CN102535554B - 具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件的工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工具,具体为挖掘机或用于物料搬运的机器,该工具具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从活动元件的运动中回收能量,能量回收气缸包括充有气体的腔室,其中,工具的致动根据直接或间接确定的充有气体的腔室内的气体温度而实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种工具,该工具具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从活动元件的运动中回收能量,该能量回收气缸包括充有气体的腔室。具体地,该工具为挖掘机或用于物料搬运的机器。具体地,本发明应用于这种工具中,在该工具中作业驱动器包括至少一个作业液压缸,能够通过该作业液压缸使活动元件运动。
背景技术
在这种工具中,当降下活动元件时能量回收气缸的充有气体的腔室被压缩并由此储存势能,以在活动元件向上运动期间再次释放势能而支撑作业驱动器。
从DE 10 2008 034 582 A1中已知一种工具,其中,能量回收气缸的充有气体的腔室由能量回收气缸的充有气体的底侧和能量回收气缸的中空活塞杆形成。
发明内容
本发明的目的是进一步改进这种具有带充有气体的腔室的能量回收气缸的工具的功能。
按照本发明,该目的由根据权利要求1所述的工具实现。本发明涉及一种工具,该工具具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从活动元件的运动中回收能量,该能量回收气缸包括充有气体的腔室。按照本发明,设置成工具的致动根据充有气体的腔室内的气体温度而实施。因此,具体地,设置有用于直接或间接确定充有气体的腔室内的气体温度的系统,该系统提供用作控制器输入变量的信号。
本发明的发明人现在发现能量回收气缸的充有气体的腔室内的气体温度对能量回收气缸的力/路径特性曲线有重要影响。因此,按照本发明,设置有用于直接或间接确定充有气体的腔室内的气体温度的系统,其中对工具的致动会考虑气体温度对能量回收气缸的特性曲线的影响。具体地,在充有气体的腔室内的气体温度变化的情况下,对工具的致动至少部分地抵消了能量回收气缸的特性曲线的变化。
在本发明的优选实施例中,活动元件的作业驱动器的致动根据充有气体的腔室内的气体温度而实施。因此,具体地,在充有气体的腔室内的气体温度变化的情况下,作业驱动器的致动抵消能量回收气缸的特性曲线的变化。
充有气体的腔室内的气体温度可直接地或间接地确定。有利地,设置有测量充有气体的腔室内的气体温度的温度传感器。理论上,这里应考虑到,由于根据运动的状态气体温度波动非常大,所以气体温度不大适于作为控制变量。替代性地或另外地,也可以测量能量回收气缸的或工具的元件的温度,该元件与腔室以导热方式相连接。气体温度也可通过其它间接方法确定。气体温度也可通过例如测定气缸的冲程/气体压力分布或气缸的速度/气体压力分布来确定。
有利地,特定时间段内温度信号被平均化并被用作控制器的输入变量。有利地,驱动器的致动变量根据气体温度变化,具体地根据气体的平均温度变化。具体地,根据气体温度的控制变量的映射可储存在控制器内。
在本发明的第一实施例中,设置成作业驱动器的最大力根据温度信号进行调节。
具体地,作业驱动器的最大力随着气体温度的降低而增大。这样可以消除以下问题:在低气体温度时,能量回收气缸比在更高的温度时提供的压力或气缸力更小,使得在气体温度低于特定设定值时,可能不能达到所需要的提升能力。因此,为了即使在低气体温度下也仍然能够达到所需要的提升能力,相应地增大作业驱动器的最大力,以便在整体上达到所需要的提升能力。
此外,随着气体温度升高并由此造成的能量回收气缸内的气体压力增大,可达到的总提升能力也会增大。
这样,装置的载荷可增大到超出容许值,这会减少装置的使用寿命。因此,按照本发明,还可以设置成在气缸中的气体温度升高时作业驱动器的最大力减小。这样,通过能量回收气缸消除了装置的较大载荷。
具体地,当气体温度处于设定气体温度以上时,能够减小作业驱动器的最大力。此外,当温度处于设定气体温度以下时,能够增大作业驱动器的最大力。具体地,根据能量回收气缸的特性曲线而实施致动。
有利地,作业驱动器的最大力调节成使得活动元件的最大提升能力总是保持大致相同。具体地,作业驱动器的力调节成使得作业驱动器的力和能量回收气缸的力的总和对应于根据气体温度的要求的设定值。
