Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen VerStellantrieb gemäß dem Oberbegriff des

Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des

elektrohydraulischen Versteilantriebs. Außerdem betrifft die Erfindung einen Rotor,

insbesondere für eine Windenergieanlage (WEA), bei dem ein elektrohydraulischer

Stellantrieb als Pitchantrieb zum Verstellen eines Blattwinkels eines Rotorblatts eingesetzt

ist. Hintergrund der Erfindung

Verstellmechanismen, insbesondere für rotierende Turbinenblätter oder Rotorblätter, wie sie

in WEAs eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise sind

hydraulische Blattverstellsysteme (H-Pitch) oder elektrische Blattverstellsysteme (E-Pitch)

bekannt.

In der Druckschrift WO 2009/064264 AI ist eine WEA mit einem Versteilantrieb offenbart.

Diese hat eine Gondel, die drehbar auf einem Turm angeordnet ist. An der Gondel ist

wiederum drehbar ein Rotor mit mehreren Rotorblättern gelagert. Zum Verstellen eines

Blattwinkels von einem der Rotorblätter ist ein Differentialzylinder vorgesehen. Die vom

Kolben getrennten Druckräume des Differentialzylinders sind über einen geschlossenen

hydraulischen Kreis an eine Hydropumpe angeschlossen, die Druckmittel von einem der

Druckräume in den anderen Druckraum und umgekehrt fördern kann. An eine der

hydraulischen Seiten der Hydropumpe ist ein Hochdruckspeicher über ein Schaltventil angeschlossen, der für einen Notfahrbetrieb eingesetzt ist. Des Weiteren ist ein

Niederdruckspeicher vorgesehen, der über ein Speicherventil mit der aktuellen

druckniederen Seite der Hydropumpe verbunden ist. Die Hydropumpe wird über eine elektrische Maschine angetrieben, die an eine Leistungselektronik angeschlossen ist.

Nachteilig bei dieser Löschung ist, dass insbesondere die Leistungselektronik, die elektrische Maschine und die Hydropumpe vorrichtungstechnisch aufwendig ausgestaltet sind, da zumindest diese Komponenten bezüglich einer maximalen Nennlast des

Differentialzylinders ausgelegt werden müssen, um diesen bei Bedarf mit einer maximalen Nennkraft und einer maximalen Nenngeschwindigkeit zu betätigen.

Offenbarung der Erfindung

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen elektrohydraulischen Versteliantrieb zu schaffen, der vorrichtungstechnisch einfach, kostengünstig und kompakt ausgestaltet ist und ein effizientes Antreiben und Regeln eines hydraulischen Verbrauchers, insbesondere ein Hydrozylinder zum Verstellen eines Rotorblatts, ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung einen Rotor zu schaffen, der vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet ist. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren für einen elektrohydraulischen Versteliantrieb zu schaffen, das ein effizientes Antreiben und Regeln des hydraulischen Verbrauchers ermöglicht.

Die Aufgabe hinsichtlich des elektrohydraulischen Versteilantriebs wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Rotors gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist ein elektrohydraulischer Versteliantrieb, der insbesondere als ein geschlossenes hydraulisches System ausgebildet ist, vorgesehen, um einen hydraulischen Verbraucher zu steuern. Der Versteliantrieb hat vorzugsweise eine elektrische Maschine, die als Elektromotor und Generator einsetzbar ist, insbesondere als drehzahlvariabler

Elektromotor. Mit dieser kann eine Hydromaschine, die beispielsweise als Hydromotor und/ Hydropumpe einsetzbar ist, angetrieben sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der VerStellantrieb mit einem Hochdruckspeicher, der hydraulische Energie vorhalten kann, verbunden ist. Vorteilhafterweise ist ein mit Ventilen, insbesondere Schaltventilen, ausgestatteter Ansteuerblock vorgesehen. Dieser ist hierbei derart ausgestaltet und/oder angesteuert, insbesondere über ein Steuergerät, dass durch diesen der Verbraucher zumindest entweder über die Hydromaschine, insbesondere in einem ersten Betriebsmodus, oder über den Hochdruckspeicher, insbesondere in einem zweiten Betriebsmodus, oder über beide Druckmittelquellen, insbesondere in einem dritten Betriebsmodus, mit Druckmittel gesteuert ist. Vorzugsweise kann dann, insbesondere im dritten Betriebsmodus, eine Leistungsverzweigung zum Ansteuern des Verbrauchers vorliegen.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine flexible Steuerung des Verbrauchs ermöglicht ist, indem er beispielsweise über die Hydromaschine und über den Hochdruckspeicher steuerbar ist. Durch den Einsatz des Hochdruckspeichers zusammen mit der Hydromaschine ist ermöglicht, dass insbesondere die Hydromaschine und/oder die elektrische Maschine, und/oder eine Leistungselektronik für die elektrische Maschine nicht mehr auf die

Nennbelastung oder Nennlast, also insbesondere die maximale Belastung, des

Verbrauchers ausgelegt werden muss. Die Nennbelastung betrifft insbesondere eine Nennkraft und/oder Nenngeschwindigkeit und/oder Nennbeschleunigung des hydraulischen Verbrauchers. Hydraulisch gesehen kann die Nennbelastung aus einem maximalen

Lastdruck und eine benötigte Druckmittelmenge bestimmt werden. Beispielsweise dient im eingangs erläuternden Stand der Technik der Hochdruckspeicher ausschließlich für die Notfallbetätigung, bei der die Hydropumpe von der elektrischen Maschine nicht angetrieben ist. Dagegen kann in der vorliegenden Erfindung der Hochdruckspeicher für große Lasten zusätzlich zur Hydromaschine eingesetzt werden, wodurch diese für geringere Lasten ausgelegt werden kann.

Es ist denkbar, dass insbesondere im dritten Betriebsmodus eine Steuerung des

Ansteuerblocks - oder eine Ventilsteuerung - und eine Steuerung der Hydromaschine - oder eine Maschinensteuerung - derart erfolgt, dass eine Leistungsverzweigung im

Zusammenspiel mit dem Hochdruckspeicher und, falls dieser vorhanden ist, möglicherweise auch mit einem Niederdruckspeicher zum Verstellen des Verbrauchers erfolgt.

Durch den elektrohydraulischen VerStellantrieb kann die elektrische Maschine und/oder die Hydromaschine etwa auf eine mittlere Nennlast und/oder auf eine Last, die zu 90% (vorzugsweise zu 99%) während einer Betriebszeit vorliegt, ausgelegt sein. Dies ist dadurch ermöglicht, in dem Lastspitzen durch Zuschalten des Hydrospeichers bedient werden können. Hierdurch kann, insbesondere kurzfristig, eine höhere Beschleunigung und

Geschwindigkeit des Verbrauchers gefahren werden, als bei alleiniger Verwendung der Hydromaschine. Da die elektrische Maschine auf eine mittlere Nennlast ausgelegt werden kann, können auch elektrische Komponenten, die zum Betreiben des Elektromotors benötigt werden, auf eine mittlere Nennlast ausgelegt sein.

Bei dem Verbraucher handelt es sich beispielsweise um einen Linearaktor oder

Hydrozylinder oder Differentialzylinder oder um ein oszillierendes hydraulisches Objekt oder um eine hydraulische Verdrängereinheit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Speicherventil, das beispielsweise als Proportionalventil oder Stromregelventil ausgebildet ist, vorgesehen, über das die vom Hochdruckspeicher zur Verfügung gestellte Leistung steuerbar oder regelbar ist. Der Hochdruckspeicher ist dann über das Speicherventil mit dem Verbraucher verbunden.

