DE10006013A1 - Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften (10) mit einem Kolbenspeicher (12). Dadurch, daß eine Fluidsteuerung (30) eine Steuerungseinrichtung (36) aufweist, mittels der der Kolbenspeicher (12) in einen Fluidkreis (34) der Arbeitsgerätschaft (10) zu- oder abschaltbar ist, und daß die Steuerungseinrichtung (36) für die dahingehenden Schaltvorgänge eine Überwachungseinrichtung aufweist, die zumindest Systemzustände der Arbeitsgerätschaft (10) und/oder des Kolbenspeichers (12) erfaßt, ist die bekannte Vorrichtung dahingehend weiter verbessert, daß sie nur dann zum Einsatz kommt, wenn eine Betätigung der Arbeitsgerätschaft im normalen Arbeitsbetrieb dies geboten erscheinen läßt und daß Sonderarbeitsvorgänge mit der Maschine, bei denen die Arbeitsgerätschaft vollständig entlastet oder sehr stark belastet ist, nicht behindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydrau­ lisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften mit einem Kolbenspeicher, mit ei­ nem Gehäuse, in dem mindestens zwei längsverfahrbare Kolben angeord­ net sind, die jeweils mit einem benachbart gegenüberliegenden Kolben über ein Kopplungsteil miteinander verbunden sind, das längsverfahrbar in einer Trennwand des Gehäuses geführt ist, die mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben Räume begrenzt, wobei mindestens einer der Kolben einen Vorspannraum mit einem vorgebbaren Gasinnendruck zu­ mindest teilweise begrenzt, und mit einer Fluidsteuerung, die an eine Fluidversorgung angeschlossen ist und mittels der die Arbeitsgerätschaft über einen Fluidkreis für einen Arbeitsvorgang ansteuerbar ist.

Durch die EP 0 897 480 ist eine gattungsgemäße Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung bekannt. Durch die über das Kopplungsteil miteinander zwangsgekoppelten Kolben des Kolbenspeichers ergeben in der einen Verfahrrichtung einen sich verkleinernden Vorspannraum inner­ halb des Kolbenspeichers bei gleichzeitiger Erhöhung des Gasinnendruckes, der im Sinne des Entspannens abnimmt, sobald die Kolben sich in der ande­ ren Verfahrrichtung mit einer Vergrößerung des Volumens des Vorspannraumes bewegen. Die im Vorspannraum eingeschlossene Gasmenge bildet eine Art Kraftspeicher vergleichbar einer mechanischen Feder aus und die durch die Verfahrbewegung in den Speicher eingebrachte Bewegungsener­ gie der Arbeitsgerätschaft läßt sich wieder abrufen.

Durch den Einsatz des vorbeschriebenen bekannten Doppelkolbenspei­ chers bei der Energieeinsparungsvorrichtung hat es sich gezeigt, daß es energiemäßig im Sinne einer Einsparung besonders günstig ist, eine mittlere Kolben- oder Auslegerstellung der hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerät­ schaft einem hohen Gasinnendruck im Vorspannraum zuzuordnen, der sich aus dieser Mittellage unter Energieabgabe entspannt, sofern der Ausleger gegebenenfalls unter Last zu heben ist. Dabei braucht die angesprochene Energieeinsparungsvorrichtung nicht auf Arbeitsmaschinen, wie Bagger od. dgl., beschränkt zu sein, sondern kann gegebenenfalls auch in hydrauli­ schen Bremsanlagen, in Fahrstühlen sowie bei Hydromotoren od. dgl. Ver­ wendung finden. In diesen Fällen ist es günstig, zum Erzielen einer gerin­ gen Federkonstante ein großes Volumen für den Vorspannraum vorzuse­ hen. Um dies zu erreichen, ist bei der bekannten Lösung bereits vorge­ schlagen worden, den Vorspannraum an eine weitere Gasversorgungsein­ richtung, insbesondere in Form eines Stickstoffspeichers, als Puffer anzu­ schließen.

