Die Erfindung betrifft einen elektrisch-hydraulischen Aktor, insbesondere einen Linearaktor, der eine lineare Aktorbewegung hervorrufen kann. Der elektrisch-hydraulische Aktor besteht aus einer hydraulischen Aktorkomponente sowie einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe, die Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, um die hydraulische Aktorkomponente anzutreiben.

Der hier beschriebene elektrisch-hydraulische Aktor kann insbesondere in bis zu vier Quadranten betrieben werden, das heißt, der Aktor ist vierquadranten-fähig. Vier-Quadrantenfähigkeit bedeutet, dass der elektrisch-hydraulische Aktor in zwei Bewegungsrichtungen mit elektrischer Energie angetrieben werden kann, um eine Aktorbewegung zu erzeugen und darüber hinaus auch eine Rekuperation in den beiden Bewegungsrichtungen möglich ist, bei der der Aktorbewegung mechanische Energie entzogen und in elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Derartige elektrisch-hydraulische Aktoren sind insbesondere für die Elektrifizierung und Erhöhung der Energieeffizienz von mobilen Arbeitsmaschinen mit hydraulischen Komponenten geeignet. Durch die Vier-Quadrantenfähigkeit von solchen Linearaktoren können während des Betriebs von mobilen Arbeitsmaschinen teilweise erhebliche Energiemengen in elektrische Energie rekuperiert werden. Dies wäre beispielsweise in einer Situation möglich, in welcher eine mit dem elektrisch-hydraulischen Aktor angetriebene Baggerschaufel abgesenkt wird. Die Lageenergie der Baggerschaufel kann mit der hydraulischen Aktorkomponente dann in einen Hydraulikflüssigkeitsstrom abgeführt werden. Diesem Hydraulikflüssigkeitsstrom kann mit der elektrischen Hydraulikpumpe in einem Generatorbetrieb Energie entzogen und in elektrische Energie umgewandelt werden.

Hydraulischen Aktoren sind regelmäßig sicherheitsrelevante Bauteile. Bei hydraulischen Aktoren in mobilen Arbeitsmaschinen muss beispielsweise sichergestellt werden, dass im Falle eines Fehlers keine unerwünschten bzw. unkontrollierten Bewegungen von Bauteilen der mobilen Arbeitsmaschine erfolgen. Beispielsweise dürfen ein Kranarm oder eine Baggerschaufel im Falle eines Fehlers nicht unkontrolliert absinken. Die Resilienz gegenüber solchen Szenarien wird im Bereich der „funktionalen Sicherheit“ behandelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrisch-hydraulischen Aktor zu beschreiben, der, mit Bezug auf die Betriebssicherheit im Falle von möglichen auftretenden Fehlern ein besonders gutes Verhalten hat und der gleichzeitig einen vorteilhaften Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit der Erfindung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und insbesondere auch in der Figurenbeschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann die einzelnen Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und damit zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelangt.

Hier beschrieben werden soll ein elektrisch-hydraulischer Aktor aufweisend mindestens eine bidirektional betreibbare elektrische Hydraulikpumpe zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit mit zwei Anschlüssen, die wechselweise zur Bereitstellung und/oder zur Entnahme von Hydraulikflüssigkeit eingerichtet ist, sowie mit einer hydraulischen Aktorkomponente mit zwei Hydraulikflüssigkeitskammern, die zur Betätigung der hydraulischen Aktorkomponente mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden können, wobei eine Befüllung einer der Hydraulikflüssigkeitskammern mit Hydraulikflüssigkeit gleichzeitig eine Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus der anderen Hydraulikflüssigkeitskammer bewirkt, wobei ein erster Anschluss der Hydraulikpumpe durch eine erste Leitung mit einer ersten Hydraulikflüssigkeitskammer der hydraulischen Aktorkomponente verbunden ist und ein zweiter Anschluss der Hydraulikpumpe durch eine zweite Leitung mit einer zweiten Hydraulikflüssigkeitskammer der hydraulischen Aktorkomponente verbunden ist, wobei zwischen der ersten Hydraulikflüssigkeitskammer und der ersten Leitung ein erstes entsperrbares hydraulisches Schließelement und zwischen der zweiten Hydraulikflüssigkeitskammer und der zweiten Leitung ein zweites entsperrbares hy- draulisches Schließelement angeordnet ist, wobei die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente ein ungewolltes Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikflüssigkeitskammern verhindern, wobei die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente derart eingerichtet sind, dass für eine Entsperrung sowohl ein elektrisches Entsperrsignal als auch ein hydraulisches Entsperrsignal an den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen anliegen müssen.

Möglichkeiten des Aufbaus und der Ausgestaltung des elektrisch-hydraulischen Aktors und insbesondere der Aufbau der hydraulischen Aktorkomponente und elektrischen Hydraulikpumpe werden im Folgenden im Detail beschrieben. Grundsätzlich bevorzugt ist, dass sowohl die Hydraulikpumpe als auch die Aktorkomponente jeweils zwei (jeweils als Einlass bzw. Auslass wirkende) Anschlüsse für Hydraulikflüssigkeit aufweisen, die jeweils über eine Leitung miteinander verbunden sind, so dass ein Förderkreis für Hydraulikflüssigkeit gebildet ist. Ansonsten können Hydraulikpumpen und Aktorkomponenten verschiedenster Bauarten verwendet werden. Hier soll noch darauf hingewiesen sein, dass die hydraulische Aktorkomponente auch eine Parallelschaltung mehrerer hydraulischer (Einzel-)Aktor- komponenten sein kann. Beispielsweise kann die hydraulische Aktorkomponente von einem Paar von nebeneinander (parallel wirkenden) Hydraulikzylindern sein, die zusammen mit einer elektrischen Hydraulikpumpe einen elektrisch-hydraulischen Aktor bilden und die bspw. als Tandemzylinder bezeichnet werden. Leitungen von der Hydraulikpumpe zu den hydraulischen (Einzel-)Aktorkomponenten sind dann bevorzugt verzweigt, wobei die Verzweigungen ggf. als Teil der Aktorkomponente verstanden werden können. Grundsätzlich genauso möglich wie die Aufteilung der Aktorkomponente in (Einzel-)Aktorkomponenten ist auch die Aufteilung der Hydraulikpumpe in (Einzel-)Hydraulikpumpen.

Um durch die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente einen besonders guten Schutz im Sinne der funktionalen Sicherheit zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn entsperrbare hydraulische Schließelemente direkt an den Übergängen der Leitungen zu den Hydraulikflüssigkeitskammern der Aktorkomponenten angeordnet sind. Mehrere entsperrbare hydraulische Schließelemente, die an sich entspre- chenden Anschlüssen von parallel zueinander geschalteten (Einzel-)Aktorkompo- nenten einer hydraulischen (Gesamt-)Aktorkomponente angeordnet sind, können dann auch als ein (gemeinsames) entsperrbares hydraulisches Schließelement verstanden werden.

