CN102561448B - 用于材料处理的机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备，特别是挖掘机或用于材料处理的机械，该设备具有经由至少一个作业驱动装置可运动的元件，其中，至少一个能量回收缸设置用于从可运动元件的运动回收能量，至少一个能量回收缸包括填充有气体的腔室。该能量回收缸配备有热交换器。

Description

用于材料处理的机械

技术领域

本发明涉及一种具有经由至少一个作业驱动装置可运动的元件的设备，其中，至少一个能量回收缸设置用于从可运动元件的运动回收能量，至少一个能量回收缸包括填充有气体的腔室。特别地，本发明涉及一种行驶设备，特别是挖掘机或用于材料处理的机械。特别地，作业驱动装置包括作业液压缸。

在这种设备中，当降低可运动元件时能量回收缸的气体填充腔室被压缩并且因此存储势能，以便在可运动元件向上运动期间再次释放势能用于支承作业驱动装置。

背景技术

从DE10 2008 034 582 A1已知一种设备，其中，通过能量回收缸的气体填充底部侧和能量回收缸的中空活塞杆形成能量回收缸的气体填充腔室。

发明内容

本发明的目的是进一步改进带有能量回收缸的设备的功能，该能量回收缸具有填充有气体的腔室。

根据本发明的设备实现该目的。本发明公开了一种设备，特别是行驶设备，特别是挖掘机或用于材料处理的机械，该设备具有经由至少一个作业驱动装置可运动的元件，其中，至少一个能量回收缸设置用于从可运动元件的运动回收能量，至少一个能量回收缸包括填充有气体的腔室。根据本发明，现在提出能量回收缸包括热交换器。

本发明的发明人已经发现，能量回收缸的气体填充腔室中的气体的温度对能量回收缸的功能以及因此对设备的功能具有较大影响。特别地，能量回收缸的力－路径特征曲线随着气体的温度而改变。通过热交换器，能量回收缸中的气体的温度波动和/或气体的过高温度和/或过低温度可被减少或防止。

特别地，我们发现，气体填充腔室中的气体可由于操作而变热。因此，可得到不希望的高温。在本发明的优选实施方式中，根据本发明的能量回收缸因此配备有热交换器，通过热交换器，能量回收缸和/或气体填充腔室中的气体能够被冷却或被冷却。

此外，还在气体的太低温度下(例如，在低的外部温度下)，可得到能量回收缸的不利的特征曲线或太低的缸力。在本发明的又一实施方式中，根据本发明的能量回收缸因此配备有热交换器，通过该热交换器，能量回收缸和/或填充有气体的腔室中的气体可被加热。

这样，可消除或至少改进对设备的操作不利的温度条件。

有利地，提出热交换器环绕能量回收缸的缸套。这提供用于热交换的大的表面。另外，能量回收缸的内部结构不必受到干扰。

有利地，本发明用于能量回收缸中，该能量回收缸在其底部侧填充有气体。气体填充腔室中的气体因此与缸套直接接触，使得热交换器在缸套处的布置特别有利。

有利地，热交换器环绕缸套的外表面超过50％。在另一个有利的方式中，热交换器环绕超过70％，特别有利地，环绕缸套的外表面超过90％。这确保了特别良好的热传递。

热交换器的热交换元件可直接布置在热交换器的缸套上。但是，在可替代的实施方式中，热交换器包括缸管，该缸管以热传导方式布置在能量回收缸的缸套的外表面上。这简化了热交换器的制造，热交换器可作为独立的单元被推压到能量回收缸上。

依据该设计，根据本发明的热交换器可用于能量回收缸的主动冷却或加热，或者也可仅用于能量回收缸的被动冷却或加热。

在根据本发明的设备的第一实施方式中，热交换器包括可被外部空气扫过的冷却肋。这确保通过外部空气对能量回收缸的有效冷却。特别地，冷却肋增加了能量回收缸的表面。

有利地，冷却肋从能量回收缸的缸套或热交器的缸管延伸到外部。冷却肋例如可沿径向方向、沿纵向方向或者螺旋形地延伸。

然而，在本发明的另一个实施方式中，热交换器可包括被冷却流体横穿过的流动空间。特别地，流动空间包括入口和出口，热交换器可通过入口和出口分别与冷却回路和加热回路连接。为此，流动空间特别地包括连接元件，可经由连接元件连接用于引导冷却流体的软管。

