WO2020260128A1 - Hydrauliksteuerblock und servohydraulische achse mit dem steuerblock - Google Patents

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WO2020260128A1
WO2020260128A1 PCT/EP2020/066946 EP2020066946W WO2020260128A1 WO 2020260128 A1 WO2020260128 A1 WO 2020260128A1 EP 2020066946 W EP2020066946 W EP 2020066946W WO 2020260128 A1 WO2020260128 A1 WO 2020260128A1
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hydraulic
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PCT/EP2020/066946
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Manuel Rumpel
Johannes Schwacke
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Robert Bosch Gmbh
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    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control block according to the preamble of
  • Claim 1 and a servohydraulic axis with the control block according to Claim 14.
  • a servohydraulic axis in particular a linear axis, combines the force development of hydraulic actuators, for example a hydraulic cylinder, especially in a closed circuit and with a low oil volume, with the dynamics, precision and flexible networking of an electrically controllable actuator, for example a servo motor. It can therefore be pressed, joined or closed with high axial force and at the same time positioned in the micrometer range. Generally it is a linear movement. Concepts in a semi-closed cycle are also possible.
  • a generic servohydraulic axis is shown in data sheet RE 08137 / 2018-02 from the applicant.
  • the compact axis has a servo actuator, a
  • Hydraulic cylinders Hydraulic cylinders, a hydraulic accumulator and control elements such as valves, as well as power electronics.
  • the invention is based on the object of creating a hydraulic control block for a servohydraulic axis which reduces the installation space requirement of the axis while maintaining or improving energy efficiency. Another object of the invention is to create a servo-hydraulic axis with the hydraulic control block.
  • the first object is achieved by a hydraulic control block with the features of claim 1, the second by a servohydraulic axle with the features of claim 14.
  • a hydraulic control block for a servo-hydraulic axis in particular for a linear axis, has at least hydraulic interfaces for the hydraulic connection of a hydraulic actuator, in particular a hydraulic cylinder, of the axis. It preferably also has mechanical interfaces for the mechanical connection of the actuator. Mechanical interfaces are preferably also provided for connecting an electrical, in particular a servo actuator.
  • a hydraulic machine in particular a first variant for supplying pressure medium to the hydraulic actuator, a hydraulic machine, or at least its engine components, can be accommodated at least in sections.
  • the hydraulic machine can also be flanged on or piped to form a block.
  • a (second) cavity is provided in which a filter element for filtering the pressure medium can be received or received at least in sections.
  • Servohydraulic axis with less space requirement. There is no need for a separate filter housing, as this is now formed by the control block. This arrangement also makes it possible to feed the filter near the hydraulic pump via an extremely short inlet and outlet. This lowers the pressure loss. In total, the installation space requirement of the axis is constant or improved
  • the cylinder can be piped, flanged or integrated.
  • the low pressure can be supplied by an additional unit (semi-closed circuit).
  • the control block preferably carries switching valves and, in addition, safety valves, so that different drive modes of the hydraulic actuator and / or the electric actuator can be switched and safeguarded.
  • the filter element is preferably a filter cartridge.
  • An opening in the second cavity is arranged in an easily accessible manner on an outer surface of the control block for quick replacement of the filter element.
  • An inlet and outlet of the second cavity are preferably each via an im
  • Control block formed channel with a suction and a pressure opening of the first cavity or a suction and pressure side of the hydraulic machine fluidically connected.
  • the filter can also be integrated in the LP circuit in front of the hydraulic machine.
  • the second cavity is outwardly from a closure element
  • the cavities are spaced apart in a direction of extent of the control block and are arranged with an overlap at least in sections in a direction transverse to this, whereby the control block is small in both directions.
  • an outer jacket surface section is formed by a predominantly constant offset to the second cavity or its inner jacket surface.
  • the control block is preferably cast, with at least one of the cavities being originally formed by means of a cast core.
  • the cavity can be drilled or milled in order to achieve its final dimensions.
  • the second cavity is designed in such a way that the filter, the
  • Filter element can be fed at different points, whereby in particular an inlet or flow path optimization is possible.
  • a pressure medium flow path in particular an inlet channel, is provided, in particular connecting the first cavity or the hydraulic machine to the second cavity.
  • This has an inlet opening in an inner lateral surface of the second cavity.
  • the inner jacket surface extends circumferentially around an insertion axis of the second cavity for the filter element.
  • a cylinder cavity is also possible.
  • the pressure medium flow path advantageously has a directional component that is tangential to the inner lateral surface at least at the inlet opening.
  • the inlet mouth can optionally be made flow-optimized with a cast core.
