Es ist denkbar, dass die Volumen-Kompensationsbaugruppe an einer anderen Stelle in der Reihe angeordnet ist, beispielsweise zwischen der Aktuatorbaugruppe und der Pumpenbaugruppe. Die anspruchsgemäße Anordnung hat den Vorteil, dass die Druckflüssigkeit im Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe den Elektromotor durchspült und mithin eine verbesserte Kühlung bewirkt. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise alle genannten Baugruppen, über eine Gewindeverschraubung jeweils paarweise miteinander verschraubt sind, wobei die Gewindeverschraubung jeweils ein Innen- und ein Außengewinde umfasst, welche konzentrisch zur Längsachse ausgebildet sind, wobei sie miteinander verschraubt sind. Hierdurch kann eine besonders tragfähige und steife Verbindung zwischen den genannten Baugruppe erreicht werden. Die Verbindung kann, wie nachfolgend erläutert, so ausgeführt werden, dass sie auch dann leckagefrei ist, wenn von innen her die Druckflüssigkeit mit einem hohen Druck ansteht. Die Leckagefreiheit bleibt auch dann erhalten, wenn die Kompaktachse äußeren Kräften, insbesondere den weiter unten erläuterten Querkräften, ausgesetzt ist.

Es kann vorgesehen sein, dass unmittelbar benachbart zur wenigstens einen Gewindeverschraubung, vorzugsweise zu allen Gewindeverschraubungen, jeweils eine Zentrierung angeordnet ist, wobei die Zentrierung jeweils zwei kreiszylindrische Flächen umfasst, die konzentrisch zur Längsachse ausgebildet sind, wobei sie aneinander anliegen. Mit der Zentrierung kann eine genauere relative Ausrichtung der beiden beteiligten Baugruppen erreicht werden, als dies mit der Gewindeverschraubung allein der Fall wäre. Die vorgeschlagene Zentrierung benötigt dabei wenig Bauraum in radialer Richtung. Die Wanddicke der betreffenden rohrartigen Bauteile kann in der Folge klein ausgeführt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Durchmesser der kreiszylindrischen Flächen vorzugsweise kleiner als ein Innendurchmesser des zugeordneten Innengewindes ist, wobei die Zentrierung am Längsende des Bauteils der Gewindeverschraubung mit dem Außengewinde angeordnet ist. Bezüglich eines möglichen Leckageströmungspfades der Druckflüssigkeit vom Inneren der Kompaktachse über die Gewindeverschraubung zur Außenumgebung ist die Zentrierung innerhalb der Gewindeverschraubung angeordnet, wobei sie dort vorzugsweise auch zur Abdichtung verwendet wird. Bei der Montage der Gewindeverschraubung wird eine Beschädigung der Zentrierung und der genannten Abdichtung zuverlässig vermieden. Es kann vorgesehen sein, dass im Bereich der Zentrierung eine statische Dichtung angeordnet ist, welche vorzugsweise einen Dichtring umfasst, der konzentrisch zur Längsachse angeordnet ist. Die Dichtungsnut, welche den Dichtring aufnimmt, ist vorzugsweise an dem Bauteil mit dem Außengewinde der Gewindeverschraubung angeordnet. Die kreiszylindrische Fläche am anderen Bauteil bildet vorzugsweise unmittelbar eine Dichtfläche.

Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der genannten Baugruppen, vorzugsweise alle genannten Baugruppen, jeweils mit Werkzeugangriffsmitteln, insbesondere mit wenigstens einer Schlüsselfläche, versehen sind, wobei die Werkzeugangriffsmittel so ausgebildet sind, dass die betreffende Gewindeverschraubung festdrehbar und/oder lösbar ist. Die idealerweise kreiszylindrische Außenform der Kompaktachse bietet nur wenig Angriffsfläche für ein Schraubwerkzeug. Diesem Mangel kann mit den vorgeschlagenen Werkzeugangriffsmitteln abgeholfen werden.

Es kann vorgesehen sein, dass das Bauteil der Gewindeverschraubung mit dem Außengewinde eine senkrecht zur Längsachse ausgerichtete Längsstirnfläche hat, welche über die betreffende Gewindeverschraubung mit einer angepassten Gegenfläche am anderen Bauteil der Gewindeverschraubung verspannt ist. Damit kann die Länge der Zentrierung in Richtung der Längsachse kurz ausgeführt werden, wobei die beiden Bauteile der Gewindeverschraubung trotzdem hinsichtlich einer relativen Verkippung sicher ausgerichtet sind. Die Längsstirnfläche ist vorzugsweise eben. Zwischen der Längsstirnfläche und der Gegenfläche kann wenigstens ein Distanzring angeordnet sein, um eine vorgegebene, definierte relative Drehstellung der beiden Bauteile zu erreichen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Pumpenbaugruppe ein bezüglich der Längsachse konzentrisches erstes rohrartiges Bauteil umfasst, welches Bestandteil wenigstens einer zugeordneten Gewindeverschraubung ist, wobei wenigstens ein im Volumen veränderlicher Verdrängerraum einer betreffenden Pumpe vollständig von einer gesondert vormontierbaren ersten Unterbaugruppe umgrenzt wird, wobei die erste Unterbaugruppe bezüglich der Längsachse verdrehbar in dem ersten rohrartigen Bauteil aufgenommen ist, wobei die erste Unterbaugruppe bezüglich Verdrehung um die Längsachse an einem weiteren Bauteil gesichert ist, welches fest mit dem ersten rohrartigen Bauteil verbunden ist. Die erste Unterbaugruppe wird vorzugsweise in vielen Varianten der hydraulischen Kompaktachse identisch verwendet. Sie ist eine der teuersten Komponenten der hydraulischen Kompaktachse, weil ein hoher hydraulischer Wirkungsgrad eine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordert. Das weitere Bauteil ist vorzugsweise ein Ventilblock der oben erläuterten Ventilbaugruppe, wobei in dem einstückigen Ventilblock mehrere Ventile aufgenommen sind, die an von dem Ventilblock begrenzte Flüssigkeitskanäle angeschlossen sind. Der Ventilblock ist bei jeder Variante der hydraulischen Kompaktachse typischerweise anders ausgeführt. Mit der vorgeschlagenen Konstruktion kann das Kostensparprinzip "wenig Varianz bei der teuren ersten Unterbaugruppe und viel Varianz bei der kostengünstigen Ventilbaugruppe" bestmöglich umgesetzt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Volumen-Kompensationsbaugruppe einen Gasraum vollständig umgrenzt, wobei sie ein unmittelbar benachbartes rohrartiges Bauteil stirnseitig flüssigkeitsdicht verschließt, wobei die Volumen-Kompensationsbaugruppe vorzugsweise ein Krafteinleitungsmittel umfasst. Die oben vorgeschlagene Gewindeverschraubung ermöglicht eine sichere Kraftübertragung und dichtet den Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe sicher ab. Das Krafteinleitungsmittel kann als Kugelgelenk oder als ein Paar von Schwenkzapfen ausgebildet sein, wobei die vorzugsweise kreiszylindrischen Schwenkzapfen konzentrisch zu einer gemeinsamen Schwenkachse angeordnet sind.