Bei der bekannten Lösung nach der Europäischen Patentveröffentlichung ist jedenfalls der Kolbenspeicher als zentraler Teil der Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung permanent an die Arbeitsgerätschaft ange­ schlossen, so daß fortlaufend in Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung der Arbeitsgerätschaft Energie in den Kolbenspeicher eingespeichert und von dort wieder abgerufen wird. Insbesondere bei Arbeitsmaschinen, wie Bag­ gern od. dgl., hat sich jedoch die dahingehende permanent angeschlossene Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung als nachteilig in gewissen Arbeitssituationen erwiesen, obwohl ansonsten die Energierückgewinnung von ihrem Wirkungsgrad her als sehr gut zu bewerten ist. So hat es sich bei der bekannten Vorrichtung gezeigt, daß bei besonderen Stellungen des Aus­ legers, beispielsweise im vollständig angehobenen Bereich und mithin bei voller Aktivierung der Arbeitsgerätschaft, der permanent angeschlossene Kolbenspeicher wenig zur Effizienz beiträgt, was ebenso für den Fall gilt, sofern bei Arbeitsvorgängen ein hoher Druck auf die Kolbenseite der Ar­ beitsgerätschaft auszuüben ist, beispielsweise wenn über den Ausleger der Arbeitsgerätschaft in Form einer Baggerschaufel od. dgl. Einrüttelvorgänge vorgenommen werden oder, sofern sich die Arbeitsmaschine festgefahren hat, diese über den Ausleger aus dieser festgefahrenen Position herausge­ hoben wird. In dahingehenden Fällen nimmt der Kolbenspeicher für die Energierückgewinnung einen Teil der Arbeitsenergie weg, die dann für die­ se Vorgänge der Arbeitsmaschine nicht mehr zur Verfügung steht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung dahingehend weiter zu ver­ bessern, daß sie dann im Einsatz ist, wenn eine Betätigung der Arbeitsgerät­ schaft im normalen Arbeitsbetrieb dies geboten erscheinen läßt und daß Sonderarbeitsvorgänge mit der Arbeitsmaschine, bei denen die Arbeitsgerät­ schaft vollständig entlastet oder sehr stark belastet ist, durch die Energieein­ sparungsvorrichtung nicht behindert wird. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Fluidsteuerung eine Steuerungseinrichtung aufweist, mittels der der Kolben­ speicher in den Fluidkreis der Arbeitsgerätschaft zu- oder abschaltbar ist und daß die Steuerungseinrichtung für die dahingehenden Schaltvorgänge eine Überwachungseinrichtung aufweist, die zumindest die Systemzustände der Arbeitsgerätschaft und/oder des Kolbenspeichers erfaßt, ist es möglich, in Abhängigkeit der Arbeitsstellung des Auslegers und mithin der Arbeitsge­ rätschaft sowie im Hinblick auf besondere Einsatzfälle, wie Rütteln oder Ausheben mit dem Ausleger, die dann nicht benötigte und gegebenenfalls sogar störende Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung von dem Fluidkreis mit der Arbeitsgerätschaft abzukoppeln und ohne diesen den speziellen Arbeitsbetrieb durchzuführen. Die dahingehenden Zu- und Ab­ schaltvorgänge für die Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung lassen sich von Hand durch eine Bedienperson der Arbeitsmaschine durch­ führen, vorzugsweise erfolgt dies jedoch automatisch, indem die Überwa­ chungseinrichtung den Systemzustand der Arbeitsgerätschaft und/oder des Kolbenspeichers erfaßt und entsprechend über die Fluidsteuerung mit der Steuerungseinrichtung den Kolbenspeicher als Energieeinspar- und Rück­ gewinnungsvorrichtung ansteuert.

Auch läßt sich mit der Fluidsteuerung und der Steuerungseinrichtung sowie der Überwachungseinrichtung die Auslegung für die Energieeinsparung und die Energierückgewinnung für einen vorgebbaren Teilarbeitsbereich der Arbeitsmaschine auslegen, die beispielsweise den höchsten Druck für einen Arbeitsvorgang für die Arbeitsgerätschaft erfordert. Ein weiterer Vorteil ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Baugröße sehr klein ausgelegt werden kann und daß bereits bestehende Arbeitsmaschinen mit der dahin­ gehenden Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtung nachrüstbar sind. Die dahingehende Nachrüstung kann unabhängig von der Zylinder­ größe der Arbeitszylinder der Arbeitsgerätschaft erfolgen. Somit ist auch eine Seriennachrüstung von Arbeitsmaschinen verschiedener Größe ohne weiteres möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung weist die Steuerungseinrichtung ein ansteuerbares Schaltventil auf, das in dem Fluidkreis zwischen Kolbenspeicher und einem Maschinensteuerteil als Teil der Fluidsteuerung angeordnet ist. Über das dahingehende Maschi­ nensteuerteil ist insbesondere ein manuelles Zu- und Abschalten des Dop­ pelkolbenspeichers möglich, wenn er bei besonderen Arbeitsaufgaben stört, beispielsweise bei Arbeitsvorgängen, die einen hohen Druck auf die Kol­ benseite der Arbeitsgerätschaft benötigen. Letzteres ist der Fall, wenn, wie bereits angesprochen, mit der Arbeitsmaschine Rüttelvorgänge über den Ausleger durchzuführen sind oder ein Aushebevorgang für die gesamte Ar­ beitsmaschine, wenn sich diese beispielsweise im Erdreich festgefahren hat.