  • the inner surface of the second cavity has a depression which extends helically around the insertion axis of the second cavity. This impresses a cyclonic flow shape (a “swirl”) on the pressure medium, which leads to a deposition on a bottom of the second cavity that is independent of the filtering effect of the filter element.
  • the depression arises directly from an inlet opening of the second cavity, or it arises at a distance from it.
  • the depression extends circumferentially or at least once completely around the insertion axis.
  • a cross-sectional shape that is favorable in terms of flow technology is a flattened semicircular or elliptical cross-section of the depression.
  • a ratio of depth to width of the cross section of the depression is preferably between 1:10 and 1: 5, in particular approximately 1: 7.
  • the helix shape can be milled or implemented using an additional component.
  • a servohydraulic axle has a hydraulic control block which is designed in accordance with at least one aspect of the preceding description. It also has an at least hydraulically connected hydraulic actuator, a hydraulic machine for its pressure medium supply, which or its engine components is or are received in the first cavity, and a filter element for filtering the pressure medium which is received in the second cavity.
  • the servohydraulic axis requires less space. The otherwise necessary, separate filter housing is not required. This is now formed by the control block. This arrangement also means that the filter near the hydraulic pump is fed and relieved via an extremely short inlet and outlet. This lowers the pressure loss. All in all, the installation space requirement of the axis is reduced with the same or improved energy efficiency.
  • Figure 1 is a side view of a servo-hydraulic axis according to the invention according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a hydraulic control block according to the invention of the servohydraulic axis according to FIG. 1 in a partially transparent view from below,
  • FIG. 3 shows the hydraulic control block according to FIG. 2 in a partial perspective view
  • FIG. 4 shows the hydraulic control block according to FIGS. 2, 3 in a partially transparent view from above
  • FIG. 5 shows the area of a filter holder of the hydraulic control block according to FIGS.
  • FIG. 5 shows the filter holder according to FIG. 5 with an inserted filter element in one
  • a servohydraulic axis 1 has a hydraulic actuator 2 designed as a hydraulic or hydraulic cylinder, via which axial forces for pressing, joining, closing and / or positioning can be applied to a tool or workpiece, and also an electrical actuator 4, which acts as a servo motor designed and from a
  • Power electronics 6 is supplied, a hydraulic accumulator 8 for storing and recuperating hydrostatic energy of the hydraulic cylinder 2, as well as a hydraulic control block 10, which is arranged centrally and on which the named components 2, 4 and 8, as well as further valve control devices 12 for controlling the hydraulic cylinder 2 are arranged and / or attached and / or flanged and / or piped.
  • the compact design shown in Figure 1 is particularly space-saving, but can also be designed partially or completely in a broken-up arrangement. In this case, in particular the hydraulic components 2 and 8 (only 2 is also possible) are out of place from the control block 10 and connected with hydraulic piping or tubing.
  • a pressure medium of the hydraulic cylinder 2 used during operation flows in the closed hydraulic circuit, which essentially flows out of the control block 10, one in it
  • the servohydraulic axis 1 therefore also has a hydraulic filter with a filter element (not shown in FIG. 1) which, according to the invention, is integrated in the hydraulic control block 10, which is shown in more detail with reference to the following figures.
  • the low-pressure circuit can also be fed by an aggregate.
  • Figures 2 to 4 each show a view of the control block 10 according to Figure 1 from above, in perspective and from below.
  • the representation is selected to be partially transparent, the outer walls of the control block 10 allowing a view of its interior, and cavities, pressure medium channels and other recesses in the control block 10, however, being shown with non-transparent walls.
  • Figure 3 shows a as
  • the servo-hydraulic axis 1 looks more compact, as the filter is now housed “invisibly” in the control block 10.
  • This integration also shortens the inlet and outlet to and from the filter element, so that a length of pressure medium pipes or hoses to be installed can be reduced.
  • This reduction in pressure-elastic components improves the controllability of axis 1 and also reduces a length-dependent pressure loss along the flow paths concerned.
  • the hydraulic control block has a transversely to the longitudinal axis 16 of the hydraulic cylinder 2 according to Figure 1 extending longitudinal axis 18 through which a
  • the plane of symmetry at least as far as the lateral outer surface of the hydraulic control block 10 is concerned, extends.
  • the axis of extension 21 of the receptacle 14 is arranged in this plane of symmetry.
  • control block 10 On its longitudinal sides or lateral sides 20, 22 arranged symmetrically to the plane of symmetry, the control block 10 has raised connection surfaces 24 for the compact and space-saving connection of valves of the valve device 12 according to FIG. On its upper side 26, which is partially parallel to the lower side 28, there is a recess 30 for receiving the hydraulic pump (not shown), or at least from
  • This recess 30 or first cavity 30 has a high pressure connection 34 and a further high pressure connection 36 on its bottom 32 according to FIG.
