DE102008057605A1

DE102008057605A1 - Energy recovery system for vehicle, has separating device arranged in connection between hydraulic storage and hydraulic piston, where connection is switched between throttling condition and non-throttling condition

Info

Publication number: DE102008057605A1
Application number: DE102008057605A
Authority: DE
Inventors: Matthias Müller; Peter Schmuttermair
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2010-05-20

Abstract

The system (1) has a hydraulic storage (3) connected with a hydraulic piston (2), and a separating device (6) arranged in a connection (5) between the storage and hydraulic piston. The connection is switched between a throttling condition and a non-throttling condition. The connection has two parallel line sections (5.1, 5.2), and a throttle body (7) is formed in one of the line sections (5.2). A separately controllable switching valve (6.1, 6.2) is arranged in each line section. A valve is influenced by spring force in direction of an end position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energierückgewinnungssystem mit einem hydraulischen Speicherelement, das mit einem hydrostatischen Wandler verbunden ist und einer in der Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem Wandler angeordneten Trennvorrichtung.The The invention relates to an energy recovery system with a hydraulic storage element that uses a hydrostatic Transducer is connected and one in the connection between the memory element and the converter arranged separating device.

Bei Antriebssystemen, insbesondere für sog. intensive Arbeitszyklen, bei denen viele Beschleunigungs- und Bremsprozesse aufeinanderfolgend auftreten, ist es bekannt, einen Teil der freiwerdenden kinetischen Energie zurückzugewinnen. Dazu kann beispielsweise, wie es in der DE 10 2005 060 990 A1 beschrieben ist, eine hydrostatische Kolbenmaschine mit einem Antrieb verbunden werden. Wird das Fahrzeug abgebremst, so wird die hydrostatische Kolbenmaschine als Pumpe betrieben und fördert Druckmittel in ein hydraulisches Speicherelement. Solche hydraulischen Speicherelemente sind z. B. Hydromembranspeicher. Durch die beim Fördern von Druckmittel gegen den in dem Speicher herrschenden Druck verrichtete Arbeit wird das Fahrzeug abgebremst und es steht anschließend die gespeicherte Druckenergie für einen nachfolgenden Beschleunigungsvorgang zur Verfügung.In drive systems, in particular for so-called intensive work cycles, in which many acceleration and braking processes occur consecutively, it is known to recover part of the released kinetic energy. For example, as in the DE 10 2005 060 990 A1 is described, a hydrostatic piston machine can be connected to a drive. If the vehicle is braked, the hydrostatic piston engine is operated as a pump and delivers pressure medium in a hydraulic storage element. Such hydraulic storage elements are z. B. Hydromembrane storage. Due to the work performed during conveying of pressure medium against the pressure prevailing in the accumulator, the vehicle is braked and subsequently the stored pressure energy is available for a subsequent acceleration process.

Da zwischen dem Speichern der Energie und dem Abrufen auch einige Zeit vergehen kann, beispielsweise wenn das Fahrzeug zwischendurch abgestellt wird, ist in der Regel eine Trennvorrichtung in der zwischen dem hydraulischen Speicherelement und der hydrostatischen Kolbenmaschine angeordneten Verbindungsleitung vorgesehen. Durch eine solche Trennvorrichtung wird der Druckverlust durch Leckage über die hydrostatische Kolbenmaschine vermieden. Dies hat allerdings gleichzeitig den Nachteil, dass ein Druckstoß auftritt, wenn zur Rückgewinnung der Energie der unter hohem Druck stehende Hydrospeicher mit dem hydraulischen System wieder verbunden wird, in dem ein niedriger Druck herrscht. Dieser Druckstoß führt zur Entstehung einer unerwünschten Schallemission.There there is also some time between saving the energy and retrieving it can pass, for example, when the vehicle is parked in between is usually a separator in between the hydraulic accumulator and the hydrostatic piston engine arranged connecting line provided. By such a separation device the pressure loss is due to leakage over the hydrostatic Piston machine avoided. However, this has the disadvantage at the same time that a pressure surge occurs when for recovery the energy of the high pressure hydraulic accumulator with the hydraulic System is reconnected, in which there is a low pressure. This Pressure surge leads to the creation of an undesirable Sound emission.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein System zur Energierückgewinnung zu schaffen, bei dem der auftretende Druckstoß bei der Verbindung des hydraulischen Speicherelements mit dem hydraulischen System verringert ist.Of the The invention is therefore based on the object, a system for energy recovery to create, in which the occurring pressure surge in the connection the hydraulic storage element with the hydraulic system is reduced.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Energierückgewinnungssystem gelöst. Bei dem Energierückgewinnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Speicherung der Druckenergie ein hydraulisches Speicherelement vorgesehen. Dieses hydraulische Speicherelement ist mit einem hydrostatischen Wandler, beispielsweise einer hydrostatischen Kolbenmaschine, verbunden. Als hydrostatische Wandler kommen jedoch auch andere Vorrichtungen in Betracht, mit denen Flüssigkeit sowohl gepumpt als auch umgekehrt ein auftretender Volumenstrom in eine mechanische Arbeit umgewandelt werden kann. Ein Beispiel hierfür ist ein Hydraulikzylinder.The The object is achieved by the energy recovery system according to the invention solved. In the energy recovery system according to the present invention is for storing the pressure energy provided hydraulic accumulator element. This hydraulic storage element is with a hydrostatic converter, such as a hydrostatic Piston machine, connected. However, as hydrostatic converters come Other devices with which liquid both pumped and vice versa an occurring flow can be converted into a mechanical work. An example this is a hydraulic cylinder.