在本发明的另一实施例中,可根据温度信号进行调节作业驱动器的作业动力学特性。这里,温度的影响也可改变能量回收气缸和作业驱动器的整个系统的作业特性。具体地,能量回收气缸的特性曲线随着气体温度改变而进行的改变由作业驱动器的相应致动来抵消。
(提升和降下活动元件的)机器的作业动力学特性通常在设定温度下与能量回收气缸的特性相匹配。但是,如果气体温度处于要求的设定温度以下,气体压力会低于设定气体压力。另一方面,当气体温度处于要求的设定温度以上时,气体压力会高于设定值。这会造成以下情况:气体温度降低到设定值以下会导致下降速度的增大以及升举速度的减小,而高于设定温度的气体温度会导致下降速度的减小以及升举速度的增大。有利地,作业驱动器现在根据温度信号进行致动使得作业动力学特性的这些变化得到抵消。
这样,能够避免会增大部件载荷的太大的提升和下降速度。此外,由于为操作者提供的是大体上总是相同的作业动力学特性,因此工具的操控变得简单。此外,在任何时间都能够进行所有动作。因此,特别地,总是能够实现活动元件的足够快的运动。
具体地,根据气体温度,具体地根据当前平均气体温度,对活动元件的提升和降下功能的致动进行调整使得最大提升和下降速度总是能够保持相同。
本发明更具体地用于这种工具中,在这种工具中,作业驱动器包括至少一个作业液压缸。按照本发明,根据直接或间接的温度信号来执行作业液压缸的液压机构的致动。具体地,直接或间接地测量能量回收气缸内的气体温度的系统的信号因此被提供给工具的液压机构的控制器。
在第一实施例中,可以设置成根据温度信号进行调节作业驱动器的液压机构的初始压力。为至少部分地抵消气体温度对工具的提升能力的影响,按照本发明在根据气体温度的要求的或许可的范围内暂时增大或减小作业液压缸的初始压力限制值。具体地,增大初始压力限制值,以便即使在较低气体温度下也能够达到需要的提升能力。此后,如果气体温度由于作业行为或由于外部热量的提供而升高,则可将作业缸的初始压力限制值重新减小到正常设定值。另一方面,可根据气体温度暂时减小动臂油缸的初始压力限制值,以消除工具的过高载荷。具体地,当气体温度上升超过特定值时,可暂时减小动臂油缸的压力限制值。
因此,具体地,作业驱动器的液压机构的最大初始压力得到调节。有利地,调节通过致动初始压力限制阀来实施。初始压力限制阀通常将由泵提供的液压流体的压力限制成最大操作压力。
在第二示例性实施例中,设置成作业液压缸的作业动力学特性根据温度信号得到调节。因此,可根据气体温度,具体地根据当前平均气体温度,调整活动元件的提升和降下的功能的致动,使得至少部分地抵消气体温度对最大下降或升举速度的影响。
例如,根据气体温度,能够相应地调整用于提升和/或降下活动元件的相应阀的先导压力或致动电流。具体地,可增大或减小先导压力和/或致动电流,以调整阀开口截面并因此调整下降和/或提升时的最大速度。
下降时,具体地可相应地致动管道破裂阀。另一方面,提升时,有利地根据温度致动控制块的阀。
此外,可根据能量回收气缸内的气体温度来调整各个液压泵的枢转角度和/或柴油发动机的转速。这也有利地在提升活动元件时实施。
通过根据能量回收气缸内的气体温度而调整根据本发明的作业液压机构的初始压力限制值,能够确保需要的提升能力并且能够限制装置载荷。
另一方面,通过根据能量回收气缸内的气体温度而调整先导压力或电先导信号,能够保持机器的作业动力学特性以及部件载荷恒定。
因此,能量回收气缸能够用作自给系统,但通过对现有液压系统进行改变而实施根据温度的调整。
按照本发明,可有利地参照当前平均气体温度进行调节。在特定时间间隔内,平均气体温度中的每一个可被确定并用作调节用的控制变量。
除根据本发明的工具外,本发明进一步包括用于操控工具的方法,该工具具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中设置有至少一个能量回收气缸以从活动元件的运动中回收能量,能量回收气缸包括充有气体的腔室。按照本发明,设置成根据充有气体的腔室内的气体温度而实施作业驱动器的致动。这样,可以获得相同的已经关于工具描述过的优势。有利地,按照已经在上文描述过的那样实施该方法。
此外,本发明包括用于上述工具的能量回收气缸。具体地,能量回收气缸包括温度传感器。具体地,温度传感器可测量充有气体的腔室内的气体温度和/或以热传导方式与该腔室连接的能量回收气缸元件的温度。也可以使用已经在上文进行过说明的其它的测量方法。
此外,本发明有利地包括已经在上文详细描述过的用于上述工具的作业驱动器的控制器。具体地,温度信号作为控制器的输入信号。具体地,控制器根据温度信号致动作业驱动器的作业液压机构。