  • Hydraulic cylinder 2 connected.
  • the outer lateral surface of the control block 10 according to FIG. 1 is connected.
  • the control block 10 is at least partially narrower than a remaining section of the control block on both sides of the extending second cavity 14, that is to say in the direction of the side surfaces 20, 22.
  • connection device is provided for an in particular hydraulic component.
  • control block 10 has a taper or incline 42, 44 on the upper side 26 and lower side 28 of an end section 40 arranged diametrically opposite the second cavity 14 or filter receptacle 14.
  • FIGS. 5 and 6 A flow course from an inlet A according to FIG. 1 to an outlet F is sketched in FIGS. 5 and 6. According to Figure 6, the one
  • a pressure medium flow path of the inlet pressure medium in particular the inlet channel opening there, has a directional component that is tangential to the inner lateral surface 38.
  • An inner lateral surface of the inlet opening 46 preferably merges tangentially into the inner lateral surface 38.
  • the inlet opening 46 is designed such that the pressure medium flow path in its area in a between a filter element 50 and the Inner circumferential surface 38 has formed annular space 48. This is how it is
  • the filter element 50 is mechanically protected as it is not directly exposed to a radial flow. This increases the durability of the filter element 50 and extends the maintenance interval. The lower stress can also be used to reduce the dimensions of the filter element 50, which in turn can save installation space.
  • a recess 52 which extends helically around the extension or insertion axis 21, adjoins the inlet opening 46 in the inner lateral surface 38. As can be seen from FIG. 6, this has a semi-ellipsoidal cross section which is strongly flattened in the exemplary embodiment, which is clearly visible in areas C and D. When looking at FIG. 5, the 3-dimensional, helical extension of this depression 52 becomes clear.
  • the pressure medium flows through the recess 52 - due to turbulence and non-ideal flow guidance also outside it - the annular space 48, passing through the cross section C, the cross section D and is deflected there in the radial direction onto the filter element 50. There it flows through the filter element 50 and enters its central drainage pipe 54. On the (preferably left) side of the drain there is an adapter that centers the element.
  • the pressure medium flows on to cross section F, which represents an outlet of the filter element 50 on the bottom. Due to the helical flow, the filter effect is superimposed on a cyclonic separation effect and the separation of impurities is further improved.
  • the passage area E extends over the entire filter element.
  • the helical shape causes a circulation around this element.
  • Control block accommodated filter or filter element or at least with a cavity provided for it.
  • a servohydraulic axis is also disclosed with it.

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Abstract

Offenbart ist ein hydraulischer Steuerblock für eine servohydraulische Achse, insbesondere Linearachse, zumindest mit hydraulischen Schnittstellen zur hydraulischen Anbindung eines hydraulischen Aktors der Achse, und mit einer ersten Kavität, in der zur Druckmittelversorgung des Aktors eine Hydromaschine oder zumindest Triebwerkskomponenten davon zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist oder sind. Zudem ist eine servohydraulische Achse damit offenbart.

Description

Hydrauliksteuerblock und
servohydraulische Achse mit dem Steuerblock
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Hydrauliksteuerblock gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1, sowie eine servohydraulische Achse mit dem Steuerblock gemäß Patentanspruch 14.
Eine servohydraulische Achse, insbesondere Linearachse, vereint die Kraftentwicklung hydraulischer Aktoren, beispielsweise eines Hydrozylinders, insbesondere in geschlossenem Kreis und bei geringem Ölvolumen, mit der Dynamik, Präzision und flexibler Vernetzbarkeit eines elektrisch ansteuerbaren Aktors, beispielsweise Servomotors. Es kann daher mit hoher Axialkraft gepresst, gefügt oder geschlossen werden und gleichzeitig im Mikrometerbereich positioniert werden. Generell handelt es sich um eine Linearbewegung. Konzepte im halb geschlossenen Kreislauf sind ebenfalls möglich.
Eine gattungsgemäße servohydraulische Achse zeigt das Datenblatt RD 08137 / 2018 - 02 der Anmelderin. Die kompakt aufgebaute Achse hat einen Servoaktor, einen
Hydraulikzylinder, einen Hydrospeicher und Steuerelemente wie beispielsweise Ventile, sowie eine Leistungselektronik.