Es kann vorgesehen sein, dass die hydraulische Kompaktachse ein erstes und ein zweites Krafteinleitungsmittel umfasst, wobei das erste Krafteinleitungsmittel an einem beweglichen Bauteil der Aktuatorbaugruppe angeordnet ist, wobei das zweite Krafteinleitungsmittel in Richtung der Längsachse beabstandet vom ersten Krafteinleitungsmittel angeordnet ist, wobei zumindest das zweite Krafteinleitungsmittel ein Paar von Schwenkzapfen umfasst, welche konzentrisch zu einer gemeinsamen Schwenkachse auf gegenüberliegenden Seiten der Längsachse angeordnet sind, wobei die Schwenkachse senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist. Als Krafteinleitungsmittel kommt auch ein Kugelgelenk in Betracht, insbesondere für das erste Krafteinleitungsmittel. Die genannten Schwenkzapfen haben demgegenüber den Vorteil, dass sie ein Beschleunigungsdrehmoment des Elektromotors aufnehmen können, so dass die Kompaktachse beim Beschleunigen und Abbremsen keine Schwenkbewegung um die Längsachse ausführt. Vorzugsweise schneidet die Schwenkachse die Längsachse. Die Schwenkachse kann die Längsachse auch mit Abstand kreuzen. Es ist denkbar, dass das zweite Krafteinleitungsmittel, an dem dem ersten Krafteinleitungsmittel in Richtung der Längsachse gegenüberliegenden Ende der hydraulischen Kompaktachse angeordnet ist.

Es kann vorgesehen sein, dass sich die Schwenkachse und die Längsachse in der Nähe eines Massenschwerpunkts der hydraulischen Kompaktachse schneiden bzw. kreuzen, vorzugsweise im Bereich der Pumpenbaugruppe, höchst vorzugsweise im Bereich einer Ventilbaugruppe, die Bestandteil der Pumpenbaugruppe ist. Diese Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn die Kompaktachse als Ganzes einer beschleunigten Bewegung ausgesetzt ist. Dabei können Querkräfte auf die Kompaktachse einwirken, die räumlich verteilt angreifen. Mit der vorgeschlagenen Anordnung der Schwenkzapfen werden die daraus resultierenden Biegemomente minimiert. Die bevorzugte Anordnung der Baugruppen in einer Reihe hat zur Folge, dass sich der Massenschwerpunkt meistens in der Nähe der Ventilbaugruppe befindet. Der entsprechende Ventilblock ist besonders geeignet, um die Schwenkzapfen daran zu befestigen, da es sich hier um ein sehr massives Bauteil handelt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Motorbaugruppe, die Volumen- Kompensationsbaugruppe, die Aktuatorbaugruppe und/oder die Pumpenbaugruppe an ihrer Außenumfangsfläche jeweils mit mehreren Kühlrippen versehen ist, wobei die Kühlrippen vorzugsweise über Zwischenräume voneinander beabstandet sind, wobei die Zwischenräume zur Außenumgebung hin höchst vorzugsweise offen sind. Idealerweise wird auf derartige Kühlrippen verzichtet, da ein hydraulischer Differentialzylinder keine Kühlrippen hat. In vielen Hydraulikanwendungen, beispielsweise beim Bagger, werden derartige Kühlrippen leicht beschädigt. Dennoch kann es erforderlich sein, Kühlmaßnahmen vorzusehen, damit eine Überhitzung der Kompaktachse vermieden wird. Die vorgeschlagene Anordnung der Kühlrippen ist dann besonders vorteilhaft, weil eine Verstopfung der genannten Zwischenräume mit Schmutz und dergleichen sicher vermieden wird. Hierdurch würde die Kühlwirkung stark vermindert.

Die Kühlrippen können Bestandteile einer Kühlvorrichtung sein, welche Heatpipes zum Wärmetransport verwendet. Die Heatpipes sind beispielsweise mit den Spulen des Elektromotors und/oder mit einem integrierten Schaltkreis der Steuervorrichtung verbunden, beispielsweise über eine Kühlplatte, um die dort entstehende Wärme effizient zur Umgebung hin abzuführen. Es ist denkbar, dass die Kühlwirkung der Kühlrippen mittels eines Lüfters verbessert wird, wobei der Lüfter beispielsweise elektrisch angetrieben ist. Vorzugsweise sind die Kühlrippen einstückig an einem zugeordneten rohrartigen Bauteil angeordnet.