Die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente sind also zwischen den Leitungen, die die Aktorkomponente mit der Hydraulikpumpe verbinden und den Hydraulikflüssigkeitskammern angeordnet. Die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente sind dazu eingerichtet die Hydraulikflüssigkeitskammern der Aktorkomponente von den Leitungen hydraulisch zu trennen. Ein Austritt von Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikflüssigkeitskammern kann mit den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen sicher verhindert werden, wenn die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente gesperrt bzw. nicht entsperrt sind. Die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente sind dazu eingerichtet im Ruhezustand (ohne auf sie einwirkende Entsperrsignale) verschlossen zu sein.

Mit dem Begriff "Entsperrung" ist gemeint, dass die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente geöffnet sind. In dieser Situation haben die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente bevorzugt keine bzw. eine nur sehr geringe Auswirkung auf eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit in den Leitungen bzw. in die Hydraulikflüssigkeitskammern hinein oder daraus hinaus. Zur Entsperrung der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente müssen beide Entsperrsignale (das elektrische Entsperrsignal als auch das hydraulische Entsperrsignal) an den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen anliegen. Im üblichen Betrieb sind die hydraulischen Schließelemente entsperrt und es liegen also beide Entsperrsignale (das elektrische Entsperrsignal als auch das hydraulische Entsperrsignal) an den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen an. Zumindest eines der Entsperrsignale kann auch indirekt anliegen, beispielsweise indem die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente und der elektrisch-hydraulische Aktor so eingerichtet sind, dass ein hydraulisches Entsperrsignal nur an das entsperrbare hydraulische Schließelement weitergeleitet wird, wenn auch ein elektrisches Entsperrsignal vorliegt. Eine Anordnung der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente zwischen den Leitungen, die die Aktorkomponente mit der Hydraulikpumpe und den Hydraulikflüssigkeitskammern verbinden erfüllt ganz oder teilweise die folgenden Eigenschaften:

- Vorteilhafterweise sind zwischen den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen und den Hydraulikflüssigkeitskammern keine weiteren Abzweigungen zu anderen hydraulischen Komponenten wie Ausgleichsbehältern, Zwischenkreisen etc. vorgesehen. Vorgesehen sein können allerdings Ausgleichsleitungen zu weiteren parallelen Zylindern, die zusammen eine Aktorkomponente bilden. Solche Ausgleichsleitungen sind beispielsweise zwischen den beiden Einzelzylindern eines Tandemzylinders üblich, wie er beispielsweise häufig bei der untersten Stufe eines Baggerarms zum Einsatz kommt.

- Hydraulikflüssigkeitsführende Abschnitte auf der den Hydraulikflüssigkeitskammern zugewandten Seite der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente weisen bevorzugt eine sehr hohe Leckagesicherheit auf. Bevorzugt sind solche hydraulikflüssigkeitsführenden Abschnitte nicht aus flexiblen Materialen wie Schläuchen oder Ähnlichem gefertigt und gegebenenfalls vollständig metallisch ausgeführt.

- Die hydraulischen Schließelemente sind vorteilhafterweise dazu eingerichtet, ohne Rücksicht auf weitere Randbedingungen zu schließen, wenn das für eine Entsperrung notwendige elektrische Entsperrsignal und das für die Entsperrung notwendige hydraulische Entsperrsignal nicht vorliegen. Eine solche weitere Randbedingung ist beispielsweise ein maximal zulässiger Druck in der Aktorkomponente, dessen Überschreitung zu einem Bersten der Aktorkomponente führen könnte. Eine solche weitere Randbedingung ist beispielsweise auch eine maximal zulässige Bremsbeschleunigung der Aktorkomponente, die aufgrund von Massenträgheiten Kräfte und/oder Momente an einer mobilen Arbeitsmaschine auslösen könnte, die zulässige Grenzwerte überschreiten. Regelmäßig existieren viele weitere solcher Randbedingungen. Bei der Schließung der hydraulischen Schließelemente in Folge des Wegfalls eines der Entsperrsignale werden solche Randbedingungen nicht berücksichtigt. Die Sperrung findet zur Sicherung des elektrisch-hydraulischen Aktors ohne Rücksicht auf Auswirkungen statt, die durch die Überschreitung bzw. Verletzung solcher Randbedingungen auftreten können. Bevorzugt weisen die hydraulischen Schließelemente allerdings Zusatzfunktionen auf, die in dem Ventil integriert sind und die bewirken, dass das tatsächliche Überschreiten solcher Randbedingungen nicht auftritt. Solche Zusatzfunktionen sind insbesondere Bypassfunktionen, die oberhalb bestimmter Grenzdrücke wirken und die im Folgenden noch näher erläutert sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente entsperrbare Rückschlagventile sind.

Bevorzugt wirken die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente insbesondere in einem Arbeitsdruckbereich als Rückschlagventile, wenn die genannten Entsperrsignale nicht anliegen. Das heißt, dass in dem Arbeitsdruckbereich ein Einströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikflüssigkeitskammern möglich wäre, ein Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit jedoch nicht. Mit dem "Arbeitsdruckbereich" ist hier ein Druckbereich der Hydraulikflüssigkeit in den Leitungen und Hydraulikflüssigkeitskammern gemeint, der beim Betrieb des elektrisch-hydraulischen Aktors regulär vorkommt, wobei Druckspitzen, die bspw. aufgrund von plötzlichen Ventilschließungen und/oder Beschleunigung von Hydraulikflüssigkeitsvolumina in der Leitung auftreten, sind von dem Arbeitsdruckbereich bevorzugt nicht mit erfasst. Solche Druckspitzen liegen bevorzugt außerhalb des Arbeitsdruckbereichs. Bevorzugt weisen die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente als Zusatzfunktionen in Form von Bypasskanäle und/oder Bypassfunktionen auf, die bei Drücken oberhalb des Arbeitsdruckbereichs öffnen und dann trotz der Wirkungsweise als Rückschlagventil im Arbeitsdruckbereich eine begrenzte Menge an Hydraulikflüssigkeit durchlassen um derartige Druckspitzen abzupuffern und um ein dauerhaftes Überschreiben des Arbeitsdruckbereichs zu verhindern. Solche Funktionen dienen primär dem Bauteilschutz, beispielsweise damit eine hydraulische Aktorkomponente nicht durch Druckspitzen platzt, die in den Hydraulik- flüssigkeitskammern aufgrund von einer plötzlichen Abbremsung durch das Verschließen der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente auftritt.