Alternativ ist denkbar anstelle eines Speicherventils eine, insbesondere fest eingestellte, Drossel zur Begrenzung einer Zusatzleistung des Hochdruckspeichers vorzusehen. Mit Vorteil ist der Hochdruckspeicher entweder über die Drossel oder über das

Speicherventil mit einer ersten hydraulischen Seite und/oder einer zweiten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Drossel oder kann dem Speicherventil eine Steuerkante, bei der es sich beispielsweise um ein Steuerventil handelt, in Strömungsrichtung weg vom Hochdruckspeicher gesehenen nachgeschaltet sein. Vorzugsweise ist für eine jeweilige hydraulische Seite des

Verbrauchers eine Drossel vorgesehen, wobei dann an einer jeweiligen Drossel eine Steuerkante, insbesondere in Form eines Steuerventils, ausgehend vom Hochdruckspeicher gesehen nachgeschaltet ist. Denkbar ist auch die Steuerkanten in einem gemeinsamen Ventil auszubilden. Mit Vorteil kann der Hochdruckspeicher somit über ein Steuerventil an die erste hydraulische Seite des Verbrauchers und/oder über ein Steuerventil an die zweite hydraulische Seite des Verbrauchers angeschlossen sein. Ist ein Speicherventil vorgesehen, so kann das Speicherventil beispielsweise über eine erste Steuerkante, vorzugsweise in Form eines Steuerventils, mit der ersten hydraulischen Seite des Verbrauchers und über eine zweite Steuerkante, insbesondere in Form eines zweiten Steuerventils, mit der zweiten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden sein. Vorzugsweise ist die Drossel oder sind beide Drosseln einstellbar und/oder im Betreib verstellbar, um die Begrenzung der Zusatzleistung zu steuern. Mit Vorteil ist ein Drucksensor zum Überwachen des Hochdruckspeichers vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein ausreichender Füllstand für eine mögliche Notfahrt mit dem Hochdruckspeicher gewährleistet ist. Außerdem kann der Einsatz des dritten Betriebsmodus oder Hybridmodus in Abhängigkeit vom Messwert des Drucksensors erfolgen. Weiter denkbar ist, den Drucksensor für eine Lageregelung zum Laden des Hochdruckspeichers, beispielsweise in einem Normalbetrieb, einzusetzen.

Vorzugsweise ist ein Positionsregler oder ein Steuergerät vorgesehen, der anhand einer Regelabweichung die einzelnen Betriebsmodi auswählt. Des Weiteren kann ein

Wegmesssystem oder Wegaufnehmer für den Verbraucher vorgesehen sein, das dann mit dem Positionsregler verbunden ist. Über das Wegmesssystem kann dann vom

Positionsregler eine Position und/oder Verstellgeschwindigkeit und/oder eine

Beschleunigung des Verbrauchers erfassbar sein. Handelt es sich beim Verbraucher beispielsweise um einen Hydrozylinder, so kann entsprechend eine Position,

Verstellgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung eines Kolbens erfasst sein. Der

Positionsregler kann dann anhand der vom Wegmesssystem erfassten Ist-Werte oder erfassten Ist-Wert, wie beispielsweise eine Ist- Verstellgeschwindigkeit und/oder Ist- Beschleunigung, eine Regelabweichung von vorbestimmten Soll-Werten oder einem vorbestimmten Soll-Wert, wie beispielsweise eine Soll- Verstellgeschwindigkeit und/oder Soll- Beschleunigung, ermitteln. Hieraus kann der Positionsregler dann den entsprechenden Betriebsmodus auswählen. Mit anderen Worten kann der Positionsregler beispielsweise erkennen, wann eine maximale Leistung der Hydromaschine und der elektrischen Maschine nicht ausreicht, um eine durch Soll-Werte vorgegebene Beschleunigung oder

Geschwindigkeit des Hydrozylinders zu erreichen, und dann bedarfsweise durch

Ansteuerung der Ventile des Ansteuerblocks in einen Modus mit Unterstützung durch den Hochdruckspeicher umschalten.

Mit Vorteil ist zumindest der erste und dritte Betriebsmodus in beide Verfahrrichtungen des Verbrauchers einsetzbar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ansteuerblock derart ausgestaltet, dass bei einer Zylinderbewegung des als Hydrozylinder ausgebildeten Verbrauchers der

Hochdruckspeicher über den Hydrozylinder aufladbar ist. Dies ist äußerst vorteilhaft bei häufig vorkommenden Lastfällen, wie beispielsweise beim Ausfahren des Hydrozylinders bei einer ziehenden Last. Somit kann sogar während der Zylinderbewegung durch

entsprechendes Schalten der Ventile des Ansteuerblocks ein Aufladen des

Hochdruckspeichers erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Niederdruckspeicher vorgesehen. Dieser kann über ein Zuführventil, insbesondere über ein Rückschlagventil oder Nachsaugventil, an die erste und/oder zweite hydraulische Seite der Hydromaschine angeschlossen sein. Somit kann für eine jeweilige hydraulische Seite ein Zuführventil vorgesehen sein. Des Weiteren ist denkbar, dass eine hydraulische Seite oder beide hydraulische Seiten der Hydromaschine und/oder des Verbrauchers jeweils über ein Druckbegrenzungsventil an den

Niederdruckspeicher angeschlossen ist/sind.

In bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist über eine Ventilanordnung die jeweils druckniedere hydraulische Seite des Verbrauchers und/oder der Hydromaschine mit dem Niederdruckspeicher verbindbar. Der Niederdruckspeicher kann dann vorteilhafterweise insbesondere im ersten und dritten Betriebsmodus mit eingesetzt werden, um beispielsweise beim Einsatz eines Differentialzylinders als Verbraucher ein Pendelvolumen auszugleichen. Vorzugsweise ist über die Ventilanordnung der Niederdruckspeicher sowohl in einer Strömungsrichtung hin zum Niederdruckspeicher als auch in Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher mit der jeweils druckniederen hydraulischen Seite des Verbrauchers und/oder der Hydromaschine verbindbar. Zwischen der Ventilanordnung und dem

Niederdruckspeicher kann mit Vorteil ein Ventil vorgesehen sein, um die Ventilanordnung vom Niederdruckspeicher bei Bedarf fluidisch zu trennen.

Die Ventilanordnung hat ein erstes Rückschlagventil, das an die erste hydraulische Seite des Verbrauchers und/oder der Hydromaschine angeschlossen ist, und ein zweites

Rückschlagventil, das an die zweite hydraulische Seite des Verbrauchers und/oder der Hydromaschine angeschlossen ist. Die Rückschlagventile öffnen jeweils in

Strömungsrichtung hin zur hydraulischen Seite, an der sie angeschlossen sind. Die

Rückschlagventile sind jeweils als entsperrbare Rückschlagventile ausgestaltet. Sie können jeweils über diejenige hydraulische Seite entsperrt werden, an die sie nicht angeschlossen sind. Des Weiteren kann ein Ventilkörper eines jeweiligen Rückschlagventils jeweils mit einer Ventilfeder in Richtung einer Schließposition vorgespannt sein. Die Rückschlagventile können über einen gemeinsamen Strömungspfad mit dem Niederdruckspeicher verbunden sein. Im Strömungspfad zwischen den Rückschlagventilen und dem Ventil zum auf- und zusteuern dieses Strömungspfads ist vorzugsweise ein weiteres Rückschlagventil angeordnet, das in Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher schließt. Dem

Rückschlagventil ist dann ein Ölfilter zugeordnet, der zwischen dem Rückschlagventil und den Rückschlagventilen, die mit den hydraulischen Seiten verbunden sind, angeordnet ist. Fluidisch parallel zu dem Rückschlagventil kann ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das in einer Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher öffnet.

Mit Vorteil ist eine erste hydraulische Seite der Hydromaschine über ein erstes

Verbindungsventil mit der ersten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbindbar.

Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite hydraulische Seite der Hydromaschine über ein zweites Verbindungsventil mit der zweiten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden sein. Die Druckmittelverbindungen zwischen der Hydromaschine und dem Verbraucher sind somit flexibel auf- und zusteuerbar. Der Hochdruckspeicher kann dann über ein Ladeventil an die erste und/oder zweite hydraulische Seite der Hydromaschine angeschlossen sein. Der Anschluss erfolgt dann zwischen der Hydromaschine und dem entsprechenden

Verbindungsventil. Hierdurch ist eine Lademöglichkeit des Hochdruckspeichers durch Öffnen des Ladeventils ermöglicht. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein, insbesondere entsperrbares, sich in Strömungsrichtung weg vom Hochdruckspeicher schließendes Rückschlagventil zwischen dem Ladeventil und dem Hochdruckspeicher angeordnet ist, wodurch die Sicherheit erhöht ist und der Hochdruckspeicher nicht ungewollt beispielsweise hin zur Hydromaschine entlädt.