In der Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler ist eine Trennvorrichtung vorgesehen, mit der die Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem Wandler unterbrochen werden kann. Erfindungsgemäß ist nun die Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler zwischen einem drosselnden und einem nicht drosselnden Zustand umschaltbar. Damit lässt sich neben dem durch die Trennvorrichtung erzeugten getrennten Zustand auch eine gedrosselte Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem hydraulischen Wandler erzeugen. Dies führt zu verringerten Strömungsgeschwindigkeiten und damit einem verringerten Druckstoß, wodurch letztlich die Schallemission verringert wird. Eine solche gedrosselte Verbindung ist jedoch nur im Moment des Druckangleichs zwischen der Speicherseite und dem übrigen hydraulischen System wünschenswert. Deswegen kann nach dem Druckangleich ein Umschalten auf einen nicht drosselnden Zustand erfolgen. In diesem nicht drosselnden Zustand, der sich erst einstellt, wenn der Druckausgleich bereits erfolgt ist, sind dann auch hohe Strömungsgeschwindigkeiten möglich, so dass eine Entnahme von Druckmittel aus dem Speicher auch mit großen Volumenströmen möglich ist.In the connection between the hydraulic storage element and the hydrostatic converter is provided a separator, with the interrupted the connection between the memory element and the converter can be. According to the invention, the compound is now between the hydraulic storage element and the hydrostatic Transducer between a throttling and a non-throttling state switchable. This can be next to the through the separator generated disconnected state also a throttled connection between generate the memory element and the hydraulic converter. This leads to reduced flow velocities and thus a reduced pressure surge, which ultimately the noise emission is reduced. Such a throttled connection is only in the moment of pressure equalization between the memory page and the rest of the hydraulic system desirable. Therefore, after the Druckangleich a switch to a not throttling state done. In this non-throttling condition, which only sets when the pressure equalization already takes place is, then high flow rates are possible, so that a removal of pressure medium from the store also with large volume flows is possible.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems ausgeführt.In the dependent claims are advantageous developments of According to the invention executed system.

So ist es insbesondere vorteilhaft, einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt der Verbindung parallel zueinander anzuordnen. In dem zweiten Leitungsabschnitt ist dabei eine Drosselstelle ausgebildet. Durch das Vorsehen von zwei separaten, parallelen Leitungsabschnitten ist eine Aufteilung der Vorgänge des Füllens sowie der anschließenden Energierückgewinnung in zwei unterschiedliche Leitungszweige möglich. Damit kann auf einfache Weise eine z. B. fest eingestellte Drossel in dem zweiten Leitungsabschnitt eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn jedem Leitungsabschnitt ein separat ansteuerbares Schaltventil zugeordnet ist. Damit können die beiden Leitungsabschnitte unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen und damit der Wechsel zeitlich gesteuert werden. Die beiden ansteuerbaren Schaltventile bilden gemeinsam die Trennvorrichtung aus, so dass bei jeweils geschlossenen Schaltventilen das hydraulische Speicherelement vollständig vom restlichen hydrostatischen System abgetrennt ist.So it is particularly advantageous, a first line section and a second conduit portion of the connection parallel to each other to arrange. In the second line section is a throttle point educated. By providing two separate, parallel pipe sections is a division of the processes of filling as well the subsequent energy recovery in two different line branches possible. This can be on simple way a z. B. fixed throttle in the second Line section are used. It is particularly advantageous thereby, if each line section a separately controllable switching valve assigned. This allows the two line sections independently open and closed and thus the change over time. The two controllable Switching valves together form the separator, so that at each closed switching valves, the hydraulic storage element completely separated from the rest of the hydrostatic system is.

Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn in dem zweiten Leitungsabschnitt das Schaltventil zwischen der Drosselstelle und dem hydrostatischen Wandler angeordnet ist. Dadurch wird lediglich ein kleinerer Volumenstrom geschaltet, da beim Entnehmen von Druckmittel zum Angleichen des Drucks im System aus dem hydraulischen Speicherelement bereits der durch die Drosselstelle verringerte Volumenstrom über das Schaltventil geführt wird.there it is also advantageous if in the second line section the switching valve between the throttle and the hydrostatic converter is arranged. As a result, only a smaller volume flow switched, since when removing pressure medium for adjusting the Pressure in the system from the hydraulic storage element already the through the throttle point reduced flow over the Switching valve is guided.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Drosselstelle in einer Dämpfungsvorrichtung zu realisieren. Diese Dämpfungsvorrichtung weist ein bewegbares Ventilteil auf, welches in einer ersten Endposition einen ersten, nicht drosselnden und in einer zweiten Endposition einen zweiten, drosselnden Querschnitt freigibt. Durch die auftretende Strömung bei der Entnahme von Druckmittel aus dem hydraulischen Speicherelement wird das Ventilelement dann automatisch bewegt, so dass es zunächst seine drosselnde Position einnimmt. Nach dem Druckstoß, der zu einer zunächst sehr starken Strömung führt, wird dagegen das Ventilelement wieder in seine erste Position gebracht, in der eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler besteht. Bei der weiteren Entnahme entstehen daher an der Drosselstelle keine Strömungsverluste.According to one alternative embodiment, it is advantageous, the throttle point to realize in a damping device. This damping device has a movable valve member which is in a first end position a first, non-throttling and in a second end position a second, throttling cross section releases. Due to the occurring Flow during the removal of pressure fluid from the hydraulic Storage element, the valve element is then automatically moved, so that it first assumes its throttling position. To the pressure surge, which initially became very strong Flow leads, however, the valve element brought back to his first position, in which an unthrottled Connection between the storage element and the hydrostatic Converter exists. With the further removal arise therefore at the Orifice no flow losses.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Ventilelement in Richtung der ersten Endposition durch eine Feder beaufschlagt ist. Damit kann lage- und bausituationsunabhängig eine automatische Betätigung der Dämpfungseinrichtung durch die auftretende Strömung und die Federkraft erfolgen. Wird durch die zusätzlich angeordnete, separate Trennvorrichtung die Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler geöffnet, so wird durch die zunächst auftretenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten beim Druckangleich das Ventilelement entgegen der Kraft der Feder in seine zweite Endposition gebracht und somit lediglich eine gedrosselte Verbindung hergestellt. Mit zunehmendem Druckangleich sinkt auch die Strömungsgeschwindigkeit in der Drosselstelle und das Ventilelement wird durch die Kraft der Feder wieder in seine erste Position gebracht, in der eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler hergestellt ist. Die weitere Entnahme von Druckmittel aus dem Speicherelement erfolgt daher ohne die Verluste der Drosselstelle.It is particularly advantageous when the valve element in the direction of first end position is acted upon by a spring. So that can independent of situation and construction situation an automatic actuation the damping device by the occurring flow and the spring force done. Is by the addition arranged, separate separator the connection between the Storage element and the hydrostatic converter open, This is due to the initially occurring high flow rates when Druckangleich the valve element against the force of the spring brought into its second end position and thus only a throttled Connected. With increasing pressure equalization also sinks the flow velocity in the throttle and the Valve element is returned to its first position by the force of the spring brought in which an unthrottled connection between the storage element and the hydrostatic transducer is made. The further removal of pressure medium from the storage element therefore takes place without the losses the throttle point.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the invention are in the drawing and will become more apparent in the following description explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des Energierückgewinnungssystems mit zwei parallelen Leitungsabschnitten; 1 a schematic representation of the first embodiment of the energy recovery system with two parallel line sections;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Dämpfungsvorrichtung in der Verbindung zwischen dem Speicherelement und dem hydrostatischen Wandler; und 2 a second embodiment with a damping device in the connection between the storage element and the hydrostatic converter; and

3 ein Beispiel einer konstruktiven Ausführung einer Dämpfungsvorrichtung der 2. 3 an example of a structural design of a damping device of 2 ,

