DE102014212129A1

DE102014212129A1 - Hydraulic arrangement

Info

Publication number: DE102014212129A1
Application number: DE102014212129.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Oppelt; Udo Fröhlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105221490A; CN105221490B

Abstract

Offenbart ist eine hydrostatische Pitchverstellung einer Windturbine mit einer Pumpe, die über eine geschlossen Kreis einen Gleichgangzylinder versorgt, um dessen herausragende Kolbenstange ein Gasraum gebildet ist. Dieser dient als Ergänzungsgasraum für eine Gaskammer eines Speichers, der zur Speicherung von Ausgleichsmengen eines geschlossenen Kreises vorgesehen ist.Disclosed is a hydrostatic pitch adjustment of a wind turbine with a pump which supplies via a closed circuit a synchronous cylinder to the outstanding piston rod, a gas space is formed. This serves as a supplementary gas space for a gas chamber of a memory, which is provided for storing balancing quantities of a closed circuit.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung mit einem Gleichgangzylinder und mit einem Speicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a hydraulic arrangement with a synchronous cylinder and with a memory according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Gleichgangzylinder bekannt, deren Kolben in zwei Richtungen verfahren werden können. Dazu trennt der Kolben zwei bezüglich ihres Durchmessers gleichgroße Kammer voneinander und bildet mit jeder dieser Kammern eine gleichgroße Druckfläche. Im Innern dieser beiden Druckflächen ist jeweils eine Kobenstange an den Kolben angesetzt, die aus einer jeweiligen Stirnseite des Gleichgangzylinders herausragt. Die beiden Kolbenstangen haben gleiche Druchmesser. Gleichgangzylinder are known from the prior art, the piston can be moved in two directions. For this purpose, the piston separates two with respect to their diameter equal chamber from each other and forms with each of these chambers an equal pressure surface. In the interior of these two pressure surfaces in each case a Kobenstange is attached to the piston, which protrudes from a respective end face of the Gleichgangzylinders. The two piston rods have the same diameter.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik hydraulische Anordnungen bekannt, bei denen zum Ausgleich von Druckmittelmengen ein Speicher angeschlossen ist, der einen mit der Anordnung verbindbaren oder verbundenen Speicheraum und einen als Feder wirkenden Gasraum hat. Wenn der Speicherraum z.B. zur Zwischenpufferung von Druckmittel befüllt wird, wird der Gasraum verkleinert und das darin aufgenommene Gas wird komprimiert. Furthermore, hydraulic arrangements are known from the prior art, in which a memory is connected to compensate for pressure medium quantities, which has a connectable to the arrangement or connected storage space and acting as a spring gas space. If the memory space is e.g. is filled for intermediate buffering of pressure medium, the gas space is reduced and the gas absorbed therein is compressed.

Nachteilig an Anordnungen mit Gleichgangzylinder und mit Speicher ist der Bauraumbedarf, der sich durch den Gasraum des Speichers und durch die aus dem Gleichgangzylinder herausragende Kolbenstangen ergibt, an die kein weiteres Bauteil gekoppelt ist. A disadvantage of arrangements with synchronous cylinder and memory is the space required, resulting from the gas space of the memory and by the protruding from the Gleichgangzylinder piston rods to which no other component is coupled.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Anordnung mit einem Gleichgangzylinder und mit einem Speicher zu schaffen, deren Bauraumbedarf verringert ist. In contrast, the invention is based on the object to provide a hydraulic arrangement with a synchronous cylinder and a memory, the space requirement is reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by an arrangement having the features of patent claim 1.