可提出热交换器包括外管，外管形成流动空间的外壁。特别地，流动空间可布置在能量回收缸的缸套的外表面和外管之间。在可替代实施方式中，其中，热交换器包括缸管，该缸管以热传导方式布置在缸套的外表面上，流动空间也可布置在该缸管与外管之间。

此外，依据本发明可提出流动空间螺旋地环绕缸套。这样，能够确保冷却流体通过流动空间的特别均匀的流动。可通过分别围绕缸套和缸管螺旋地导向的管状导管提供螺旋形的流动空间。可替代地，螺旋连接装置也可设置在外管和缸套或缸管之间，流动空间通过该螺旋连接装置被螺旋地分开。螺旋连接装置可布置在缸套或缸管上。特别地，连接装置可结合在缸套或缸管的材料中。可替代地或另外地，螺旋连接装置还可布置在外管上，特别是结合在外管的材料中。

根据本发明的热交换器可用于冷却能量回收缸或其中存在的气体。有利地，热交换器因此连接到设备的冷却回路上。

此外，热交换器可用于加热能量回收缸。有利地，热交换器因此连接到设备的加热回路上。

特别地，热交换器可被连接到设备的组合的冷却和加热回路上。

除了该设备，本发明还包括用于如上所述的设备的能量回收缸。根据本发明的能量回收缸特别地包括热交换器。有利地，能量回收缸如上所述地构造。

独立于上述设备或具有热交换器的能量回收缸，本发明还包括一种设备，特别是行驶设备，特别是挖掘机或用于材料处理的机械，该设备具有经由至少一个作业驱动装置可运动的元件，其中，至少一个能量回收缸设置用于从可运动元件的运动回收能量，至少一个能量回收缸包括填充有气体的腔室，其中，根据本发明提供用于调节能量回收缸的温度的装置。本发明的该方面也考虑以下发现，能量回收缸或其中的气体的温度对于设备的操作具有决定性作用。根据本发明，现在可调节能量回收缸的温度。这样，可避免或改进不利的温度条件。

可以提出用于调节能量回收缸的温度的装置提供用于能量回收缸的加热。特别是，例如，在冷的环境温度下，能量回收缸由此可达到特定的操作温度。可以以不同的方式实现加热能量回收缸。

特别地，可设置加热元件，能量回收缸通过加热元件被加热。该加热元件可布置在能量回收缸上，特别是布置在缸套上。有利地，加热元件是电操作的加热元件。

此外，可经由热交换器实现加热。特别是，该热交换器有利地是如上所述的热交换器。有利地，热交换器连接到加热回路上。特别地，在加热回路中设置有用于加热位于加热回路中的流体的加热元件，特别是电加热元件。

可经由摩擦元件实现加热。特别地，根据本发明的摩擦元件在能量回收缸的运动过程中增加摩擦。特别地，当缸杆相对于缸套运动时，摩擦元件在摩擦元件和能量回收缸的缸杆之间产生摩擦热。有利地，摩擦元件设置有致动器并且因此可被致动。特别地，经由致动器可有利地控制摩擦元件的接触压力。

此外，可提出用于调节能量回收缸的温度的装置提供用于冷却能量回收缸。特别地，因此能够抵消在操作期间能量回收缸的不受控制的加热。

有利地，经由热交换器实现冷却。有利地，该热交换器被如上所述地构造。

有利地，通过用于由控制器调节温度的装置的选择性致动来实现本发明中的能量回收缸的温度的调节。特别优选地，基于设备的至少一个操作参数致动用于调节能量回收缸的温度的装置。

