DE102010005804A1

DE102010005804A1 - Hydraulische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE102010005804A1
Application number: DE201010005804
Authority: DE
Inventors: Holger Dr.-Ing. 26419 Jongebloed
Original assignee: WESSEL-HYDRAULIK GmbH; Wessel-Hydraulik 26389 GmbH; Wessel Hydraulik GmbH
Current assignee: WESSEL-HYDRAULIK GmbH; Wessel-Hydraulik 26389 GmbH; Wessel Hydraulik GmbH
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Hydraulische Schaltungsanordnung, umfassend mindestens einen Hydraulikzylinder zum Heben und Senken einer Last, und mindestens ein Hauptsteuerventil, mit dem zum Ausfahren des Hydraulikzylinders die Kolbenseite des Hydraulikzylinders über eine Kolbenleitung mit einer mit einem Hydraulikflüssigkeitsreservoir in Verbindung stehenden Pumpe und die Stangenseite des Hydraulikzylinders über eine Stangenleitung mit einem Tank verbindbar ist, und mit dem zum Einfahren des Hydraulikzylinders die Verbindung zwischen der Kolbenseite des Hydraulikzylinders und der Pumpe sowie die Verbindung zwischen der Stangenseite des Hydraulikzylinders und dem Tank trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Kolbenleitung eine mit mindestens einem unter einem Vorspannungsdruck stehenden Speicher für Hydraulikflüssigkeit verbindbare Speicherleitung abzweigt, wobei in der Speicherleitung bei einer Verbindung mit einem Speicher der Vorspannungsdruck dieses Speichers wirken kann, dass in der Speicherleitung ein 2-Wegestromregler angeordnet ist, der bei einem Einfahren des Hydraulikzylinders eine Verbindung zwischen der Kolbenleitung und dem mindestens einen Speicher durch die Speicherleitung herstellt, so dass aus der Kolbenseite abfließende Hydraulikflüssigkeit in den mindestens einen Speicher abfließen kann, und der bei einem Ausfahren des Hydraulikzylinders die Verbindung zwischen der Kolbenleitung und dem mindestens einen Speicher trennt, und dass bei einer Verbindung der Kolbenleitung mit dem mindestens einen Speicher die Speicherleitung stromab des 2-Wegestromreglers mit mindestens einer mit einem Hydraulikmotor verbundenen Motorleitung verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltungsanordnung, umfassend mindestens einen Hydraulikzylinder zum Heben und Senken einer Last, und mindestens ein Hauptsteuerventil, mit dem zum Ausfahren des Hydraulikzylinders die Kolbenseite des Hydraulikzylinders über eine Kolbenleitung mit einer mit einem Hydraulikflüssigkeitsreservoir in Verbindung stehenden Pumpe und die Stangenseite des Hydraulikzylinders über eine Stangenleitung mit einem Tank verbindbar ist, und mit dem zum Einfahren des Hydraulikzylinders die Verbindung zwischen der Kolbenseite des Hydraulikzylinders und der Pumpe sowie die Verbindung zwischen der Stangenseite des Hydraulikzylinders und dem Tank trennbar ist.
Derartige Schaltungsanordnungen kommen beispielsweise bei mobilen hydraulischen Arbeitsmaschinen, wie Bagger, zum Einsatz. Die Hauptarbeitsbewegung bei einer solchen mobilen Arbeitsmaschine liegt im Heben von Lasten mit einem Arm. Der Arm ist dazu üblicherweise mit einem oder zwei Hydraulikzylindern ausgerüstet, die zum Anheben der Last aus- und zum Absenken der Last eingefahren werden. Um die Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders beim Absenken kontrollieren zu können, wird der beim Einfahren des Zylinders auftretende Volumenstrom über ein Steuerventil geleitet. Dieses Steuerventil bestimmt mit seinem Öffnungsquerschnitt und dem im Zylinder befindlichen Druck die Einfahrgeschwindigkeit des Zylinders und damit die Absenkgeschwindigkeit des Armes und der Last. Das im Zylinder unter Druck stehende Ölvolumen stellt gespeicherte Energie dar, die beim Einfahren des Zylinders an der Steuerkante des Steuerventils in Wärme umgewandelt wird und damit verloren geht. Eine Rückgewinnung dieser Energie kann über das Führen des beim Einfahren des Zylinders austretenden Volumenstroms in Speicher erfolgen. Da jedoch die Einfahrgeschwindigkeit des Zylinders kontrolliert werden muss, ist dabei eine Drosselstelle erforderlich. Eine solche Drosselstelle bedeutet jedoch wiederum einen Energieverlust, da dort zumindest ein Teil der beim Einfahren des Zylinders freiwerdenden Energie in Wärme umgewandelt wird. Bei einer direkten Entladung des Zylinders über eine konstante Drosselstelle in einen Speicher ergibt sich darüber hinaus keine Möglichkeit, die Einfahrgeschwindigkeit des Zylinders zu steuern. Mit zunehmendem Druck in dem Speicher und gleichzeitig abnehmendem Druck in dem Zylinder verringert sich die Einfahrgeschwindigkeit. Bei einer verstellbaren Drossel zwischen Zylinder und Speicher ist die Geschwindigkeit des Zylinders vom Zylinderdruck, dem Druck im Speicher und dem Öffnungsquerschnitt der Drossel abhängig. Die Geschwindigkeit lässt sich dadurch nur schwer steuern. In beiden Fällen ist es nicht ausgeschlossen, dass der Zylinder abhängig von dem Speicherfüllstand zum Stillstand kommt.