Die beanspruchte hydraulische Anordnung hat einen Speicher zur Aufnahme Ausgleichsmengen, der einen Gasraum aufweist, und einen Gleichgangzylinder, aus dem eine erste und eine zweite Kolbenstange herausragen. Erfindungsgemäß ist an der Seite des Gleichgangzylinders aus der die ersten Kolbenstange herausragt, ein gasdichter mit dem Gasraum des Speichers verbundener Ergänzungsgasraum angeordnet, in den die erste Kolbenstange hineinragt. Damit ist der Speicher bei gleichem Fassungsvermögen verkleinert, da ein Teil des Gasraums an den Bereich der ersten Stirnseite des Gleichgangzylinders ausgelagert ist. Weiterhin ist die erste Kolbenstange durch die Ummantelung mit Gas und/oder mit der Außenwandung des Ergänzungsgasraums gegen Korrosion geschützt. Der Gleichgangszylinder hat verringerte Fertigungskosten. Weiterhin wird durch die Vergrößerung des Gasvolumens die Lebensdauer eines Wellendichtrings erhöht. The claimed hydraulic arrangement has a reservoir for receiving compensation quantities, which has a gas space, and a synchronous cylinder, from which protrude a first and a second piston rod. According to the invention, a gas-tight supplementary gas space connected to the gas space of the store is arranged on the side of the synchronous cylinder from which the first piston rod projects, in which the first piston rod protrudes. Thus, the memory is reduced in size with the same capacity, since a part of the gas space is outsourced to the region of the first end face of the Gleichgangzylinders. Furthermore, the first piston rod is protected by the casing with gas and / or with the outer wall of the supplementary gas space against corrosion. The synchronous cylinder has reduced manufacturing costs. Furthermore, the life of a shaft seal is increased by increasing the gas volume.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Vorzugsweise ist der Speicher ein Niederdruckspeicher zur Aufnahme Ausgleichsmengen. Preferably, the memory is a low-pressure accumulator for receiving compensation amounts.

Optisch und fertigungstechnisch optimal ist es, wenn der Gleichgangzylinder und der Ergänzungsgasraum ein gemeinsames kreiszylindrisches Gehäuse mit einer gemeinsamen kreiszylindrischen Außenwandung haben. Optically and in terms of manufacturing technology, it is optimal if the synchronous cylinder and the supplementary gas space have a common circular-cylindrical housing with a common circular-cylindrical outer wall.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Gleichgangzylinder und dem Ergänzungsgasraum eine Trennwand angeordnet, wobei bei einer Anlageposition eines Kolbens an der Trennwand ein aus der Trennwand herausragender Abschnitt der ersten Kolbenstange etwa eine Länge des Ergänzungsgasraums hat. Dann ist der Bauraum optimal ausgenutzt. In der Trennwand befestigte Kolbenstangendichtungen sind erfindungsgemäß entlastet, da sie die erste Kammer nicht gegen Atmosphärendruck sondern gegen des Druck der Gasraums und des Ergänzungsgasraums andichten müssen. In a preferred embodiment, a partition wall is arranged between the synchronous cylinder and the supplementary gas space, wherein at an abutment position of a piston on the partition, a protruding from the partition portion of the first piston rod has approximately a length of the supplementary gas space. Then the space is optimally utilized. Piston rod seals fastened in the partition are relieved according to the invention since they do not have to seal the first chamber against atmospheric pressure but against the pressure of the gas space and the supplementary gas space.

Bei einer bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung hat diese einen geschlossenen Kreis, über den die beiden Arbeitsanschlüsse des Gleichgangzylinders bidirektional versorgbar sind. In a preferred application of the arrangement according to the invention, this has a closed circuit, via which the two working ports of the synchronous cylinder are bidirectionally supplied.

Dazu dient eine Pumpe, von der die beiden Arbeitsanschlüsse des Gleichgangzylinders versorgbar sind. This is done by a pump from which the two working connections of the Gleichgangzylinders can be supplied.

Dann kann parallel zur Pumpe eine Parallelleitung angeordnet sein, die über einen jeweiligen Parallelleitungsanschluss beidseitig der Pumpe mit dem geschlossenen Kreis verbunden ist. Der Speicher ist über einen Speicheranschluss mit der Parallelleitung verbunden. Then, a parallel line can be arranged parallel to the pump, which is connected via a respective parallel line connection on both sides of the pump with the closed circuit. The memory is connected to the parallel line via a memory connection.