Vorzugsweise ist die Ventilanordnung zwischen dem Verbraucher und dem zumindest einen Verbindungsventil angeschlossen.

Mit Vorteil sind die Druckbegrenzungsventile für die Hydromaschine zwischen der

Hydromaschine und dem jeweiligen Verbindungsventil angeschlossen. Die

Druckbegrenzungsventile für den Verbraucher können dann zwischen dem Verbraucher und dem jeweiligen Verbindungsventil angeschlossen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Umlaufventil vorgesehen sein, um eine Verbindung zwischen den hydraulischen Seiten des Verbrauchers auf- und zu zusteuern. Hierdurch kann beispielsweise im Einsatz der Hydromaschine eine Überlastung von dieser verhindert werden, wenn das Umlaufventil bei Bedarf, insbesondere kurzzeitig, aufgesteuert wird. Vorzugsweise ist dem Umlaufventil eine Drossel zugeordnet. Vorzugsweise ist die Drossel zwischen dem Umlaufventil und einen sich in Ausfahrrichtung verkleinernden Druckraum angeschlossen, bei Einsatz eines Hydrozylinders als Verbraucher. Das

Umlaufventil ist vorzugsweise zwischen dem Verbraucher und dem zumindest einen Verbindungsventil angeschlossen.

Vorzugsweise sind die hydraulischen Seiten der Hydromaschine über ein Umlaufventil verbindbar. Dies ist insbesondere vorteilhaft in einer Aufwärmphase des

elektrohydraulischen VerStellantriebs um einen Umlauf von Druckmittel zu schaffen. Mit Vorteil ist das Umlaufventil dann zwischen der Hydromaschine und dem zumindest einen Verbindungsventil angeschlossen.

Mit Vorteil sind die Steuerventile zum Verbinden des Hochdruckspeichers mit dem

Verbraucher zwischen dem Verbraucher und dem zumindest einem Verbindungsventil angeschlossen. Die Steuerventile können als Sitzventile ausgestaltet sein, um im geschlossenen Zustand eine Leckage weitestgehend zu vermeiden.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Hochdruckspeicher über ein

Druckbegrenzungsventil an den Niederdruckspeicher angeschlossen ist. Fluidisch parallel zu diesem Druckbegrenzungsventil kann eine, insbesondere verstellbare, Drossel angeordnet sein.

Bevorzugterweise ist ein Notventil vorgesehen, über das der Hydrospeicher an eine der hydraulischen Seiten des Verbrauchers angeschlossen ist. Bei Einsatz eines Hydrozylinders oder Differentialzylinders als Verbraucher ist das Notventil vorzugsweise an den sich in Ausfahrrichtung verkleinernden Druckraum angeschlossen. Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn ein Anschluss des Notventils zwischen dem Verbraucher und dem Verbindungsventil erfolgt. Mit Vorteil ist das Verbindungsventil oder sind die Verbindungsventile und/oder ist das Ladeventil und/oder ist das Umlaufventil für den Verbraucher und/oder ist das Ventil des Niederdruckspeichers und/oder das Steuerventil, das im Notfahrbetrieb geschlossen sein soll, als ein Schaltventil ausgebildet. Ein Ventilkörper des Schaltventils ist insbesondere über einen elektrischen Aktor aufsteuerbar und über eine Ventilfeder zusteuerbar.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass für das Umlaufventil der Hydromaschine und/oder für das Notventil und/oder für dasjenige Steuerventil, das bei einer Notfahrt aufgesteuert sein muss, ein Schaltventil vorgesehen ist. Ein Ventilkörper des Schaltventils ist hierbei über einen elektrischen Aktor in eine Schließposition bringbar und über eine Ventilfeder aufsteuerbar.

Erfindungsgemäß ist ein Rotor, insbesondere für eine Windenergieanlagen (WEA), mit einem VerStellantrieb gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte

vorgesehen. Der VerStellantrieb dient dabei insbesondere als Pitchantrieb zum Verstellen ein Blattwinkels eines Rotorblatts, insbesondere der WEA. Der Versteilantrieb kann hier beispielsweise hinsichtlich zumindest einzelner Komponenten in einer drehenden Nabe oder in einer Blattwurzel eines Rotorblatts, insbesondere der Windenergieanlage angeordnet sein. Durch die Auslegung verschiedener Komponenten auf eine mittlere Nennlast, können die mitdrehenden Bauteile hinsichtlich ihrer Baugröße und hinsichtlich ihres Gewichts im

Vergleich zum Stand der Technik reduziert sein, wodurch eine drehende Masse

vorteilhafterweise reduziert ist. Es ist auch denkbar, denn Rotor bei einer Gezeitenturbine oder einer anderen Turbine, insbesondere durch eine Naturkraft (wie bspw. Wind) angetriebene Turbine, einzusetzen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugterweise ein Regelgerät für die elektrische Maschine oder den Elektromotor in der drehenden Nabe der WEA angeordnet. Vorzugsweise hat das Regelgerät einen

Gleichspannungsversorgungseingang. In einer Gondel der Windenergieanlage kann dann ein Gleichspannungsversorgungsnetzteil oder ein Frequenzumrichter zum Versorgen von einem oder von mehreren elektrische Maschinen oder Elektromotoren, die jeweils als Pitchantrieb eingesetzt sind, vorgesehen sein. Vorzugsweise ist eine Drehdurchführung zwischen der Gondel und der Nabe vorgesehen, über die die Spannungsversorgung zum Regelgerät erfolgt. In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines elektrohydraulischen

Versteilantriebs gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte ist

vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Verbraucher über den Ansteuerblock zumindest in einem ersten Betriebsmodus über die Hydromaschine, in einem zweiten Betriebsmodus über den Hochdruckspeicher, und in einem dritten Betriebsmodus über beide Druckmittelquellen mit Druckmittel gesteuert oder angetrieben wird.

Mit dem elektrohydraulischen Stellantrieb ist vorteilhafterweise auch eine Rekuperation von Energie ermöglicht. So kann beispielsweise in einer ersten Verfahrrichtung des Verbrauchers durch eine externe Kraft der Hochdruckspeicher geladen werden. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere gleichzeitig, kann über die Hydromaschine eine Rekuperation von Energie erfolgen. So kann die externe Kraft, bei der es sich beispielsweise um eine aerodynamisch Kraft des Rotorblatts handeln kann, zum Antreiben der Hydromaschine als Hydromotor und zum Aufladen des Hochdruckspeichers genutzt werden. Die Hydromaschine wiederum kann die elektrische Maschine als Generator antreiben. Ist ein Hydrozylinder als Verbraucher eingesetzt, so kann die erste Verfahrrichtung eine Ausfahrrichtung sein, wobei eine externe Kraft beispielsweise eine ziehende Last ist. Beim Laden des Hochdruckspeichers und/oder bei der Rekuperation kann vorzugsweise Druckmittel von der ersten hydraulischen Seite des Verbrauchers wegströmen, wobei es sich bei der ersten hydraulischen Seite um den sich in Ausfahrrichtung verkleinernden Druckraum des Hydrozylinders handeln kann. Beim Laden und/oder bei der Rekuperation kann dann das erste Verbindungsventil zwischen der ersten hydraulischen Seite des Verbrauchers und der Hydromaschine und das Ladeventil, das an die zweite hydraulische Seite angeschlossen ist, geöffnet sein. Vorteilhafterweise ist das andere zweite Verbindungsventil geschlossen. Der Niederdruckspeicher kann dann über die Ventilanordnung mit der zweiten hydraulischen Seite verbunden sein. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass bei Bedarf beim Laden des Hochdruckspeichers und beim Antreiben der Hydromaschine das Umlaufventil zwischen den hydraulischen Seiten des Verbrauchers geöffnet, insbesondere kurzzeitig geöffnet, wird. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Hydromaschine und/oder die elektrische Maschine und/oder die Leistungselektronik entlastet werden.