此外，有利地，根据本发明提供温度传感器，其中，基于温度传感器的信号实现用于调节能量回收缸的温度的装置的致动。特别地，这种温度传感器有利地提供用于控制能量回收缸的温度。

在本发明的有利的方面中，温度传感器测量能量回收缸的温度和/或填充有气体的腔室中的气体的温度和/或冷却流体的温度。这提供对于能量回收缸的温度或能量回收缸的气体填充腔室中的气体的温度的控制或调节。可替代地或另外地，温度传感器也可测量外部温度。这也提供用于调节能量回收缸的温度的装置的有效致动。

该设备可包括控制器，用于调节能量回收缸的温度的装置通过该控制器致动，使得能量回收缸在第一阈值温度以下时被加热。可替代地或另外地，可提出用于调节能量回收缸的温度的装置由控制器致动，使得能量回收缸在第二阈值温度以上时被冷却。

此外，可替代地或另外地，可提出能量回收缸在温度窗口内不经受冷却和/或加热。通过在一定的温度窗口内关闭用于调节温度的装置，能够尽可能低地保持用于调节温度的能量消耗。

根据本发明，能量回收缸可包括连接到冷却回路上的热交换器，冷却流体流过冷却回路。根据其构造，冷却回路可用于冷却和/或加热能量回收缸。

有利地，冷却回路包括用于冷却冷却流体的冷却单元。可替代地或另外地，可提出冷却回路包括用于加热冷却流体的加热单元。此外，可提出冷却回路包括用于循环冷却流体的泵。通过致动泵、冷却单元和/或加热单元，因此可根据本发明致动能量回收缸的冷却和/或加热。

用于调节能量回收缸的温度的装置的致动不一定仅用于调节能量回收缸的温度，而也可用于调节设备的另外的部件的温度。

有利地，能量回收缸的冷却回路连接到设备的另一个部件的冷却回路上。特别地，冷却回路是设备的内燃机和/或液压系统的冷却回路。内燃机和/或液压系统通常已包括冷却回路。该冷却回路通常基于冷却流体操作。

通过使能量回收缸连接到设备的另一个部件的冷却回路上，已能够以极其廉价和简单的方式解决两个问题。部件的冷却回路通常总是具有恒定的温度。因此，能量回收缸可在操作开始时被加热到特定的操作温度。

第二点是通过冷却回路进行能量回收缸的冷却。因此，可以防止温度过度地升高，并因此防止激活存在的卸压阀，卸压阀被设计作为爆裂保险。然而，可替代地，也可选择单独的冷却装置用于冷却能量回收缸，并且设备的另一个部件的冷却回路仅可用于加热。

特别地，可确保在缸中总是存在相同的操作压力并且缸中的操作压力仅在特定窗口内波动。因此，在能量回收缸中确保总是恒定或类似的力/冲程曲线，而与外部温度或操作模式无关。

当然，不仅通过将能量回收缸的热交换器连接到设备的已存在部件的冷却回路上，而且通过能量回收缸的温度的独立控制和/或与这种冷却回路的仅临时连接可解决两个问题。

特别地，可设置回路装置，基于操作参数，特别是基于温度信号，能量回收缸的热交换器通过回路装置与设备的已存在部件的冷却回路连接和分离。特别地，回路装置可采用阈值温度，如上所述。

除了根据本发明的设备之外，本发明还包括用于操作这种设备的方法。特别地，由此升高和/或降低能量回收缸的温度。依据根据本发明的方法的实施方式，也可实现能量回收缸的温度的仅升高或者仅减低。可替代地，根据至少一个操作参数，实现能量回收缸的温度的升高和/或降低。