Zusatzfunktionen bzw. Bypassfunktionen können gegebenenfalls durch ein parallel zu dem hydraulischen Schließelement wirkendes Druckbegrenzungsventil realisiert sein, welches bei einem Druck oberhalb eines Arbeitsdruckgrenzwertes öffnet und so einen gewissen Bremsweg der Aktorkomponente zulässt. Bei Drücken innerhalb des Arbeitsdruckbereichs bzw. unterhalb des Arbeitsdruckgrenzwertes ist ein solches Druckbegrenzungsventil bevorzugt funktionslos. Wenn das Schließelement schnellstmöglich schließt und hierdurch eine Überschreitung des Arbeitsdruckgrenzwertes auftritt, so öffnet das parallel wirkende Druckbegrenzungsventil beispielsweise in einer Art (so weit und/oder so lange) um einen Kompromiss zwischen „Bremsweg“ und Belastung der Aktorkomponente zu erreichen.

Eine weitere Alterative zu dem Druckbegrenzungsventil im Bypass ist, dass die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente für ein gedämpftes Schließen eingerichtet sein können. Auch damit können die Druckspitzen reduziert werden. Wenn also eines der Entsperrsignale entfällt, schließen die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente bevorzugt mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung, die ggf. auch abhängig von den anliegenden/auftretenden Drücken ist.

Grundsätzlich sind die hydraulischen Schließelemente so ausgelegt, dass sie im normalen Betrieb (in geöffnetem Zustand bei anliegenden Entsperrsignalen) einen möglichst geringen Strömungswiderstand und Druckabfall beim Einströmen und Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikflüssigkeitskammer bzw. aus der Hydraulikflüssigkeitskammer hinaus bewirken. Dies ist vorteilhaft für eine möglichst gute Energieeffizienz des elektrisch-hydraulischen Aktors.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn die hydraulische Aktorkomponente ein verschiebbares Element aufweist, über welches die Hydraulikflüssigkeitskammern miteinander kommunizieren und wobei die hydraulische Aktorkomponente mit den Leitungen und der Hydraulikpumpe zumindest teilweise einen Förderkreis bilden, so dass aus einer Hydraulikflüssigkeitskammer austretende Hydraulikflüssigkeit über die Leitungen und die Hydraulikpumpe unmittelbar in die andere Hydraulikflüssigkeitskammer überströmen kann.

Mit einem "unmittelbaren" Überströmen ist hier insbesondere gemeint, dass aus einer Hydraulikflüssigkeitskammer ausströmende Hydraulikflüssigkeit nicht zunächst in ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit fließt, an welches mehrere hydraulische Aktorkomponenten angeschlossen sind, sondern über die Hydraulikpumpe direkt in die andere Hydraulikflüssigkeitskammer derselben hydraulischen Aktorkomponente.

Bei der Verwendung des elektrisch-hydraulischen Aktors findet also bevorzugt eine Kreisförderung von Hydraulikflüssigkeit in dem Förderkreis statt, an welcher das verschiebbare Element in der hydraulischen Aktorkomponente teilnimmt. Mit dem Begriff "Kommunizieren" der Hydraulikflüssigkeitskammern ist insbesondere gemeint, dass eine Volumenveränderung der einen Hydraulikflüssigkeitskammer immer zwangsläufig auch eine Volumenveränderung der anderen Hydraulikflüssigkeitskammer bewirkt. Dabei wird das verschiebbare Element einerseits durch die Hydraulikflüssigkeit bewegt. Andererseits überträgt das verschiebbare Element auch die Bewegung der Hydraulikflüssigkeit in einer der Hydraulikflüssigkeitskammern auf die andere Hydraulikflüssigkeitskammer und umgekehrt. Durch einen Antrieb der Hydraulikpumpe mit den verschiedenen Förderrichtungen kann das verschiebbare Element durch die Hydraulikflüssigkeit verschoben werden. Aktorbewegungen der Aktorkomponente sind Bewegungen des verschiebbaren Elementes und daran angeschlossener Komponenten. Bevorzugt ist der Förderkreis nicht vollständig in sich geschlossen, sondern über weitere Hydraulikkomponenten an einen hydraulischen Zwischenkreis angeschlossen. Dieser Zwischenkreis nimmt jedoch selbst nicht direkt an der Kreisförderung von Hydraulikflüssigkeit im Förderkreis teil, sondern er ist vielmehr dazu eingerichtet, in dem Förderkreis geeignete Betriebsbedingen für die Kreisförderung zu gewährleisten. Hierzu werden im Folgenden und insbesondere in der Beschreibung der Figuren noch weiterführende Erläuterungen vorgestellt. Darüber hinaus vorteilhaft ist es, wenn die Hydraulikflüssigkeitskammern der hydraulischen Aktorkomponente voneinander abweichende hydraulische Querschnitte aufweisen, so dass bei einer Verschiebung des verschiebbaren Elementes ein Deltavolumen als Änderung des Gesamtvolumens der Hydraulikflüssigkeitskammern auftritt, wobei die Hydraulikpumpe eine zweiteilige Pumpenkammer aufweist und eine erste Teilpumpenkammer die Leitungen verbindet, um den Förderkreis auszubilden und wobei eine zweite Teilpumpenkammer an die Leitung zu der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem größeren hydraulischen Querschnitt und an einen Hydraulikflüssigkeitsbehälter angeschlossen ist, mit welchem das Deltavolumen ausgeglichen werden kann.

Hydraulische Aktorkomponenten, bei welchen die beiden korrespondierenden Hydraulikflüssigkeitskammern voneinander abweichende hydraulische Querschnitte aufweisen sind weit verbreitet. Sie werden regelmäßig als sogenannte Differentialkomponente (bspw. Differentialzylinder) bezeichnet. Die unterschiedlichen Volumina ergeben sich beispielsweise bereits dadurch, dass eine der beiden Hydraulikflüssigkeitskammern eine Vorschubstange mit aufnimmt, die eine Bewegung des verschiebbaren Elements auf Komponenten einer mobilen Arbeitsmaschine (beispielsweise auf den Arm eines Baggers) überträgt.