Vorzugsweise ist zwischen jedem Parallelleitungsanschluss und dem Speicheranschluss ein Rückschlagventil vorgesehen ist, dessen jeweilige Öffnungsrichtung vom Speicher zum geschlossenen Kreis gerichtet ist. Preferably, a check valve is provided between each parallel line connection and the storage port, whose respective opening direction is directed from the memory to the closed circuit.

Wenn die Pumpe über eine Leckageleitung mit der Parallelleitung verbunden ist, kann der Speicher auch zur Aufnahme von Leckage der Pumpe dienen. If the pump is connected to the parallel line via a leakage line, the reservoir can also be used to absorb pump leakage.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist der Speicher ein Kolbenspeicher. Bei einer bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung ist diese eine hydraulische Pitchverstellung in der räumlich beengten Nabe eines Windrades bzw. einer Windturbine einer Windenergieanlage. In a preferred embodiment, the memory is a piston accumulator. In a preferred application of the hydraulic arrangement according to the invention, this is a hydraulic pitch adjustment in the cramped hub of a wind turbine or a wind turbine of a wind energy plant.

Im Folgenden wird mit einer Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben. In the following, an embodiment of the invention will be described in detail with a figure.

Die Figur zeigt ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung, die zur Pitchverstellung von Rotorblättern einer Windturbine in deren Nabe (nicht gezeigt) angeordnet ist. The figure shows a circuit diagram of the embodiment of the hydraulic arrangement according to the invention, which is arranged for the pitch adjustment of rotor blades of a wind turbine in the hub (not shown).

Die Anordnung hat einen geschlossenen hydraulischen Kreis 1, über dessen Arbeitsleitungen 2a, 2b die beiden Arbeitsanschlüsse 4a, 4b eines Gleichgangzylinders 6 versorgt werden. Jeder Arbeitsanschluss 4a, 4b ist mit einer ringförmigen Kammer 8a, 8b verbunden, die über einen Kolben 10 voneinander getrennt sind. Genauer gesagt begrenzt der Kolben 10 jede Kammer 8a, 8b über eine ringförmige Druckfläche 12a, 12b, die gegeneinander gerichtet sind. An dem Kolben 10 sind zwei Kolbenstangen 14a, 14b befestigt, die sich vom Kolben 10 weg in entgegen gesetzte Richtung erstrecken. Dabei ist an der zweiten Kolbenstange 14b ein zu verstellendes (nicht gezeigtes) Bauteil der Pitchverstellung der Windturbine gekoppelt, während sich die erste Kolbenstange 14a durch eine (nicht gezeigte) Dichtung einer Trennwand 16 hindurch in einen Ergänzungsgasraum 18 erstreckt. Das (nicht gezeigte) Bauteil wird über die zweite Kolbenstange 14b und den Kolben 10 dadurch translatorisch verstellt, das eine Pumpe den Gleichgangzylinder 6 über eine der beiden Arbeitsleitungen 2a, 2b mit Druckmittel versorgt. Dazu kann die Pumpe 20 als Konstantpumpe ausgebildet sein, deren Antriebswelle über einen Drehzahlvariablen Motor M angetrieben wird. The arrangement has a closed hydraulic circuit 1 , about whose working lines 2a . 2 B the two working connections 4a . 4b a synchronous cylinder 6 be supplied. Every work connection 4a . 4b is with an annular chamber 8a . 8b connected via a piston 10 are separated from each other. Specifically, the piston limits 10 every chamber 8a . 8b via an annular pressure surface 12a . 12b , which are directed against each other. On the piston 10 are two piston rods 14a . 14b attached, extending from the piston 10 extend away in the opposite direction. It is on the second piston rod 14b coupled to an adjusting (not shown) component of the pitch adjustment of the wind turbine, while the first piston rod 14a by a seal (not shown) of a partition wall 16 through into a supplementary gas space 18 extends. The component (not shown) is via the second piston rod 14b and the piston 10 translationally adjusted, the one pump the Gleichgangzylinder 6 over one of the two working lines 2a . 2 B supplied with pressure medium. This can be done by the pump 20 be designed as a fixed displacement pump whose drive shaft is driven by a variable speed motor M.

