DE102004044962B4

DE102004044962B4 - Druckmittelbetätigte Stellvorrichtung

Info

Publication number: DE102004044962B4
Application number: DE200410044962
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. Gaile; Guy Dr.-Ing. Wennmacher
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: DE102004044962A1

Abstract

Kolbenzylindereinheit mit einem Druckzylinder (2), einem in dem Druckzylinder (2) sitzenden längsverschiebbaren Arbeitskolben (3), der fest mit einer Kolbenstange (4) verbunden ist, die stirnseitig aus dem Druckzylinder (2) herausgeführt ist, Druckmittelkammern (6, 7) zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens (3) mit Druckmittel, sowie einer Zentriervorrichtung (9) zur Zentrierung des Arbeitskolbens (3) in einer gewünschten vorbestimmten Zentrierstellung, die einen Zentrierkolben (8) aufweist, der durch Einleiten von Druckmittel in eine Zentrierkolbendruckkammer (13) aus einer ersten Endstellung, in der die Hubbahn des Arbeitskolbens (3) freigegeben ist, in eine zweite Endstellung fahrbar ist, in der der Zentrierkolben (8) die Zentrierstellung des Arbeitskolbens (3) definiert, wobei die Zentrierkolbendruckkammer (13) mit der Druckmittelkammer (6), die den Arbeitskolben (3) zu dem Zentrierkolben (8) hintreibt, verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkolben auf der der Kolbenstange (4) abgewandten Seite des Arbeitskolbens (3) angeordnet ist und denselben Außendurchmesser wie der Arbeitskolben (3) aufweist, so daß der Zentrierkolben (8) und der Arbeitskolben...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenzylindereinheit mit einem Druckzylinder, einem in dem Druckzylinder sitzenden längsverschiebbaren Arbeitskolben, der fest mit einer Kolbenstange verbunden ist, die stirnseitig aus dem Druckzylinder herausgeführt ist, Druckmittelkammern zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens mit Druckmittel, sowie einer Zentriervorrichtung zur Zentrierung des Arbeitskolbens in einer gewünschten vorbestimmten Zentrierstellung, die einen Zentrierkolben aufweist, der durch Einleiten von Druckmittel in eine Zentrierkolbendruckkammer aus einer ersten Endstellung, in der die Hubbahn des Arbeitskolbens freigegeben ist, in eine zweite Endstellung fahrbar ist, in der der Zentrierkolben die Zentrierstellung des Arbeitskolbens definiert, wobei die Zentrierkolbendruckkammer mit der Druckmittelkammer, die den Arbeitskolben zu dem Zentrierkolben hintreibt, verbindbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung mit einer solchen Kolbenzylindereinheit sowie schließlich die Verwendung einer solchen Kolbenzylindereinheit und/oder einer solchen druckmittelbetätigten Stellvorrichtung für die Aufhängungsvorrichtung eines Landfahrzeugs sowie für ein Luftfahrzeug zur Erzeugung einer Stellbewegung an einem Luftfahrzeugbauteil.
Bei hydraulischen Aktuatoren, die in Aufhängungssystemen von Zügen mit Neigetechnik verwendet werden, muss sichergestellt werden, dass bei Druckausfall wieder eine Ausgangsstellung bzw. Neutralstellung erreicht wird. Neigezüge sollen im Falle eines Stromausfalls bzw. eines Druckmittelabfalls eine aktive Mittenzentrierung des Wagenkastens erreichen. Entsprechende Aufhängungssysteme sind bislang relativ aufwendig. Beispielsweise konnte die Mittenzentrierung durch zwei separate gegensinnig angeordnete hydraulisch wirkende Zentrierzylinder erreicht werden. Für den Luftfahrtbereich wurden Servo-Aktuatoren mit aktiver Mittenzentrierung vorgeschlagen, die die Position im Fehlerfall über ein spezielles Wegeventil einstellen, das eine mechanische Rückführung der Arbeitskolbenposition benötigt. Dieses System ist jedoch ebenfalls aufwendig und kostenintensiv.