Im dritten Betriebsmodus oder Hybridmodus kann der Hochdruckspeicher mit der druckhöheren hydraulischen Seite des Verbrauchers über das entsprechende Steuerventil zusammen mit der Drossel oder über das entsprechende Steuerventil zusammen mit dem Speicherventil verbunden werden. Beim dritten Betriebsmodus sind vorteilhafterweise beide Verbindungsventile zwischen Verbraucher und der Hydromaschine geöffnet. Der

Niederdruckspeicher kann über die Ventilanordnung mit der jeweiligen druckniederen hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden werden.

Mit Vorteil sind im Normalbetrieb oder ersten Betriebsmodus nur die Hydromaschine und der Niederdruckspeicher mit dem Verbraucher verbunden, wobei die Verbindung zum

Hochdruckspeicher gesperrt wird. Denkbar ist auch, eine Rekuperation ohne den Hochdruckspeicher vorzunehmen. Hierbei kann in einer ersten und/oder zweiten Verfahrrichtung des Verbrauches durch eine externe Kraft über die Hydromaschine eine Rekuperation von Energie erfolgen, wobei eine fluidische Verbindung zum Hochdruckspeicher gesperrt wird. Bei der Rekuperation ohne

Hochdruckspeicher sind vorzugsweise beide Verbindungsventile zwischen dem Verbraucher und der Hydromaschine geöffnet. Der Niederdruckspeicher kann dann über die

Ventilanordnung mit der jeweils druckniederen hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens sind bei einer Notfahrt oder bei einem Notantrieb des Verbrauchers beide hydraulischen Seiten mit dem Hochdruckspeicher verbunden.

Vorzugsweise werden die Verbindungsventile herbei geschlossen, womit die Hydromaschine abgekoppelt ist. Das Steuerventil, das mit der ersten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden ist, kann geöffnet sein. Außerdem kann das Notventil, das mit der zweiten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden ist, ebenfalls geöffnet sein. Dagegen ist das Steuerventil, das mit der zweiten hydraulischen Seite des Verbrauchers verbunden ist, vorzugsweise geschlossen. Das Umlaufventii des Verbrauchers ist vorzugsweise ebenfalls geschlossen. Des Weiteren erfolgt ein Schließen der Ventilanordnung über deren

Rückschlagventile, womit der Niederdruckspeicher abkoppelbar ist. Mit Vorteil kann bei dem Verfahren ein Aufwärmmodus vorgesehen sein. In diesem ist vorzugsweise wechselweise Druckmittel vom Niederdruckspeicher zum Hochdruckspeicher und umgekehrt Druckmittel vom Hochdruckspeicher zum Niederdruckspeicher geführt. Hierdurch ist ein Pendeln von Druckmittel zwischen den Speichern ermöglicht, um einen möglichst großen Umlauf von Druckmittel zu schaffen, um den hydraulischen VerStellantrieb möglichst gleichmäßig aufzuwärmen. Insbesondere kann Druckmittel vom Hochdruckspeicher über das zwischen dem Hochdruckspeicher und dem

Niederdruckspeicher vorgesehene Druckbegrenzungsventil und/oder über die fluidisch parallel dazu angeordnete Drossel zum Niederdruckspeicher geführt werden. Beim

Aufwärmmodus ist auch vorteilhaft, wenn das Umlaufventil vom Verbraucher wechselweise auf- und zugesteuert wird. Des Weiteren können im Aufwärmmodus die Verbindungsventile und/oder das Ladeventil je nach Bedarf auf- und zugesteuert werden. Des Weiteren ist mit Vorteil im Aufwärmmodus das Rückschlagventil, das dem Ladeventil nachgeschaltet ist, entsperrt.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann in einem Lademodus der Hochdruckspeicher über die Hydromaschine geladen werden. Hierbei werden vorzugsweise die

Verbindungsventile geschlossen, womit der Verbraucher abgekoppelt werden kann. Das Ladeventil wird entsprechend geöffnet und die Hydromaschine kann dann Druckmittel vom Niederdruckspeicher zum Hochdruckspeicher fördern.

Wie vorstehend bereits erläutert, kann beim Laden des Hochdruckspeichers und/oder bei der Rekuperation von Energie über die Hydromaschine das Umlaufventil zwischen den hydraulischen Seiten des Verbrauchers bei Überlastung der Hydromaschine oder vor einer Überlastung der Hydromaschine geöffnet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand

schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen hydraulischen Schaltplan eines Versteilantriebs gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Figur 2 bis Figur 10 jeweils in einem hydraulischen Schaltplan den Versteilantrieb aus Figur 1 in einem jeweiligen Betriebsmodus,

Figur IIa und IIb Histogramme einer Geschwindigkeit und einer Kraft des Versteilantriebs gemäß dem Ausführungsbeispiel,

Figur 12 in einem hydraulischen Schaltplan einen Versteilantrieb gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und Figur 13 eine Wirkstruktur eines Versteilantriebs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Gemäß Figur 1 hat ein elektrisch hydraulischer VerStellantrieb 1 eine Hydromaschine 2, die über einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit einem Verbraucher in Form eines Differentialzylinders 4 verbunden ist. Die Hydromaschine 2 ist als Hydropumpe und Hydromotor in beide Drehrichtungen betreibbar. Des Weiteren ist die Hydromaschine 2 mit einer elektrischen Maschine 6 verbunden, die als Elektromotor die Hydromaschine 2 antreiben kann und des Weiteren von der Hydromaschine 2 wiederum als Generator betrieben werden kann. Die hydraulische Verbindung zwischen der Hydromaschine 2 und dem Differentialzylinder 4 erfolgt über einen Ansteuerblock 7, wobei dessen Ausgestaltung im Folgenden erläutert ist.

Der Differentialzylinder 4 hat einen Kolben 8 mit einer Kolbenstange, wobei dieser einen ersten Druckraum 10, der von der Kolbenstange durchsetzt ist, und einen zweiten

Druckraum 12 voneinander trennt. Der erste Druckraum 10 bildet hierbei eine erste hydraulische Seite des Differentialzylinders 4 und der zweite Druckraum 12 eine zweite hydraulische Seite. Die Hydromaschine 2 ist mit ihrer ersten hydraulischen Seite 14 über einen Strömungspfad 16 mit der ersten hydraulischen Seite 10 des Differentialzylinders 4 verbunden. Eine zweite hydraulische Seite 18 der Hydromaschine 2 ist über einen zweiten Strömungspfad 20 mit der zweiten hydraulischen Seite 12 des Differentialzylinders 4 verbunden. Im ersten Strömungspfad 16 ist hierbei ein erstes Verbindungsventil 22 und im zweiten Strömungspfad 20 ein zweites Verbindungsventil 24 angeordnet, womit in einem jeweiligen Strömungspfad 16, 20 eine Druckmittelverbindung auf- und zusteuerbar ist. Die Verbindungsventile 22 und 24 sind jeweils als ein Schaltventil ausgestaltet. Ein Ventilkörper ist hierbei über eine Ventilfeder in eine Schließposition mit einer Federkraft vorgespannt und kann über einen elektrischen Aktor in eine Öffnungsposition geschaltet werden.

Der Versteilantrieb 1 hat des Weiteren einen Niederdruckspeicher 26, der über eine Speicherleitung 28 mit dem ersten Strömungspfad 16 und über eine Speicherleitung 30 mit dem Strömungspfad 20 fluidisch verbunden ist. In einer jeweiligen Speicherleitung 28, 30 ist ein Rückschlagventil 32, 34 angeordnet, die jeweils in einer Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher 26 auf gesteuert sind.