有利地,能量回收气缸或控制器按照已经在上文关于工具所阐述的那样设计。
现在将再次简要地描述本发明特别优选的应用:
根据本发明的工具具体为行驶工具,更具体为挖掘机或用于物料搬运的机器。
该工具包括通过至少一个作业驱动器——具体为作业液压缸——而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从活动元件的运动中回收能量。
具有充有气体的腔室的能量回收气缸自身作为从活动元件的运动中回收能量的能量储存器。由能量回收气缸底侧形成的空间有利地充有压缩空气,压缩空气在活塞杆向底侧运动期间被压缩。储存的能量在活塞杆向上运动期间可再次利用以支撑作业驱动器,具体地支撑作业液压缸。在更优选的方式中,能量回收气缸的活塞杆是中空的并且朝底侧敞开,使得活塞杆内部形成充有气体的腔室的一部分。
根据本发明的工具的活动元件有利地绕竖直转动轴线枢转地附连到工具上并且借助于一个或多个作业驱动器——具体为作业液压缸——而能够在竖直旋转平面内枢转。具体地,活动元件是挖掘机的臂或用于物料搬运的机器的动臂。更有利地,行驶工具包括具有行走齿轮装置的下底架以及绕竖直转动轴线可转动地设置在下底架上的上底架,活动元件铰接到上底架上。
在活动元件上可设置有作业用具,例如铲斗或抓斗。当降下活动元件时,活动元件以及作业用具的势能通过能量回收气缸被储存,以在活动元件向上运动时至少部分地再次抵消装置的重量。因此,为使活动元件向上运动,必须通过作业液压缸提供的能量较少。因此,由于需要的已安装的发动机的功率较小并且燃料消耗量减小,工具的能量平衡性得到改善。
与一个或多个作业液压缸相同,根据本发明的能量回收气缸有利地设置在工具的上底架与活动元件之间。因此,在活动元件运动期间,能量回收气缸与作业液压缸同时运动。
附图说明
现在将参照示例性实施例以及附图对本发明进行详细地说明。
在附图中:
图1示出根据本发明的、具有两个作业液压缸和一个能量回收气缸的工具的示例性实施例;
图2a示出根据本发明的能量回收气缸的第一变体的示意图;
图2b示出根据本发明的能量回收气缸的第二变体的示意图;
图3示出根据本发明的用于作业驱动器的控制器的第一示例性实施例,其中,作业驱动器的最大力根据能量回收气缸内的气体温度进行调节;
图4a示出以示例的方式表现能量回收气缸内的气体温度的温度分布的图;
图4b示出表现根据图4a所示的温度分布的作业液压机构初始压力的图;
图5示出根据本发明的用于作业驱动器的控制器的第二示例性实施例,其中作业动力学特性——特别是最大运动速度——根据能量回收气缸内的气体温度进行调节;
图6a示出表现能量回收气缸内的气体温度分布的图;并且
图6b示出表现控制阀的先导压力的图,该控制阀用于根据图6a所示温度分布致动作业驱动器的运动。
具体实施方式
参照图1和图2,现在将首先大体上示出能够使用本发明的、具有能量回收气缸的工具的示例性实施例。
工具包括经由水平延伸的枢轴5铰接到工具的焊接结构4上的活动元件2。工具是这样的液压挖掘机,在所述液压挖掘机中活动元件2绕挖掘机动臂安装,其中挖掘机动臂铰接到挖掘机的上底架上。上底架自身绕竖直转动轴线枢转地附连到具有底盘的下底架上。
为移动活动元件2,设置有两个作业液压缸1,作业液压缸1经由相应铰接点铰接到活动元件2和上底架的焊接结构4上。此外,提供了根据本发明的能量回收气缸3的示例性实施例,能量回收气缸3与作业液压缸1一样设置在工具的活动元件2与上底架4之间并用于从活动元件的运动中进行能量回收。能量回收气缸3设置在两个作业液压缸1之间。
在活动元件2——在此处为挖掘机动臂——上,通常设置有作业装置,例如挖掘机铲斗。在降下活动元件2时,活动元件和作业装置的势能应当当时被回收并储存,以便至少部分地抵消在活动元件向上运动期间因活动元件以及作业装置的重量而作用在作业液压缸上的静力,并由此使得必须借助于作业液压缸1提供的能量较小。为此,根据本发明的液压缸有利地包括充有气体的腔室。在降下活动元件时,能量回收气缸的充有气体的腔室内的气体被压缩,而在提升活动元件时气体膨胀并因此支撑作业液压缸1。为此,根据本发明的能量回收气缸有利地在其底侧充有气体并且还有利地包括朝底侧敞开的中空活塞杆。
现在图2a和图2b示出能量回收气缸3的两个变体的示意图。两示例性实施例均包括缸体10,活塞杆11以能够轴向移动的方式安装在缸体10中。活塞杆11呈中空圆柱体的形状,从而在活塞杆11的内部得到空腔13,空腔13朝缸体的底侧12敞开。能量回收气缸3的底侧12和活塞杆11内部的空腔13形成充有压缩气体的连贯腔室。在活塞杆11在缸体10内运动的期间,底侧12的尺寸变化,使得当活塞杆11完全缩回时充有气体的容积大致对应于中空活塞杆内部的空腔13,而当完全伸展活塞杆时充有气体的容积对应于所述空腔13的容积加上缸体10的容积。