有利地，该方法可被实现为如上关于该设备所述的那样。

除了设备和方法之外，本发明还包括相应的能量回收缸。有利地，该能量回收缸包括用于调节温度的装置或者能量回收缸可连接到这种装置上。

此外，本发明包括用于调节能量回收缸的温度的相应的装置。

此外，本发明包括一组能量回收缸和用于调节能量回收缸的温度的装置。

现在将再次简要地描述本发明的特别优选的使用：

根据本发明的设备特别地是行驶设备，特别是挖掘机或用于材料处理的机械。

该设备包括经由至少一个作业驱动装置可运动的元件，其中，至少一个能量回收缸提供用于从可运动元件的运动回收能量。作为作业驱动装置，特别地可使用作业液压缸。

具有气体填充腔室的能量回收缸本身用作蓄能器，用于从可运动元件的运动回收能量。由能量回收缸的底部侧形成的空间有利地填充有加压气体，在活塞杆朝向底部运动的过程中压缩加压气体。然后，在活塞杆向上运动以便支承作业驱动装置，特别是支承作业液压缸的过程中可再次利用存储的能量。在另一个有利的方式中，能量回收缸的活塞杆是中空的并且朝向底部侧开口，使得活塞杆的内部形成填充有气体的腔室的一部分。

根据本发明的设备的可运动元件有利地关于竖直旋转轴线枢转地附接到设备上，并且经由一个或更多个作业驱动装置在竖直旋转平面中能够枢转。特别地，可运动元件是挖掘机的臂或用于材料处理的机械的动臂。此外，有利地，行驶设备包括具有行走装置的下车架和关于竖直旋转轴线可转动地布置在下车架上的上车架，可运动元件铰接到上车架上。

在可运动元件上可布置作业工具，例如，铲或抓具。当降低可运动元件时，经由能量回收缸存储可运动元件或作业工具的势能，以便在可运动元件的向上运动期间再次至少部分地补偿装备的重量。因此，须经由作业驱动装置消耗较少的能量，以便向上运动可运动元件。由于需要更少的装备的发动机功率并且降低了燃料消耗，因此提高了设备的能量平衡。

如同一个或更多个作业液压缸，根据本发明的能量回收缸有利地布置在设备的上车架和可运动元件之间。在可运动元件的运动期间，能量回收缸因此与作业液压缸同时运动。

附图说明

现在将参照示例性实施方式和附图详细地描述本发明。

在图中：

图1示出根据本发明的设备的示例性实施方式，该设备具有两个作业液压缸和一个能量回收缸；

图2a示出根据本发明的能量回收缸的第一变型的示意图；

图2b示出根据本发明的能量回收缸的第二变型的示意图；

图3示出根据本发明的能量回收缸的示例性实施方式，该能量回收缸具有包括冷却流体能够流过的流动空间的热交换器；

图4a至4d以剖视图示出如图3所示的热交换器的四种变型，其中，热交换器直接布置在能量回收缸的缸套上；

图5a至5d以剖视图示出如图3所示的具有热交换器的能量回收缸的四种变型，其中，热交换器包括布置在能量回收缸的缸套上的缸管；

图6a至图6c示出具有冷却肋的能量回收缸的示例性实施方式的三种变型；

图7示出根据本发明的用于调节能量回收缸的温度的装置的示例性实施方式，其中仅提供冷却装置；

图8a至8c示出用于调节能量回收缸的温度的示例性实施方式的三种变型，其中示出加热装置的不同变型；

图9示出根据本发明的装置的又一个示例性实施方式，该装置用于以两种变型调节能量回收缸的温度。

具体实施方式

参照图1和2，现在将首先总体示出具有能量回收缸的设备的示例性实施方式，本发明可用于该设备中。

该设备包括可运动元件2，可运动元件2经由水平延伸的旋转轴5铰接到设备的焊接结构4上。该设备是液压挖掘机，其中，可运动元件2围绕挖掘机臂安装，挖掘机臂铰接到挖掘机的上车架上，上车架本身关于竖直的旋转轴线枢转地附接到带有底盘的下车架上。

为了运动可运动元件2，提供两个作业液压缸1，两个作业液压缸1经由相应的铰接点铰接到可运动元件2和上车架的焊接结构4上。此外，提供根据本发明的能量回收缸3的示例性实施方式，如同作业液压缸1，能量回收缸3也布置在可运动元件2和设备4的上车架之间，并且用于从可运动元件的运动回收能量。能量回收缸3布置在两个作业液压缸1之间。