Insbesondere im Falle kleiner verfügbarer Bauräume sind kompakte, bauraumoptimierte Lösungen wichtig. Neben aufgelösten Bauformen der Achse, in denen die genannten Komponenten durch Schläuche, Leitungen, Rohre an einen zentralen Hydrauliksteuerblock angebunden sind, sind daher Kompaktbauformen mit direkter mechanischer und
hydraulischer und elektrischer Anbindung an den Steuerblock möglich. Deren Verbesserung bezüglich Bauraumausnutzung und Energieeffizienz ist ein dauerhaftes Anliegen. Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrauliksteuerblock für eine servohydraulische Achse zu schaffen, der den Bauraumbedarf der Achse bei gleichbleibender oder verbesserter Energieeffizienz verringert. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine servohydraulische Achse mit dem Hydrauliksteuerblock zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch einen Hydrauliksteuerblock mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, die zweite durch eine servohydraulische Achse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Hydrauliksteuerblocks sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Ein hydraulischer Steuerblock für eine servohydraulische Achse, insbesondere für eine Linearachse, hat zumindest hydraulische Schnittstellen zur hydraulischen Anbindung eines hydraulischen Aktors, insbesondere Hydrozylinders, der Achse. Vorzugsweise hat er auch mechanische Schnittstellen zur mechanischen Anbindung des Aktors. Vorzugsweise sind auch mechanische Schnittstellen zur Anbindung eines elektrischen, insbesondere eines Servoaktors vorgesehen. In einer (ersten) Kavität des Steuerblocks ist gemäß einer ersten Variante zur Druckmittelversorgung des hydraulischen Aktors eine Hydromaschine, oder sind zumindest Triebwerkskomponenten davon, zumindest abschnittsweise aufnehmbar. Die Hydromaschine kann auch aufgeflanscht oder zum Block verrohrt sein. Erfindungsgemäß ist eine (zweite) Kavität vorgesehen, in der ein Filterelement zur Filterung des Druckmittels zumindest abschnittsweise aufnehmbar oder aufgenommen ist.
Da der Filter, bzw. das Filterelement nun nicht mehr außerhalb angeordnet ist, sondern im ohnehin vorhandenen, zentralen hydraulischen Bauteil des Steuerblocks, ist eine
servohydraulische Achse mit geringerem Bauraumbedarf ermöglicht. Es entfällt ein gesondertes Filtergehäuse, da dieses nun vom Steuerblock gebildet ist. Durch diese Anordnung ist es zudem möglich, den Filter nahe der Hydropumpe über einen äußerst kurzen Zulauf und Ablauf zu bespeisen, zu entlasten. Dies senkt den Druckverlust. In Summe ist der Bauraumbedarf der Achse bei gleichbleibender oder verbesserter
Energieeffizienz verringert. Der Zylinder kann verrohrt, angeflanscht oder integriert sein. Der Niederdruck kann durch ein zusätzliches Aggregat versorgt werden (halb-geschlossener Kreislauf).
Vorzugsweise trägt der Steuerblock Schaltventile und ergänzend Sicherheitsventile, sodass verschiedene Antriebsmodi des hydraulischen Aktors und/oder des elektrischen Aktors schaltbar und absicherbar sind.
Das Filterelement ist vorzugsweise eine Filterpatrone.
Eine Öffnung der zweiten Kavität ist zum schnellen Wechsel des Filterelements leicht zugänglich an einer Außenfläche des Steuerblocks angeordnet.
Vorzugsweise sind ein Zulauf und Ablauf der zweiten Kavität jeweils über einen im
Steuerblock ausgebildeten Kanal mit einer Saug- und einer Drucköffnung der ersten Kavität oder einer Saug- und Druckseite der Hydromaschine fluidisch verbunden.
Der Filter kann auch im ND- Kreis vor der Hydromaschine integriert sein.
Vorzugsweise ist die zweite Kavität nach außen von einem Verschlusselement,
insbesondere einer Verschlussschraube verschlossen.
In einer Weiterbildung sind die Kavitäten in einer Erstreckungsrichtung des Steuerblocks beabstandet und sind in einer Querrichtung dazu mit einer zumindest abschnittsweisen Überdeckung angeordnet, wodurch der Steuerblock in beiden Richtungen klein baut.
In einer bauraumsparenden Weiterbildung ist ein Außenmantelflächenabschnitt durch einen überwiegend konstanten Offset zur zweiten Kavität oder deren Innenmantelfläche gebildet.
Eine Weiterbildung ist die Realisierung der Kavitäten teilweise oder im Ganzen durch Gießen.
Der Steuerblock ist vorzugsweise gegossen, wobei wenigstens eine der Kavitäten mittels Gusskern urgeformt ist. Ergänzend kann die Kavität gebohrt oder gefräst sein, um ihr Endmaß zu erreichen. In einer Weiterbildung ist die zweite Kavität derart ausgebildet, dass der Filter, das
Filterelement, an unterschiedlichen Stellen bespeisbar ist, wodurch insbesondere eine Zulauf- oder Strömungspfadoptimierung ermöglich ist.