能量回收气缸包括底侧支承孔15和活塞杆侧支承孔16,能量回收气缸通过这些孔铰接到工具和活动元件上。能量回收气缸铰接在活动元件与工具之间使得活塞杆11通过活动元件以及作业装置的重量而向下朝着能量回收气缸的底侧运动,使得气体体积被压缩。由于根据本发明的能量回收气缸带有中空活塞杆11的设计方式,缩回的气缸中也存在有足够的气体量,从而使得在下降作业装置时压力能够平稳增加。另一方面,在活动元件向上运动期间,部分重量作用在能量回收气缸内的气体容积上,使得作业液压缸不再必须施加全部静载荷。
能量回收气缸包括用于为腔室充气的充气阀17以及用于限制气体压力的压力限制阀18。在图2a的第一示例性实施例中,充气阀17和压力限制阀18设置在底侧。但是,在图2b的第二示例性实施例中,充气阀17和压力限制阀18设置在活塞杆侧。
图2a和图2b中所示的能量回收气缸是双侧液压缸,从而提供环形空间14,其能够经由端口12连接到工具的液压系统上。底侧也可包括端口,底侧能够经由该端口连接到工具的液压系统上。
如图2b所示,可通过向能量回收气缸供给油或从能量回收气缸排放油来改变能量回收气缸中的气体量。因此,在图2b的第二示例性实施例中,设置有用于供给油的端口20,能量回收气缸的底部空间能够通过端口20连接到工具的液压系统上。
本发明的发明人已经发现,能量回收气缸内的气体温度对其操作有重要影响。因此,按照本发明设置成根据所述温度来致动作业驱动器——具体为作业液压机构,以便保持气体温度对工具操作的影响尽可能地小。
具体地,设置有直接或间接地测量充有气体的腔室内的气体温度的温度传感器。有利地,提供控制信号以用于根据温度传感器的温度信号致动作业驱动器。有利地,特定时间长度内的温度信号被平均化并被用作控制器的输入变量。
现在图3示出这种控制系统的第一示例性实施例。作业驱动器由已经在上面描述过的两个作业缸1形成。两个作业缸中的每一个均具有压力腔室35和36,压力腔室35和36经由控制阀32与压力供给装置连接。压力供给装置由液压泵30提供。由泵30提供的初始压力由初始压力限制阀31限制。有利地,初始压力限制阀31设置在泵30和控制阀32之间。
按照本发明,测量能量回收气缸中的气体温度的温度传感器40当前设置在能量回收气缸3上。例如,温度传感器直接测量气体温度,使得能够相当快地对温度波动作出反应。然而,由于气体温度根据运动状态的波动非常大,所以对温度进行间接测量是有利的。温度传感器40的温度信号作为输入变量提供给控制器41,在控制器中信号将被处理。控制器41致动调节单元42以用于调节压力限制阀31。这样,能够根据温度信号来调节作业液压机构的初始压力。
通过这样调节初始压力,能够解决以下两个问题:当能量回收气缸3中的温度下降到低于特定设定值Tset时(例如在冬天开始作业时),能量回收气缸3并不提供设定压力或需要的设定气缸力,以达到在设定气体温度时可达到的提升能力。为了尽管气体温度较低但仍达到提升能力,按照本发明,根据气体温度在需要的且容许的范围内暂时地提高动臂油缸的初始压力限制值。具体地,压力限制值可提高至超过正常设定值——例如350巴——以上,以便尽管在低温时也将总提升能力保持在需要的设定值。
如果气体温度由于作业行为或外部热量的供给而上升,则能够再次减小动臂油缸的初始压力限制值,例如减小到诸如350巴的设定值。
但是,如果能量回收气缸内的气体温度上升超过特定设定值,可达到的提升能力将增加,由此装置的载荷增加且使用寿命减少。为消除工具的这种高载荷,按照本发明,当气体温度上升超过特定设定值时,根据气体温度暂时地减小动臂油缸的初始压力限制值。
通过根据能量回收气缸内的气体温度进行的动臂油缸的初始压力限制值的这种调整,能够保证所需的提升能力且能够限制工具的载荷。
为实现致动,可采用多个不同的可能方式。具体地,根据能量回收气缸内的气体温度的初始压力可储存于控制器中,例如以映射的形式存储于控制器中。有利地,参照平均气体温度实施致动。在特定时间段内,可分别确定平均气体温度并将平均气体温度用作针对动臂油缸的初始压力限制值的控制变量。