Es kann vorgesehen sein, dass die Aktuatorbaugruppe als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, wobei ein mittlerer Außendurchmesser der Aktuatorbaugruppe kleiner als ein mittlerer Außendurchmesser der verbleibenden Baugruppen ist. Diese Gestaltung weicht vom angestrebten Ideal "Außenform des hydraulischen Differentialzylinders" ab. Mit dieser Außenform kann aber oft eine erhebliche Kosteneinsparung erzielt werden, indem die Aktuatorbaugruppe nicht größer ausgeführt wird, als dies für die gewünschten Kräfte erforderlich ist.

Wenn die Kompaktachse bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise im Winter, in Betrieb genommen wird, kann ein Aufheizen des Öls notwendig sein. Dies kann beispielsweise geschehen, indem mittels der oben genannten Überströmventile Druckflüssigkeit im Kreislauf gepumpt wird, ohne dass sich die Kompaktachse, insbesondere das bewegliche Bauteil der Aktuatorbaugruppe, bewegt. Weiter ist es denkbar, dass der Elektromotor mit elektrischer Blindleistung beaufschlagt wird, die allein eine Erwärmung der Motorwindungen aber kein Drehmoment bewirkt. Es versteht sich, dass vorzugsweise eine Druckflüssigkeit verwendet wird, die bei den im Betrieb auftretenden Temperaturen immer die gewünschte Viskosität aufweist. Derartige Druckflüssigkeiten sind aber sehr teuer, wenn sie bei sehr niedrigen Temperaturen verwendbar sein sollen.

Die hydraulische Kompaktachse kann so ausgeführt sein, dass sie weitere hydraulische Verbraucher versorgen kann und/oder so, dass sie von zumindest einer weiteren Pumpe her versorgbar ist. Es versteht sich, dass vorzugsweise ein hydraulisch autarker Betrieb angestrebt wird.

Die hydraulische Kompaktachse kann mit einer Lasthaltung versehen sein, die bewirkt, dass das bewegliche Bauteil der Aktuatorbaugruppe festgehalten wird, wenn der Elektromotor nicht mit Strom beaufschlagt ist. Dies kann beispielsweise mittels Lasthalteventilen geschehen, die vorzugsweise Bestandteil der Pumpenbaugruppe, insbesondere der Ventilbaugruppe, sind. Die Lasthaltung kann mittels einer Klemmung geschehen, beispielsweise, indem eine bewegliche Kolbenstange der Aktuatorbaugruppe mit einem rohrartigen Bauteil verklemmt wird, welches Bestandteil der Aktuatorbaugruppe ist.

Die hydraulische Kompaktachse kann mittels eines Bedienelements gesteuert sein, welches als Bedienhebel bzw. als Joystick ausgeführt ist. Der Bedienhebel kann mit einem Force-Feedback- Sy stem versehen sein, welches dem Benutzer eine haptische Rückmeldung darüber gibt, welche Kraft am beweglichen Bauteil der Aktuatorbaugruppe angreift. Diese Kraft kann beispielsweise durch Messung der im Elektromotor fließenden Ströme ermittelt werden.

Die erfindungsgemäße hydraulische Kompaktachse kann hydraulische Zylinder oder Dreh- bzw. Schwenkantriebe in jeder bekannten Maschine ersetzen, namentlich: bei einem Bagger, beispielsweise an der Schaufel, am Ausleger und/oder am Stiel oder am Drehwerk bei einem landwirtschaftlichen Traktor, beispielsweise am Hubwerk und/oder am Frontlader bei einem Telehandler, beispielsweise am Teleskoparm zum Ein- und Ausfahren bzw. zum Anheben und Absenken bei einem Gabelstapler, beispielsweise zum Anheben und zum Absenken der Hubgabel bei einem Skid-Loader bei einem Radlader bei einem Dumper, beispielsweise zum Anheben und Absenken der Lademulde bei einer Scherenhubbühne, beispielsweise zum Anheben und Absenken der Hubbühne bei einer Tunnelbohrmaschine, beispielsweise zum Vortrieb bei einer Windkraftanlage, beispielsweise zur Rotorblattverstellung zum Öffnen bzw. Schließen von Schiebetüren, beispielsweise auf Schiffen bei einer Planierraupe, beispielsweise zum Anheben und Absenken des Planierschildes und zu dessen sonstiger Ausrichtung bei einer Bewegungsplattform, welche beispielsweise nach dem Prinzip eines Hexapods ausgebildet ist bei einem Flugzeugschlepper bei einer Lenkung eines Fahrzeugs, beispielsweise zum entsprechenden Schwenken der Räder bei einem aktiven Fahrwerk, beispielsweise bei einem Neigezug oder bei einem W aggonlenk-Mechani smus bei einem Retarder (Weichen) bei Maschinen zur Kunststoffformgebung, beispielsweise nach dem Blasformoder dem Spritzgussverfahren bei einer Maschine zum Pressen, zum Sintern, zum Fließen, zur Keramikherstellung oder zum Pulverpressen bei einer Recycling-Maschine, beispielsweise einem Shredder oder einer Müllpresse bei einer Schweißmaschine bei einer Maschine zum Nieten, zum Clinchen, zum Stanzen oder zum Nibbeln bei einer Biegemaschine bei einer Maschine zum Walzen von Bauteilen, beispielsweise zur Verstellung der Lage der Walzen beim Handling bzw. beim Bewegen von Werkstücken innerhalb einer Fertigungsstraße, insbesondere zwischen den verschiedenen Fertigungsstationen bei einer Maschine zur Herstellung von Lebensmitteln bei einer Maschine zum Prüfen von Bauteilen bei einem Stellantrieb, beispielsweise zur Pitch- Verstellung eines Flügels bzw. eines Rotorblatts, zur Verstellung einer Armatur oder zur Verstellung eines Krankenbettes bei einer Klemmvorrichtung, beispielsweise zur Verstellung der Klemmbacken