In der DE 19 89 293 wird vorgeschlagen, auf die mit dem Arbeitskolben fest verbundene Kolbenstange einen Zentrierkolben verschieblich zu setzen, der zwischen zwei Endstellungen verschoben werden kann und gegenüber dem Arbeitskolben und gegenüber dem Zylinder durch Feder vorgespannt ist. Weiterhin beschreibt die EP 0350190 eine Druckzylindereinheit mit einem zweiten Kolben, der auf der Kolbenstange eines ersten Kolbens sitzt. Mittels eines dritten Kolbens und einer entsprechenden Druckmittelbeaufschlagung soll eine Zentrierung erfolgen. Ferner beschreibt die US 4,773,300 einen Druckmittelzylinder mit einem zweiten Kolben auf der Kolbenstangenseite des Arbeitskolbens, wobei ein größerer und ein kleinerer Kolben vorgesehen sein sollen, die in unterschiedlichen Druckzylinderabschnitten unterschiedlichen Durchmessers laufen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kolbenzylindereinheit sowie eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung mit einer solchen Kolbenzylindereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise soll eine einfache und sichere Rückstellung in die Neutralstellung bei Strom- und Druckmittelausfall erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kolbenzylindereinheit gemäß Patentanspruch 1 sowie eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung mit einer solchen Kolbenzylindereinheit gemäß Patentanspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Zentrierkolben auf der der Kolbenstange abgewandten Seite des Arbeitskolbens angeordnet ist und denselben Außendurchmesser wie der Arbeitskolben aufweist, so dass der Zentrierkolben und der Arbeitskolben auf derselben mantelflächenseitigen Innenwandung des Druckzylinders gleiten, und dass der Zentrierkolben auf einer Zentrierstange sitzt, die von einer der Kolbenstange gegenüberliegenden Stirnseite des Druckzylinders her in diesem angeordnet ist und einen die zweite Endstellung des Zentrierkolbens definierenden Anschlag aufweist, und eine sich zumindest in dem Arbeitskolben erstreckende Sacklochausnehmung vorgesehen ist, in die die Zentrierstange bei entsprechender Verschiebung des Arbeitskolbens einfährt. Die durch den Zentrierkolben in seiner zweiten Endstellung definierte Zentrierstellung des Arbeitskolbens ist an sich beliebig wählbar, insbesondere kann sie mittig zwischen den Endstellungen des Arbeitskolbens liegen. Im Zentriermodus kann der Zentrierkolben hydraulisch gegen einen Anschlag gefahren werden, so dass der Zentrierkolben einen entsprechend positionierten Anschlag für den Arbeitskolben bildet. Gleichzeitig wird der den Druckzylinder speisende Druckmittelkreis derart geschaltet, dass nur noch die Druckmittelkammer beaufschlagt wird, die den Arbeitskolben gegen den Zentrierkolben drückt. Insbesondere können im Zentriermodus die Zentrierkolbendruckkammer sowie die besagte Druckmittelkammer, die den Kolben gegen den Zentrierkolben drückt, parallel mit Druckmittel beaufschlagt werden, während eine entgegengesetzt wirkende Druckmittelkammer, die den Kolben vom Zentrierkolben wegdrücken würde, druckentlastet wird.
In Weiterbildung der Erfindung besitzt die Zentrierkolbendruckkammer eine größere Querschnittsfläche als die genannte Druckkammer, die den Arbeitskolben gegen den Zentrierkolben drückt. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei Beaufschlagung mit demselben Druck der Arbeitskolben in seiner Zentrierstellung gehalten wird. Insbe sondere wird verhindert, dass der Druck in der Druckkammer, die den Arbeitskolben gegen den Zentrierkolben drückt, gleichzeitig den Zentrierkolben verschiebt.
Dabei sitzt der Zentrierkolben auf einer Zentrierstange, die den die zweite Endstellung des Zentrierkolbens definierenden Anschlag aufweist. Die Zentrierstange kann dabei starr in den Druckzylinder hineinragen, wobei der Zentrierkolben gleitend auf der Zentrierstange angeordnet ist. Um durch eine solche starre Zentrierstange den Hubweg des Arbeitskolbens nicht zu behindern, kann der Arbeitskolben und eine damit verbundene Kolbenstange eine Sacklochausnehmung aufweisen, mit der der Arbeitskolben bei entsprechender Verschiebung über die Zentrierstange schiebbar ist. Hierdurch wird eine besonders Platz sparende, kurzbauende Ausführung der Kolbenzylindereinheit erreicht.