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung des Energierückgewinnungssystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Energierückgewinnungssystem 1 weist eine hydrostatische Kolbenmaschine 2 auf. Diese hydrostatische Kolbenmaschine 2 ist mit einem hydraulischen Speicherelement 3 verbindbar. Die hydrostatische Kolbenmaschine 2 kann sowohl als Pumpe als auch als Motor betrieben werden. Damit kann bei einer Verbindung der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 über eine Triebwelle 4 mit beispielsweise einem Fahrantrieb während des Bremsvorgangs Druckmittel in das hydraulische Speicherelement 3 gefördert werden. Zur Rückgewinnung der gespeicherten Druckenergie wird aus dem hydraulischen Speicherelement 3 Druckmittel wieder der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 zugeführt. Diese wird nun als Motor betrieben und erzeugt ein Abtriebsmoment an der Triebwelle 4, die dem Antrieb wieder zur Verfügung gestellt werden kann. Es ist zu beachten, dass die Verwendung einer hydrostatischen Kolbenmaschine lediglich beispielhaft erfolgt. Wie es vorstehend bereits ausgeführt wurde, kann an dieser Stelle z. B. auch ein Hydraulikzylinder eingesetzt werden. Freiwerdende Energie wird beispielsweise beim Senken eines Baggerarms unter Last in Druckenergie umgewandelt, die anschließend ebenfalls wieder zur Verrichtung von mechanischer Arbeit zur Verfügung steht.The 1 shows a schematic representation of the energy recovery system 1 according to the first embodiment of the invention. The energy recovery system 1 has a hydrostatic piston engine 2 on. This hydrostatic piston machine 2 is with a hydraulic storage element 3 connectable. The hydrostatic piston machine 2 can be operated both as a pump and as a motor. This can be at a compound of the hydrostatic piston engine 2 over a drive shaft 4 with, for example, a traction drive during the braking process pressure medium in the hydraulic storage element 3 be encouraged. To recover the stored pressure energy is from the hydraulic storage element 3 Pressure fluid again the hydrostatic piston engine 2 fed. This is now operated as a motor and generates an output torque on the drive shaft 4 which can be made available to the drive again. It should be noted that the use of a hydrostatic piston engine is exemplary only. As already stated above, z. B. also a hydraulic cylinder can be used. For example, released energy is converted into pressure energy when the excavator arm is lowered under load, which is then also available again for performing mechanical work.

Über eine Verbindung 5 sind das hydraulische Speicherelement 3, das beispielsweise als Hydromembranspeicher oder aber auch als Federspeicher ausgeführt sein kann, und die hydrostatische Kolbenmaschine 2 verbunden. In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel teilt sich die Verbindung 5 in einen ersten Leitungsabschnitt 5.1 und einen zweiten Leitungsabschnitt 5.2 auf. In der Verbindung 5 ist im Bereich der Leitungsabschnitte 5.1 und 5.2 eine Trennvorrichtung 6 angeordnet. Mittels der Trennvorrichtung 6 ist die Verbindung 5 zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 trennbar, so dass während eines längeren Speicherzeitraums Druckmittel aus dem hydraulischen Speicherelement 3 nicht durch Leckage in der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 verloren gehen kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Trennvorrichtung 6 aus einem ersten Schaltventil 6.1 und einem zweiten Schaltventil 6.2. Die beiden Schaltventile 6.1, 6.2 sind jeweils elektromagnetisch betätigt und können von einem ersten, getrennten Schaltzustand entgegen der Kraft jeweils einer Feder in ihren zweiten, verbindenden Schaltzustand gebracht werden. Das erste Schaltventil 6.1 ist in dem ersten Leitungszweig 5.1 angeordnet. Der erste Leitungsabschnitt 5.1 ist dabei so ausgebildet, dass bei geöffnetem ersten Schaltventil 5.1 eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 erzeugt ist.About a connection 5 are the hydraulic storage element 3 , which may be designed for example as a hydraulic diaphragm or as a spring-loaded, and the hydrostatic piston engine 2 connected. In the illustrated first embodiment, the connection splits 5 in a first line section 5.1 and a second conduit section 5.2 on. In the connection 5 is in the range of line sections 5.1 and 5.2 a separator 6 arranged. By means of the separator 6 is the connection 5 between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 separable, so that during a longer storage period pressure fluid from the hydraulic storage element 3 not by leakage in the hydrostatic piston engine 2 can get lost. In the illustrated embodiment, the separation device consists 6 from a first switching valve 6.1 and one second switching valve 6.2 , The two switching valves 6.1 . 6.2 are each actuated electromagnetically and can be brought from a first, separate switching state against the force of each spring in its second, connecting switching state. The first switching valve 6.1 is in the first leg 5.1 arranged. The first line section 5.1 is designed so that when the first switching valve is open 5.1 an unthrottled connection between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 is generated.