Bei derartigen hydraulischen Aktorkomponenten ist das Prinzip der Kreisförderung und des Förderkreises nur für den Teil der Hydraulikflüssigkeit möglich, welcher in der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem kleineren hydraulischen Querschnitt aufgenommen werden kann. Eine darüber hinaus aus der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem größeren hydraulischen Querschnitt austretende Flüssigkeitsmenge wird hier als "Deltavolumen" bezeichnet. Das Deltavolumen muss nicht nur abgeführt werden, wenn das bewegliche Element hin zu der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem größeren hydraulischen Querschnitt bewegt wird und sich deren Volumen verkleinert. Das Deltavolumen muss auch zugeführt werden, wenn das bewegliche Element hin zu der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem kleineren hy- draulischen Querschnitt bewegt wird und sich das Volumen der Hydraulikflüssigkeitskammer mit dem größeren hydraulischen Querschnitt vergrößert.

Um dies zu realisieren, wird hier eine Hydraulikpumpe mit einer zweiteiligen Pumpenkammer vorgeschlagen. Die erste Teilpumpenkammer bildet einen Teil des Förderkreises. Die erste Teilpumpenkammer ist so dimensioniert, dass das Volumen, welches von einer Hydraulikflüssigkeitskammer zur anderen Hydraulikflüssigkeitskammer fließen kann, damit gefördert wird. Die zweite Teilpumpenkammer dient dazu, Hydraulikflüssigkeit aus einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter in den Kreis zu fördern oder aus dem Kreis in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter abzulassen. Dies dient dazu, das Deltavolumen auszugleichen - also zuzuführen oder abzuführen, je nachdem in welche Richtung das bewegliche Element bewegt wird. Bevorzugt sind beide Teilpumpenkammern mit einem gemeinsamen Pumpenantriebsmotor verbunden, ggf. über eine gemeinsame Welle. Über beide Teilpumpenkammern kann der Hydraulikflüssigkeitsströmung sowohl Energie zugeführt als auch entzogen werden, um dann in elektrische Energie umgewandelt (rekupe- riert) zu werden.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn die erste Leitung und die zweite Leitung jeweils mit einem Speicher für Hydraulikflüssigkeit in Verbindung stehen, der dazu eingerichtet ist, funktionsbedingte Schwankungen eines Mindestsystemdrucks in dem geschlossenen hydraulischen System auszugleichen.

Auch vorteilhaft ist es, wenn der Speicher über weitere hydraulischen Schließelemente mit der ersten Leitung und der zweiten Leitung verbunden ist, wobei diese weiteren hydraulischen Schließelemente eine Übertragung eines von der Hydraulikpumpe erzeugten Betriebsdrucks in einer der beiden Leitungen auf den Speicher verhindern.

Ein solcher Speicher ist bevorzugt Teil des weiter oben bereits beschriebenen hydraulischen Zwischenkreises. Bevorzugt ist dieser Speicher über weitere hydraulische Schließelemente an die Leitungen angeschlossen, welche insbesondere Rückschlagventile sind und über welche in die Leitungen Hydraulikflüssigkeit einströmen kann, wenn dort ein Mindestdruck nicht mehr aufrechterhalten wird. Der Speicher ist allerdings so ausgelegt, dass keine Leckagen der Leitungen über den Speicher ausgeglichen werden können, sondern nur funktionsbedingte Schwankungen, die sich beispielsweise durch schwankende Umgebungsdrücke, thermisches Ausdehnungsverhalten der Hydraulikflüssigkeit und ähnliche Phänomene einstellen können.

Bevorzugt ist der Speicher ebenfalls derart an den Förderkreis angeschlossen, dass auch zu hohe auftretende Drücke aus dem Förderkreis in den Speicher abgelassen werden können. Der Speicher bzw. der hydraulische Zwischenkreis sind vorzugsweise an eine Hydraulikflüssigkeitsversorgung angeschlossen, die dem Speicher und dem Zwischenkreis die zur Unterstützung des Förderbetriebs notwendige Hydraulikflüssigkeitsmenge zur Verfügung stellt.

Darüber hinaus vorteilhaft ist es, wenn die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente einen hydraulischen Entsperrsignaleingang aufweisen, an welchen eine hydraulische Signalleitung angeschlossen ist, über die das Vorliegen eines hydraulischen Systemdrucks des elektrisch-hydraulischen Aktors als hydraulisches Entsperrsignal überwacht wird.

Die hydraulische Signalleitung ist eine funktionale Verbindung, die mit hydraulischen und/oder mit hydraulisch-mechanischen Komponenten realisiert ist. Die signalleitende Verbindung kann mit beliebigen technischen Mitteln ausgeführt sein. Die signalleitende Verbindung stellt eine Verbindung zu Komponenten dar, in denen bzw. an denen im regulären Betrieb des elektrisch-hydraulischen Aktors ein hydraulisches System vorliegt. Der hydraulische Systemdruck wird über die signalleitende Verbindung an das hydraulische Entsperrsignal übertragen und wirkt dort als hydraulisches Entsperrsignal. Wenn der hydraulische Systemdruck entfällt bzw. einen Schwellwert unterschreitet, wird dies über die signalleitende Verbindung an das hydraulische Entsperrsignal übertragen. Dort fällt das hydraulische Entsperrsignal weg und die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente schließen.

Der hydraulische Entsperrsignaleingang ist bevorzugt eine Wirkfläche an dem entsperrbaren hydraulischen Schließelement, an welchem ein Mindestdruck anliegen muss, damit die Entsperrung erfolgt. Gegebenenfalls kann der Entsperrsignaleingang auch so eingerichtet sein, dass ein Maximaldruck nicht überschritten sein darf. Das hydraulische Entsperrsignal wäre somit ein anliegendes Drucksignal in einem vorgegebenen Druckbereich.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn der hydraulische Entsperrsignaleingang mit dem Speicher über die hydraulische Signalleitung verbunden ist, um den hydraulischen Systemdruck zu überwachen.

Bevorzugt existiert hierfür eine Druckübertragungsleitung von dem Speicher zu den beiden entsperrbaren hydraulischen Schließelementen. Gegebenenfalls kann die Druckübertragungsleitung mehrteilig ausgeführt sein. Gegebenenfalls kann die Druckübertragungsleitung auch durch Druckübertragungselemente unterbrochen sein, die zwar ein Übertreten von Hydraulikflüssigkeit verhindern, jedoch Druckveränderungen auf den Entsperrsignaleingang übertragen. Eine Verbindung zwischen dem Speicher und dem hydraulischen Entsperrsignaleingang ist insbesondere auch eine rein funktionale Verbindung, die eine Übertragung des Drucks bzw. von Druckveränderungen im Speicher auf den hydraulischen Entsperrsignaleingang ermöglicht.

Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung des Drucks in dem Speicher des Zwischenkreises ein sehr effizienter Parameter ist, anhand dem festgestellt werden kann, ob in den hydraulischen Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors ein Fehler vorliegt, der ein Schließen der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente rechtfertigt bzw. erforderlich macht. Betriebsbedingte Druckschwankungen in dem Förderkreis werden mit dem Speicher ausgeglichen. Die Hydraulikflüssigkeitsversorgung trägt bevorzugt zur Aufrechterhaltung eines Drucks in dem Speicher bei, so lange der Speicher (nur) betriebsbedingte Schwankungen in dem Förderkreis ausgleicht, die nicht Ursache eines Fehlers (Leckage etc.) sind. Sofern Schwankungen mit dem Speicher nicht mehr ausgeglichen werden können, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um Schwankungen aufgrund eines Fehlers (Leckage etc.) handelt. Dann ist eine Sperrung der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente bzw. eine Beendigung von deren Entsperrung gewünscht. Ein solches Verhalten kann durch den Anschluss des Speichers an den hydraulischen Entsperrsignaleingang erreicht werden.

Auch vorteilhaft ist es, wenn die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente mindestens einen elektrischen Entsperrsignaleingang aufweisen, an welchen die elektrische Signalleitung angeschlossen ist, über die das Vorliegen eines Funktionssignals der elektrischen Hydraulikpumpe und/oder eines Funktionssignals einer Antriebsstromversorgung und/oder einer Steuerung der elektrischen Hydraulikpumpe als elektrisches Entsperrsignal überwacht wird.

Diese elektrische Signalleitung ist bevorzugt ebenfalls eine funktionale Verbindung, die bevorzugt zumindest teilweise mit elektrischen Komponenten realisiert ist.

Über das elektrischen Entsperrsignal wird vorzugsweise überwacht, ob in den elektrischen Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors ein Fehler vorliegt, beispielsweise das Ausbleiben der Versorgungspannung einer Steuerung, eine Unterbrechung der Antriebsstromversorgung etc.. In Ausführungsvarianten kann auch das Vorliegen oder Ausbleiben anderer Spannungen und/oder Signale (insbesondere mehrerer Spannungen) überwacht werden und an dem elektrischen Entsperrsignaleingang überwacht werden.

Über das elektrische Entsperrsignal wird insbesondere überwacht, ob eine Überspannung und/oder eine Unterspannung bei der Antriebsstromversorgung der Steuerung und/oder der Leistungselektronik in der Antriebsstromversorgung (zum Beispiel an einem Wechselrichter zur Versorgung der elektrischen Hydraulikpumpe mit elektrischer Leistung) auftritt.

Bevorzugt existiert ein Steuergerät zur Selbstüberwachung eines Wechselrichters in der Antriebsstromversorgung. Bevorzugt gibt ein solches Steuergerät ein sogenanntes „Enable Signal“ ab, welches als Entsperrsignal verwendet werden kann, welches an den elektrischen Entsperrsignaleingang über eine Leitung angeschlossen ist.

Ein solches Steuergerät in der Antriebsstromversorgung überwacht interne Signale und Zustände und erkennt (mehr oder weniger sicher) einen „Kontrollverlust“.

Gegebenenfalls können als elektrisches Entsperrsignal auch Soll-/Istwert-Abwei- chungen berücksichtigt werden, die durch eine externe (Sicherheits-)Elektronik bereitgestellt werden, die beispielsweise die Bewegung der Aktorkomponente überwacht. Eine externe (Sicherheits-)Elektronik ist insbesondere eine Elektronik, die der hier beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktorkomponente übergeordnet ist und die bevorzugt dazu eingerichtet ist, die Wirkungen der elektrisch-hydraulischen Aktorkomponente in ihrer vorgesehenen Funktion zu überwachen. Wenn die elektrisch-hydraulische Aktorkomponente bspw. eingesetzt wird, um einen Baggerarm zu betätigen, dann kann eine externe (Sicherheits-)Elektronik bspw. an Sensoren angeschlossen sein, die die Bewegung des Baggerarms überwacht und feststellt, ob diese Bewegungen wie in Folge von Steuersignalen an den elektrischhydraulischen Aktor erwartet und gewünscht bewegt wird.

Beispielsweise können Weg- und Geschwindigkeitssignale ermittelt und überwacht werden. Solche Signale können bspw. von der einer externen (Sicherheits- )Elektronik an die Steuerung der elektrischen Hydraulikpumpe übermittelt werden und dort ggf. gesammelt und ausgewertet werden. So lange Soll-Werte oder Soll- Wert-Bereiche für derartige Signale durch Ist-Werte derartiger Signale eingehalten werden, wird bevorzugt ein elektrisches Entsperrsignal ausgegeben, welches auf den elektrischen Entsperrsignaleingang beaufschlagt wird. Sobald solche Soll- Werte und/oder Soll-Wert-Bereiche durch Ist-Werte überschritten oder verlassen werden, wird bevorzugt kein elektrisches, Entsperrsignal mehr bereitgestellt. Dann erfolgt eine Sperrung der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente.

Durch eine externe (Sicherheits-)Elektronik können bevorzugt auch Messwerte betreffend den Betrieb des elektrisch-hydraulischen Aktors selbst ausgewertet werden. Es können bspw. mit Drucksensoren, Kraftsensoren, Beschleunigungssensoren etc. an Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors vorgesehen sein, um dessen Funktion zu überwachen. So können sehr hohe Sicherheitsstandards eingehalten werden.

Die elektrische Hydraulikpumpe wird bevorzugt mit einer Steuerung angesteuert. Bevorzugt weist die Steuerung mindestens eine Endstufe auf, die elektrische Antriebsleistung für die Hydraulikpumpe in Reaktion auf Steuerungssignale von übergeordneten Steuerungskomponenten einer mobilen Arbeitsmaschine antreibt, so dass die hydraulische Aktorkomponente, die gewünschten Aktorbewegungen durchführt. Eine Versorgungsspannung kann beispielsweise eine Eingangsspannung der Endstufe sein, welche von der Steuerung in Reaktion auf die Steuersignale verwendet wird, um die elektrische Antriebsleistung an die Hydraulikpumpe zu übertragen. Elektrische Parameter, die in der Endstufe ermittelt werden können und die für den Betrieb des elektrisch hydraulischen Aktors wesentlich sind, können ebenfalls als elektrisches Entsperrsignal verwendet werden.