Sofern das Maschinensteuerteil der Motor-Pumpeneinheit nachgeschaltet ist, die den Fluidkreis aus dem Tank mit Hydraulikfluid versorgt, sind auf­ grund der Steuerungseinrichtungen verschiedene Steuerungskonzepte bei Einsatz von Regelpumpen als Hydropumpen möglich. So läßt sich bei glei­ cher Motordrehzahl eine Geschwindigkeitssteigerung erzielen, wobei die Hydropumpe nicht den Volumenstrom abzuregeln braucht. Ferner kann bei geringer Motordrehzahl als Antrieb für die Hydropumpe und gleicher Ar­ beitsgeschwindigkeit mit der Arbeitsgerätschaft eine Maschinengeräuschre­ duzierung erreicht werden, was bei den ständig steigenden Lärmschutzer­ fordernissen zusehends eine Rolle spielt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwacht die Überwachungseinrichtung die Endlagenstellung der Kolben des Kolbenspeichers sowie die Arbeitsstellung der Arbeitsgerät­ schaft. Vorzugsweise wird dabei für die Überwachung der Endlagenstellung der Kolben des Kolbenspeichers dieser mit Endlagenschaltern ausgerüstet und für die Überwachung der Arbeitsstellung der Arbeitsgerätschaft dienen entweder ein Wegmeßsystem und/oder ein Winkelmeßgeber und/oder eine Druckerfassungseinrichtung im Fluidkreis. Die angesprochene Sensorik kann einzeln oder vorzugsweise zusammen für die Ansteuerung der Ar­ beitsgerätschaft und des Kolbenspeichers Verwendung finden. Die dahin­ gehende Überwachungseinrichtung ist kostengünstig realisierbar und funk­ tionssicher im Betrieb.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung trennt die Trennwand des Kolbenspeichers einen Fluidraum von einem Gasraum, wobei im Fluidraum ein Kolben diesen in zwei Fluid­ teilräume unterteilt und wobei im Gasraum der andere Kolben diesen wie­ derum in zwei Gasteilräume separiert. Insbesondere in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung läßt sich dann für den Kolbenspeicher eine kompak­ te Bauweise erzielen, weil zum Ansteuern der Arbeitsgerätschaft nur eine geringe Fluidmenge aufgenommen werden muß und weil die Hauptversor­ gung über den Fluidkreis mit dem Maschinensteuerteil über die antreibbare Hydropumpe erfolgt. Demgemäß kann auch wegen des kleineren Druckar­ beitsbereichs der angesprochene Gasraum kleiner ausgelegt werden, was wiederum der angesprochenen kompakten Bauweise zugute kommt. Ferner läßt sich im Hinblick auf die beschriebene Ausgestaltung ein besserer Wir­ kungsgrad erreichen, da der Vorspanndruck im Gasraum höher gewählt werden kann und somit im Bereich der hohen Drücke im Zylinderboden­ raum die Druck-Volumenkennlinie des Speichers günstiger ausfällt, weil sie im flachen Bereich der dahingehenden Kennlinie liegt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der eine Gasteilraum an eine Gasversorgungseinrichtung anschließbar, wobei der andere Gasteilraum vakuumisiert oder Umge­ bungsluft aufweist. Aufgrund der anschließbaren Gasversorgungseinrichtung ist es möglich, den Vorspannraum in der Art eines Puffers zu vergrö­ ßern, sofern eine geringere Federkonstante sich als günstig erweisen sollte. Sofern vorzugsweise der Gasteilraum mit der Umgebungsluft versehen und an den Tank der Arbeitsmaschine angeschlossen ist, läßt sich ein eventuell im Tank herrschender Tankdruck über die bevorratete Umgebungsluft in den Kolbenspeicher einbringen und derart weiter den Vorspanndruck erhö­ hen, was wiederum dem Wirkungsgrad bei der Energiespeicherung zugute kommt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Energieeinsparung- und -rückgewinnung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die einzige Figur eine Schaltdarstellung der beanspruchten Vorrichtung.