Nach einer alternativen Ausführung der Erfindung kann als Anschlag für den Zentrierkolben auch der Druckzylinder einen radialen Absatz besitzen, gegen den der Zentrierkolben in seine zweite Endstellung fahrbar ist. Um die Stellung des Arbeitskolbens im Zentriermodus an dem Zentrierkolben ausrichten zu können, besitzt der radiale Absatz des Druckzylinders eine Durchgangsausnehmung, so dass eine am Zentrierkolben oder am Arbeitskolben angebrachte Zentrierstange hindurchtreten kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist die druckmittelbetätigte Stellvorrichtung derart ausgebildet, dass sich die Kolbenzylindereinheit bei Stromausfall oder bei Druckabfall des speisenden Druckmittelkreises automatisch zentriert. Hierzu ist eine geeignete Steuerungsvorrichtung zur automatischen Umschaltung des Druckmittelkreises in den Zentriermodus bei Strom- und/oder Druckmittelausfall vorgesehen. Insbesondere aktiviert die Steuerungsvorrichtung automatisch die Verbindungsmittel zwischen der Zentrierkolbendruckkammer und der entgegengesetzt wirkenden Druckkammer des Arbeitskolbens sowie weiterhin die Druckentlastungsmittel, die die Druckmittelkammer, die den Arbeitskolben vom Zentrierkolben wegdrücken würde, entlastet.
Vorteilhafterweise kann die Kolbenzylindereinheit ohne teures Wegeventil und ohne aufwendige mechanische Rückführung der Arbeitskolbenposition zentriert werden. Die automatische Zentrierung kann mittels eines oder mehrerer Schaltventile, die als Steuergröße den Druck aus einem die Zentrierkolbendruckkammer speisenden Druckspeicher erhalten, und eines oder mehrerer federvorgespannter elektromagnetischer Schaltventile erreicht werden.
Um die Kolbenzylindereinheit auch bei völligem Druckausfall aller Systeme in der Zentrierstellung zu halten, kann die Zentrierkolbendruckkammer sowie die zumindest eine Druckmittelkammer des Arbeitskolbens vorzugsweise mittels Rückschlagventilen im Zentriermodus vom restlichen Druckkreis abgesperrt werden. Insbesondere ist der Druckmittelkreis der Stellvorrichtung derart ausgebildet, dass selbst bei totalem Druckabfall sich die Kolbenzylindereinheit nur in Richtung der zentrierten Position bewegen kann. Eine Bewegung weg von der Zentrierstellung ist nicht möglich, so dass, je nach Wirkung und Wirkrichtung der äußeren Kraft auf das System, in bestimmten Fällen auch bei totalem Systemausfall eine Zentrierung erreicht werden kann.
Um bei Druckausfall bzw. Stromausfall ein ruckartiges Zurückstellen in die Zentrierstellung zu vermeiden, kann die Zentriergeschwindigkeit in Weiterbildung der Erfindung gesteuert werden. Entsprechende Steuermittel zur Steuerung der Zentriergeschwindigkeit können Strömungssteuermittel, insbesondere Drosseln und/oder Durchflusssteuerventile in den Zufuhr- und/oder Abflussleitungen der Druckmittelkammern, die im Zentriermodus aktiv geschaltet sind, aufweisen. Hierdurch kann ein sanftes Rückstellen in die Zentrierstellung erreicht werden.
Die Kolbenzylindereinheit kann grundsätzlich als extern hydraulisch versorgbarer Aktuator ausgebildet sein, der über entsprechende Druckmittelanschlüsse an einen externen Druckmittelkreis mit Druckmittelquelle bzw. -speicher angeschlossen werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Kolbenzylindereinheit jedoch auch als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet sein, bei dem alle wesentlichen Bauteile, die notwendig sind, um elektrische Energie auf hydraulischem Wege in eine mechanische Bewegung umzusetzen, direkt im oder am Aktuator angebaut sind. So können an der als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildeten Kolbenzylindereinheit eine von einem Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe sowie ein mit der Hydraulikpumpe verbundener Druckmittelkreis mit Schalt- und Rückschlagventilen zur Beaufschlagung des Druckzylinders vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer hydraulischen Stellvorrichtung mit einer Kolbenzylindereinheit und einem diese speisenden Druckmittelkreis mit einer Zentriervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, wobei die Kolbenzylindereinheit in einer normalen Arbeitsstellung gezeigt ist, in der der Zentrierkolben der Zentriervorrichtung in seiner inaktiven Endstellung ist,
2: eine schematische Darstellung der hydraulischen Stellvorrichtung aus 1, wobei der Druckmittelkreis in den Zentriermodus geschaltet und die Kolbenzylindereinheit in die Zentrierstellung gefahren ist, und
3: eine schematische Längsschnittdarstellung einer Kolbenzylindereinheit mit Zentrierkolben nach einer alternativen Ausführung der Erfindung.