In einer Weiterbildung ist ein, insbesondere die erste Kavität oder die Hydromaschine mit der zweiten Kavität verbindender Druckmittelströmungspfad, insbesondere Zulaufkanal vorgesehen. Dieser hat eine Zulaufmündung in einer Innenmantelfläche der zweiten Kavität.
In einer Weiterbildung erstreckt sich die Innenmantelfläche umfänglich um eine Einsetzachse der zweiten Kavität für das Filterelement. Es ist auch eine Zylinderkavität möglich.
Vorteilhafter Weise hat der Druckmittelströmungspfad zumindest an der Zulaufmündung eine zur Innenmantelfläche tangentiale Richtungskomponente.
Die Zulaufmündung kann optional durch Gusskern noch strömungsoptimierter ausgeführt werden.
Um die Abscheidung zu verbessern, einen Druckverlust über das Filterelement zu verringern und dessen Standzeit zu erhöhen, weist in einer Weiterbildung die Innenmantelfläche der zweiten Kavität eine Vertiefung auf, die sich helixförmig um die Einsetzachse der zweiten Kavität erstreckt. Diese prägt dem Druckmittel eine zyklonale Strömungsform (einen„Drall“) auf, die (der) zu einer von der filtrierenden Wirkung des Filterelements unabhängigen Abscheidung an einem Boden der zweiten Kavität führt.
In einer Weiterbildung entspringt die Vertiefung einer Zulaufmündung der zweiten Kavität direkt, oder sie entspringt beabstandet dazu.
In einer Weiterbildung erstreckt sich die Vertiefung umfänglich oder wenigstens einmal vollumfänglich um die Einsetzachse.
Ein strömungstechnisch günstige Querschnittsform ist dabei ein abgeflachter halbkreis- oder ellipsenförmiger Querschnitt der Vertiefung.
Ein Verhältnis aus Tiefe zu Breite des Querschnitts der Vertiefung liegt vorzugsweise zwischen 1:10 und 1:5, insbesondere bei etwa 1:7. Die Helixform kann gefräst oder durch zusätzliches Bauteil realisiert werden.
In Varianten sind Einsetzachsen der ersten Kavität für die Hydromaschine oder
Triebwerkskomponenten und der zweiten Kavität für das Filterelement parallel, quer oder senkrecht zueinander.
Eine servohydraulische Achse hat einen hydraulischen Steuerblock, der gemäß wenigstens einem Aspekt der vorhergehenden Beschreibung ausgebildet ist. Zudem hat sie einen daran zumindest hydraulisch angebundenen hydraulischen Aktor, eine Hydromaschine zu dessen Druckmittelversorgung, die oder deren Triebwerkskomponenten in der ersten Kavität aufgenommen ist oder sind, und ein Filterelement zur Filterung des Druckmittels, das in der zweiten Kavität aufgenommen ist.
Da der Filter, bzw. das Filterelement nun nicht mehr außerhalb angeordnet ist, sondern im ohnehin vorhandenen, zentralen hydraulischen Bauteil des Steuerblocks, weist die servohydraulische Achse einen geringeren Bauraumbedarf auf. Es entfällt das ansonsten notwendige, gesonderte Filtergehäuse. Dieses nun vom Steuerblock gebildet. Durch diese Anordnung ist zudem der Filter nahe der Hydropumpe über einen äußerst kurzen Zulauf und Ablauf bespeist und entlastet. Dies senkt den Druckverlust. In Summe ist der Bauraumbedarf der Achse bei gleichbleibender oder verbesserter Energieeffizienz verringert.
Je ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrauliksteuerblocks und einer erfindungsgemäßen servohydraulischen Achse sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnung wird die Erfindung nun mehr erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen servohydraulischen Achse gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Hydrauliksteuerblock der servohydraulischen Achse gemäß Figur 1 in einer teiltransparenten Ansicht von unten,
Figur 3 den Hydrauliksteuerblock gemäß Figur 2 in einer teilperspektivischen Ansicht, Figur 4 den Hydrauliksteuerblock gemäß den Figuren 2, 3 in einer teiltransparenten Ansicht von oben,
Figur 5 den Bereich einer Filteraufnahme des Hydrauliksteuerblocks gemäß den
vorangegangenen Figuren in einer teiltransparenten Seitenansicht, und Figur 6 die Filteraufnahme gemäß Figur 5 mit eingesetztem Filterelement in einem
Längsschnitt.