图4a示出一段时间能量回收气缸内的温度Tgas的示例性温度发展过程,其中温度Tgas开始处于设定温度Tset以下并随后上升超过设定温度Tset。在示例性实施例中,对每个时间段Δt内的温度实施平均化。在第一个时间段Δt内,平均温度处于设定温度Tset以下,因此采用增加的初始压力P。在下一个时间段Δt中,平均温度大致处于设定温度的范围之内,因此采用正常初始压力P。然而,在随后的时间段Δt中,温度处于设定温度Tset以上,所以采用相应的较低的初始压力P。按照本发明,分别对于每个时间段来确定平均气体温度,并且针对该温度调节相应的初始压力。
有利地,根据最大容许初始压力以及相应温度下能量回收气缸的气缸力来确定待调节的初始压力,从而将由于能量回收气缸中的温度引起的工具的总提升能力的波动以及装置的载荷的波动保持尽可能地小。
图5现在示出本发明的第二示例性实施例,借助于该实施例,将气体温度对工具的作业动力学特性的影响保持尽可能地小。
作业缸1又包括压力腔室35和36,能够通过压力腔室35和36的液压流体的加压来移动作业缸1。设置有泵30,泵30经由控制阀33为压力腔室35和36提供高压力。该泵是经由控制器38致动的变量泵。泵30由同样由控制器38致动的内燃发动机37驱动。阀33用于至少在举升时致动液压缸1的运动的方向和速度。阀33同样由控制器38致动。还设置有贮存箱,液压流体可流出到该贮存箱中。为调节下降速度,设置有阀34,通过阀34能够调节液压流体能够从底侧空腔35流出到贮存箱中的速度、进而调节下降速度。这些阀也由控制器38致动。
设置有控制元件39,操作者可通过控制元件39送入输入命令以移动待移动的元件,具体为动臂。这些输入命令在控制单元39中被处理并用于致动阀、泵30以及发动机37。
按照本发明,当前设置有传感器40以确定能量回收气缸3中的气体温度,其中,温度传感器40的测量信号被提供给控制器38。对作业缸的运动功能的致动根据由气体温度改变的能量回收气缸的特性进行调整,从而至少部分地抵消了气体温度的改变对工具的总特性的影响。具体地,根据当前平均气体温度来调整对动臂提升和降下功能的致动,使得动臂最大的下降或升举速度总是能够保持相同。
在下降时,根据气体温度,选择性地增大或减小各个阀——特别是阀34(管道破裂阀)——的先导压力或电先导信号,以调整最大阀开口横截面并因此保持最大下降速度大致不变。
在提升时,根据气体温度选择性地增大或减小各个阀的——特别是控制块33——的先导压力或电先导信号,以调整阀开口横截面并因此保持最大升举速度大致不变。此外,能够选择性地调整液压泵30的枢转角度以及内燃发动机37的转速。
通过根据能量储存气缸内的气体温度调整先导压力或电先导信号,机器的作业动力学特性以及部件载荷都能够保持恒定。由于通过修改现有液压系统和/或其致动而实施作业动力学特性的根据温度的调整,因此能量储存气缸可用作自给系统。
有利地,气体温度被平均化并被用作致动变量。更具体地,在特定时间间隔内的平均气体温度中的每一个被确定并被用作控制变量。
图6a示出能量储存气缸内的气体温度Tgas的示例性温度分布的图。与图4a中类似,第一时间段Δt内的温度处于设定温度Tset以下,中间时间段Δt内的温度大致处于设定温度的范围内,而第三时间段Δt内的温度超过设定温度。相应地,图6b中所示的管道破裂阀34的先导压力改变,由此调节下降速度。由于作业驱动器(动臂油缸)和气缸经由挖掘机动臂耦接,所以作业装置的作业动力学特性由气缸和作业装置联合造成。
因而在低于设定温度的温度下,在第一时间段Δt内选择较小先导压力,以通过相应较小先导压力以及由此导致的较小最大阀开口横截面来抵消能量回收气缸的较小反力,以保持最大下降速度恒定。而在中间时间段Δt内,由于温度大致对应于设定温度,所以选择正常先导压力。在第三时间段Δt内,先导压力增大并因此导致最大阀开口横截面增大,以实现作业装置的恒定下降速度,从而抵消由于较高温度而引起的气缸的较大反力。
在提升时,完全以相反方式实施控制阀33的先导压力的致动,以在低温时补偿相对较低的升举速度或在高温时补偿较高的升举速度。
因而,总的来说,可注意到在提升和降下活动元件时,当按照设定温度下能量回收气缸的设定值特性来调整作业驱动器的致动时,根据本发明的工具的作业动力学特性由于根据气体温度的能量回收气缸的力-路径特性曲线而改变。
在低于设定温度的气体温度下,会导致较大的下降速度和较小的升举速度,而在高于设定温度的气体温度会导致较小的下降速度和较大的升举速度。一方面,在提升和下降速度过大时部件载荷增加,但在另一方面,在不再能获得足够的速度时不再可能丢掉碎屑的部分活动中,操作者更关注于改变作业动力学特性。
按照本发明,最大先导压力或电先导信号及最大阀开口横截面因此相应地得到调整,以抵消能量回收气缸的特性的改变并因此保持作业装置的作业速度恒定。因此,在下降时,在低气体温度时最大阀开口横截面增大。另一方面,在提升时,在低气体温度时最大阀开口横截面增大,而在较高气体温度时最大阀开口横截面减小。有利地,动臂提升和降下功能的致动得到调整使得动臂的最大下降或升举速度总是能够保持相同。