Darüber hinaus sind bei derartigen Hydraulikzylindern oftmals Sicherheitsventile, wie Rohrbruchsicherungen, erwünscht. Diese sollen im Fall eines Leitungsbruchs ein unkontrolliertes Einfahren des Zylinders und damit Absinken des Armes und der Last verhindern. Damit dies funktioniert, muss sich der hydraulische Druck aus dem Zylinder allerdings auf der Rohrbruchsicherung abstützen. Dies bedeutet wiederum, dass beim Einfahren des Zylinders zwischen der Rohrbruchsicherung und dem Steuerventil nur ein geringer Teil des Zylinderdrucks auftreten darf. Für eine Energierückgewinnung wäre somit auch nur dieser geringe Druckanteil nutzbar.
Aus DE 10 2007 027 567 A1 ist eine Steueranordnung mit Rohrbruchsicherungsfunktion bekannt, bei der im Rücklauf vom Verbraucher ein Stromregler mit Zumessblende und Druckwaage angeordnet ist. Aus dem Rücklauf vom Verbraucher wird eine Hydromaschine angetrieben. Von dieser kann Druckmittel beispielsweise wieder zum Verbraucher gefördert werden. Stromab der Hydromaschine kann ein Hydrospeicher vorgesehen sein, der durch die Hydromaschine aufladbar ist. Nachteilig ist bei der bekannten Steueranordnung, dass aufgrund der auf einen vertretbaren Aufwand begrenzten Größe der Hydromaschine insbesondere große kurzfristig über den Rücklauf anstehende hydraulische Rücklaufdrücke von der Hydromaschine nicht aufgenommen werden können. Dadurch kann in der Praxis nur ein vergleichsweise kleiner Druckbereich in dem Rücklauf für eine Energierückgewinnung genutzt werden.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der eine Energierückgewinnung in effizienterer und sicherer Weise möglich ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den anhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für eine hydraulische Schaltungsanordnung der eingangsgenannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass von der Kolbenleitung eine mit mindestens einem unter einem Vorspannungsdruck stehenden Speicher für Hydraulikflüssigkeit verbindbare Speicherleitung abzweigt, wobei in der Speicherleitung bei einer Verbindung mit einem Speicher der Vorspannungsdruck dieses Speichers wirken kann, dass in der Speicherleitung ein 2-Wegestromregler angeordnet ist, der bei einem Einfahren des Hydraulikzylinders eine Verbindung zwischen der Kolbenleitung und dem mindestens einen Speicher durch die Speicherleitung herstellt, so dass aus der Kolbenseite abfließende Hydraulikflüssigkeit in den mindestens einen Speicher abfließen kann, und der bei einem Ausfahren des Hydraulikzylinders die Verbindung zwischen der Kolbenleitung und dem mindestens einen Speicher trennt, und dass bei einer Verbindung der Kolbenleitung mit dem mindestens einen Speicher die Speicherleitung stromab des 2-Wegestromreglers mit mindestens einer mit einem Hydraulikmotor verbundenen Motorleitung verbunden wird.