Die in der Figur gezeigte Vorrichtung als Schaltplandarstellung dient der Energieeinsparung- sowie -rückgewinnung bei hydraulisch betätigbaren Ar­ beitsgerätschaften, die als Ganzes mit 10 bezeichnet sind. Die Vorrichtung weist des weiteren einen Kolbenspeicher 12 auf, der in der Art eines Dop­ pelkolbenspeichers ausgebildet ist und ein Gehäuse 14 aufweist. In dem Gehäuse 14 sind mindestens zwei längsverfahrbare Kolben 16, 18 angeord­ net. Diese sind mit dem jeweils benachbart gegenüberliegenden Kolben 18 bzw. 16 über ein stangenartiges Kopplungsteil 20 miteinander fest verbun­ den. Das Kopplungsteil 20 selbst ist längsverfahrbar in etwa mittig in einer Trennwand 22 des Gehäuses 14 geführt. Die Trennwand 22 begrenzt mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben 16, 18 einen Fluidraum 24 sowie einen Gasraum 26 mit im wesentlichen gleichen Volumina. Der in Blickrichtung auf die Figur gesehen linke Kolben 18 begrenzt wiederum mit dem sonstigen Gehäuse 14 einen als Vorspannraum dienenden Gasteil­ raum 28, der mit einem vorgebbaren Gasinnendruck, der dem Vorspann­ druck entspricht, versehen ist.

Der nähere Aufbau eines dahingehenden Kolbenspeichers ist vom grund­ sätzlichen Aufbau her in der EP 0 897 480 beschrieben, so daß an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird.

Die Vorrichtung weist des weiteren eine als Ganzes mit 30 bezeichnete Fluidsteuerung auf, die an eine als Ganzes mit 32 bezeichneten Fluidver­ sorgung der Arbeitsmaschine angeschlossen ist. Mit der genannten Fluidsteuerung 30 sowie der Fluidversorgung 32 läßt sich die Arbeitsgerät­ schaft 10 über einen insbesondere geschlossenen Fluidkreis 34 für den je­ weiligen Arbeitsvorgang ansteuern. Hierfür weist die Fluidsteuerung 30 des weiteren eine Steuerungseinrichtung 36 auf, mittels der der Kolbenspeicher 12 in den Fluidkreis 34 der Arbeitsgerätschaft 10 zu- oder abschaltbar ist. Die Steuerungseinrichtung 36 weist dabei für die dahingehenden Schaltvor­ gänge eine als Ganzes mit 38 bezeichnete Überwachungseinrichtung auf, die zumindest die Systemzustände der Arbeitsgerätschaft 10 und des Kol­ benspeichers 12 erfaßt.

Die Steuerungseinrichtung 36 weist ein ansteuerbares Schaltventil 40 auf, insbesondere in Form eines elektrisch betätigbaren 2/2-Wege-Schaltventils, das federbelastet in seine in der Schaltdarstellung gezeigte Ausgangslage von selbst zurückkehrt. Das angesprochene Schaltventil 40 ist in dem Fluidkreis 34 zwischen Kolbenspeicher 12 und einem Maschinensteuerteil 42 als Teil der Fluidsteuerung 30 angeordnet. Das Maschinensteuerteil 42 weist wiederum Eingänge für zwei Druckschalter 44 auf, die jeweils bei­ spielsweise von Hand über sog. Joysticks (mechanisch-hydraulische Anbin­ dung) betätigt das manuelle Auf- und Absenken des Auslegers (nicht darge­ stellt) der Arbeitsgerätschaft 10 ermöglichen. Ferner ist das Maschinensteu­ erteil 42 eingangsseitig an die Fluidversorgung angeschlossen, die insbe­ sondere einen Tank 46 aufweist sowie eine Motor-Hydropumpeneinheit 48. Die Hydropumpe kann dabei als Regelpumpe ausgebildet sein. Die Zu- und Ablaufleitungen zwischen Tank 46 und Maschinensteuerteil 42 sind Teil des Fluidkreises 34.