在可运动元件2上，在该例子中是在挖掘机动臂上通常布置有作业设备，例如挖掘机铲。当降低可运动元件2时，可运动元件和作业设备的势能现在应被回收和存储，以便至少部分地补偿在可运动元件向上运动期间的静态力，否则，该静态力由于可运动元件和作业设备的重量将作用在作业液压缸上，因此需要通过作业液压缸1提供更少的能量。为此，根据本发明的液压缸有利地包括填充有气体的腔室。在降低可运动元件时，能量回收缸的气体填充腔室中的气体被压缩，当提升可运动元件时，气体膨胀并因此支承作业液压缸1。为此，根据本发明的能量回收缸有利地在其底部侧填充有气体，并且进一步有利地包括朝向底部侧开口的中空活塞杆。

图2a和图2b现在示出能量回收缸3的两种变型的示意图。两个示例性实施方式均包括缸10，活塞杆11轴向可运动地安装在缸10中。活塞杆11具有中空圆筒的形状，使得在活塞杆11的内部获得空腔13。空腔朝向缸的底部侧12开口。能量回收缸3的底部侧12和活塞杆11的内部的空腔13形成连贯的腔室，该腔室填充有加压的气体。在活塞杆11在缸10中的运动期间，底部侧12的尺寸改变，使得在完全缩回的活塞杆11的情况下，填充有气体的容积基本上对应于中空活塞杆的内部的空腔13，而在完全延伸的活塞杆的情况下，填充有气体的容积对应于该空腔13的容积加上缸10的容积。

能量回收缸包括底部侧支承点15和活塞杆侧支承点16，能量回收缸通过底部侧支承点15和活塞杆侧支承点16铰接到设备和可运动元件上。能量回收缸铰接在可运动元件和设备之间，使得活塞杆11通过可运动元件和作业设备的重量朝着能量回收缸的底部向下运动，从而压缩气体容积。由于根据本发明的能量回收缸的设计具有中空活塞杆11，所以在缩回缸的情况下也存在足够的气体容积，以便当降低作业设备时提供压力的平稳的增加。另一方面，在可运动元件向上运动期间，重量的一部分作用在能量回收缸中的气体容积上，使得作业液压缸不再必须施加完全的静态载荷。

能量回收缸包括用于对腔室填充气体的填充阀17和用于限制气体压力的压力限制阀18。在图2a的第一示例性实施方式中，填充阀17和压力限制阀18布置在底部侧上。但是，在图2b中示出的第二示例性实施方式中，填充阀17和压力限制阀18布置在活塞杆的一侧上。

在图2a和图2b中示出的能量回收缸是双侧液压缸，从而提供环状空间14，环状空间14能够经由端口25连接到设备的液压系统上。底部侧可也包括端口，底部侧能够经由该端口连接到设备的液压系统上。

如图2b所示，通过向能量回收缸供应油或者通过从能量回收缸排出油能够改变能量回收缸中的气体容积。在图2b的第二示例性实施方式中，因此提供用于供应油的端口20，能量回收缸的底部空间能够通过该端口与设备的液压系统连接。

本发明的发明人已经发现，在能量回收缸的操作中，通过气体的压缩产生热，由此能量回收缸可以以不受控制的方式变热。另外，能量回收缸的特征曲线根据在填充有气体的腔室中的气体的温度而改变。

在第一方面中，本发明因此提供带有热交换器的能量回收缸。有利地，该热交换器至少提供用于冷却能量回收缸。可以以主动或被动的方式实现冷却。但是，可替代地或另外地，热交换器也可用于加热能量回收缸。

在图3中示出了这种能量回收缸的第一示例性实施方式。该能量回收缸包括带有流动空间的热交换器30，该热交换器30可与冷却回路连接，冷却流体可流动通过冷却回路。为此，热交换器30包括端口31和32，热交换器30通过这些端口，特别是经由软管线路，可与冷却回路连接。