Die in den 1 und 2 gezeigte Kolbenzylindereinheit 1 umfasst einen Druckzylinder 2, in dem ein Arbeitskolben 3 längsverschiebbar aufgenommen ist. Der Arbeitskolben 3 ist mit einer Kolbenstange 4 verbunden, die durch einen stirnseitigen Boden 5 des Druckzylinders 2 hindurchtritt. Die erste Druckmittelkammer 6 erstreckt sich gemäß 1 rechts vom Arbeitskolben 3 um die Kolbenstange 4 herum und ist somit ringförmig ausgebildet. Eine zweite, entgegengesetzt wirkende Druckmittelkammer 7 liegt auf der linken Seite des Arbeitskolbens 3, so dass der Arbeitskolben 3 durch Beaufschlagung der Druckmittelkammern 6 und 7 in der gewünschten Weise hin- und hergefahren und damit die Kolbenstange 4 aus- und eingefahren werden kann.
In dem Druckzylinder 2 sitzt weiterhin ein Zentrierkolben 8 einer Zentriervorrichtung 9, mittels derer der Arbeitskolben 3 in eine an sich beliebige vorbestimmte Zentrierstellung gebracht werden kann. Der Zentrierkolben 8 hat denselben Außendurchmesser wie der Arbeitskolben 3 und gleitet entlang der mantelseitigen Innenwandung des Druckzylinders 2. Wie 1 zeigt, sitzt der Zentrierkolben 8 auf einer Zentrierstange 10, die sich von der der Kolbenstange 4 gegenüberliegenden stirnseitigen Bodenwandung 11 des Druckzylinders 2 koaxial zur Kolbenstange 4 in den Druckzylinder 2 hinein erstreckt. An der starr mit dem Druckzylinder 2 verbundenen Zentrierstange 10 ist in der gezeichneten Ausführungsform etwa mittig zur Länge des Druckzylinders 2 ein Absatz 12 vorgesehen, der für den Zentrierkolben 8 einen Endanschlag bildet. Der Zentrierkolben 8 kann somit von seiner ersten Endstellung, die 1 zeigt und in der der Zentrierkolben 8 den Arbeitskolben 3 nicht behindert, in seine zweite Endstellung, die 2 zeigt, gefahren werden, in der der Zentrierkolben 8 an dem Absatz 12 der Zentrierstange 10 ansteht. Die Lage des Anschlags bzw. Absatzes 12 könnte beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die Zentrierstange 10 insgesamt oder der Absatz 12 beispielsweise durch ein Schraubgewinde längsverstellt wird.
Der Zentrierkolben 8 wird einerseits von der vorgenannten zweiten Druckmittelkammer 7 beaufschlagt, die zwischen dem Zentrierkolben 8 und dem Arbeitskolben 3 liegt. Andererseits ist zur Verstellung des Zentrierkolbens 8 eine Zentrierkolbendruckkammer 13 vorgesehen, durch die der Zentrierkolben 8 in seine den Arbeitskolben 3 zentrierende zweite Endstellung anstehend am Absatz 12 gefahren werden kann.
Damit die Zentrierstange 10 nicht den Hubweg des Arbeitskolbens 3 behindert, ist in den Arbeitskolben 3 und die damit verbundene Kolbenstange 4 koaxial zu deren Längsachse eine sacklochartige Ausnehmung 14 eingebracht, die zu der Zentrierstange 10 hin offen ist.