Das zweite Schaltventil 6.2 ist dagegen gemeinsam mit einer Drosselstelle 7 in dem zweiten Leitungsabschnitt 5.2 angeordnet. Dabei ist ausgehend von dem hydraulischen Speicherelement 3 in dem zweiten Leitungsabschnitt 5.2 zunächst die Drosselstelle 7 und nachfolgend das zweite Schaltventil 6.2 angeordnet. Damit wird durch das zweite Schaltventil 6.2 lediglich bei einer Entnahme von Druckmittel aus dem hydraulischen Speicherelement 3 der durch die Drosselstelle 7 bereits verringerte Volumenstrom geschaltet. Durch das zeitversetzte Betätigen des ersten Schaltventils 6.1 und des zweiten Schaltventils 6.2 ist die Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 zwischen einem gedrosselten Zustand und einem ungedrosselten Zustand umschaltbar. Ferner kann bei Zurücksetzen der Steuersignale für die beiden Elektromagnete des ersten und des zweiten Schaltventils 6.1, 6.2 auch eine vollständige Trennung des hydraulischen Speichers 3 von der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 erfolgen.The second switching valve 6.2 is in contrast together with a throttle point 7 in the second conduit section 5.2 arranged. In this case, starting from the hydraulic storage element 3 in the second conduit section 5.2 first the throttle point 7 and subsequently the second switching valve 6.2 arranged. This is due to the second switching valve 6.2 only with a removal of pressure medium from the hydraulic storage element 3 the through the throttle point 7 already reduced volume flow switched. By the time-shifted actuation of the first switching valve 6.1 and the second switching valve 6.2 is the connection between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 switchable between a throttled state and an unthrottled state. Further, upon resetting of the control signals for the two solenoids of the first and second switching valves 6.1 . 6.2 also a complete separation of the hydraulic accumulator 3 from the hydrostatic piston engine 2 respectively.

Wird nun zur Rückgewinnung von Energie aus dem getrennten Zustand eine Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 benötigt, so wird zunächst der Elektromagnet des zweiten Schaltventils 6.2 betätigt und dieses damit in seine geöffnete Position gebracht. Die Entnahme von Druckmittel, die zum Angleichen des Drucks auf der Seite der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 an den Druck in dem hydraulischen Speicherelement 3 erforderlich ist, erfolgt somit über die Drosselstelle 7. Im Gegensatz zu einer ungedrosselten Verbindung erfolgt daher ein Angleichen des Drucks mit einem begrenzten Volumenstrom, wodurch es auch zu einer reduzierten Schallemission kommt. Sind der Druck auf der Seite der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 und auf der Seite des hydraulischen Speicherelements 3 angeglichen oder weitgehend angeglichen, so wird eine ungedrosselte Verbindung erzeugt, indem nun der Magnet des ersten Schaltventils 6.1 ein Steuersignal erhält. Daraufhin wird es in seine geöffnete Stellung gebracht und über den ersten Leitungszweig 5.1 existiert eine nicht drosselnde Verbindung zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2. Ist die ungedrosselte Verbindung hergestellt, so kann das Signal für das zweite Schaltventil 6.2 zurückgesetzt werden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.Will now be to recover energy from the disconnected state, a connection between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 needed, so first the solenoid of the second switching valve 6.2 pressed and this brought into its open position. The removal of pressure fluid used to equalize the pressure on the side of the hydrostatic piston engine 2 to the pressure in the hydraulic storage element 3 is required, thus takes place via the throttle point 7 , In contrast to an unthrottled connection, therefore, an adjustment of the pressure takes place with a limited volume flow, which also leads to a reduced noise emission. Are the pressure on the side of the hydrostatic piston engine 2 and on the side of the hydraulic storage element 3 adjusted or largely equalized, so an unthrottled connection is generated by now the magnet of the first switching valve 6.1 receives a control signal. Then it is brought into its open position and over the first leg of the line 5.1 There is a non-throttling connection between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 , If the unthrottled connection is made, then the signal for the second switching valve 6.2 be reset. However, this is not mandatory.