热交换器30布置在能量回收缸的缸套10上，并且在该示例性实施方式中，基本上沿着缸套的整个长度延伸，以便由此在能量回收缸的内部中的气体和冷却流体之间提供尽可能好的热传递。

图4a至4d现在示出这种热交换器的四个变型，其中，热交换器直接布置在缸套10上。在图4a至4c中，能量回收缸的缸套10形成热交换器的流动空间的界壁。设置外管35，其被推压在缸套10上并形成能量回收缸的流动空间的外壁。

在图4a示出的示例性实施方式中，简单的圆筒形套筒35设置为外管，圆筒形套筒35直接布置在缸套10上，使得流动空间形成缸套10与外管35之间的中空圆筒形空间。

在图4b和4c示出的示例性实施方式中，流动空间41另一方面围绕能量回收缸螺旋地延伸。这样，实现热量在流动空间中的更加均匀的分布。为此目的，螺旋形螺旋结构可设置在流动空间中，螺旋结构将流动空间分成螺旋形延伸部分。

在图4b中，由于缸套10包括产生螺旋形流动空间41的螺旋形螺旋结构36，因此形成螺旋形流动空间41。在图4c中示出的示例性实施方式中，流动空间41实现在包括螺旋形螺旋结构37的外管35上。

因此，通过分别布置在螺旋结构36和37之间的、缸套10或外管35中的螺旋形螺旋结构或对应的螺旋形凹部提供流动空间41。这些凹部可分别结合到缸套10和外管35的材料内。可替代地，螺旋形螺旋结构也可布置为缸套10和外管35之间的分离元件。

在图4d中，另一方面，热交换器包括管元件38，管元件38螺旋形地绕制在能量回收缸的周围，并由此提供流动空间。

在图4a至4d中示出的示例性实施方式中，外管35和管元件38中的每一个均直接布置在缸套10上。另一方面，在图5a至5d中示出的示例性实施方式中，设置缸管45，缸管45以热传导的方式直接布置在缸套10上。在图5a至5d中，该缸管45执行与图4a至4d的示例性实施方式中的缸套10相同的功能。由于缸管，热交换器形成作为整体被推压到能量回收缸上的独立的功能单元。除此之外，图5a至5d中的热交换器的设计对应于图4a至4d中示出的设计。

图6a至6c示出基于空气冷却原理的热交换器的三个变型。为此目的，热交换器包括冷却肋50、51、52，冷却肋50、51、52由外部空气扫过并因此从能量回收缸提取热量。冷却肋布置在缸套10上，然而，此处也和以上描述的一样，另外的缸管可布置在缸套10上，冷却肋布置在缸管上。

根据该设计，冷却肋可被不同地成形。目的是保证冷却肋的大的表面面积以及对冷却肋的良好吹扫。

在图6a中示出的示例性实施方式中，提供径向冷却肋50，如可从沿着能量回收缸的纵向轴线截取的截面图中看到的，径向冷却肋50在垂直于能量回收缸的纵向轴线的平面内并围绕能量回收缸延伸。

在图6b中示出的示例性实施方式中，另一方面，提供冷却肋51，冷却肋51在能量回收缸的纵向方向上延伸。从垂直于能量回收缸的纵向轴线的截面图中，这变得特别清楚，该截面图在右侧示出。

在图6c中示出的示例性实施方式中，另一方面，示出围绕能量回收缸螺旋地延伸的螺旋形冷却肋。

在本发明的又一方面中，提供用于调节能量回收缸的温度的装置。用于调节能量回收缸的温度的装置可用于冷却能量回收缸。可替代地或另外地，该装置也可用于加热能量回收缸。

有利地，该装置用于调节能量回收缸或布置在能量回收缸中的气体的操作温度。有利地，基于设备的至少一个操作参数实现温度的调节，至少一个操作参数作为输入量被引入到控制器中，以便致动用于调节能量回收缸的温度的装置。