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen Kompaktachse;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Gewindeverschraubung;

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Pumpenbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform und die angrenzende Aktuator- bzw. Motorbaugruppe;

Fig. 4 einen Längsschnitt einer Pumpenbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform und die angrenzende Aktuator- bzw. Motorbaugruppe;

Fig. 5 einen Längsschnitt der Volumen-Kompensationsbaugruppe und die angrenzende Motorbaugruppe. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen Kompaktachse 10. Die Außenform der Kompaktachse 10 ist so gewählt, dass sie einen konventionellen hydraulischen Differentialzylinder ersetzen kann, wobei hierfür insbesondere das zweite Krafteinleitungsmittel 12' vorgesehen ist. Die Außenform ist dementsprechend über die gesamte Länge näherungsweise kreiszylindrisch ausgeführt.

Die Kompaktachse 10 ist aus einer Aktuatorbaugruppe 40, einer Pumpenbaugruppe 50, einer Motorbaugruppe 80 und einer Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 zusammengesetzt. Diese sind in der genannten Reihenfolge entlang der Längsachse 13 in einer Reihe angeordnet, wobei sie ausschließlich stirnseitig paarweise aneinander befestigt sind. Diese Aufteilung in gesonderte Baugruppen, die vorzugsweise gesondert voneinander vormontierbar sind, ist vorteilhaft, da sich dadurch die Montage der Kompaktachse erheblich vereinfacht. Die entsprechenden Befestigungen sind so ausgelegt, dass sie bei gelingst möglichem Platzbedarf die im Betrieb auftretenden Kräfte übertragen können. Hierbei treten zunächst die Kräfte auf, welche durch die Aktuatorbaugruppe 40 hydraulisch erzeugt werden. Die vorliegende Aktuatorbaugruppe 40 ist in der Art eines gefalteten Gleichgangzylinders ausgebildet, wobei das entsprechende bewegliche Bauteil 41 in der Art einer Kolbenstange in Richtung der Längsachse 13 beweglich ist. Dementsprechend sind die hydraulischen Kräfte in Richtung der Längsachse 13 gerichtet.

Weiter ist auf die im Betrieb auftretenden Beschleunigungskräfte hinzuweisen, die beispielsweise auftreten, wenn die Kompaktachse 10 als Ganzes beschleunigt bzw. abgebremst wird. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn die Kompaktachse an der Schaufel eines Baggers angeordnet ist, wobei der Stil des Baggerarms stark beschleunigt wird. In solchen Fällen können erhebliche, quer zur Längsachse gerichtete Massenkräfte räumlich verteilt an der Kompaktachse 10 angreifen. Die festen Verbindungen der genannten Baugruppen 40, 50, 80, 90 sind daher so ausgelegt, dass die daraus resultierenden Biegemomente ohne Bruchgefahr und steif übertragen werden können. Als besonders vorteilhaft haben sich Gewindeverschraubungen 20 erwiesen, die weiter untern näher erläutert werden. In Anwendungsfällen, in denen die vorstehend erläuterten Querkräfte in nennenswertem Umfang auftreten, werden vorzugsweise die zweiten Krafteinleitungsmittel 12 verwendet, die in Form zweier kreiszylindrischer Schwenkzapfen 15 ausgebildet sind, die konzentrisch zu einer gemeinsamen Schwenkachse 14 auf gegenüberliegenden Seiten der Längsachse 13 angeordnet sind. Das erste Krafteinleitungsmittel 11, welches am äußersten Ende des beweglichen Bauteils 41 der Aktuatorbaugruppe 40 angeordnet ist, umfasst vorliegend ein Kugelgelenk, welches kein Drehmoment übertragen kann. Die Schwenkzapfen 15 können demgegenüber das Beschleunigungsdrehmoment des Elektromotors in der Motorbaugruppe 80 abstützen. Weiter kann der Schnittpunkt zwischen Längsachse 13 und Schwenkachse 14 sehr nah am Massenschwerpunkt 17 der Kompaktachse 10 angeordnet werden. Hierdurch werden die durch die oben erläuterten Querkräfte verursachten Biegemomente an den Gewindeverschraubungen 20 minimiert.

Das zweite Krafteinleitungsmittel 12' umfasst vorzugsweise ebenfalls ein Kugelgelenk. Es ist an der Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 angeordnet und damit am in Richtung der Längsachse 13 gegenüberliegenden Ende der Kompaktachse 10 bezüglich des ersten Krafteinleitungsmittels 11. Das zweite Krafteinleitungsmittel 12' wird vorzugsweise in Anwendungsfällen genutzt, in denen eine maximale äußere Ähnlichkeit zu einem konventionellen hydraulischen Differentialzylinder im Vordergrund steht.