Beidseitig der Pumpe 20 ist über einen jeweiligen Parallelleitungsanschluss 22a, 22b eine Parallelleitung 24 angeschlossen und somit parallel zur Pumpe 20 geschaltet. An die Parallelleitung 24 ist über einen Speicheranschluss 26 ein als Niederdruck-Kolbenspeicher ausgebildeter Speicher 28 angeschlossen. Genauer gesagt ist ein Speicherraum 30 des Speichers 28 mit dem Speicheranschluss 26 verbunden, der über einen Kolben 32 von einem Gasraum 34 des Speichers 28 getrennt ist. In der aus dem Stand der Technik bekannten Weise wird bei einer Befüllung des Speicherraums 30 der Kolben 32 in Richtung zum Gasraum 34 verschoben, wodurch das darin aufgenommene Gas komprimiert wird. Both sides of the pump 20 is via a respective parallel line connection 22a . 22b a parallel line 24 connected and thus parallel to the pump 20 connected. To the parallel line 24 is via a storage port 26 a trained as a low-pressure piston accumulator memory 28 connected. More specifically, a memory space 30 of the memory 28 with the storage port 26 connected, via a piston 32 from a gas room 34 of the memory 28 is disconnected. In the manner known from the prior art is at a filling of the storage space 30 The piston 32 towards the gas room 34 shifted, whereby the gas absorbed therein is compressed.

Erfindungsgemäß ist der Gasraum 34 über eine Verbindungsleitung 36 mit dem am Gleichgangzylinder 6 gebildeten Ergänzungsgasraum 18 verbunden. Insbesondere wenn die Verbindungsleitung 36 in der Nähe einer gasraumseitigen Stirnseite 38 in den Gasraum 34 des Speichers 28 in den Gasraum 34 mündet, ist das maximale Volumen des Speicherraums 30 und damit die Kapazität des Speichers 28 gegenüber einem herkömmlichen Speicher vergrößert. According to the invention, the gas space 34 over a connecting line 36 with the on the Gleichgangzylinder 6 supplemental gas space formed 18 connected. Especially if the connection line 36 near a gas-chamber-side end face 38 in the gas space 34 of the memory 28 in the gas space 34 is the maximum volume of storage space 30 and thus the capacity of the memory 28 increased compared to a conventional memory.

Eine Leckageleitung 40 der Pumpe 20 mündet in die Parallelleitung 24, so dass auch eventuelle Leckage der Pumpe 20 im Speicher 28 aufgenommen werden kann. A leakage line 40 the pump 20 flows into the parallel line 24 , so that also possible leakage of the pump 20 In the storage room 28 can be included.

Zwischen dem Speicheranschluss 26 und den beiden Parallelleitungsanschlüssen 22a, 22b ist jeweils ein Rückschlagventil 42a, 42b angeordnet, dessen jeweilige Öffnungsrichtung vom Speicheranschluss 26 und damit vom Speicher 28 zum Parallelleitungsanschluss 22a, 22b und damit zum geschlossenen Kreis 1 gerichtet ist. Between the storage port 26 and the two parallel line terminals 22a . 22b is each a check valve 42a . 42b arranged, whose respective opening direction from the storage port 26 and from the memory 28 for parallel line connection 22a . 22b and thus to the closed circle 1 is directed.

Der Gleichgangzylinder 6 und der Ergänzungsgasraum 18 haben einen gemeinsamen durchgehenden kreiszylindrischen Mantel. Die innere Länge des Ergänzungsgasraums 18 ist etwas größer, als die Länge des herausragende Abschnitts der ersten Kolbenstange 14a, wenn der Kolben 10 an der Trennwand 16 anliegt. The synchronous cylinder 6 and the supplementary gas room 18 have a common continuous circular cylindrical jacket. The inner length of the supplementary gas space 18 is slightly larger than the length of the protruding portion of the first piston rod 14a when the piston 10 on the partition 16 is applied.