Eine servohydraulische Achse 1 hat gemäß Figur 1 einen als Hydraulik- oder Hydrozylinder ausgestalteten hydraulischen Aktor 2, über den Axialkräfte zum Pressen, Fügen, Schließen und/oder Positionieren auf ein Werkzeug oder Werkstück aufbringbar sind, des Weiteren einen elektrischen Aktor 4, der als Servomotor ausgestaltet und von einer
Leistungselektronik 6 versorgt ist, einen Hydrospeicher 8 zur Speicherung und Rekuperation hydrostatischer Energie des Hydrozylinders 2, sowie einen Hydrauliksteuerblock 10, der zentral angeordnet ist, und an den die genannten Komponenten 2, 4 und 8, sowie weitere Ventilsteuereinrichtungen 12 zur Steuerung des Hydrozylinders 2 angeordnet und/oder befestigt und/oder angeflanscht und/oder verrohrt sind. Die in Figur 1 gezeigte kompakte Bauweise ist besonders bauraumsparend, kann jedoch auch teilweise oder vollständig in aufgelöster Anordnung ausgestaltet sein. In diesem Falle sind insbesondere die genannten hydraulischen Komponenten 2 und 8 (nur 2 ist auch möglich) vom Steuerblock 10 deplatziert und mit einer hydraulischen Verrohrung oder Verschlauchung angebunden.
Ein im Betrieb verwendetes Druckmittel des Hydrozylinders 2 strömt im geschlossenen hydraulischen Kreis, der im Wesentlichen aus dem Steuerblock 10, einer darin
aufgenommenen Hydropumpe (nicht dargestellt) und dem Hydrozylinder 2 gebildet ist. Dabei ist eine fortwährende Filterung des Druckmittels nötig. Die servohydraulische Achse 1 weist daher auch einen hydraulischen Filter mit einem Filterelement (in Fig. 1 nicht dargestellt) auf, das erfindungsgemäß in den Hydraulik- Steuerblock 10 integriert ist, was anhand der folgenden Figuren genauer dargestellt wird. Der Niederdruckkreislauf kann auch durch ein Aggregat bespeist werden.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils eine Ansicht des Steuerblocks 10 gemäß Figur 1 von oben, perspektivisch und von unten. Die Darstellung ist teiltransparent gewählt, wobei die Außenwandungen des Steuerblocks 10 die Einsicht in dessen Inneres gewähren, und Kavitäten, Druckmittelkanäle und sonstige Ausnehmungen im Steuerblock 10 hingegen mit intransparenter Wandung dargestellt sind. Insbesondere Figur 3 zeigt eine als
Filterelementaufnahme ausgebildete zweite Kavität 14, in die ein Filterelement einsetzbar ist. Durch eine im Steuerblock 10 integrierte Anordnung eines Filterelementes, bzw. eines Filters, sind eine direktere hydraulische Ansteuerung und Druckmittelbeaufschlagung des Filterelementes der servohydraulischen Achse 1 und gleichzeitig deren noch kompakterer Aufbau ermöglicht. Dies führt zu einem geringeren Bauraumbedarf und zu einer
kompakteren Anmutung der servohydraulischen Achse 1, da der Filter nun„unsichtbar“ im Steuerblock 10 untergebracht ist.
Durch diese Integration ist zudem eine Verkürzung von Zulauf und Ablauf zum und vom Filterelement gegeben, sodass eine Länge zu verbauender Druckmittelrohre oder -Schläuche reduziert werden kann. Diese Verringerung druckelastischer Komponenten verbessert die Steuerbarkeit der Achse 1 und verringert zudem einen längenabhängigen Druckverlust entlang der betreffenden Strömungspfade.
Gemäß Figur 2 hat der Hydraulik- Steuerblock eine sich quer zur Längsachse 16 des Hydrozylinders 2 gemäß Figur 1 erstreckende Längsachse 18, durch die sich eine
Symmetrieebene, zumindest was die seitliche Außenmantelfläche des Hydraulik- Steuerblocks 10 betrifft, erstreckt. Die Erstreckungsachse 21 der Aufnahme 14 ist in dieser Symmetrieebene angeordnet.
An seinen symmetrisch zur Symmetrieebene angeordneten Längsseiten oder lateralen Seiten 20, 22 weist der Steuerblock 10 erhabene Anschlussflächen 24 zur kompakten und platzsparenden Anbindung von Ventilen der Ventileinrichtung 12 gemäß Figur 1 auf. An seiner Oberseite 26, die abschnittsweise parallel zur Unterseite 28 ist, ist eine Ausnehmung 30 zur Aufnahme der Hydropumpe (nicht dargestellt), oder zumindest von
Triebwerkkomponenten der Hydropumpe, vorgesehen.