Die genannten Baugruppen 40, 50, 80, 90 können jeweils wenigstens eine Unterbaugruppe umfassen, die wiederum vorzugsweise gesondert vormontierbar ist. Vorliegend umfasst die Pumpenbaugruppe 50 zwei Unterbaugruppen, nämlich die erste Unterbaugruppe (Nr. 56 in Fig. 3 und 4) und die Ventilbaugruppe 70. Die Ventilbaugruppe 70 umfasst einen Ventilblock 71, in welchem wenigstens ein hydraulisches Ventil aufgenommen ist. Die Schwenkzapfen 15 sind vorzugsweise an dem Ventilblock 71 befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet. Die gewünschte näherungsweise kreiszylindrische Außenform hat zur Folge, dass zum Festdrehen und zum Lösen der Gewindeverschraubungen 20 kaum geeignete Angriffsmöglichkeiten für Schraub Werkzeuge zur Verfügung stehen. Daher wurden an verschiedenen Stellen Werkzeugangriffsmittel 16 in Form von Schlüsselflächen außen an der Kompaktachse 10 angeordnet.

Die Aktuatorbaugruppe 40 umfasst ein viertes rohrartiges Bauteil 46, an dessen in Fig. 1 linken Ende eine Führung 42 für das bewegliche Bauteil 41 angeordnet ist, die gleichzeitig eine hydraulische Abdichtung bildet. Vorliegend ist das vierte rohrartige Bauteil 46 weitgehend über seine gesamte Länge als bezüglich der Längsachse 13 kreiszylindrisches Rohr ausgebildet, wobei sich beispielsweise im Bereich der Gewindeverschraubung 20 und im Bereich der Führung 42 Abweichungen ergeben. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung soll mit dem Begriff "rohrartiges Bauteil" jedes Bauteil umfasst werden, welches sich entlang einer Achse erstreckt, wobei es diese Achse ringförmig umgibt, so dass es innen einen Hohlraum hat, wobei der Hohlraum in Richtung der Achse an beiden gegenüberliegenden Enden offen ist. Insbesondere sollen solche Rohre erfasst sein, die an ihrer Außenumfangsfläche mit Kühlrippen (Nr. 88 in Fig. 3 und 4) versehen sind. Derartige Kühlrippen sind zwar in vielen Anwendungsfällen der Kompaktachse unerwünscht, weil sie leicht beschädigt werden können, dennoch sind sie manchmal erforderlich, um eine Überhitzung der Kompaktachse 10 zu vermeiden.

Hinzuweisen ist noch auf den elektrischen Anschluss 18 der Kompaktachse 10, welcher vorzugsweise an der Motorbaugruppe 80 angeordnet ist. Eine Besonderheit der vorliegenden Kompaktachse 10 besteht darin, dass neben diesem einen elektrischen Anschluss 18 keine weiteren Anschlüsse erforderlich sind, insbesondere keine hydraulischen Anschlüsse.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer Gewindeverschraubung 20. Alle Gewindeverschraubungen 20 der vorliegenden Kompaktachse sind vorzugsweise im Wesentlichen gemäß diesem Grundmuster ausgeführt. Eine Gewindeverschraubung 20 umfasst ein erstes und ein zweites Bauteil 101; 102, die jeweils einstückig ausgebildet sind. Das erste Bauteil 101 ist mit dem Innengewinde 21 versehen, wobei es im oben erläuterten Sinne rohrartig ausgebildet ist. Das zweite Bauteil 102 ist mit dem Außengewinde 22 versehen. Es kann rohrartig ausgebildet sein, wobei es im Falle des Ventilblocks (Nr. 71 in Fig. 1) als kompaktes Bauteil ausgebildet ist.

Das Innengewinde 21 und das Außengewinde 22 sind miteinander verschraubt. Die hierdurch erzielbare Ausrichtgenauigkeit reicht oft nicht aus, damit die beiden, der Gewindeverschraubung 20 zugeordneten Baugruppen an dieser Schnittstelle zuverlässig Zusammenwirken. Deshalb umfasst die Gewindeverschraubung 20 eine Zentrierung 24. Die Zentrierung 24 umfasst am ersten und am zweiten Bauteil 101; 102 jeweils eine bezüglich der Längsachse kreiszylindrische Fläche 23, wobei die beiden kreiszylindrischen Flächen 23 im Wesentlichen spielfrei aneinander angepasst sind. Hierdurch wird eine Ausrichtung quer zur Längsachse erreicht. Der Durchmesser der kreiszylindrischen Flächen 23 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Innengewindes 21. Weiter ist die kreiszylindrische Fläche 23 ganz am Ende des zweiten Bauteils 102 mit dem Außengewinde 22 angeordnet.

Das zweite Bauteil 102 mit dem Außengewinde 22 hat eine ebene Längsstirnfläche 27, die senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist, wobei sie am äußersten Ende des zweiten Bauteils 102 angeordnet ist. Diese Längsstirnfläche 27 liegt an einer angepassten Gegenfläche 28 im Inneren des ersten Bauteils 101 zumindest mittelbar an. Hierdurch werden das erste und des zweite Bauteil 101; 102 bezüglich einer gegenseitigen Verkippung derart ausgerichtet, dass deren Mittelachse genau mit der Längsachse zusammenfallen.