进一步有利地，设置温度传感器，其中，基于该温度传感器的信号实现用于调节能量回收缸的温度的装置的致动。

有利地，用于调节能量回收缸的温度的装置包括带有流动空间的热交换器，如上所述。特别地，当装置用于冷却能量回收缸时，该热交换器提供用于将能量回收缸连接到冷却回路上。

图7现在示出用于调节能量回收缸3的温度的装置的这种示例性实施方式。能量回收缸3包括带有流动空间的热交换器30，热交换器30分别经由输入和输出31和32连接到冷却回路65上。由泵66泵送冷却流体通过冷却回路65。在冷却回路65中布置冷却单元60，冷却流体通过该冷却单元可被冷却。冷却单元60包括另一个热交换器61和风扇62，热交换器61通过风扇62被冷却。

在该示例性实施方式中，冷却流体通过循环泵66因此流过外部热交换器61。在该热交换器61中，流体通过串联的风扇冷却并且再次被泵送到冷却回路内。这样，在能量回收缸3的操作期间产生的过剩热量可被消散。有利地，通过控制器实现冷却回路及其部件的致动。有利地，基于操作参数，特别是基于温度传感器的信号实现上述致动。

在图7示出的示例性实施方式中，能量回收缸的主动加热是不可能的。但是，能量回收缸无论如何在操作中由于气体的压缩而变热。

但是，在图8a至8c中，示出用于调节能量回收缸的温度的装置的三个变型，这三个变型提供用于能量回收缸的主动加热。在示例性实施方式中，用于加热能量回收缸的这些装置被示出为与用于冷却能量回收缸的装置结合。然而，用于加热能量回收缸的装置也可被单独地提供并且不具有用于冷却的装置。用于加热能量回收缸的装置特别地可用在冷却区域中，或者用于当装置被电动地操作时。

在图8a中，由于用于加热冷却流体的加热元件70集成在图7中示出的冷却回路内，由此实现能量回收缸的加热。冷却回路因此用作用于能量回收缸的加热回路。因此，根据静态加热的原理操作能量回收缸的加热。在该例子中，在冷却回路中的冷却流体通过加热元件70中的电加热线圈加热并且由循环泵66泵送通过热交换器30。这种理念也可在没有主动冷却的情况下实现，其中，省略冷却装置60。

然而，在图8b示出的示例性实施方式中，提供直接布置在能量回收缸3上的加热元件。特别地，提供电加热毯，该电加热毯围绕能量回收缸布置。

然而，在图8c示出的示例性实施方式中，通过摩擦元件72实现能量回收缸的加热，在致动器75的控制下，摩擦元件72可作用到缸杆11上，并因此选择性地产生用于加热能量回收缸的摩擦。在图8b和8c中示出的加热装置也可用于与冷却装置结合或者可独立地使用。

能量回收缸不必经由单独的冷却回路供给。而是，在特别优选的实施方式中，能量回收缸连接到设备的另一个部件的冷却回路上，特别是连接到设备的内燃机或液压系统的冷却回路上。

热交换器可被来自设备的冷却回路的冷却流体持续地横穿过，或者在回路装置的控制下连接到所述冷却回路上。来自设备的冷却回路的冷却流体总是具有恒定的温度。这样，同时解决两个问题：在作业循环的开始，冷却回路可使能量回收缸达到恒定的操作温度。这样，确保在缸中总是存在相同的操作压力。因此，在气缸中确保总是恒定的力/冲程曲线，而与外部温度无关。第二点是能量回收缸的冷却。这样，能够防止能量回收缸的温度过度地升高以及发生保险爆裂。

能量回收缸的温度优选地经由控制器控制，并且进一步有利地经由温度传感器的信号控制。现在图9示出这种系统的示例性实施方式。温度传感器95设置在能量回收缸上，测量填充有气体的腔室中的气体的温度。可替代地，温度传感器还可测量能量回收缸或冷却流体的温度。

根据温度传感器95的温度，现在通过控制器致动用于调节能量回收缸的温度的装置。特别地，根据该温度，打开或关闭用于加热能量回收缸的装置和/或用于冷却能量回收缸的装置。