Diese Ausnehmung 30 oder erste Kavität 30 weist an ihrem Boden 32 gemäß Figur 4 einen Hochdruckanschluss 34 und einen weiteren Hochdruckanschluss 36 auf, da im
geschlossenen Kreislauf ein Druckaufbau in beide Pumpendrehrichtungen möglich ist. Die Hochdruckanschlüsse 34, 36 sind über nicht weiter beschriebene, im Steuerblock 10 ausgebildete Druckmittelkanäle mit Anschlüssen zur Druckmittelversorgung des
Hydrozylinders 2 verbunden. Für eine noch größere Bauraumersparnis ist die Außenmantelfläche des Steuerblocks 10 gemäß Figur 3 an der Unterseite 28, in einem Bereich der zweiten Kavität 14, nicht parallel zur Oberseite 26, sondern weist lediglich zu einer Innenmantelfläche 38 der zweiten Kavität 14 einen Offset d auf.
Der Steuerblock 10 ist beidseitig der sich erstreckenden zweiten Kavität 14, das heißt in Richtung der Seitenflächen 20, 22, zumindest abschnittsweise schmaler ausgebildet als ein Restabschnitt des Steuerblocks.
An wenigstens einem Übergang des schmaleren Abschnitts zum Restabschnitt,
insbesondere an einer dort ausgebildeten Schulter des SteuerblockslO, ist wenigstens eine Anschlusseinrichtung, für eine insbesondere hydraulische Komponente vorgesehen.
Mit dem gleichen Ziel der Bauraumersparnis weist der Steuerblock 10 an der Oberseite 26 und Unterseite 28 eines der zweiten Kavität 14 oder Filteraufnahme 14 diametral gegenüber angeordneten Endabschnitts 40, eine Verjüngung oder Abdachung 42, 44 auf.
Gleiches gilt für die Unterseite 28 in lateraler Längserstreckung an einem Mittelabschnitt des Steuerblocks 10, wie in Figur 3 dargestellt. Auch hier sind Abdachungen am Hydraulik- Steuerblock 10 vorgesehen.
Mit Bezug zu Figur 5 wird nun die zweite Kavität 14 und ein Strömungsverlauf des zu filternden Druckmittels beschrieben. Ein Strömungsverlauf von einem Zulauf A gemäß bis hin zu einem Ablauf F ist in den Figuren 5 und 6 skizziert. Gemäß Figur 6, die einen
Längsschnitt in der genannten Symmetrieebene des Steuerblocks 10, und damit auch durch die Erstreckungsachse 21 der zweiten Kavität 14, zeigt, ist eine Zulaufmündung 46 des Zulaufs A in einem seitlichen Bodenbereich B der zweiten Kavität 14 angeordnet. An der Zulaufmündung 46 weist ein Druckmittelströmungspfad des zulaufenden Druckmittels, insbesondere der dort einmündende Zulaufkanal, eine zur Innenmantelfläche 38 tangentiale Richtungskomponente auf. Vorzugsweise geht eine Innenmantelfläche der Zulaufmündung 46 tangential in die Innenmantelfläche 38 über.
Vorzugsweise ist die Zulaufmündung 46 derart ausgestaltet, dass in ihrem Bereich der Druckmittelströmungspfad in einen zwischen einem Filterelement 50 und der Innenmantelfläche 38 ausgebildeten Ringraum 48 weist. Auf diese Weise ist das
Filterelement 50 mechanisch geschont, da nicht direkt mit einer radialen Strömung beaufschlagt. Dadurch ist eine erhöhte Haltbarkeit des Filterelements 50 gegeben und ein Wartungsintervall verlängert. Die geringere Beanspruchung kann auch zu einer geringeren Dimensionierung des Filterelements 50 genutzt werden, wodurch wiederum Bauraum eingespart werden kann.
An die Zulaufmündung 46 schließt in der Innenmantelfläche 38 eine sich helixförmig um die Erstreckungs- oder Einsetzachse 21 erstreckende Vertiefungsausnehmung 52 an. Diese weist, wie aus Figur 6 ersichtlich, einen im Ausführungsbeispiel stark abgeflachten halbellipsoiden Querschnitt auf, was im Bereich C und D gut sichtbar ist. Bei Betrachtung von Figur 5 wird die 3-dimensionale, helixförmige Erstreckung dieser Vertiefung 52 deutlich.