Offenbart ist eine hydrostatische Pitchverstellung einer Windturbine mit einer Pumpe, die über eine geschlossen Kreis einen Gleichgangzylinder versorgt, um dessen herausragende Kolbenstange ein Gasraum gebildet ist. Dieser dient als Ergänzungsgasraum für eine Gaskammer eines Speichers, der zur Speicherung von Ausgleichsmengen eines geschlossenen Kreises vorgesehen ist. Disclosed is a hydrostatic pitch adjustment of a wind turbine with a pump which supplies via a closed circuit a synchronous cylinder to the outstanding piston rod, a gas space is formed. This serves as a supplementary gas space for a gas chamber of a memory, which is provided for storing balancing quantities of a closed circuit.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: geschlossener Kreis closed circle
2a 2a: erste Arbeitsleitung first line of work
2b 2 B: zweite Arbeitsleitung second working line
4a 4a: erster Arbeitsanschluss first work connection
4b 4b: zweiter Arbeitsanschluss second work connection
6 6: Gleichgangzylinder Rod cylinders
8a 8a: erste Kammer first chamber
8b 8b: zweite Kammer second chamber
10 10: Kolben piston
12a 12a: erste Druckfläche first printing surface
12b 12b: zweite Druckfläche second printing surface
14a 14a: erste Kolbenstange first piston rod
14b 14b: zweite Kolbenstange second piston rod
16 16: Trennwand partition wall
18 18: Ergänzungsgasraum Supplement gas space
20 20: Pumpe pump
22a 22a: erster Parallelleitungsanschluss first parallel line connection
22b 22b: zweiter Parallelleitungsanschluss second parallel line connection
24 24: Parallelleitung parallel line
26 26: Speicheranschluss memory connector
28 28: Speicher Storage
30 30: Speicherraum storage space
32 32: Kolben piston
34 34: Gasraum headspace
36 36: Verbindungsleitung connecting line
38 38: Stirnseite front
40 40: Leckageleitung leakage line
42a 42a: erstes Rückschlagventil first check valve
42b 42b: zweites Rückschlagventil second check valve
M M: Motor engine

Claims

Hydraulic arrangement with a memory ( 28 ), which has a gas space ( 34 ), and with a synchronous cylinder ( 6 ), from which a first and a second piston rod ( 14a . 14b protrude, characterized in that on the side of the first piston rod ( 14a ) one with the gas space ( 34 ) of the memory ( 28 ) associated supplementary gas space ( 18 ) is arranged, in which the first piston rod ( 14a protrudes, and in which a protruding portion of the first piston rod ( 14a ) is recorded.

Arrangement according to claim 1, wherein the synchronous cylinder ( 6 ) and the supplementary gas space ( 18 ) have a common circular cylindrical outer wall.

Arrangement according to claim 1 or 2 with a between the Gleichgangzylinder ( 6 ) and the supplementary gas space ( 18 ) arranged partition ( 16 ), wherein at an abutment position of a piston ( 10 ) on the partition ( 16 ) of the partition ( 16 ) outstanding section about a length of the supplementary gas space ( 18 ) Has.

Arrangement according to one of the preceding claims with a closed circuit ( 1 ), over which the two working connections ( 4a . 4b ) of the synchronous cylinder ( 6 ) are available.

Arrangement according to claim 4 with a pump from which the two working connections ( 4a . 4b ) of the synchronous cylinder ( 6 ) are available.

Arrangement according to claim 5, wherein parallel to the pump ( 20 ) a parallel line ( 24 ) is arranged, which via a respective parallel line connection ( 22a . 22b ) on both sides of the pump ( 20 ) with the closed circle ( 1 ) and the memory ( 28 ) via a memory port ( 26 ) with the parallel line ( 24 ) connected is.

Arrangement according to claim 6, wherein between each parallel line connection ( 22a . 22b ) and the memory port ( 26 ) a check valve ( 42a . 42b ) is provided, whose respective opening direction from the memory ( 28 ) to the closed circle ( 1 ).

Arrangement according to claim 6 or 7, wherein the pump ( 20 ) via a leakage line ( 40 ) with the parallel line ( 24 ) connected is.

Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the memory ( 28 ) is a piston accumulator.

Hydraulic pitch adjustment with an arrangement according to one of the preceding claims.