本发明的两个示例性实施例当然也可以结合,其中,在第一示例性实施例中,至少部分抵消气体温度对最大提升能力的影响,而在第二示例性实施例中,至少部分抵消气体温度对作业动力学特性的影响。
Claims (12)
1.一种用于物料搬运的机器,所述用于物料搬运的机器具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从所述活动元件的运动中回收能量,所述能量回收气缸包括充有气体的腔室,
其特征在于,
所述用于物料搬运的机器的致动根据直接或间接确定的所述充有气体的腔室内的气体温度而实施,所述能量回收气缸直接连接至所述活动元件,并且所述能量回收气缸的活塞杆机械连接至所述用于物料搬运的机器,并且
所述作业驱动器的致动根据所述充有气体的腔室内的气体温度而实施,以在所述充有气体的腔室内的气体温度变化的情况下,所述作业驱动器的致动抵消所述能量回收气缸的特性曲线的变化。
2.根据权利要求1所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,特定时间段内的温度信号被平均化并被用作控制器的输入变量。
3.根据权利要求2所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业驱动器的最大力根据所述温度信号进行调节。
4.根据权利要求2所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业驱动器的作业动力学特性根据所述温度信号进行调节。
5.根据权利要求2所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业驱动器包括至少一个作业液压缸,其中,所述作业液压缸的液压机构的致动根据所述温度信号而实施。
6.根据权利要求5所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业液压缸的所述液压机构的初始压力根据所述温度信号进行调节。
7.根据权利要求6所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业液压缸的所述液压机构的初始压力通过致动初始压力限制阀进行调节。
8.根据权利要求5或6所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业液压缸的所述液压机构的作业动力学特性根据所述温度信号进行调节。
9.根据权利要求8所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述作业液压缸的所述液压机构的作业动力学特性通过调节用于提升和/或降下所述活动元件的阀的先导压力和/或致动电流、和/或通过致动作业泵和/或驱动马达来进行调节。
10.根据权利要求1所述的用于物料搬运的机器,其特征在于,所述用于物料搬运的机器为挖掘机。
11.一种用于操控根据前述权利要求中任一项所述的用于物料搬运的机器的方法,所述用于物料搬运的机器具有通过至少一个作业驱动器而能够活动的元件,其中,设置有至少一个能量回收气缸以从所述活动元件的运动中回收能量,所述能量回收气缸包括充有气体的腔室,
其特征在于,
所述作业驱动器的致动根据直接或间接确定的所述充有气体的腔室内的气体温度而实施,所述能量回收气缸直接连接至所述活动元件,并且所述能量回收气缸的活塞杆机械连接至所述用于物料搬运的机器,并且
所述作业驱动器的致动根据所述充有气体的腔室内的气体温度而实施,以在所述充有气体的腔室内的气体温度变化的情况下,所述作业驱动器的致动抵消所述能量回收气缸的特性曲线的变化。
12.用于根据权利要求1-10中任一项所述的用于物料搬运的机器的作业驱动器的能量回收气缸和/或控制器。
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---|---|---|---|---|
DE102013013690A1 (de) * | 2013-08-16 | 2015-02-19 | Hydac Technology Gmbh | System zur automatischen Anpassung einer vorgebbaren Gaseintragsmenge und Betätigungseinrichtung mit einem solchen System |