Die bereits angesprochene Überwachungseinrichtung 38 überwacht unter anderem die Endlagenstellung der Kolben 16, 18 des Kolbenspeichers 12 sowie die jeweilige Arbeitsstellung der Arbeitsgerätschaft 10. Für die Über­ wachung der Endlagenstellung der Kolben 16, 18 des Kolbenspeichers 12 ist dieser gehäuseendseitig mit Endlagenschaltern 50 versehen, die ein elektri­ sches Signal abgeben, sobald die Kolben 16 oder 18 in ihrer jeweiligen möglichen Endverfahrstellung angelangt sind. Die elektrische Signalweiter­ leitung ist in der Prinzipdarstellung nach der Figur über die teilweise darge­ stellten elektrischen Leitungen aufgezeigt. Für die Überwachung der Ar­ beitsstellung der Arbeitsgerätschaft 10 dient ein Wegmeßsystem 52 sowie ein Winkelmeßgeber 54 und eine Druckerfassungseinrichtung 56, die einen Druckschalter aufweist, der in den Fluidkreis 34 zwischen Ausgangsseite des Schaltventils 40 und Eingangsseite der Arbeitsgerätschaft 10 in einem Nebenzweig angeordnet ist. Die Druckschalter zeigen dabei die Bewe­ gungsrichtung (Auf/Ab) des Speichers an. Das Wegmeßsystem 52, der Winkelmeßgeber 54 sowie die Druckerfassungseinrichtung 56 lassen sich kom­ biniert einsetzen, wie in der Schaltdarstellung wiedergegeben, oder in Ab­ hängigkeit von den Anforderungen an die Steuerung und deren Komfort nur einzeln verwenden. Letztendlich geben sie jedoch allesamt eine Aussage über den Bewegungs- und Arbeitszustand für die Arbeitsgerätschaft 10.

Der Fluidraum 24 ist durch den Kolben 16 in zwei Fluidteilräume 24a, b unterteilt; ebenso gilt dies für den Gasraum 26, der durch den anderen Kol­ ben 28 in zwei Gasteilräume 26a, b unterteilt ist. Dabei ist der eine Gasteil­ raum 26a gleich dem Vorspannraum 28 mit vorgegebenem Gasinnendruck. An den Gasteilraum 26a bzw. an den Vorspannraum 28 ist über eine Venti­ leinrichtung 58 eine Gasversorgungseinrichtung 60, insbesondere mit Stick­ stoff gefüllt, anschließbar. Der andere Gasteilraum 26b ist entweder vaku­ umisiert oder, wie dargestellt, über eine Anschlußeinrichtung 62 verbindbar und weist derart Umgebungsluft auf. Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, den Gasteilraum 26b mit dem Tank 46 zu verbinden. Sofern der Tank 46 dann einen erhöhten Arbeitsdruck aufweist, läßt sich der dahingehende Vorspanndruck an den Gasteilraum 26b weitergeben. Zur Schaltung nach der Figur ist weiter zu sagen, daß die Arbeitsgerätschaft 10 zwei Hydraulik-Arbeitszylinder 64 aufweist, die für dahingehende Arbeitsmaschinen üblich sind. Die beiden Arbeitszylinder 64 sind sowohl auf der Stangenseite 66 als auch auf der Kolbenseite 68 über entsprechende Fluidleitungen fluidführend miteinander verbunden.

Die Stangenseite 66 wiederum ist fluidführend an das Maschinensteuerteil 42 angeschlossen und die Kolbenseite 68 ist fluidführend in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung 36 mit Schaltventil 40. Ferner ist die Steuerungs­ einrichtung 36 fluidführend an den Kolbenspeicher 12 und an das Maschi­ nensteuerteil 42 angeschlossen, insbesondere über das Schaltventil 40 an die beiden Fluidteilräume 24a, 24b. Gemäß der Schaltdarstellung ist das Schaltventil 40 im unbetätigten Zustand gezeigt, wobei die Fluidführung von Maschinensteuerteil 42 zum Kolbenspeicher 12 gesperrt ist, jedoch zur Kolbenseite 68 der Arbeitsgerätschaft 10 hergestellt. In der betätigten Schaltstellung ist dann eine Fluidführung gegeben von Maschinensteuerteil 42 zum Kolbenspeicher 12, insbesondere zum Fluidteilraum 24a, und des weiteren ist die Kolbenseite 68 der Arbeitsgerätschaft 10 in fluidführender Verbindung mit dem Fluidteilraum 24b des Kolbenspeichers. An der fluid­ führenden Verbindung zwischen Maschinensteuerteil 42 und Stangenseite 66 der beiden Arbeitszylinder 64 hingegen ändert sich nichts.