Weiter ist auf die statische Dichtung 25 hinzuweisen. Je nachdem, an welcher Stelle der Kompaktachse die Gewindeverschraubung 20 angeordnet ist, kann an deren Innenseite ein ganz erheblicher hydraulischer Druck anliegen. Im Inneren der Aktuatorbaugruppe oder im Inneren der Pumpenbaugruppe kann beispielsweise ein Druck von 200 bar anliegen. Im Inneren der Volumen-Kompensationsbaugruppe kann beispielsweise ein Druck von 30 bar anliegen. Zur Abdichtung werden die bereits angesprochenen kreiszylindrischen Flächen 23 genutzt. Die kreiszylindrische Fläche 23 am zweiten Bauteil 102 dient unmittelbar als Dichtfläche. In der kreiszylindrischen Fläche 23 am ersten Bauteil 101 ist eine bezüglich der Längsachse kreisringförmige Nut vorgesehen, in welcher ein Dichtring 26 aufgenommen ist, wobei der Dichtring 26 beispielsweise als O-Ring ausgebildet ist. Mit dieser Anordnung ergibt sich beim Zusammenbau der Gewindeverschraubung 20 ein geringes Risiko, dass der Dichtring 26 beschädigt wird. Dieses Beschädigungsrisiko wird mit der Fase 29 im Bereich der Längsstirnfläche 27 des zweiten Bauteils 102 weiter minimiert.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt einer Pumpenbaugruppe 50 gemäß einer ersten Ausführungsform und die angrenzende Aktuator- bzw. Motorbaugruppe 40; 80. In Fig. 3 sind insgesamt drei Gewindeverschraubungen 20 zu erkennen, die alle nach dem oben erläuterten Grundmuster ausgeführt sind, nämlich zwischen dem vierten rohrartigen Bauteil 46 und dem Ventilblock 71, zwischen dem Ventilblock 71 und dem ersten rohrartigen Bauteil 55 und zwischen dem ersten rohrartigen Bauteil 55 und dem zweiten rohrartigen Bauteil 82.

Die eigentliche Pumpe 51 ist als Innenzahnradpumpe ausgeführt, wobei sie vollständig von einer gesonderten ersten Unterbaugruppe 56 gebildet wird, die in dem ersten rohrartigen Bauteil 55 bezüglich der Längsachse 13 verdrehbar aufgenommen ist, wobei sie mittels wenigstens eines Zylinderstifts 58 am Ventilblock 71 gegen Verdrehung gesichert ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Hydraulikkanäle im Ventilblock 71 und in der ersten Unterbaugruppe 56 fluchtend gegenüberstehen.

Die erste Unterbaugruppe 56 umfasst einen topfartigen Hauptkörper 60, in welchem das Innenzahnrad 52 der Innenzahnradpumpe drehbar aufgenommen ist, wobei es mittels der Druckflüssigkeit hydrostatisch und/oder hydrodynamisch drehbar gelagert ist. In Fig. 3 unten kämmt das Außenzahnrad 53 der Innenzahnradpumpe mit dem Innenzahnrad 52. Der entsprechende Zahnkontakt grenzt die beiden Druckräume 57 fluiddicht voneinander ab. An der bezüglich der Längsachse 13 gegenüberliegenden Seite wird eine vergleichbare Abdichtung mittels eines Füllstücks 59 erreicht, welches vorliegend einstückig mit dem Hauptkörper 60 ausgebildet ist. Zweck Steigerung des maximalen Förderdrucks können gesonderte Füllstücke vorgesehen sein, die gewünschtenfalls mehrstückig ausgebildet sind. Die vorliegende Innenzahnradpumpe ist 4-Quadranten-fähig ausgebildet, weshalb das Füllstück 59 spielsymmetrisch bezüglich einer Ebene ausgebildet ist, welche die Längsachse 13 enthält. Die Bohrung

61 in der Welle des Außenzahnrades 53 führt vorliegend permanent den Druck im Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe. Weiter ist auf den Deckel

62 der ersten Unterbaugruppe 56 hinzuweisen, welcher u.a. die Steuernieren der Innenzahnradpumpe bildet, wobei er außerdem das Außenzahnrad 53 zusammen mit dem Hauptkörper 60 bezüglich der Längsachse 13 drehbar lagert.

Der Ventilblock 71 nimmt vorliegend die beiden in Fig. 3 sichtbaren Druckbegrenzungsventile 72 auf, welche jeweils den Druck im zugeordneten ersten 43 bzw. zweiten Druckraum 44 nach oben begrenzen. Der Druck im ersten Druckraum 43 lässt das bewegliche Teil 41 in Richtung der Längsachse 13 ausfahren. Der Druck im zweiten Druckraum lässt das bewegliche Teil 41 in Richtung der Längsachse 13 einfahren. Die Aktuatorbaugruppe 40 ist vorliegend als Gleichgangzylinder ausgeführt, so dass die hydraulisch wirksamen Flächen des ersten und des zweiten Druckraums 43; 44 gleich ausgeführt sind. Toleranzbedingte Abweichungen von diesem Ideal und/oder Temperaturschwankungen können jedoch dazu führen, dass der Druck im vorliegend geschlossenen Hydraulikreislauf in unerwünschter Weise einsteigt. Dieser Druckanstieg wird durch die Druckbegrenzungsventile 72 nach oben begrenzt. Dem ersten und dem zweiten Druckraum 43; 44, kann jeweils ein Nachsaugventil zugeordnet sein. Ein Nachsaugventil ist ein Rückschlagventil, welches ausschließlich einen Fluidstrom vom Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe zum betreffenden Druckraum 43; 44 hin zulässt. Die Nachsaugventile können jeweils Bestandteil eines zugeordneten Druckbegrenzungsventils 72 sein. Sie können auch als gesonderte Ventile ausgebildet sein, die beispielsweise in den Hauptkörper 60 der ersten Unterbaugruppe 56 eingeschraubt sind.

Die Bestückung der Ventilbaugruppe 70 mit Ventilen erfolgt je nach konkretem

Anwendungsfall der Kompaktachse. Der vorliegende Ventilblock 71 hat den Vorteil, dass er vergleichsweise viel Bauraum für Ventile bietet. Er kann in Richtung der Längsachse ohne Weiteres verlängert werden, um mehr Bauraum für Ventile bereitzustellen. Weiter können die mit Bezug auf Fig. 1 erläuterten Schwenkzapfen problemlos außen am Ventilblock 71 befestigt werden, wobei eine sichere Kraftweiterleitung zu den angrenzenden Baugruppen gewährleitstet ist.