WO2021035477A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Guangxi Liugong Machinery Co., Ltd. | Electric excavator |
CN111577810B (zh) * | 2020-05-26 | 2021-07-30 | 杭州斡维电子科技有限公司 | 气体弹簧阻尼器与同轴扫描开关端子连接器及控制方法 |
US11668072B1 (en) * | 2022-10-26 | 2023-06-06 | Bourgault Industries Ltd. | Potential energy storage and control system for a hydraulically actuated element |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6983592B2 (en) * | 2001-05-22 | 2006-01-10 | Lars Bruun | Mobile working machine |
CN101435451A (zh) * | 2008-12-09 | 2009-05-20 | 中南大学 | 一种液压挖掘机动臂势能回收方法及装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU121082A1 (ru) * | 1956-04-24 | 1958-11-30 | Б.П. Катюхин | Насосно-аккумул торный привод одноковшовых экскаваторов и других машин цикличного действи |
US3912096A (en) * | 1974-06-27 | 1975-10-14 | American Hoist & Derrick Co | Hydraulic support for cylinder of piston cylinder motor |
SU1382920A1 (ru) * | 1986-08-12 | 1988-03-23 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Землеройным Машинам "Земмаш" Воронежского Производственного Объединения По Выпуску Экскаваторов Им.Коминтерна | Гидропривод одноковшового экскаватора с рекуперацией энергии |
SU1642100A1 (ru) * | 1989-04-14 | 1991-04-15 | Симферопольское Производственное Объединение "Фотон" | Позиционный пневмопривод |
CA2131192C (en) * | 1992-03-03 | 2004-05-25 | Lloyd Stanley | Hydraulic oil well pump drive system |
WO1997016371A1 (en) * | 1995-11-02 | 1997-05-09 | Lars Bruun | Arrangement for a crane |
DE19647940C2 (de) * | 1996-11-20 | 1999-05-12 | Mannesmann Sachs Ag | Hydraulischer Stellantrieb |
EP1092878A1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-18 | Palmstiernas Instrument AB | Pneumatic control circuit for positioner |
US6494765B2 (en) * | 2000-09-25 | 2002-12-17 | Center For Tribology, Inc. | Method and apparatus for controlled polishing |