在有利的变型中，操作用于调节温度的装置使得气缸在最小操作温度和最大操作温度之间的限定的气温窗口中被操作。这意味着，在低于最小操作温度的温度下，通过发动机回路80或外部源使空气达到最小操作温度。当到达最小操作温度时，加热回路被关闭并且气缸现在独立地操作。当超过最大操作温度时，致动冷却回路。在此情形中，例如，冷却液体可仅在没有冷却器的回路中被泵送通过热交换器。可替代地，可提供另外的风扇冷却器，冷却液体可通过该风扇冷却器被冷却。

有利地，操作温度窗口选择为使得仅较小范围地需要加热和冷却控制回路。在此的主要目的是保持用于调节温度的能量消耗尽可能的小。在此，例如，在25℃和40℃之间的作业范围可被选择为温度窗口。

在图9示出的示例性实施方式中，开关阀85设置用于在冷却回路中致动，通过开关阀85，热交换器30可选择地可与用于加热的装置80和用于冷却的装置60连接。在示例性实施方式中，装置80是设备的另一个元件的冷却回路，该设备特别地是挖掘机，装置80可执行加热能量回收缸的功能。可替代地，可使用单独的热源。为了冷却，可提供带有冷却元件60和循环泵66的单独的冷却回路，其中，冷却回路有利地具有大于一千瓦的功率，有利地大于三千瓦并且更有利地为大约5千瓦。

现在，由于在最小操作温度以下热交换器与加热源80连接并且在最大操作温度之上与冷却回路连接，由此实现以上说明的致动。在最小操作温度和最大操作温度之间，在不操作冷却回路的情况下，冷却回路可连接到冷却装置60。

可替代地，在图9中被标记为90的回路装置可选择作为变型，通过该回路装置，能量回收缸的热交换器可与加热装置80和冷却装置60两者分开。

分别通过相应地打开和关闭加热单元和冷却单元，当然也可以在图8示出的示例性实施方式中实现相应的致动。

在不同的方面中，本发明提供用于以相当恒定的操作温度操作能量回收缸。一方面，根据本发明可因此防止气缸以不限定的方式加热。此外，当需要时，气体可被加热，使得能够以能量回收缸的相当恒定的力/路径特征曲线操作设备。

Claims (12)

1.一种用于材料处理的机械，所述机械具有经由至少一个作业驱动装置驱动的可运动元件，其中，至少一个能量回收缸设置用于从所述可运动元件的运动回收能量，所述至少一个能量回收缸包括填充有气体的腔室，其中，所述能量回收缸包括热交换器，所述热交换器包括外管，其中所述能量回收缸包括具有外表面的缸套，所述热交换器的所述外管环绕所述缸套使得所述缸套的所述外表面与所述热交换器的所述外管的内表面限定如下空间：在所述空间中，热交换流体能够以螺旋方式绕所述缸套流动。

2.根据权利要求1所述的机械，其中，所述热交换器包括缸管，所述缸管以热传导方式布置在所述能量回收缸的所述缸套的外表面上。

3.根据权利要求2所述的机械，其中，所述热交换器包括能够被外部空气扫过的冷却肋。

4.根据权利要求3所述的机械，其中，所述冷却肋从所述能量回收缸的所述缸套或者从所述热交器的所述缸管延伸到外部。

5.根据权利要求1所述的机械，其中，所述热交换器用于冷却和/或加热所述能量回收缸。

6.根据权利要求1所述的机械，其中，所述机械是挖掘机。

7.根据权利要求1所述的机械，其中，所述热交换器环绕所述缸套的外表面超过50％。

8.根据权利要求1所述的机械，其中，所述热交换器环绕所述缸套的外表面超过70％。

9.根据权利要求1所述的机械，其中，所述热交换器环绕所述缸套的外表面超过90％。

10.根据权利要求4所述的机械，其中，所述冷却肋沿径向方向或沿纵向方向或螺旋形地延伸。

11.根据权利要求5所述的机械，其中，所述热交换器连接到所述机械的冷却和/或加热回路上。

12.一种用于根据权利要求1-11中的任一项所述的机械的能量回收缸。