Des besseren Verständnisses wegen wird nun die erfindungsgemäße Vor­ richtung anhand ihrer Funktion näher erläutert.

Ist das Schaltventil 40 gemäß der gezeigten Schaltdarstellung unbetätigt in seinem Ausgangszustand, versorgt das Maschinensteuerteil 42 über die Fluidversorgung 32 die Kolbenseite 68 der beiden Arbeitszylinder 64 und die Arbeitsgerätschaft 10 mit ihrem Ausleger fährt aus, wird also in Blick­ richtung auf die Schaltdarstellung gesehen nach oben bewegt. Das ver­ drängte Fluid aus den stangenseitigen Fluidräumen der beiden Arbeitszylin­ der 64 wird dann unter Umgehung des Schaltventils 40 direkt zum Maschi­ nensteuerteil 42 zurückgeführt und von dort in den Tank 46. Findet nun schwerkraftunterstützt eine Abwärtsbewegung des Auslegers und mithin der Arbeitsgerätschaft 10 statt, wird dies von der Überwachungseinrichtung 38 mit ihren Einzelsensoren erfaßt und der Kolbenspeicher 12 als Energieein­ spar- und -rückgewinnungsvorrichtung in den Fluidkreis 34 zugeschaltet. Bei der dahingehenden Abwärtsbewegung wird im energetisch sinnvollen Bereich das Schaltventil 40 über die Steuerungseinrichtung 36 zugeschaltet und nimmt in Blickrichtung auf die Schaltdarstellung gesehen ihre rechte Schaltstellung mit überkreuzten Fluidwegen ein. Das kolbenseitig ausgeschobene Fluid aus den Arbeitszylindern 64 wird dann über die Kreuzfluid­ führung des Schaltventils 40 in den Fluidteilraum 24b weitergeleitet und unter der Einwirkung des Fluiddruckes verschiebt sich die Kolbenanord­ nung 16, 18 in Blickrichtung auf die Figur gesehen nach links und erhöht den Vorspanndruck im Vorspannraum 28 bzw. im Gasteilraum 26a bei gleichzeitiger Volumenvergrößerung des Gasteilraumes 26b.

Die bei der Bewegung des Kolbens 16 von rechts nach links verdrängte Fluidmenge im Fluidteilraum 24a wird über die zugeordnete Fluidleitung und das Schaltventil 40 in Richtung des Maschinensteuerteils 42 und zum Tank 46 hin verdrängt. Erreicht der Kolben 18 seinen ihm zugeordneten Endlagenschalter 50, läßt sich die dahingehende Aufnahmearbeit des Kol­ benspeichers 12 auch abschalten. Soll der Ausleger 10 nun wieder für ei­ nen Arbeitsvorgang angehoben werden, läßt sich bei betätigtem Schaltventil 40 über das Maschinensteuerteil 42 die Fluidmenge der Fluidversorgung 32 in den Teilraum 24a bringen und das vorgespannte Gasvolumen im Vor­ spannraum 28 bzw. Gasteilraum 26a entspannt sich mit der Folge, daß die derart vorher eingebrachte Energie nunmehr bei der Rückstellbewegung des Kolbens 16 von links nach rechts abgerufen wird und die aus dem Fluidteil­ raum 24b ausgeschobene Fluidmenge gelangt wiederum über das Schalt­ ventil 40 in gekreuzter Schaltstellung zum Kolbenraum der Auslegezylinder 64 und unterstützt derart den Anhebevorgang der Arbeitsgerätschaft 10. Das auf der Stangenseite 66 hierbei ausgeschobene Fluid gelangt wiederum über die zugeordnete Fluidleitung und über das Maschinensteuerteil 42 in den Tank 46. Die dahingehende Ausschiebe-Verfahrbewegung der Kolben­ anordnung 16, 18 läßt sich beispielsweise über den zugeordneten Endschal­ ter 50 zum Kolben 16 und unter Einschalten der Steuerungseinrichtung 36 dann abschalten.