Hinzuweisen ist noch auf den Luftraum 45 der Aktuatorbaugruppe 40, dessen Volumen sich bei einer Bewegung des beweglichen Bauteils ändert. Da sich der Kolben 47 in Fig. 3 in seiner eingefahrenen Endstellung befindet, hat der Luftraum an der mit Nr. 45 bezeichneten Stelle das Volumen Null. Der Luftraum ist vorzugsweise über wenigstens einen Kanal permanent mit der Umgebungsluft verbunden, wobei dieser Kanal mit einem Sinterfilter versehen sein kann, um das Eindringen von Schmutz zu verhindern.

Das zweite rohrartige Bauteil 82 der Motorbaugruppe 80 ist fest mit dem Stator 84 des Elektromotors verbunden, beispielsweise verklebt. Das zweite rohrartige Bauteil 82 kann an seiner Außenumfangsfläche mit Kühlrippen 88 versehen sein, welche die in den Spulenwindungen des Stators 84 entstehende Abwärme zur Umgebung hin abführen.

Die Motorwelle 81 des Elektromotors ist mit zwei Drehlagern 86 (siehe auch Fig. 5) bezüglich der Längsachse 13 drehbar gelagert. Die Drehlager 86 sind vorliegend als Radialrillenkugellager ausgeführt. Die Bohrung 89 im Inneren der Motorwelle 81 führt den Druck im Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe. Die Motorwelle 71 steht über eine gesonderte Kupplung 104 mit dem Außenzahnrad 53 in Drehantriebsverbindung. Der entsprechende Kupplungseingriff kann ohne Weiteres beim Zusammenbau der zugeordneten Gewindeverschraubung 20 hergestellt werden. Der Rotor 85 des Elektromotors, der vorliegend mehrere Permanentmagnete umfasst, ist fest mit der Motorwelle 81 verbunden, beispielsweise verklebt.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer Pumpenbaugruppe 50' gemäß einer zweiten Ausführungsform und die angrenzende Aktuator- bzw. Motorbaugruppe 40; 80. Die Aktuator- und die Motorbaugruppe 40; 80 sind identisch zu Fig. 3 ausgebildet. Die Pumpenbaugruppe 50' ist bis auf die nachfolgend erläuterten Unterschiede identisch zu derjenigen in Fig. 3 ausgebildet. Hinsichtlich der betreffenden Gemeinsamkeit wird auf die Ausführungen zu Fig. 3 verwiesen. In den Fig. 3 und 4 sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Anzumerken ist noch, dass sich die Drehlage der Schnittebenen bezüglich der Längsachse 13 in den Fig. 3 und 4 derart unterscheiden, dass jeweils die Druckbegrenzungsventile 72 sichtbar sind. In der Folge erscheinen das Innenzahnrad 52, das Außenzahnrad 53 und das Füllstück unterschiedlich, obwohl sie tatsächlich identisch ausgebildet sind.

Die zweite Ausführungsform 50' unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Pumpenbaugruppe hinsichtlich der Anordnung der Druckbegrenzungsventile 72. Diese haben vorliegend die gleiche hydraulische Funktion wie mit Bezug auf Fig. 3 erläutert. Sie sind jedoch im Hauptkörper 60 der ersten Unterbaugruppe 56 angeordnet. Hierdurch nimmt die Baulänge der ersten Unterbaugruppe 56 zu. Um bei der ohnehin großen Vielfalt an möglichen Varianten der Kompaktachse eine möglichst hohe Anzahl an gleichen Teilen bei allen Varianten zu erzielen, ist die Ausführung nach Fig. 3 bevorzugt.

Anzumerken ist, dass unmittelbar rechts der Druckbegrenzungsventile 72 in Fig. 4 der Druck im Flüssigkeitsraum der Volumen-Kompensationsbaugruppe anliegt. Der Elektromotor ist als sogenannter ölführender Motor ausgebildet, dessen gesamter Innenraum mit Druckflüssigkeit aufgefüllt ist. Die Druckflüssigkeit ist dementsprechend so ausgewählt, dass sie die Funktion des Elektromotors nicht stört. Sie ist insbesondere elektrisch nicht leitend.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt der Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 und die angrenzende Motorbaugruppe 80. In Fig. 3 sind zunächst zwei weitere Gewindeverschraubungen 20 zu erkennen, die nach dem mit Bezug auf Fig. 2 erläuterten Grundprinzip gestaltet sind. Eine Gewindeverschraubung 20 ist zwischen dem zweiten und dem dritten rohrartigen Bauteil 82; 83 der Motorbaugruppe 80 angeordnet. Eine weitere Gewindeverschraubung 20 ist zwischen dem dritten rohrartigen Bauteil 83 und dem Grundkörper 95 der Volumenkompensationsbaugruppe 90 angeordnet.

In Fig. 5 ist das zweite Drehlager 86 zu erkennen, mit welchem die Motorwelle 81 drehbar gelagert ist. Im Bereich dieses Drehlagers 86 ist ein Drehgeber 87 angeordnet, mit welchem der Drehwinkel der Motorwelle 81 messbar ist. Der entsprechende Messwert wird zur elektronischen Steuerung der Ströme im Stator 84 verwendet. Hierbei ist anzumerken, dass die genannte Stromsteuerung auch ohne Drehgeber 87 möglich ist.

Wie bereits erwähnt, bildet der gesamte Innenraum der Motorbaugruppe 80 einen Bestandteil des Flüssigkeitsraums 91 der Volumen-Kompensationsbaugruppe 90. Damit die Druckflüssigkeit alle Bereiche dieses Innenraums erreichen kann, sind mehrere Bohrungen 105 vorgesehen, welche einen entsprechenden Flüssigkeitsaustausch ermöglichen.