In bevorzugten Ausführungsformen ist das elektrische Entsperrsignal ein digitales Signal, welches aus verschiedenen Einzel-Entsperrsignalen gebildet wird, wobei die Einzel-Entsperrsignale in einer geeigneten Weise miteiandern verknüpft sind - beispielsweise mit UND-Verknüpfungen, so dass mehrere Einzelentsperrsignale gleichzeitig vorliegen müssen, um das elektrische Entsperrsignal zu bilden oder mit ODER- Verknüpfungen, so dass mehrere Einzelentsperrsignale alternativ zueinander vorliegen müssen, um das elektrische Entsperrsignal zu bilden. Gegebe- nenfalls kann ein komplexeres Netzwerk existieren, welches das elektrische Entsperrsignal aus einer Vielzahl von Einzelsignalen bildet.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Hydraulikpumpe derart eingerichtet ist, dass sie auch als Generator wirken kann, um mechanische Energie einer Hydraulikflüssigkeitsströmung von dem einem Anschluss in den anderen Anschluss in elektrische Energie umzusetzen.

Besonders bevorzugt ist der elektrisch-hydraulische Aktor eingerichtet, um mechanische Energie an der hydraulischen Aktorkomponente durch die Leitungen und über die Hydraulikflüssigkeit an die elektrische Hydraulikpumpe zu vermitteln und mit der Hydraulikpumpe in elektrische Energie zu rekuperieren.

Die Möglichkeit, die Hydraulikpumpe im Generatorbetrieb zu betreiben, wurde vorstehend bereits im Zusammenhang mit der Vierquadrantenfähigkeit des elektrischhydraulischen Aktors erläutert. Mit dem hier beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktor wird ein vierquadrantenfähiger Aktor vorgestellt, der rekuperationsfä- hig ist und gleichzeitig (aufgrund der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente und deren Verknüpfung sowohl mit elektrischen Entsperrsignalen als auch hydraulischen Entsperrsignalen) eine hohe funktionale Sicherheit aufweist.

Auch vorteilhaft ist es, wenn die hydraulische Aktorkomponente ein Linearaktor ist.

Der beschriebene Aufbau ist insbesondere geeignet, um Aktoren bereitzustellen, mit denen sehr große linear wirkende Kräfte erzeugt werden können.

Der hier beschriebene elektrisch-hydraulische Aktor ist bevorzugt zur Erzeugung einer mechanischen Leistung von mehr als 10 kW [Kilowatt] eingerichtet.

Hier auch beschrieben werden soll eine mobile Arbeitsmaschine, aufweisend mindestens einen beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktor. Die mobile Arbeitsmaschine kann beispielsweise ein Bagger oder eine ähnliche Maschine sein. Die hier beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktoren können aber auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1 : eine erste Ausführungsvariante eines beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktors, und

Fig. 2: eine zweite Ausführungsvariante eines beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktors.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsvariante eines beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktors 1 , bei welcher eine hydraulische Aktorkomponente 3 Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b mit gleichen hydraulischen Querschnitten 20a, 20b aufweist. Das Gesamtaktorvolumen 5 ist hier unabhängig von der Position des verschiebbaren Elementes zwischen den beiden Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante eines beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktors 1 , bei welchem eine hydraulische Aktorkomponente 3 Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b mit verschiedenen hydraulischen Querschnitten 20,20b aufweist. Das Gesamtaktorvolumen 5 ist hier von der Position des verschiebbaren Elementes zwischen den beiden Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b abhängig und veränderlich. Solche hydraulischen Aktorkomponenten 3 werden beispielsweise auch differentielle hydraulische Aktorkomponenten 3 oder (im Falle von hydraulischen Zylindern als hydraulische Aktorkomponenten 3) auch "Differentialzylinder" genannt. Solche differentielle hydraulische Aktorkomponenten 3 sind weit verbreitet. Die hier beschriebene Erfindung unterscheidet sich nicht grundsätzlich dadurch, ob die hydraulische Aktorkomponente 3 eine differentielle hydraulischen Aktorkomponente 3 ist oder nicht. Einige Unterschiede sind jedoch zu beachten, so dass in den Fig. 1 und 2 der erfindungsgemäße elektrisch-hydraulische Aktor 1 einmal mit einer differentiellen hydraulischen Aktorkomponente 3 und einmal mit einer nicht differentiellen hydraulischen Aktorkomponente 3 beschrieben werden soll. In beiden Ausführungsvarianten identische Merkmale werden hier jedoch zusammen beschrieben.

Der elektrisch-hydraulische Aktor 1 weist die hydraulische Aktorkomponente 3 und die elektrische Hydraulikpumpe 2 auf, die von einem elektrischen Pumpenantriebsmotor 26 antreibbar ist. Die hydraulische Aktorkomponente 3 weist typischerweise zwei Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b auf, zwischen welchen sich ein verschiebbares Element 19 befindet, welches durch die Befüllung einer Hydraulikflüssigkeitskammer 4a, 4b und die gleichzeitige Entleerung der anderen Hydraulikflüssigkeitskammer 4b, 4a bewegt werden kann, um eine Aktorbewegung 24 zu erzeugen. So können in der hydraulischen Aktorkomponente 3 große Kräfte erzeugt werden, die bspw. zum Antrieb eines Baggerarmes oder eines Kranarmes verwendet werden können.

Bei dem hier beschriebenen elektrisch-hydraulischen Aktor 1 sind beide Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b jeweils über eine Leitung 7a, 7b an Anschlüsse 6a, 6b der elektrischen Hydraulikpumpe 2 angeschlossen. Die hydraulische Aktorkomponente 3 bzw. die zwei Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b der hydraulischen Aktorkomponente 3, die Leitungen 7a, 7b und die elektrische Hydraulikpumpe 2 bilden zusammen einen Förderkreis 10. Die elektrische Hydraulikpumpe 2 kann dazu genutzt werden, an einem Ihrer Anschlüsse 6a, 6b einen Druck aufzubauen und Hydraulikflüssigkeit unter Druck an diesem Anschluss 6a, 6b bereitzustellen, so dass die Hydraulikflüssigkeit über die jeweilige Leitung 7a, 7b in die jeweilige Hydraulikflüssigkeitskammer 4a, 4b der Aktorkomponente strömt. Dabei fördert die Hydraulikpumpe 2 Hydraulikflüssigkeit, die ihr an dem jeweils anderen Anschluss 6b, 6a bereitgestellt wird und die daher über die jeweils andere Leitung 7b, 7a aus der jeweils anderen Hydraulikflüssigkeitskammer 4b, 4a entnommen wird. Die Hy- draulikpumpe 2 kann wahlweise in beiden Förderrichtungen betrieben werden, also Hydraulikflüssigkeit an dem ersten Anschluss 6a oder an dem zweiten Anschluss 6b unter Druck bereitstellen und so mit der hydraulischen Aktorkomponente 3 Aktorbewegungen 24 in unterschiedliche Richtungen erzeugen. So kann mit dem elektrisch-hydraulischen Aktor 1 elektrische Energie in mechanische Energie umgesetzt werden, die an der hydraulischen Aktorkomponente 3 bereitgestellt wird. Dabei wird die elektrische Energie von der elektrischen Hydraulikpumpe 2 zunächst in hydraulische Energie und dann von der hydraulischen Aktorkomponente 3 in mechanische Energie mit der Aktorbewegung 24 umgesetzt. Die Aktorbewegung 24 kann beispielsweise dazu verwendet werden eine mit der hydraulischen Aktorkomponente 3 angetriebene Baggerschaufel zu bewegen. Die elektrische Hydraulikpumpe 2 arbeitet hier in einem sogenannten Förderbetrieb. Der Pumpenantriebsmotor 26 wird hier elektrisch angetrieben. Dies ist bevorzugt in beiden Förderrichtungen möglich.