Bei der Rückgewinnung von Energie aus dem hydraulischen Speicher 3 wird das Druckmittel unter Verrichtung von Arbeit über die hydrostatische Kolbenmaschine 2 entspannt. Das entspannte Druckmittel fließt über eine niederdruckseitige Verbindungsleitung 8 in einen Niederdruckspeicher 9. Der Niederdruckspeicher 9 kann dabei beispielsweise auch durch ein Tankvolumen gebildet werden, wie es in 2 beispielhaft gezeigt ist.In the recovery of energy from the hydraulic accumulator 3 the pressure medium is doing work on the hydrostatic piston engine 2 relaxed. The expanded pressure medium flows via a low-pressure side connecting line 8th in a low-pressure accumulator 9 , The low pressure accumulator 9 can be formed, for example, by a tank volume, as in 2 is shown by way of example.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Umschaltung zwischen dem drosselnden und dem nicht drosselnden Zweig lediglich bei der Entnahme von Druckmittel aus dem hydraulischen Speicherelement 3 durchgeführt. Soll Energie in dem hydraulischen Speicherelement 3 gespeichert werden, so kann dagegen, zumindest bei weitgehend entladenen Speicherelement 3, direkt das Schaltventil 6.1 betätigt werden.Preferably, the switching according to the invention between the throttling and the non-throttling branch is only in the removal of pressure medium from the hydraulic storage element 3 carried out. Should energy in the hydraulic storage element 3 can be stored, it may, however, at least at largely discharged memory element 3 , directly the switching valve 6.1 be operated.

Die 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Energierückgewinnungsvorrichtung 1'. Dabei ist wiederum das hydraulische Speicherelement 3 über eine Verbindung 5' mit der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 verbunden. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist hierbei jedoch keine Aufspaltung in zwei parallele Leitungszweige vorgesehen. Vielmehr sind die nicht drosselnde und die drosselnde Verbindung innerhalb einer Dämpfungsvorrichtung 10 ausgebildet, die in der Verbindung 5' angeordnet ist.The 2 shows a simplified representation of a second embodiment of the energy recovery device according to the invention 1' , Here again is the hydraulic storage element 3 over a connection 5 ' with the hydrostatic piston engine 2 connected. In contrast to the first embodiment, however, no splitting into two parallel line branches is provided here. Rather, the non-throttling and the throttling connection are within a damping device 10 trained in the connection 5 ' is arranged.

Zwischen der Dämpfungsvorrichtung 10 und der Kolbenmaschine 2 ist wiederum eine Trennvorrichtung vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem einzelnen Schaltventil 6' besteht. Durch dieses Schaltventil 6' kann wiederum die Verbindung 5' zwischen dem hydraulischen Speicherelement 3 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 unterbrochen werden. Das Schaltventil 6' ist wie im ersten Ausführungsbeispiel als elektromagnetisch betätigbares Ventil ausgeführt.Between the damping device 10 and the piston engine 2 In turn, a separating device is provided which in the embodiment shown consists of a single switching valve 6 ' consists. Through this switching valve 6 ' can turn the connection 5 ' between the hydraulic storage element 3 and the hydrostatic piston engine 2 to be interrupted. The switching valve 6 ' is designed as electromagnetically actuated valve as in the first embodiment.

Den prinzipiellen Aufbau der Dämpfungsvorrichtung 10 zeigt die 3. Die Dämpfungsvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 11 auf. In dem Gehäuse ist eine Ausnehmung 12 ausgebildet. Die Ausnehmung 12 wird durch ein Verschlussstück 13 verschlossen. In dem Gehäuse 11 ist zur Verbindung mit dem hydraulischen Speicher 3 ein Speicheranschluss 14 ausgebildet, der mit der Ausnehmung 12 verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende ist in dem Verschlussstück 13 ein Anschluss 15 ausgebildet, welcher die Dämpfungsvorrichtung 10 mit dem Schaltventil 6' verbindet.The basic structure of the damping device 10 show the 3 , The damping device 10 has a housing 11 on. In the housing is a recess 12 educated. The recess 12 is by a closure piece 13 locked. In the case 11 is for connection to the hydraulic accumulator 3 a storage port 14 formed with the recess 12 connected is. At the opposite end is in the closure piece 13 a connection 15 formed, which the damping device 10 with the switching valve 6 ' combines.