Am vierten rohrartigen Bauteil ist der in Fig. 1 sichtbare elektrische Anschluss (Nr. 18 in Fig. 1) angeordnet. Dieser hat vorzugsweise eine definierte Ausrichtung relativ zum zweiten Krafteinleitungsmittel 12' in Form eines Kugelgelenks und zwar hinsichtlich der Drehlage bezüglich der Längsachse 13. Dies kann erreicht werden, indem zwischen der Längsstirnfläche (Nr. 27 in Fig. 2) und der Gegenfläche (Nr. 28 in Fig. 2) zumindest eine Distanzscheibe eingebaut wird, deren Dicke bei der Montage so ausgewählt wird, dass sich die gewünschte Drehlage ergibt.

Der Gasraum 92 der Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 hat vorliegend ein kleines Volumen. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass die Aktuatorbaugruppe als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, so dass das Gesamtvolumen an Druckflüssigkeit in der Aktuatorbaugruppe unabhängig von der Stellung des beweglichen Bauteils im Wesentlichen konstant ist. Die Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 muss vorliegend nur Volumenänderungen der Druckflüssigkeit ausgleichen, welche sich beispielsweise durch eine Temperaturänderung oder durch interne Leckagen ergeben. Wenn die Aktuatorbaugruppe in Form eines Differentialzylinders ausgeführt ist, ist der Gasraum vorzugsweise erheblich größer ausgeführt.

Der Gasraum 92 wird vorliegend mit einer Membran 93 vom Flüssigkeitsraum 91 fluiddicht abgegrenzt. Die vorliegend topfartig ausgeführte Membran 93 besteht beispielsweise aus einem Elastomer, so dass sie sich elastisch verformen kann, um eine Änderung des Volumens der Druckflüssigkeit im Flüssigkeitsraum 91 auszugleichen. Der Gasraum 92 ist mit einem Gas gefüllt, bei dem es sich vorzugsweise um trockenen Stickstoff handelt. Dieses Gas kann mittels eines (in Fig. 5 nicht sichtbaren) Füllventils eingefüllt werden, welches im Grundkörper 95 aufgenommen ist. Die Membran 93 wird von einer im Wesentlichen starren Lochplatte 94 vor Beschädigungen geschützt. Die Lochplatte 94 ist als ebene Platte mit konstanter Dicke ausgeführt, wobei sie in Richtung der Längsachse 13 von einer Vielzahl von Bohrungen durchsetzt ist.

Die Membran 93 mit der Lochplatte 94 ist unter Verwendung eines gesonderten Klemmrings zwischen der Längsstirnfläche (Nr. 27 in Fig. 2) und der Gegenfläche (Nr. 28 in Fig. 2) zur zugeordneten Gewindeverschraubung 20 eingeklemmt und mithin fest gehalten.

Der einstückige Grundkörper 95 der Volumen-Kompensationsbaugruppe 90 ist topfartig ausgebildet, wobei er die zugeordnete Längsstimseite des dritten rohrartigen Bauteils 83 dicht verschließt. An seiner in Richtung der Längsachse 13 nach außen weisenden Stirnseite ist ein zweites Krafteileitungsmittel 12' angeordnet, welches vorliegend als Kugelgelenk ausgebildet ist. Es kann aber auch in Form von Schwenkzapfen entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten anderen zweiten Krafteinleitungsmittel (Nr. 12 in Fig. 1) ausgebildet sein. Es versteht sich, das nur eines der erläuterten zweiten Krafteileitungsmittel zur Einleitung von Kräften Verwendung findet. Bezugszeichen

10 hydraulische Kompaktachse

11 erstes Krafteinleitungsmittel

12 zweites Krafteileitungsmittel (erste Ausführungsform)

12' zweites Krafteinleitungsmittel (zweite Ausführungsform)

13 Längsachse

14 Schwenkachse

15 Schwenkzapfen

16 W erkeugangriff smittel

17 Massenschwerpunkt

18 elektrischer Anschluss

20 Gewindeverschraubung

21 Innengewinde

22 Außengewinde

23 kreiszylindrische Fläche

24 Zentrierung

25 statische Dichtung

26 Dichtring

27 Längsstirnfläche

28 Gegenfläche

29 Fase

40 Aktuatorbaugruppe

41 bewegliches Bauteil

42 Führung

43 erster Druckraum

44 zweiter Druckraum

45 Luftraum

46 viertes rohrartiges Bauteil

47 Kolben 50 Pumpenbaugruppe (erste Ausführungsform)

50' Pumpenbaugruppe (zweite Ausführungsform)

51 Pumpe

52 Innenzahnrad

53 Außenzahnrad

54 Rückschlagventil

55 erstes rohrartiges Bauteil

56 erste Unterbaugruppe

57 Verdrängerraum

58 Zylinderstift (Verdrehsicherung)

59 Füllstück

60 Hauptkörper der ersten Unterbaugruppe

61 Bohrung

62 Deckel

70 Ventilbaugruppe

71 Ventilblock (weiteres Bauteil)

72 Druckbegrenzungsventil

80 Motorbaugruppe

81 Motorwelle

82 zweites rohrartiges Bauteil

83 drittes rohrartiges Bauteil

84 Stator

85 Rotor

86 Drehlager

87 Drehgeber

88 Kühlrippe

89 Bohrung 90 Volumen-Kompensationsbaugruppe

91 Flüssigkeitsraum

92 Gasraum

93 Membran 94 Lochplatte

95 Grundkörper

96 Klemmring

101 erstes Bauteil 102 zweites Bauteil

103 Spalt

104 Kupplung

105 Bohrung