Ab dem Mündungsbereich B durchströmt das Druckmittel entlang der Vertiefung 52 - aufgrund von Turbulenzen und nichtidealer Strömungsführung auch außerhalb davon - den Ringraum 48, passiert dabei den Querschnitt C, den Querschnitt D und wird dort in radiale Richtung auf das Filterelement 50 umgelenkt. Dort durchströmt es das Filterelement 50 und tritt in dessen zentrales Ablaufrohr 54 ein. Auf der (vorzugsweise linken) Seite zum Ablass befindet sich ein Adapter, der das Element zentriert. Das Druckmittel strömt weiter bis zum Querschnitt F, welcher einen bodenseitigen Austritt des Filterelements 50 repräsentiert. Durch die helixförmige Strömung wird dem Filtereffekt ein zyklonaler Abscheideeffekt überlagert und die Abscheidung von Verunreinigungen ist weiter verbessert.
Der Durchtrittbereich E erstreckt sich über das ganze Filterelement. Die Helixform bewirkt eine Zirkulation um dieses Element.
Offenbart ist ein hydraulischer Steuerblock für eine servohydraulische Achse, mit im
Steuerblock aufgenommenem Filter oder Filterelement oder zumindest mit einer dafür vorgesehenen Kavität.
Offenbart ist zudem eine servohydraulische Achse damit.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulischer Steuerblock für eine servohydraulische Achse (1), insbesondere
Linearachse, zumindest mit hydraulischen Schnittstellen zur hydraulischen
Anbindung eines hydraulischen Aktors (2) der Achse (1), und mit einer Kavität (30), in der zur Druckmittelversorgung des Aktors (2) eine Hydromaschine oder zumindest Triebwerkskomponenten davon zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist oder sind, oder wobei die Hydromaschine angeflanscht oder verrohrt ist, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise zweite Kavität (14), in der ein
Filterelement (50) zur Filterung des Druckmittels zumindest abschnittsweise aufnehmbar oder aufgenommen ist.
2. Steuerblock nach Anspruch 1, wobei die Kavitäten (14, 30) in einer
Erstreckungsrichtung des Steuerblocks (10) beabstandet und in einer Querrichtung (18) dazu mit einer zumindest abschnittsweisen Überdeckung angeordnet sind.
3. Steuerblock nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Außenmantelflächenabschnitt mit einem, insbesondere überwiegend konstanten, Offset (d) zur vorzugsweise zweiten Kavität (14).
4. Steuerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der gegossen ist, wobei wenigstens eine der Kavitäten (14, 30) mittels Gusskern urgeformt und/oder gebohrt ist.
5. Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem mit der
Hydromaschine verbindbaren oder verbundenen Druckmittelströmungspfad, insbesondere Zulaufkanal (A), mit einer Zulaufmündung (46) in einer
Innenmantelfläche (38) der vorzugsweise zweiten Kavität (14).
6. Steuerblock nach Anspruch 5, wobei sich die Innenmantelfläche (38) umfänglich um eine Einsetzachse (21) der vorzugsweise zweiten Kavität (14) für das Filterelement (50) erstreckt.
7. Steuerblock nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Druckmittelströmungspfad zumindest an der Zulaufmündung (46) eine zur Innenmantelfläche (38) tangentiale
Richtungskomponente hat.
8. Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine
Innenmantelfläche (38) der vorzugsweise zweiten Kavität (14) eine Vertiefung (52) aufweist, die sich helixförmig um eine Einsetzachse (21) der vorzugsweise zweiten Kavität (14) erstreckt.
9. Steuerblock nach Anspruch 8, wobei die Vertiefung (52) aus einer Zulaufmündung
(46) entspringt oder beabstandet zu dieser (46) beginnt.
10. Steuerblock nach Anspruch 8 oder 9, wobei sich die Vertiefung (52) umfänglich oder wenigstens einmal vollumfänglich um die Einsetzachse (21) erstreckt.
11. Steuerblock nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Vertiefung (52) einen abgeflachten halbkreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt (C, D) hat.
12. Steuerblock nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Vertiefung (52) ein
Verhältnis aus Tiefe zu Breite zwischen 1:10 und 1:5, insbesondere 1:7 hat.
13. Steuerblock zumindest nach Anspruch 6, wobei eine Einsetzachse der ersten Kavität
(30) für die Hydromaschine oder die Triebwerkskomponenten parallel oder hintereinander oder in Reihe oder quer oder senkrecht zur Einsetzachse (21) der zweiten Kavität (14) für das Filterelement (50) ist.
14. Servohydraulische Achse mit einem hydraulischen Steuerblock (10), der gemäß
einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, und mit einem daran zumindest hydraulisch angebundenen hydraulischen Aktor (2), einer
Hydromaschine zu dessen Druckmittelversorgung und einem Filterelement (50) zur Filterung des Druckmittels, das in der vorzugsweise zweiten Kavität (14) aufgenommen ist.
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