In der Ausnehmung 12 ist bewegbar ein Ventilteil 16 angeordnet. In dem Ventilteil 16 ist eine Drosselstelle 17 ausgebildet. Die Drosselstelle 17 ist als Bohrung in dem Ventilteil 16 angeordnet und durchdringt dieses in Längsrichtung. An seinem dem Speicheranschluss 14 zugewandten Ende sind an dem Ventilteil 16 mehrere Füße 18 angeordnet. Mit diesen Füßen 18 stützt sich das Ventilteil 16 auf der dem Speicheranschluss 14 zugewandten Seite der Ausnehmung 12 ab. Neben dem Ventilteil 16 sind mehrere Strömungskanäle 19 in der Ausnehmung 12 ausgebildet. Diese Strömungskanäle 19 können beispielsweise durch Abflachen eines an sich runden Ventilelements 16, das in einer als Bohrung ausgeführten Ausnehmung 12 angeordnet ist, ausgeführt sein. In dem Kanal können auch Führungsstege angeordnet sein, um ein Verkippen oder Verschieben des Ventilteils 16 in der Ausnehmung 12 zu verhindern.In the recess 12 is a movable valve part 16 arranged. In the valve part 16 is a throttle point 17 educated. The throttle point 17 is as a bore in the valve part 16 arranged and penetrates this in the longitudinal direction. At his the storage port 14 facing end are on the valve member 16 several feet 18 arranged. With these feet 18 the valve part is supported 16 on the storage port 14 facing side of the recess 12 from. Next to the valve part 16 are several flow channels 19 in the recess 12 educated. These flow channels 19 For example, by flattening a per se round valve element 16 in a recess made as a bore 12 is arranged to be executed. In the channel also guide webs may be arranged to tilt or move the valve member 16 in the recess 12 to prevent.

Befindet sich das Ventilteil 16 in seiner ersten Endposition, die in der 3 dargestellt ist, so wird daher zusätzlich zu der Drosselstelle 17, die einen ersten, permanenten Strömungsweg bildet, ein zweiter Strömungsweg ausgebildet. Dieser Strömungsweg ist ungedrosselt und führt über die Kanäle 19 und die Zwischenräume zwischen den Füßen 18 zu dem Speicheranschluss 14. Um diese Position als Ruheposition der Dämpfungsvorrichtung 10 sicherzustellen, ist an der von den Füßen 18 abgewandten Seite des Ventilteils 16 eine Feder 20 vorgesehen. Die Feder 20 stützt sich an der Stirnseite des Ventilelements 16 einerseits und einem Absatz in dem Verschlussstück 13 andererseits ab. Wird das Ventilteil 16 entgegen der Kraft der Feder 20 in seine zweite Endposition gebracht, so wirkt diese Stirnseite des Ventilelements 16 dichtend mit dem Verschlussstück 13 zusammen. Die Kanäle 19 ist daher nunmehr nicht mehr mit dem Anschluss 15 verbunden. Eine Verbindung zwischen dem Speicheranschluss 14 und dem Anschluss 15 existiert daher nur noch über die Drosselstelle 17.Is the valve part located 16 in its first end position, in the 3 is therefore shown in addition to the throttle point 17 forming a first, permanent flow path, a second flow path is formed. This flow path is unthrottled and leads through the channels 19 and the spaces between the feet 18 to the storage port 14 , To this position as the rest position of the damping device 10 is at the bottom of the feet 18 opposite side of the valve member 16 a feather 20 intended. The feather 20 rests on the front side of the valve element 16 on the one hand and a shoulder in the closure piece 13 on the other hand. Will the valve part 16 against the force of the spring 20 brought into its second end position, so this end face of the valve element acts 16 sealing with the closure piece 13 together. The channels 19 is therefore no longer with the connection 15 connected. A connection between the storage port 14 and the connection 15 therefore exists only on the throttle point 17 ,

Im Betrieb der Energierückgewinnungsvorrichtung verhält sich die Dämpfungsvorrichtung 10 wie nachfolgend beschrieben: zunächst wird aufgrund der Kraft der Feder 20 das Ventilelement 16 in seine in der 3 gezeigte obere Endlage gebracht. Dabei stützen sich die Füße 18 an dem dem hydraulischen Speicherelement 3 zugewandten Ende der Ausnehmung 12 ab. Soll nun zur Rückgewinnung von Druckenergie und Umwandlung in Arbeit das hydraulische Speicherelement 3 mit der hydrostatischen Kolbenmaschine 2 verbunden werden, so wird das Schaltventil 6' betätigt und in seine offene Position gebracht. Am Anschluss 15 der Dämpfungsvorrichtung 10 steht nun der niedrigere Druck, der an der Kolbenmaschine 2 anliegt, und am Anschluss 14 der Speicherdruck an. Der Druckunterschied sorgt dafür, dass das Ventilelement 16 entgegen der Kraft der Feder 20 in seine zweite Endlage gebracht wird.During operation of the energy recovery device, the damping device behaves 10 as described below: first, due to the force of the spring 20 the valve element 16 in his in the 3 brought shown upper end position. In doing so, the feet are supported 18 at the hydraulic storage element 3 facing the end of the recess 12 from. Now, for the recovery of pressure energy and conversion to work, the hydraulic storage element 3 with the hydrostatic piston engine 2 are connected, so the switching valve 6 ' operated and brought into its open position. At the connection 15 the damping device 10 now stands the lower pressure on the piston engine 2 is present, and at the terminal 14 the memory pressure on. The pressure difference ensures that the valve element 16 against the force of the spring 20 is brought into its second end position.