Mit Hilfe des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 ist es bevorzugt auch möglich, mechanische Energie der Aktorbewegung 24 in elektrische Energie umzuwandeln. Zunächst wird mechanische Energie der Aktorbewegung 24 mit der Aktorkomponente 3 in hydraulische Energie und dann mit der elektrischen Hydraulikpumpe 2 bzw. dem elektrischen Pumpenantriebsmotor 26 in elektrische Energie umgewandelt bzw. rekuperiert. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden Lageenergie einer mit der hydraulischen Aktorkomponente 3 angetriebenen Baggerschaufel in elektrische Energie umzusetzen. Die elektrische Hydraulikpumpe 2 wird dann in einem sogenannten Generatorbetrieb betrieben. Dies ist bevorzugt ebenfalls in beiden Förderrichtungen möglich.

Eine elektrische Hydraulikpumpe 2, die in beide Richtungen im Förderbetrieb und im Generatorbetrieb arbeiten kann, wird auch als 4-quadrantenfähig bezeichnet. Der von den Leitungen 7a, 7b, der Hydraulikpumpe 2 und der hydraulischen Aktorkomponente 3 bzw. deren Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b gebildete Förderkreis 10 kann also in beiden Richtungen, im Förderbetrieb oder im Generatorbetrieb, betrieben werden. Der elektrisch-hydraulische Aktor 1 bzw. der Förderkreis und insbesondere die Leitungen 7a, 7b sind an einen hydraulischen Zwischenkreis 25 angebunden. Der hydraulische Zwischenkreis 25 hat für die Erzeugung von mechanischer Energie an der hydraulischen Aktorkomponente 3 aus elektrischer Energie sowie die Re- kuperation von mechanischer Energie an der hydraulischen Aktorkomponente 3 in elektrische Energie nur eine mittelbare Funktion, nämlich geeignete hydraulische Bedingungen in dem Förderkreis 10 zu gewährleisten, damit der Förderbetrieb und der Generatorbetrieb beide mit einem jeweils möglichst hohen Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt möglich wird.

Der Zwischenkreis 25 umfasst eine Mehrzahl von weiteren Hydraulikkomponenten 9, von denen die wichtigsten hier kurz erläutert werden sollen. Mit weiteren hydraulischen Schließelementen 12a, 12b ist der hydraulische Zwischenkreis 25 jeweils an die Leitungen 7a, 7b angeschlossen. Die weiteren Schließelemente 12a, 12b ermöglichen ein Nachströmen von Hydraulikflüssigkeit in den Förderkreis 10, wenn ein Druck in dem Förderkreis 10 in einer der beiden Leitungen 7a, 7b zu niedrig ist. Dabei ist der hydraulische Zwischenkreis 25 aber so eingerichtet, dass keine Hydraulikflüssigkeitsverluste oberhalb von Schwellwerten in dem Förderkreis 10 ausgeglichen werden, sondern nur innerhalb des regulären Betriebs hinnehmbare Schwankungen.

Bevorzugt weist der hydraulische Zwischenkreis 25 einen Speicher 11 auf, welcher ein Reservoir von Hydraulikflüssigkeit bereit hält um über die Schließelemente 12a, 12b sowie den Druckablass jeweils Hydraulikflüssigkeit aus dem Förderkreis 10 aufzunehmen ober an den Förderkreis 10 abzugeben und dort die für den Betrieb geeigneten Bedingungen aufrecht zu erhalten. Der Zwischenkreis 25 und insbesondere der Speicher 11 werden beispielsweise von einer Hydraulikflüssigkeitsversorgung 18 selbst mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. An der Verbindung zwischen den Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b und den Leitungen 7a, 7b befindet sich jeweils ein entsperrbares hydraulisches Schließelement 8a, 8b, welches insbesondere ein Rückschlagventil ist. Wenn dieses entsperrbare hydraulische Schließelement 8a, 8b geschlossen ist, kann Hydraulikflüssigkeit nicht mehr aus den Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b austreten. Auf diese Weise ist die hydraulische Aktorkomponente 3 festgesetzt. Die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b gewährleisten so, dass die hydraulischen Aktorkomponente 3 bzw. damit angetriebene Komponenten (wie eine Baggerschaufel) im Falle von Funktionsstörungen der hydraulischen Aktorkomponente 3 oder sonstiger Teile einer mobilen Arbeitsmaschine 15 keine unerwünschten (unkontrollierten) Bewegungen ausführen.

Die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b sind so eingerichtet, dass diese geschlossen sind, wenn nicht zwei voneinander unabhängige Entsperrsignale vorliegen, nämlich ein elektrisches Entsperrsignal und ein hydraulisches Entsperrsignal. Das elektrische Entsperrsignal und das hydraulische Entsperrsignale sind also an den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen 8a, 8b bzw. bevorzugt durch den Aufbau der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b nach Art einer logischen UND-Verknüpfung miteinander verknüpft. Bevorzugt haben die entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b einen hydraulischen Entsperrsignaleingang 13 für das hydraulische Entsperrsignal und einen elektrischen Entsperrsignaleingang 14 für das elektrische Entsperrsignal.

Das hydraulische Entsperrsignal liegt vor, wenn die Funktionstüchtigkeit hydraulischer Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 vorliegt. Das hydraulische Entsperrsignal entfällt beispielsweise bei einem Leck in der ersten Leitung 7a und/oder der zweiten Leitung 7b. Das hydraulische Entsperrsignal wird bevorzugt an dem zuvor beschriebenen Speicher 11 des hydraulischen Zwischenkreises 25 abgeleitet. Wenn ein Druck in dem Speicher 11 oberhalb eines vorgegebenen Schwelldrucks liegt, liegt das hydraulische Entsperrsignal an. Anhand des Drucks in dem Speicher 11 kann die Dichtigkeit des gesamten Systems bestehend aus Förderkreis 10 und Zwischenkreis 25 überwacht werden. Wenn der Druck in dem Speicher 11 oberhalb eines Schwelldrucks liegt, kann daran erkannt werden, dass keine Leckage in dem Förderkreis 10 und/oder dem Zwischenkreis 25 auftritt. Bevorzugt ist der Speicher 11 über eine hydraulische Signalleitung 27 unmittelbar an hydraulische Entsperrsignaleingänge 13 der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b angeschlossen.