An den Versteilantrieb 1 ist außerdem ein Hochdruckspeicher 36 angeschlossen. Dies erfolgt über eine Speicherleitung 38, die über ein Ladeventil 40 mit dem zweiten Strömungspfad 20 zwischen der Hydromaschine 2 und dem zweiten Verbindungsventil 24 angeschlossen ist. Dem Ladeventil 40 ist ein Rückschlagventil 42 vorgeschaltet, das zwischen dem Ladeventil 40 und dem Hochdruckspeicher 36 angeordnet ist und in einer Strömungsrichtung weg vom Hochdruckspeicher 36 schließt. Das Ladeventil 40 ist entsprechend den Verbindungsventilen 22, 24 ausgestaltet. Der Hochdruckspeicher 36 ist des Weiteren über eine Drossel 44 und ein fluidisch in Reihe dazu angeordnetes Steuerventil 46 an den zweiten Strömungspfad 20 zwischen dem zweiten Verbindungsventil 24 und dem Differentialzylinder 4 angeschlossen. Die Drossel 44 ist dabei zwischen dem Steuerventil 46 und dem Hochdruckspeicher 36 angeordnet. Das Steuerventil 46 ist als Schaltventil ausgestaltet. Ein Ventilkörper ist hierbei in eine Öffnungsposition über eine Federkraft einer Ventilfeder vorgespannt und über einen elektrischen Aktor in eine Schließposition bringbar. Des Weiteren ist der Hochdruckspeicher 36 über eine weitere Drossel 48 und über ein fluidisch in Reihe dazu angeordnetes

Steuerventil 50 an den ernsten Strömungspfad 16 zwischen dem ersten Verbindungsventil 22 und dem Differentialzylinder 4 angeschlossen. Die Drossel 48 und das Steuerventil 50 zweigen dabei von der Speicherleitung 38 ab. Die Drossel 48 ist hierbei zwischen dem

Steuerventil 50 und dem Hochdruckspeicher 36 angeordnet. Das Steuerventil 50 ist hierbei als Schaltventil entsprechend dem Ladeventil 40 ausgestaltet. Außerdem ist der

Hochdruckspeicher 36 über ein Notventil 52 mit dem ersten Strömungspfad 16 zwischen dem ersten Verbindungsventil 22 und dem Differentialzylinder 4 verbunden. Das Notventil 52 ist dabei entsprechend dem Steuerventil 46 ausgestaltet und an die Speicherleitung 38 angeschlossen. Des Weiteren ist die Speicherleitung 38 über eine Verbindungsleitung 54 mit dem Niederdruckspeicher 26 verbunden. In dieser ist hierbei ein Druckbegrenzungsventil 56 angeordnet. Fluidisch parallel dazu ist eine verstellbare Drossel 58 vorgesehen. Der Niederdruckspeicher 26 ist über eine Ventilanordnung 60 mit den Strömungspfaden 16 und 20 zwischen dem Differentialzylinder 4 und dem jeweiligen Verbindungsventil 22 und 24 verbunden. Die Ventilanordnung hat ein erstes Rückschlagventil 62 und ein zweites

Rückschlagventil 64. Das erste Rückschlagventil 62 ist hierbei an den Strömungspfad 16 angeschlossen und schließt in einer Strömungsrichtung weg vom Strömungspfad 16. Das zweite Rückschlagventil 64 ist an den zweiten Strömungspfad 20 angeschlossen und schließt dabei in einer Strömungsrichtung weg vom Strömungspfad 20. Ein jeweiliger Ventilkörper der Rückschlagventile 62 und 64 ist über eine jeweilige Ventilfeder in seine Schließposition vorgespannt. Des Weiteren ist das Rückschlagventil 62 über Druckmittel des ersten Strömungspfads 20, das zwischen dem zweiten Verbindungsventil 24 und dem

Differentialzylinder 4 abgegriffen ist, aufsteuerbar. Außerdem ist das zweite Rückschlagventil 64 ebenfalls mit Druckmittel aufsteuerbar, wobei dieses vom ersten Strömungspfad zwischen dem Verbindungsventil 22 und dem Differentialzylinder 4 abgegriffen ist. Die

Rückschlagventile 62 und 64 sind dann über eine gemeinsame Speicherleitung 66 mit dem Niederdruckspeicher 26 verbunden. In dieser ist ein Ventil 68 vorgesehen, mit dem eine Druckmittelverbindung auf- und zusteuerbar ist. Das Ventil 68 ist ein Schaltventil und entsprechend den Verbindungsventilen 22 und 24 ausgestaltet. Zwischen dem Ventil 68 und den Rückschlagventilen 62, 64 ist ein erstes Rückschlagventil 70 angeordnet, das in

Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher 26 schließt. Zwischen dem

Rückschlagventil 70 und den Rückschlagventilen 62 und 64 ist des Weiteren ein Filter 72 vorgesehen, der in Reihe zum Rückschlagventil 70 angeordnet ist. Fluidisch parallel zum Rückschlagventil 70 und zum Filter 72 ist ein zweites Rückschlagventil 74 vorgesehen, das ebenfalls zwischen dem Ventil 68 und den Rückschlagventilen 62, 64 angeordnet ist und in einer Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher 26 öffnet.

Die hydraulischen Seiten 10 und 12 des Differentialzylinders 4 sind des Weiteren über ein Umlaufventil 76 miteinander verbindbar. Dieses ist an die Strömungspfade 16, 20 zwischen einem jeweiligen Verbindungsventil 22, 24 und dem Differentialzylinder 4 angeschlossen. Das Umlaufventil 76 ist als Schaltventil entsprechend den Verbindungsventilen 22, 24 ausgestaltet. Des Weiteren ist das Schaltventil 76 über eine Drossel 78 an den ersten Strömungspfad 16 angeschlossen.

Zum Verbinden der hydraulischen Seiten 14, 18 der Hydromaschine 2 ist ein Umlaufventil 80 vorgesehen. Dieses ist an die Strömungspfade 16, 20 zwischen dem jeweiligen

Verbindungsventil 22, 24 und der Hydromaschine 2 angeschlossen. Das Umlaufventil 80 ist als Schaltventil entsprechend dem Steuerventil 76 ausgestaltet.

Der erste Strömungspfad 16 ist zwischen der Hydromaschine 2 und dem Verbindungsventil 22 über eine Druckbegrenzungsventil 82 an den Niederdruckspeicher 26 angeschlossen. Des Weiteren ist der zweite Strömungspfad 20 über ein Druckbegrenzungsventil 84, das zwischen der Hydromaschine 2 und dem Verbindungsventil 24 angeschlossen ist, ebenfalls an den Niederdruckspeicher 26 angeschlossen. Des Weiteren ist der erste Strömungspfad 16 mit einem Druckbegrenzungsventil 86 mit dem Niederdruckspeicher 26 verbindbar, das zwischen dem ersten Verbindungsventil 22 und dem Differentialzylinder 4 angeschlossen ist. Ein weiteres Druckbegrenzungsventil 88 dient zum Verbinden des zweiten Strömungspfads 20 mit dem Niederdruckspeicher 26 und ist zwischen dem zweiten Verbindungsventil 24 und dem Differentialzylinder 4 angeschlossen. Ferner ist die Speicherleitung 28 des

Niederdruckspeichers 6 über ein Druckbegrenzungsventil 90 mit einem Tank verbindbar.

Eine Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Kolbens 8 des Differentialzylinders 4 kann über einen Wegaufnehmer 92 erfasst werden.

Des Weiteren ist in Figur 1 ein Positionsregler 100 dargestellt. Dieser ist mit einem

Wegaufnehmer 91 verbunden. Des Weiteren kann er mit einem Drucksensor 102 zum Abgreifen eines Drucks des Hochdruckspeichers 36 verbunden sein. Außerdem sind Drucksensoren 104 und 106 vorgesehen, die jeweils einen Druck des zweiten Druckraums 12 und ersten Druckraums 10 erfassen. Ferner ist ein Drucksensor 108 zum Erfassen des Drucks des Niederdruckspeichers 26 vorgesehen. Die Drucksensoren 102 bis 108 sind mit dem Positionsregler verbunden.