In der gezeichneten Ausführung ist die Sacklochausnehmung 14 ausreichend groß bemessen, so dass zwischen der Zentrierstange 10 und der Sacklochausnehmung 14 ein Spalt verbleibt. Die Sachlockausnehmung 14 bildet somit einen Teil der zweiten Druckmittelkammer 7. Die Druckmittelzuführung erfolgt durch die Zentrierstange 10 hindurch, die mit dem Druckmittelanschluss 15 für die zweite Druckmittelkammer 7 verbunden ist. Weiterhin besitzt die Kolbenzylindereinheit 1 einen Druckmittelanschluss 16 für die erste Druckmittelkammer 6 sowie einen weiteren Druckmittelanschluss 17 für die Zentrierkolbendruckkammer 13.
Der die Kolbenzylindereinheit 1 speisende Druckmittelkreis 18 umfasst eine von einem Elektromotor 19 antreibbare Hydraulikpumpe 20, die über eine erste Druckleitung 21 Druckmittel über den Druckmittelanschluss 16 in die erste Druckmittel kammer 6 sowie über eine zweite Druckleitung 22 und den Druckmittelanschluss 15 in die zweite Druckmittelkammer 7 pumpen kann. Über Rückschlagventile 23 sowie ein Ausgleichsventil 24 kann dabei ein Druckausgleich erfolgen.
Die Zentrierkolbendruckkammer 13 wird in der gezeichneten Ausführungsform aus einem Hochdruckspeicher 25 gespeist, der im Normalbetrieb gemäß 1 jedoch von dem Druckmittelanschluss 17 der Zentrierkolbendruckkammer 13 abgetrennt ist. Über ein elektromagnetisches Schaltventil 26 wird der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 auf ein Schaltventil 27 gegeben, das bei entsprechendem Druck die Druckleitung 28, die von dem Hochdruckspeicher 25 zu der Zentrierkolbendruckkammer 13 führt, absperrt. Der Hochdruckspeicher 25 kann über ein elektromagnetisches Schaltventil 29 von der Hydraulikpumpe 20 her gespeist werden, wobei ein Rückschlagventil 30 im normalen Arbeitsbetrieb ein Rückströmen von Druckfluid aus dem Hochdruckspeicher 25 verhindert.
Bei Stromausfall schaltet der Druckmittelkreis 18 automatisch in einen Zentriermodus. Insbesondere wird bei Stromausfall das elektromagnetische Schaltventil 27 durch Federbeaufschlagung in seine Aus-Stellung geschaltet, in der der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 nicht mehr an dem Schaltventil 26 anliegt. Hierdurch schaltet das Schaltventil 26 die Druckleitung 28 durch, so dass Druckfluid aus dem Hochdruckspeicher 25 in die Zentrierkolbendruckkammer 13 gelangen kann. Weiterhin wird durch das Schalten des Schaltventils 27 durch Ausfall des Erregerstroms der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 weggenommen von einem Schaltventil 31, das in eine Verbindungsleitung 32 zwischen dem Druckmittelanschluss 16 der ersten Druckmittelkammer 6 sowie dem Druckmittelanschluss 17 der Zentrierkolbendruckkammer 13 geschaltet ist. Fällt der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 als Steuerdruck für das Schaltventil 31 weg, wird die genannte Verbindungsleitung 32 durchgeschaltet, so dass der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 über die Druckleitung 28 sowohl in der Zentrierkolbendruckkammer 13 als auch in der Druckmittelkammer 6, die den Arbeitskolben 3 in Richtung auf den Zentrierkolben 8 hin drückt, anliegt. Durch Abschalten der Steuerdruckleitung 33 durch das Schaltventil 27 werden gleichzeitig die Rückschlagventile 34 und 35 nicht länger freigeschaltet, so dass sie Druckfluid nicht mehr zurückströmen lassen, und zwar weder in die zur Hydraulikpumpe 20 führende Druckleitung 21 noch in den Druckspeicher 37.
Durch Freischalten der Druckleitung 28 über das Schaltventil 26 wird der Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 nicht nur in die Zentrierkolbendruckkammer 13 und die Druckmittelkammer 6 für den Arbeitskolben 3 geleitet, sondern auch als Steuerdruck an ein Druckentlastungsventil 36 gelegt, das ein Rückströmen von Druckfluid aus der Druckmittelkammer 7 in den Druckspeicher 37 erlaubt. Hierdurch wird die Druckmittelkammer 7 zwischen dem Arbeitskolben 3 und dem Zentrierkolben 8 entlastet.