In dieser Endlage wirkt die Stirnseite des Ventilelements 16 mit dem Verschlussstück 13 dichtend zusammen. Die Kanäle 19 stehen daher für den Volumenstrom nicht zur Verfügung. Der Volumenstrom zum Druckausgleich muss daher sämtlich durch die Drosselstelle 17 aus dem Speicherelement 3 dem hydraulischen System zugeführt werden. Mit abnehmender Druckdifferenz lässt die von der Speicherseite auf das Ventilelement 16 wirkende Kraft nach. Infolgedessen wird durch die Feder 20 die Rückstellung des Ventilelements in seine Ruheposition bewirkt. Dabei stützen sich an der dem hydraulischen Speicher 3 zugewandten Seite die Füße 18 am Ende der Ausnehmung 12 ab. Eine Verbindung zwischen dem Speicheranschluss 14 und dem Anschluss 15 ist nun sowohl durch die Drosselstelle 17 als auch über den Kanal 19 möglich. Damit sind der hydraulische Speicher 3 und die hydrostatische Kolbenmaschine 2 nunmehr ungedrosselt miteinander verbunden.In this end position, the end face of the valve element acts 16 with the closure piece 13 sealing together. The channels 19 are therefore not available for the volume flow. The volume flow for pressure compensation must therefore all through the throttle point 17 from the storage element 3 be supplied to the hydraulic system. With decreasing pressure difference leaves the memory side on the valve element 16 acting force. As a result, by the spring 20 causes the provision of the valve element in its rest position. This is based on the hydraulic accumulator 3 facing side of the feet 18 at the end of the recess 12 from. A connection between the storage port 14 and the connection 15 is now both through the throttle 17 as well as over the channel 19 possible. This is the hydraulic accumulator 3 and the hydrostatic piston engine 2 now unthrottled connected.

Eine Anpassung an die zu erwartenden Druck- und Strömungsverhältnisse kann dabei durch Anpassung der Drosselstelle 17 und der Federvorspannung der Feder 20 erfolgen.An adaptation to the expected pressure and flow conditions can be achieved by adjusting the throttle point 17 and the spring bias of the spring 20 respectively.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. Insbesondere sind einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele auch vorteilhaft miteinander kombinierbar.The Invention is not the illustrated embodiments bound. In particular, individual features of the embodiments also advantageous combined with each other.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005060990 A1 [0002]

Claims

Energy recovery system with a hydraulic accumulator ( 3 ) with a hydraulic converter ( 2 ), wherein in the compound ( 5 . 5 ' ) a separating device ( 6 . 6 ' ), characterized in that the compound ( 5 . 5 ' ) between the memory ( 3 ) is switchable between a throttling and a non-throttling state.

Energy recovery system according to claim 1, characterized in that the compound ( 5 ) a first line section ( 5.1 ) and a parallel second line section ( 5.2 ), wherein in the second line section ( 5.2 ) a throttle point ( 7 ) is trained.

Energy recovery system according to claim 2, characterized in that in each line section ( 5.1 . 5.2 ) a separately controllable switching valve ( 6.1 . 6.2 ) is arranged, which together the separating device ( 6 ) form.

Energy recovery system according to claim 3, characterized in that the switching valve ( 6.2 ) in the second line section ( 5.2 ) between throttle point ( 7 ) and hydrostatic converters ( 2 ) is arranged.

Energy recovery system according to claim 1, characterized in that the throttle point ( 17 ) in a damping device ( 10 ) is realized, which is a movable valve member ( 16 ), which in a first end position releases a first, non-throttling cross section and in a second end position a second, throttling cross section.

Energy recovery system according to claim 5, characterized in that the valve part ( 16 ) is acted upon in the direction of the first end position with a spring force.

Energy recovery system according to claim 5 or 6, characterized in that between the damping device ( 10 ) and the hydraulic converter ( 2 ) the separating device ( 6 ' ) is arranged.