In Figur 2 ist ein erster Betriebsmodus dargestellt, bei dem der Differentialzylinder allein von der Hydromaschine 2 in Form einer Hydropumpe angetrieben ist. Die Verbindungsventile 22 und 24 sind hierbei geöffnet. Des Weiteren ist das Ventil 68, das mit dem

Niederdruckspeicher 26 verbunden ist, geöffnet. Die Ventile 40, 46, 50, 52, 76 und 80 sind hierbei geschlossen. Die Hydromaschine kann dann Druckmittel vom zweiten Druckraum 12 in den ersten Druckraum 10 des Differentialzylinders 4 fördern. Überschüssiges Druckmittel gelangt über das offene Rückschlagventil 64, das Rückschlagventil 70 und das Ventil 68 zum Niederdruckspeicher 26 ausgehend vom zweiten Strömungspfad 20.

Bei dem Betriebsmodus in Figur 2 handelt es sich um einen Normalbetrieb, bei dem eine mittlere Nennkraft 92 und eine mittlere Nenngeschwindigkeit 94 des Differentialzylinders 4 notwendig sind. Beispielsweise im Einsatz des VerStellantriebs 1 in einer Windkraftanlage zum Verstellen eines Blattwinkels eines Rotorblatts über den Differentialzylinder 4 ist dieser erste Betriebsmodus, bei dem eine mittlere Nennlast vorgesehen ist, der am häufigsten ausgeführte Betriebsmodus. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn die Komponenten des elektrohydraulischen VerStellantriebs 1 bezüglich dieser mittleren Nennlast ausgelegt sind und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, anhand der maximalen Nennlast ausgelegt werden. Somit können die Komponenten des Versteilantriebs 1 kleiner, kompakter und vorrichtungstechnisch einfacher und kostengünstiger ausgestaltet werden, womit ein sogenanntes„Downsizing" des Versteilantriebs ermöglicht ist. Sollte dennoch eine hohe oder maximale Nennlast auftreten, so kann erfindungsgemäß der Hochdruckspeicher 36 zusätzlich oder alternativ zur Hydromaschine 2 eingesetzt werden, was unten stehend näher erläutert ist. Somit erfolgt eine Reduzierung der Gesamtkosten beispielsweise bei einem Blattverstellsystem durch Downsizing, insbesondere von Leistungselektronik, elektrischer Maschine 6 und Hydromaschine 14. Ist der VerStellantrieb in einer Nabe einer

Windenergieanlage eingebaut, so führt das Downsizing zu einer geringeren Baugröße und Masse des VerStellantriebs 1, womit vorteilhafterweise eine geringere Drehmasse vorhanden ist. Somit sind bei dem Versteilantrieb gemäß Figur 1 und 2 der Hochdruckspeicher 36 und die Ventiltechnik nicht nur für eine Notversorgung, sondern insbesondere für eine

Energieversorgung und Steuerung von seltenen Betriebszuständen, beispielsweise

Betriebszuständen, bei denen eine hohe Verfahrgeschwindigkeit des Differentialzylinders 4 notwendig ist, ausgelegt. Des Weiteren kann die gleiche Ventiltechnik auch zum langsamen Verfahren des Differentialzylinders 4 benutzt werden. Somit können kleine oder langsame Drehzahlen der Hydromaschine 2, die hinsichtlich Verschleiß relevant sind, vermieden werden.

In Figur 3 ist ein Betriebsmodus für den Versteilantrieb 1 dargestellt, bei dem eine Energie als elektrische Leistung 95 rekuperiert wird. Beispielsweise wirken auf den

Differentialzylinder 4 aerodynamische Kräfte von einem Rotorblatt in Einfahrrichtung, das mit diesem verstellbar ist. Eine Zylinderkraft 96 des Differentialzylinders 4 wirkt dieser entgegen, wobei der Kolben 8 mit einer Geschwindigkeit 98 in Einfahrrichtung bewegt wird. Druckmittel strömt dann vom zweiten Druckraum 12 über das geöffnete Verbindungsventil 24 zur Hydromaschine 2, die als Hydromotor eingesetzt ist. Von dieser strömt das Druckmittel weiter über das Verbindungsventil 22 zum ersten Druckraum 10 des Differentialzylinders 4. Über die Hydromaschine 2 wird dann die elektrische Maschine 6 angetrieben, die dann die elektrische Leistung 95 generiert. Der Niederdruckspeicher 26 ist über das geöffnete Ventil 68 und das geöffnete Rückschlagventil 62 mit dem ersten Druckraum 10 verbunden, um Druckmittel nachzuführen.

Vorteilhafterweise kann das Umlaufventil 76 in diesem Betriebsmodus bei Bedarf, insbesondere kurzzeitig, aufgesteuert werden, um die Druckseiten 12 und 10 des

Differentialzylinders 4 direkt miteinander zu verbinden, damit zumindest ein Teil des

Druckmittels nicht über die Hydromaschine 2 geführt wird. Hierdurch kann die

Hydromaschine 2 entlastet werden. Somit kann eine Rekuperation selbst bei hohen

Nennkräften und Nenngeschwindigkeiten des Differentialzylinders 4 über die Hydromaschine 2, die hinsichtlich mittlerer Nennkräfte ausgelegt ist, erfolgen, da diese bei Bedarf einfach über das Umlaufventil 76 entlastet wird. In dem Betriebsmodus in Figur 3 sind die Ventile 40, 46, 50, 52 und 80 geschlossen. Denkbar wäre, in diesem Betriebsmodus alternativ zum Umlaufventil 76 das Umlaufventil 80 einzusetzen. In Figur 4 ist beim VerStellantrieb 1 ebenfalls eine Rekuperation von Energie dargestellt, wobei diesmal auf den Differentialzylinder 4 eine ziehende Last, beispielsweise aufgrund aerodynamischer Kräfte, wirkt. Die Zylinderkraft 96 des Differentialzylinders 4 wirkt somit in Einfahrrichtung und der Kolben 8 wird mit der Geschwindigkeit 98 in Ausfahrrichtung bewegt. Druckmittel wird dann vom ersten Druckraum 10 über das Verbindungsventil 22 zur

Hydromaschine 2, die als Hydromotor eingesetzt ist, und über das Verbindungsventil 24 zum zweiten Druckraum 12 des Differentialzylinders 4 geführt. Der Niederdruckspeicher 26 ist hierbei über das geöffnete Ventil 68 und das geöffnete Rückschlagventil 64 an den zweiten Druckraum 12 angeschlossen, um Druckmittel nachzuführen. Um eine Überlastung der Hydromaschine 2 zu vermeiden, kann gemäß Figur 4 ebenfalls das Umlaufventil 76 bei Bedarf, insbesondere kurzzeitig, aufgesteuert werden.

Beim Betriebsmodus in Figur 4 sind die Ventile 40, 46, 50, 52 und 80 geschlossen.

Gemäß Figur 5 ist der Versteilantrieb 1 in einem Betriebsmodus dargestellt, bei dem sowohl die Hydromaschine 2, als auch der Hochdruckspeicher 36 zum Verfahren des Kolbens 8 des Differentialzylinders 4 eingesetzt sind. Hierbei handelt es sich um einen Hybridmodus. In diesem ist die hydraulische Leistung der auf mittlere Nennlast ausgelegten Hydromaschine 2 alleine nicht mehr ausreichend, um den Differentialzylinder 4 mit der gewünschten Geschwindigkeit 98 und erforderlichen Zylinderkraft 96 auszufahren. Aus diesem Grund wird der Hochdruckspeicher 36 hinzugeschaltet.

Gemäß Figur 5 ist der erste Druckraum 10 des Differentialzylinders 4 über das

Verbindungsventil 22, die Hydromaschine 2 und das Verbindungsventil 24 mit dem zweiten Druckraum 12 verbunden. Die Hydromaschine 2 fördert hierbei als Hydropumpe Druckmittel vom ersten Druckraum 10 zum zweiten Druckraum 12. Überschüssiges Druckmittel kann dann in den Niederdruckspeicher 26 über das geöffnete Rückschlagventil 62 und das geöffnete Ventil 68 geführt werden. Der Hochdruckspeicher 36 ist über das Steuerventil 76 mit dem zweiten Druckraum 12 verbunden.

Im Betriebsmodus gemäß Figur 5 sind dann die Ventile 40, 50, 52, 76 und 80 geschlossen.