Wie 2 zeigt, wird durch den Druck aus dem Hochdruckspeicher 25 der Zentrierkolben 8 in seine zweite Endstellung am Absatz 12 der Zentrierstange 10 gefahren. Gleichzeitig wird der Arbeitskolben 3 durch die Druckmittelkammer 6 gegen den Zentrierkolben 8 gedrückt. Da die wirksame Kolbenfläche des Zentrierkolbens 8 größer ist als die der Druckmittelkammer 6 zugewandte Kolbenfläche des Arbeitskolbens 3, ist sichergestellt, dass der Zentrierkolben 8 am Absatz 12 gehalten wird und die Kolbenstange 4 sowie der daran befestigte Arbeitskolben 3 die zentrierte Stellung einnimmt.
Die sich einstellende Zentriergeschwindigkeit wird mittels Drosseln bzw. Durchflussregelventilen 38 und 39 im Zufluss der Zentrierkolbendruckkammer 13 bzw. im Abfluss der Druckmittelkammer 7 gesteuert. Hierdurch wird ein ruckartiges Zentrieren vermieden.
Eine alternative Ausführung der Kolbenzylindereinheit 1 zeigt 3. Auch hier sitzt im Druckzylinder 2 der Arbeitskolben 3 längsverschiebbar, so dass zwei Druckmittelkammern 6 und 7 rechts und links vom Kolben vorgesehen sind. Auch der Zentrierkolben 8 sitzt unmittelbar in dem Druckzylinder 2 koaxial zu dem Arbeitskolben 3 bzw. der Kolbenstange 4. Der Zentrierkolben 8 sitzt jedoch nicht auf einer Zentrierstange. Als Anschlag dient ein radial nach innen vorspringender Ab satz 40 an dem Druckzylinder 2. Durch den Absatz 40 hindurch tritt eine mit dem Arbeitskolben 3 starr verbundene Kolbenstange 41, die als Zentrierstange dient.
Wird in der zuvor beschriebenen Weise der Zentrierkolben 8 in seine zweite Endstellung gefahren, die in diesem Fall vom Absatz 40 definiert wird, begrenzt der Zentrierkolben 8 über die Stange 41 den Hubweg des Arbeitskolbens 3. Auch hier wird der Druck gleichzeitig in die Zentrierkolbendruckkammer 13 und die Druckmittelkammer 6 gegeben, während die andere Druckmittelkammer 7 zwischen dem Zentrierkolben 8 und dem Arbeitskolben 3 druckentlastet wird, so dass der Arbeitskolben 3 mit der Stange 41 gegen den Zentrierkolben 8 fährt und entsprechend zentriert wird. Der Druckmittelkreis 18 kann dem in den 1 und 2 gezeigten Druckmittelkreis entsprechen.

Claims

Kolbenzylindereinheit mit einem Druckzylinder (2), einem in dem Druckzylinder (2) sitzenden längsverschiebbaren Arbeitskolben (3), der fest mit einer Kolbenstange (4) verbunden ist, die stirnseitig aus dem Druckzylinder (2) herausgeführt ist, Druckmittelkammern (6, 7) zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens (3) mit Druckmittel, sowie einer Zentriervorrichtung (9) zur Zentrierung des Arbeitskolbens (3) in einer gewünschten vorbestimmten Zentrierstellung, die einen Zentrierkolben (8) aufweist, der durch Einleiten von Druckmittel in eine Zentrierkolbendruckkammer (13) aus einer ersten Endstellung, in der die Hubbahn des Arbeitskolbens (3) freigegeben ist, in eine zweite Endstellung fahrbar ist, in der der Zentrierkolben (8) die Zentrierstellung des Arbeitskolbens (3) definiert, wobei die Zentrierkolbendruckkammer (13) mit der Druckmittelkammer (6), die den Arbeitskolben (3) zu dem Zentrierkolben (8) hintreibt, verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkolben auf der der Kolbenstange (4) abgewandten Seite des Arbeitskolbens (3) angeordnet ist und denselben Außendurchmesser wie der Arbeitskolben (3) aufweist, so daß der Zentrierkolben (8) und der Arbeitskolben (3) auf derselben mantelflächenseitigen Innenwandung des Druckzylinders (2) gleiten, und daß der Zentrierkolben (8) auf einer Zentrierstange (10) sitzt, die von einer der Kolbenstange (4) gegenüberliegenden Stirnseite des Druckzylinders (2) her in diesem angeordnet ist und einen die zweite Endstellung des Zentrierkolbens (8) definierenden Anschlag (12) aufweist, und eine sich zumindest in dem Arbeitskolben (3) erstreckende Sacklochausnehmung (14) vorgesehen ist, in die die Zentrierstange (10) bei entsprechender Verschiebung des Arbeitskolbens (3) einfährt.
Kolbenzylindereinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zentrierkolbendruckkammer (13) eine größere Querschnittsfläche aufweist als die genannte Druckmittelkammer (6) zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens (3) zu dem Zentrierkolben (8) hin.
Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwischen Zentrierkolben (8) und Arbeitskolben (3) angeordnete Druckmittelkammer (7) beim Zentrieren des Arbeitskolbens (3) druckentlastet ist.
Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Sacklochausnehmung durch den Arbeitskolben (3) hindurch bis in die Kolbenstange (4) hineinerstreckt.
Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckzylinder (2) einen radialen Absatz (40) aufweist, der eine die zweite Endstellung des Zentrierkolbens (8) definierenden Anschlag bildet, und eine Durchgangsausnehmung zur Aufnahme einer verschiebbaren, am Zentrierkolben (8) oder am Arbeitskolben (3) angebrachten Zentrierstange (41) aufweist.
Druckmittelbetätigte Stellvorrichtung mit einer Kolbenzylindereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Druckmittelkreis (18) vorgesehen ist, der Verbindungsmittel (32) zum Strömungsverbinden der Zentrierkolbendruckkammer (13) mit der Druckmittelkammer (6) zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens (3) zu dem Zentrierkolben (8) hin sowie Druckentlastungsmittel (36) zur gleichzeitigen Druckentlastung der entgegengesetzt wirkenden Druckmittelkammer (7), die den Arbeitskolben (3) vom Zentrierkolben (8) wegtreibt, aufweist.
Stellvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Druckmittelkreis (18) eine Druckquelle (25) aufweist, mit der die Zentrierkolbendruckkammer (13) sowie die Druckmittelkammer (6) zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens (3) zu dem Zentrierkolben (8) hin über ein Rückschlagventil (28) verbindbar sind.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Druckmittelkreis (18) einen Druckspeicher (25) zur Beaufschlagung der Zentrierkolbendruckkammer (13) und der damit verbindbaren Druckmittelkammer (6) des Arbeitskolbens (3) aufweist.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuerungsvorrichtung (26, 27, 31) zur automatischen Aktivierung der Verbindungsmittel (32) und der Druckentlastungsmittel (36) bei Druckabfall im Druckmittelkreis (18) vorgesehen ist.
Stellvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerungsvorrichtung (26, 27, 31) frei von einem Wegeventil und/oder frei von einer mechanischen Rückführung der Arbeitskolbenposition ausgebildet ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Steuerungsvorrichtung zumindest ein Schaltventil (26, 31), das als Steuergröße den Druck aus einem die Zentrierkolbendruckkammer (13) speisenden Druckspeicher (25) erhält und/oder ein federvorgespanntes elektromagnetisches Schaltventil (27) aufweist.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentrierkolbendruckkammer (13) sowie die zumindest eine Druckmittelkammer (6) des Arbeitskolbens (3) mittels Rückschlagventilen (34, 35) im Zentriermodus von einem Druckmitteltank (36) und/oder einer Hydraulikpumpe (20) absperrbar sind.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Strömungssteuermittel (38, 39) zur Steuerung der Zentriergeschwindigkeit vorgesehen sind.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolbenzylindereinheit (1) als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet ist, der eine von einem Elektromotor (19) antreibbare Hydraulikpumpe (20) sowie einen mit der Hydraulikpumpe (20) verbundenen Druckmittelkreis (18) zur Beaufschlagung des Druckzylinders (2) aufweist.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolbenzylindereinheit (1) als extern hydraulisch versorgbarer Aktuator ausgebildet ist.
Verwendung einer Kolbenzylindereinheit und/oder einer druckmittelbetätigten Stellvorrichtung jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Aufhängungsvorrichtung eines Landfahrzeugs, insbesondere eines Neigezugs.
Verwendung einer Kolbenzylindereinheit und/oder einer Stellvorrichtung jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Luftfahrzeug zur Erzeugung einer Stellbewegung an einem Luftfahrzeugbauteil.