US6918247B1 (en) * | 2003-11-19 | 2005-07-19 | Jack E Warner | Assisted hydraulic system for moving a structural member |
DE102004032868A1 (de) * | 2004-07-07 | 2006-02-09 | Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh | Bagger und Maschine zum Materialumschlag |
DE102005060990A1 (de) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Bosch Rexroth Aktiengesellschaft | Antrieb und hydrostatische Kolbenmaschine mit Rückgewinnung von Bremsenergie |
DE202006009223U1 (de) * | 2006-05-17 | 2007-09-27 | Liebherr-Werk Bischofshofen Ges.M.B.H. | Maschine, insbesondere Baumaschine |
RO122787B1 (ro) * | 2006-07-24 | 2010-01-29 | Sorin Dinu | Dispozitiv de recuperare a energiei din operaţia de coborâre a braţului unui utilaj |
JP5046690B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2012-10-10 | 日立建機株式会社 | 作業車両の制御装置 |
RU2007123290A (ru) * | 2007-06-21 | 2008-12-27 | Борис Владимирович Погорелов (RU) | Пневмоцилиндр с регулируемым ходом штока и устройство регулирования хода штока |
EP2052889B1 (de) * | 2007-10-26 | 2016-06-15 | Strömsholmen AB | Hydropneumatische Feder-Dämpfungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Hydropneumatischen Feder-Dämpfungsvorrichtung |
DE102008040054A1 (de) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zum Betreiben eines Hydraulikspeichers |
DE102008034582A1 (de) | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh | Arbeitsgerät |
US8234860B2 (en) * | 2008-08-29 | 2012-08-07 | Caterpillar Inc. | Machine control system having hydraulic warmup procedure |
US8833078B2 (en) * | 2009-02-27 | 2014-09-16 | D2Bg Llc | Compressed gas-driven device with passive thermodynamic composition |
-
2010
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6983592B2 (en) * | 2001-05-22 | 2006-01-10 | Lars Bruun | Mobile working machine |
CN101435451A (zh) * | 2008-12-09 | 2009-05-20 | 中南大学 | 一种液压挖掘机动臂势能回收方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US8938956B2 (en) | 2015-01-27 |
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