Gemäß Figur 6 ist der Versteilantrieb 1 in einem weiteren Betriebsmodus dargestellt, bei dem ebenfalls der Hochdruckspeicher 36 hinzugeschaltet ist. Hierbei soll allerdings im Unterschied zur Figur 5 der Kolben 8 des Hydrozylinders 4 in Einfahrrichtung bewegt werden. Der zweite Druckraum 12 des Differentialzylinders 4 ist hierbei über das geöffnete Verbindungsventil 24, die Hydromaschine 2, die als Hydropumpe eingesetzt ist, und das geöffnete Verbindungsventil 22 mit dem ersten Druckraum 10 verbunden. Die

Hydromaschine 2 kann dann Druckmittel vom zweiten Druckraum 12 zum ersten Druckraum 10 fördern. Überschüssiges Druckmittel kann zum Niederdruckspeicher 26 über das geöffnete Rückschlagventil 64 und das geöffnete Ventil 68 geführt werden. Druckmittel vom Hochdruckspeicher 36 gelangt über das geöffnete Steuerventil 50 zum ersten Druckraum 10. Im Betriebsmodus gemäß Figur 6 sind die Ventile 40, 46, 52, 76 und 80 geschlossen.

Gemäß Figur 7 ist ein Betriebsmodus für den VerStellantrieb 1 dargestellt, bei dem der Hochdruckspeicher 36 aufgeladen werden kann. Im Betriebsmodus in Figur 7 wird entsprechend dem Betriebsmodus in Figur 4 Druckmittel aus dem ersten Druckraum 10 des Differentialzylinders 4 aufgrund einer ziehenden Last geführt. Ein Teil der Energie kann hierbei über die Hydromaschine 2 rekuperiert werden und/oder es kann damit der

Hochdruckspeicher 36 geladen werden. Hierzu ist das erste Verbindungsventil 22 geöffnet, damit Druckmittel vom ersten Druckraum 10 zur Hydromaschine 2 strömen kann, und das zweite Verbindungsventil 24 geschlossen. Dagegen ist das Ladeventil 40 aufgesteuert, womit dann Druckmittel von der Hydromaschine 2 zum Hochdruckspeicher 36 strömen kann. Zum Vermeiden einer Überlastung der Hydromaschine 2 kann auch hier bei Bedarf das Umlaufventil 76, insbesondere kurzzeitig, aufgesteuert werden. Im Betriebsmodus gemäß Figur 7 sind des Weiteren die Ventile 46, 50, 52 und 80 geschlossen.

In Figur 8 ist ein Betriebsmodus für den VerStellantrieb 1 gezeigt, bei dem es sich um einen Aufwärmmodus handelt. Hierbei wird durch entsprechende Ansteuerung der Ventile ein möglichst umfassendes Umlaufen von Druckmittel ermöglicht, ohne den Differentialzylinder zu betätigen. Druckmittel wird insbesondere zwischen dem Niederdruckspeicher 26 und dem Hochdruckspeicher 36 bewegt.

In Figur 9 ist ein Betriebsmodus für den VerStellantrieb 1 dargestellt, bei dem der

Hochdruckspeicher 36 geladen wird. Hierbei ist das Ladeventil 40 geöffnet. Die anderen Ventile 22, 24, 46, 50, 52, 68, 76 und 80 sind hierbei geschlossen. Druckmittel kann dann vom Niederdruckspeicher 26, über das Rückschlagventil 32 von der Hydromaschine 2 angesaugt werden und weiter über das Ladeventil 40 zum Hochdruckspeicher 36 gefördert werden.

Gemäß Figur 10 ist ein Betriebsmodus für den VerStellantrieb 1 dargestellt, bei dem der Differentialzylinder 4 in einem Notfahrbetrieb gesteuert ist. Hierzu ist der Hochdruckspeicher 36 über das Notventil 52 mit dem ersten Druckraum 10 des Differentialzylinders verbunden. Mit dem zweiten Druckraum 12 ist der Hochdruckspeicher 36 über das geöffnete Steuerventil 46 verbunden. Somit ist der Kolben 8 von beiden Druckräumen 10, 12 mit Hochdruck beaufschlagt, wobei aufgrund der Flächendifferenz dieser dann in Ausfahrrichtung bewegt wird.

Die Ventile 22, 24, 40, 50, 68 und 76 sind hierbei geschlossen.

Denkbar ist auch, dass der Hochdruckspeicher 36, der Energie für die Notfahrt oder

Ventilsteuerung bereitstellen kann, während des Einfahrens des Differentialzylinders 4 zu laden. Das aufgrund der unterschiedlichen Geometrie der Druckräume 10, 12 auftretende Pendelvolumen kann somit nicht in den Niederdruckspeicher 26, sondern in den

Hochdruckspeicher 36 geführt werden.

Gemäß Figur IIa ist ein Histogramm für die Geschwindigkeit 98 des Differentialzylinder 4 - der insbesondere in einer WEA zur Rotorblattverstellung eingesetzt ist -, siehe

beispielsweise Figur 3, die auf der Abszisse angeführt ist, dargestellt. Es ist erkennbar, dass mittlere Geschwindigkeiten am häufigsten notwendig sind. Sehr hohe Geschwindigkeiten werden dagegen nur sehr selten eingesetzt. Gemäß Figur IIb ist ein Histogramm für die Zylinderkraft 96 des Differentialzylinders 4, siehe beispielsweise Figur 3, auf der Abszisse aufgetragen. Hier ist erkennbar, dass etwa hohe Kräfte nur sehr selten nötig sind. Somit ist gemäß den Figuren IIa und IIb erkennbar, dass die Nennlast in der Regel sehr viel höher als eine regelmäßig abgerufene Last liegt, wodurch es äußerst vorteilhaft ist, insbesondere die Leistungselektronik, die elektrische Maschine 6 und die Hydromaschine 2 hinsichtlich einer mittleren Nennlast auszulegen.

Gemäß Figur 12 ist eine weitere Ausführungsform eines VerStellantriebs 110 dargestellt. Ein Hochdruckspeicher 111 ist hierbei im Unterschied zur Ausführungsform aus Figur 1 über ein Speicherventil 112 in Form eines Stromregelventils mit dem ersten Strömungspfad 16 und dem zweiten Strömungspfad 20 verbindbar. Das Stromregelventil 112 ist über ein

Rückschlagventil 114 mit dem Hochdruckspeicher 111 verbunden. Das Rückschlagventil 114 öffnet hierbei in einer Strömungsrichtung weg vom Hochdruckspeicher 111. Des Weiteren ist das Stromregelventil 112 über ein erstes Steuerventil 116 mit dem ersten Strömungspfad 16 und über ein zweites Steuerventil 118 mit dem zweiten Strömungspfad 20 verbunden. Diese sind als Schaltventile ausgestaltet, wobei ein Ventilkörper über eine Ventilfeder in einer Öffnungsposition vorgespannt ist und über einen elektrischen Aktor in eine Schließposition betätigbar ist. Eine Hydromaschine 120 ist dann über die Strömungspfade 16 und 20 mit dem Differentialzylinder 4 verbunden. Im ersten Strömungspfad 16 ist dabei das erste Verbindungsventil 22 und im zweiten Strömungspfad 20 das zweite Verbindungsventil 24 angeordnet. Der Hochdruckspeicher 111 ist dann über seine Steuerventile 116 und 118 zwischen dem Differentialzylinder und dem jeweiligen Verbindungsventil 22, 24

angeschlossen. Des Weiteren ist der Hochdruckspeicher 111 über das Ladeventil 40 an den ersten Strömungspfad 16 zwischen dem Verbindungsventil 22 und der Hydromaschine 120 angeschlossen. Des Weiteren ist zwischen dem Ladeventil 40 und dem Hochdruckspeicher 111 ein Rückschlagventil 121 vorgesehen, das in Strömungsrichtung weg vom Hochdruckspeicher 111 schließt.