Die vorstehend bezeichnete Ausführungsform läßt sich auch dahingehend modifizieren, daß anstelle von zwei Arbeitszylindern 64 nur ein Arbeitszy­ linder eingesetzt wird oder gegebenenfalls mehr als zwei. Die vorstehend bezeichnete Vorrichtung hat sich auch als energetisch günstig erwiesen, sofern der Ausleger eine statische Lage einnimmt oder im endseitigen Ver­ fahrbereich betrieben wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeits­ gerätschaften (10) mit einem Kolbenspeicher (12), mit einem Gehäuse (14), in dem mindestens zwei längsverfahrbare Kolben (16, 18) angeord­ net sind, die jeweils mit einem benachbart gegenüberliegenden Kolben (18, 16) über ein Kopplungsteil (20) miteinander verbunden sind, das längsverfahrbar in einer Trennwand (22) des Gehäuses (14) geführt ist, die mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben (16, 18) Räume (24, 26) begrenzt, wobei mindestens einer der Kolben (18) einen Vorspannraum (28) mit einem vorgebbaren Gasinnendruck zumindest teilweise begrenzt, und mit einer Fluidsteuerung (30), die an eine Fluid­ versorgung (32) angeschlossen ist und mittels der die Arbeitsgerätschaft (10) über einen Fluidkreis (34) für einen Arbeitsvorgang ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidsteuerung (30) eine Steuerungs­ einrichtung (36) aufweist, mittels der der Kolbenspeicher (12) in den Fluidkreis (34) der Arbeitsgerätschaft (10) zu- oder abschaltbar ist und daß die Steuerungseinrichtung (36) für die dahingehenden Schaltvor­ gänge eine Überwachungseinrichtung (38) aufweist, die zumindest Sy­ stemzustände der Arbeitsgerätschaft (10) und/oder des Kolbenspeichers (12) erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steue­ rungseinrichtung (36) ein ansteuerbares Schaltventil (40) aufweist, das in dem Fluidkreis (34) zwischen Kolbenspeicher (12) und einem Maschi­ nensteuerteil (42) als Teil der Fluidsteuerung (30) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (38) die Endlagenstellung der Kolben (16, 18) des Kolbenspeichers (12) überwacht sowie die Arbeitsstellung der Ar­ beitsgerätschaft (10).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überwachung der Endlagenstellung der Kolben (16, 18) des Kolbenspei­ chers (12) dieser mit Endlagenschaltern (50) versehen ist und daß für die Überwachung der Arbeitsstellung der Arbeitsgerätschaft (10) ein Weg­ meßsystem (52) und/oder ein Winkelmeßgeber (54) und/oder eine Druckerfassungseinrichtung (56) im Fluidkreis (34) dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwand (22) des Kolbenspeichers (12) einen Fluidraum (24) von einem Gasraum (26) trennt, daß im Fluidraum (24) ein Kolben (16) diesen in zwei Fluidteilräume (24a, b) unterteilt und daß im Gas­ raum (26) der andere Kolben (28) diesen in zwei Gasteilräume (26a, b) unterteilt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gasteilraum (26a) an eine Gasversorgungseinrichtung (60) anschließbar ist und daß der andere Gasteilraum (26b) vakuumisiert oder Umge­ bungsluft aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ga­ steilraum (26b) mit der Umgebungsluft über eine Anschlußeinrichtung (62) verbindbar ist oder an dem Tank (46) der Fluidversorgung (32) an­ geschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ar­ beitsgerätschaft (10) zwei Arbeitszylinder (64) aufweist, die sowohl kolben- als auch stangenseitig fluidführend miteinander verbunden sind und daß die Stangenseite (66) fluidführend an dem Maschinensteuerteil (42) und die Kolbenseite (68) fluidführend an die Steuerungseinrichtung (36) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steue­ rungseinrichtung (36) des weiteren fluidführend an den Kolbenspeicher (12) und an das Maschinensteuerteil (42) angeschlossen ist, insbesonde­ re an die beiden Fluidteilräume (24a, 24b).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt­ ventil (50) in unbetätigtem Zustand die Fluidführung von Maschinen­ steuerteil (42) zu Kolbenspeicher (12) sperrt und zur Kolbenseite (68) der Arbeitsgerätschaft (10) herstellt sowie im betätigten Zustand die Fluidführung von Maschinensteuerteil (42) zum Kolbenspeicher (12) und von diesem zur Kolbenseite (68) der Arbeitsgerätschaft (10) her­ stellt.