Das elektrische Entsperrsignal liegt vor, wenn die Funktionstüchtigkeit elektrischer Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 und ggf. auch die Funktionstüchtigkeit übergeordneter Komponenten der mobilen Arbeitsmaschine 15 vorliegt. Das elektrische Entsperrsignal kann beispielsweise an einer elektrischen Steuerung 17 der elektrischen Hydraulikpumpe 2 gewonnen werden, welche einen Pumpenantriebsmotor 26 der elektrischen Hydraulikpumpe 2 ansteuert. Bevorzugt ist die elektrische Steuerung 17 dazu eingerichtet das elektrische Entsperrsignal aus internen elektrischen Größen der elektrischen Steuerung 17, einer Antriebsstromversorgung 16 und ggf. aus weiteren Größen, die die elektrische Steuerung von einer externen Sicherheitselektronik erhält, zu generieren. Das elektrische Entsperrsignal kann bevorzugt aus Einzelentsperrsignalen gebildet werden, die mit geeigneten Verknüpfungen ("UND"-Verknüpfungen oder "ODER"-Verknüpfungen) miteinander verbunden sind, um ein elektrisches Entsperrsignal zu bilden, welches eine vollständige Funktionstüchtigkeit der elektrischen Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 abbildet. Wenn das elektrisches Entsperrsignal an den entsperrbaren hydraulischen Schließelementen 8a, 8b anliegt, kann davon ausgegangen werden, dass die elektrischen Komponenten des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 (insbesondere der Pumpenantriebsmotor 26, die Steuerung 17 und die Antriebsstromversorgung 16) vollständig funktionstüchtig sind. Bevorzugt wird das elektrische Entsperrsignal über eine elektrische Signalleitung 28 unmittelbar an elektrische Entsperrsignaleingänge 14 der entsperrbaren hydraulischen Schließelemente 8a, 8b weitergeleitet. Die Steuerung 17 wird bevorzugt von einer Antriebsstromversorgung 16, die einen Versorgungsstrom bzw. eine Versorgungspannung bereitstellt, mit elektrischer Energie zum Versorgen des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 eingerichtet. Bevorzugt sind auch die Steuerung 17 und die Antriebsstromversorgung 16 rekuperationsfähig. Das heißt, dass von dem elek- trisch hydraulischen Aktor 1 rekuperierte Energie wieder in die Antriebsstromversorgung 16 eingespeist werden kann.

Die vorstehenden Ausführungen beschreiben die Funktionsweise des elektrischhydraulischen Aktors 1 zunächst anhand der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante. Der in Fig. 2 dargestellte elektrisch-hydraulische Aktor 1 mit einem Differentialzylinder als Aktorkomponente 3 hat weitere (teilweise leicht abweichende) Eigenschaften, auf die hier noch kurz eingegangen werden soll.

Bevorzugt hat die elektrische Hydraulikpumpe 2 bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 eine erste Teilpumpenkammer 21a und eine zweite Teilpumpenkammer 21 b. Durch die unterschiedlichen hydraulischen Querschnitte 20a, 20b ergibt sich ein Deltavolumen 22, welches hier am Eingang der zweiten Teilpumpenkammer 21 b dargestellt ist, weil es bei einem Betrieb des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 durch die zweite Teilpumpenkammer 21 b gefördert wird. Bevorzugt werden beide Teilpumpenkammern 21a, 21 b von einem gemeinsamen Pumpenantriebsmotor 26 angetrieben. Die erste Teilpumpenkammer 21 a entspricht im Wesentlichen der (nicht gesondert dargestellten) Pumpenkammer der elektrischen Hydraulikpumpe 2 gemäß der Ausführungsvariante nach Fig. 1. Diese Teilpumpenkammer 21a ist an die beiden Leitungen 7a, 7b angeschlossen und bildet mit den Leitungen 7a, 7b und den Hydraulikflüssigkeitskammern 4a, 4b der hydraulischen Aktorkomponente 3 den Förderkreis 10.

Die zweite Teilpumpenkammer 21 b ist nur an die erste Leitung 7a zu der ersten Hydraulikflüssigkeitskammer 4a angeschlossen, die den größeren ersten hydraulischen Querschnitt 20a aufweist. Die zweite Teilpumpenkammer 21 b ist darüber hinaus an einen Hydraulikflüssigkeitsbehälter 23 angeschlossen, in welchen beim Betrieb des elektrisch-hydraulischen Aktors 1 je nach Förderrichtung Hydraulikflüssigkeit abgelassen wird oder aus dem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen wird. Der Hydraulikflüssigkeitsbehälter 23 kann gegebenenfalls auch unter Druck stehen, um hydraulische Energie in der Hydraulikflüssigkeit zu speichern. Dabei ist bevorzugt ebenfalls die Rekuperation von mechanischer Energie aus der Aktorbewegung 24 in elektrische Energie möglich.

Bezugszeichenliste

1 elektrisch-hydraulischer Aktor

2 elektrische Hydraulikpumpe

3 hydraulische Aktorkomponente

4a erste Hydraulikflüssigkeitskammer

4b zweite Hydraulikflüssigkeitskammer

5 Gesamtaktorvolumen

6a erster Anschluss

6b zweiter Anschluss

7a erste Leitung

7b zweite Leitung

8a erstes entsperrbares hydraulisches Schließelement

8b zweite entsperrbares hydraulisches Schließelement

9 weitere Hydraulikkomponenten

10 Förderkreis

11 Speicher

12a erstes weiteres hydraulisches Schließelement

12b zweites weiteres hydraulisches Schließelement

13 hydraulischer Entsperrsignaleingang

14 elektrischer Entsperrsignaleingang

15 mobile Arbeitsmaschine

16 Antriebsstromversorgung

17 Steuerung

18 Hydraulikflüssigkeitsversorgung

19 verschiebbares Element

20a erster hydraulischer Querschnitt

20b zweiter hydraulischer Querschnitt

21a erste Teilpumpenkammer

21 b zweite Teilpumpenkammer

22 Deltavolumen

23 Hydraulikflüssigkeitsbehälter Aktorbewegung hydraulischer Zwischenkreis Pumpenantriebsmotor hydraulische Signalleitung elektrische Signalleitung