Des Weiteren ist ein Niederdruckspeicher 122 vorgesehen. Dieser ist über ein Wechselventil 124 mit dem jeweils druckniederen Strömungspfad 16 oder 20 verbindbar. Das

Wechselventil 124 hat hierbei einen Ventilschieber, der in einer mittleren Position

federzentriert ist. In dieser ist der Niederdruckspeicher 122 mit keiner der Strömungspfade 16 oder 20 verbunden. Über Druckmittel vom ersten Strömungspfad 16 ist der Ventilschieber dann aus seiner mittleren Position in eine erste Schaltstellung und über Druckmittel vom zweiten Strömungspfad 20 entgegengesetzt ausgehend von der mittleren Position in eine zweite Schaltstellung verschiebbar. In der ersten Schaltstellung ist dann der

Niederdruckspeicher 122 mit dem Strömungspfad 20 und in der zweiten Schaltstellung ist der Niederdruckspeicher 122 mit dem Strömungspfad 16 verbunden. Das Wechselventil 124 ist dabei zwischen dem Differentialzylinder und den Verbindungsventil 22 und 24

vorgesehen. Die Strömungspfade 16 und 20 sind sowohl zwischen dem Differentialzylinder 4 und den Verbindungsventilen 22 und 24 als auch zwischen der Hydromaschine 120 und den Verbindungsventilen 22 und 24 über die Druckbegrenzungsventile 82 bis 88 mit dem

Niederdruckspeicher 122 verbindbar. Des Weiteren ist der Niederdruckspeicher 122 über das Rückschlagventil 34, das in Strömungsrichtung weg vom Niederdruckspeicher 122 öffnet, mit dem zweiten Strömungspfad 20 zwischen der Hydromaschine 120 und dem Verbindungsventil 24 verbunden.

Die Hydromaschine 120 ist des Weiteren mit der elektrischen Maschine 6 verbunden. Soll nun eine Sollgeschwindigkeit des Differentialzylinders 4, und dementsprechend der notwendige Volumenstrom, größer sein als die Baugruppe aus der Hydromaschine 120 und der elektrischen Maschine 6 bereitstellen kann, wird über die entsprechenden Steuerventile 116, 118 der Hochdruckspeicher 111 zugeschaltet. Ein Befüllen des Hochdruckspeichers 111 ist während des Betriebs über eine Speicher-Lade-Schaltung, bei der die Steuerventile 116 und 118 geschlossen sind und das Ladeventil geöffnet ist, ermöglicht.

In Figur 13 ist ein VerStellantrieb 126 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieser ist hierbei im Einsatz bei einer schematisch dargestellten Windenergieanlage 128 gezeigt. Diese hat eine Gondel 130, an der drehbar eine Nabe 132 angeordnet ist, wobei dies schematisch dargestellt ist. Dies ist des Weiteren durch den Pfeil 134 verdeutlicht, der die Gondelseite zeigt und durch den Pfeil 136 der die Nabenseite zeigt. Der

Differentialzylinder 4 ist über einen stark vereinfacht dargestellten Ansteuerblock 138 mit der Hydromaschine 2 verbunden, die wiederum mit der elektrischen Maschine 6 verbunden ist. An den Ansteuerblock 138 sind ein Hochdruckspeicher 140 und ein Niederdruckspeicher 142 angeschlossen. Der Hochdruckspeicher 140 ist über ein Ventil 144 zu- und wegschaltbar. Des Weiteren ist für den Hochdruckspeicher 140 ein Drucksensor 146 und für den

Niederdruckspeicher 142 ein Drucksensor 148 vorgesehen. Der Differentialzylinder 4 greift über seine Kolbenstange 150 und über ein Kurbelgetriebe an eine Blattwurzel 152 eines Rotorblatts an. Gesteuert werden die Ventile des Ansteuerblocks 138 über eine

Anlagensteuerung 154, die in der Gondel 130 angeordnet ist. Eine Steuerleitung 156 erstreckt sich ausgehend von der Anlagensteuerung 154 zu einer Drehdurchführung 158, die zwischen der Gondel 130 und der Nabe 132 vorgesehen ist. Über die Drehdurchführung 158 ist die Steuerleitung 156 dann mit einer nabenseitigen Steuerleitung 160 verbunden, die an den Ansteuerblock 138 angeschlossen ist. Des Weiteren ist in der Gondel 130 ein

Frequenzumrichter vorgesehen. Zu diesem werden über die Drehvorrichtung 158 Messwerte 164 der Drucksensoren 146 und 148 übermittelt. Außerdem erhält er einen Messwert 166 eines Wegaufnehmers 168 des Differentialzylinders 4. Außerdem ist ein Drehzahlgeber 170 vorgesehen, der die erfasste Drehzahl der elektrischen Maschine ebenfalls über die Drehdurchführung 158 an dem Frequenzrichter 162 meldet. Die erfasste n Ist-Werte 172 werden vom Frequenzumrichter 162 dann zur Anlagensteuerung 154 gemeldet, wobei dem Frequenzumrichter 162 hierbei von der Anlagensteuerung Soll-Werte 174 vorgegeben werden. Anhand der Regeldifferenz zwischen den Ist-Werten 172 und den Soll-Werten 174 wird die elektrische Maschine 6 entsprechend von dem Frequenzumrichter 162 angesteuert. Die Versorgung der elektrischen Maschine 6 mit Wechselspannung vom Frequenzumrichter 162 erfolgt ebenfalls über die Drehdurchführung 158.

Denkbar ist, dass ein Rege Ige rät für die elektrische Maschine 6 in der drehenden Nabe 132 angeordnet ist. Das Regelgerät kann hierbei einen Gleichspannungsversorgungseingang aufweisen. In der Gondel 130 kann dann ein Gleichspannungsversorgungsnetzteil für einen oder mehrere VerStellantriebe 126, die in der Nabe 132 angeordnet sind, bereitgestellt sein. Die Gleichspannungsversorgung kann dann ebenfalls über die Drehdurchführung 158 in die Nabe geführt sein. Vorteilhafterweise sind gemäß Figur 13 die Anlagensteuerung 154 und der Frequenzumrichter 162 als leistungselektronische und steuerungstechnische Komponenten in der Gondel 130 platziert, was zu einem kostengünstigen und zuverlässigen Einsatz führt. Dagegen ist es im Stand der Technik üblich diese Komponenten in Schaltschränken innerhalb der Nabe 132 zu platzieren, was äußerst kostenintensiv ist. Zudem ist eine

Wartung innerhalb der Nabe vergleichsweise schwierig, da eine geringe Bewegungsfreiheit vorliegt und die Komponenten unterschiedliche Positionen, je nach Drehwinkel der Nabe, haben. Durch die Auslagerung der Anlagensteuerung 154 und des Frequenzumrichters 162 in die Gondel 130, weist die Nabe 132 auch weniger mitdrehende Komponenten oder Baugruppen auf. Des Weiteren ist nur eine netzseitige Versorgungseinheit (Gleichrichter) notwendig. Zur Versorgung von mehreren elektrischen Maschinen kann ein gemeinsamer Zwischenkreis vorgesehen sein. Vorzugsweise ist für eine jeweilige elektrische Maschine ein Wechselrichter vorgesehen. Durch den gemeinsamen Zwischenkreis für alle in der Nabe 132 angeordneten Versteilantriebe ist auch ein elektrischer Bremswiderstand reduziert. Ein Energieaustausch von mehreren VerStellantrieben kann dann ebenfalls über den gemeinsamen Zwischenkreis erfolgen. So kann beispielsweise ein VerStellantrieb rekuperiert werden, während ein anderer Versteilantrieb diese Energie über den gemeinsamen

Zwischenkreis nutzt. Offenbart ist ein elektrohydraulischer Versteilantrieb zum Ansteuern eines hydraulischen

Verbrauchers. Dieser hat eine elektrische Maschine, die mit einer Hydromaschine verbunden ist, wobei die elektrische Maschine die Hydromaschine antreiben kann oder von dieser angetrieben wird. Des Weiteren ist ein Hochdruckspeicher vorgesehen. Zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen der Hydromaschine, dem hydraulischen Verbraucher und dem Hochdruckspeicher ist ein Ansteuerblock vorgesehen. Dieser ist dabei derart ausgebildet, dass der Verbraucher entweder mit Druckmittel von der Hydromaschine oder vom Hochdruckspeicher oder von Beiden versorgbar ist.