Die hydraulische Schaltungsanordnung kann zum Einsatz in einer insbesondere mobilen hydraulischen Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Bagger oder ähnlichem, vorgesehen sein. Die Last kann entsprechend an einem Ausleger, wie einem Arm, der Arbeitsmaschine gehalten sein und von diesem angehoben oder abgesenkt werden. Dazu ist mindestens ein Hydraulikzylinder, beispielsweise zwei Hydraulikzylinder, vorgesehen. Zwischen der Kolbenseite des Hydraulikzylinders und dem Hauptsteuerventil zweigt von der Kolbenleitung eine Speicherleitung ab. Diese ist mit einem Speicher verbindbar. Erfindungsgemäß ist dazu ein 2-Wegestromregler vorgesehen. Der 2-Wegestromregler weist insbesondere eine Druckwaage und eine Messblende auf, so dass der Absenkvorgang der Last über eine verstellbare Messblende und eine Druckwaage erfolgt. Diese stellen unabhängig von dem in der Kolbenleitung beim Einfahren des Zylinders wirkenden Druck einen konstanten Hydraulikflüssigkeitsvolumenstrom für die Einleitung in den Speicher bereit. Der Öffnungsquerschnitt der Messblende bestimmt die Absenkgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders, unabhängig von dem Zylinder- oder Rücklaufdruck. Es ist beispielsweise möglich, dass die Druckwaage in Abströmrichtung von der Zylinderkolbenseite in die Speicherleitung vor der Messblende angeordnet ist In diesem Fall kann die Druckwaage an ihrem einen Steuereingang den Hydraulikflüssigkeitsdruck zwischen Druckwaage und Messblende aufnehmen und an ihrem anderen Steuereingang den Hydraulikflüssigkeitsdruck in der Speicherleitung hinter der Messblende aufnehmen. Die Messblende kann dann über denselben Vorsteuerdruck angesteuert werden, mit dem auch das Hauptsteuerventil zum Ein- oder Ausfahren des Hydraulikzylinders angesteuert wird. Selbstverständlich ist aber auch eine umgekehrte Anordnung von Druckwaage und Messblende möglich.
Der erfindungsgemäße 2-Wegestromregler hat zum einen die Aufgabe, durch Verstellung der Messblende die Verbindung zum Speicher wahlweise herzustellen oder zu unterbrechen. Zum anderen hat er die Aufgabe, unabhängig von dem in der Kolbenleitung beim Einfahren des Zylinders wirkenden Druck einen nur vom Öffnungsquerschnitt der Messblende abhängigen Volumenstrom in der Speicherleitung zu dem Speicher bereitzustellen. Der 2-Wegestromregler bestimmt durch seinen Öffnungsquerschnitt die Einfahrgeschwindigkeit des Zylinders und damit die Absenkgeschwindigkeit der Last, unabhängig von dem Zylinder- oder Rücklaufdruck. Abhängig von der Druckdifferenz zwischen der Kolbenseite des Zylinders, und damit der Kolbenleitung, einerseits, und der Speicherleitung andererseits, bemisst sich der Öffnungsquerschnitt der Druckwaage des 2-Wegestromreglers. Bei einem hohen Druckunterschied ist die Druckwaage des 2-Wegestromreglers weitgehend geschlossen, bei einem geringen Druckunterschied ist sie weitgehend geöffnet. Um einen möglichst geringen Anteil der beim Einfahren des Zylinders frei werdenden Energie durch Abdrosselung an dem 2-Wegestromregler in Wärme umzuwandeln, sollte die Druckwaage des 2-Wegestromreglers jederzeit soweit wie möglich geöffnet sein. Dies bedeutet wiederum, dass der Druck in der Speicherleitung zumindest nicht wesentlich geringer sein sollte als der Druck auf der Kolbenseite des Zylinders. Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß mit der Speicherleitung mindestens ein Speicher verbunden, der unter einem Vorspannungsdruck steht. Der Druck genau des Speichers, der beim Absenken des Hydraulikzylinders aus der Kolbenleitung befüllt wird, wirkt auch in der Speicherleitung. Dies bedeutet, dass der Speicher erst bei Überschreiten des Vorspannungsdrucks in der Speicherleitung Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, aufnehmen kann. Der Vorspannungsdruck ist als der Druck bei vollständig entleertem Speicher definiert. Bei einer Befüllung erhöht sich der Druck in dem Speicher entsprechend. Indem der Druck in der Speicherleitung durch den Druck in dem Speicher bestimmt wird, ist es möglich, in der Speicherleitung einen hohen Druck aufrechtzuerhalten, der im Idealfall möglichst nahe an dem in der Kolbenleitung und damit der Kolbenseite des Zylinders bestehenden Druck liegt. Auf diese Weise kann die Druckwaage des 2-Wegestromreglers weit geöffnet sein, wodurch Wärmeverluste an diesem als Drosselstelle minimiert werden.
Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bei einer Verbindung der Kolbenleitung mit dem mindestens einen Speicher gleichzeitig die Speicherleitung stromab des 2-Wegestromreglers mit einem Hydraulikmotor verbunden. Der aus der Kolbenleitung dem mindestens einen Speicher zufließende Volumenstrom wird erfindungsgemäß also parallel auf einen Hydromotor geleitet. Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Speicherleitung sowohl mit dem mindestens einen Speicher als auch mit der Motorleitung und damit dem Hydromotor wird erreicht, dass sehr hohe Rücklaufvolumenströme, die von dem Hydromotor nicht aufgenommen werden können, in den Speicher geleitet werden. Darüber hinaus können die Speicher erfindungsgemäß ständig, beispielsweise über ein Rückschlagventil, mit der Motorleitung und damit dem Hydromotor verbunden sein, so dass sich die Speicher auch nach Abschluss einer Absenkbewegung des Zylinders über den Hydraulikmotor entladen können. Erfindungsgemäß kann also ein sehr großer Druck- und Volumenstrombereich in der Rücklaufleitung für die Energierückgewinnung genutzt werden, bei gleichzeitig vertretbarer Größe des Hydraulikmotors. Mit der erfindungsgemäßen hydraulischen Schaltungsanordnung ist daher eine Energierückgewinnung in im Vergleich zum Stand der Technik effizienterer und gleichzeitig sicherer Weise möglich.
Das Hauptsteuerventil wird durch einen geeigneten Vorsteuerdruck zum Aus- oder Einfahren des Zylinders angesteuert. Mit demselben Vorsteuerdruck kann auch der 2-Wegestromregler angesteuert werden, um die Verbindung zum Speicher zu öffnen oder zu trennen. Der oder die Hydraulikzylinder werden üblicherweise beim Absenken der Last eingefahren. Es ist daher möglich, dass das Einfahren des Zylinderkolbens allein durch die Gewichtskraft der Last bewirkt wird, ohne dass zusätzlicher Druck auf die Stangenseite des Zylinders ausgeübt wird. Ein Verbinden der Stangenseite mit der Hydraulikpumpe ist beim Absenken der Last also nicht zwingend erforderlich. Ein Nachfließen von Hydraulikflüssigkeit in die Stangenseite könnte dann auch durch Nachsaugventile erfolgen. Es ist aber auch denkbar, dass mit dem Hauptsteuerventil zum Einfahren des Hydraulikzylinders die Stangenseite des Hydraulikzylinders über die Stangenleitung mit der Pumpe verbunden wird, so dass das Einfahren des Zylinders durch die Pumpe bewirkt bzw. beschleunigt wird.
Der Vorspannungsdruck des Speichers kann abhängig von dem beim Absenken der Last und damit dem Einfahren des Hydraulikzylinders in der Kolbenleitung wirkenden Druck gewählt werden. Als praxisgemäß haben sich in dieser Hinsicht Vorspannungsdrücke von mehr als 50 bar, insbesondere mindestens 75 bar, erwiesen. Nach einer weiteren Ausgestaltung können mindestens zwei unter unterschiedlichen Vorspannungsdrücken stehende Speicher vorgesehen sein, wobei in der Speicherleitung stromab des 2-Wegestromreglers ein Speichersteuerventil angeordnet ist, welches abhängig von dem beim Einfahren des Hydraulikzylinders in der Kolbenleitung wirkenden Druck die Speicherleitung mit einem unterschiedlichen der mindestens zwei Speicher verbindet. Selbstverständlich können dabei auch mehr als zwei Speicher mit unterschiedlichen Vorspannungsdrücken vorgesehen sein. Das Speichersteuerventil kann insbesondere ein Proportionalventil sein. Wie erläutert, sollte in der Speicherleitung hinter dem 2-Wegestromregler nur ein geringfügig kleinerer Druck herrschen als in der Kolbenleitung. Dann ist die Druckwaage des 2-Wegestromreglers vollständig geöffnet und (Wärme-)Verluste werden minimiert. Beim Absenken einer Last und dem damit verbundenen Einfahren des Zylinders verändert sich der Druck in der Kolbenleitung aber typischerweise, da z. B. bei Bagger der Arm beim Absenken eine Kurvenbahn durchfährt. Der Druck in der Speicherleitung kann an diese Druckunterschiede durch unterschiedliche, unter verschiedenen Vorspannungsdrücken stehende Speicher angepasst werden. Auch bei schwankenden Drücken in der Kolbenleitung beim Absenken einer Last treten dann nur äußerst geringe Verluste auf. So kann mit nur einem Speicher der beim Einfahren des Zylinders überstrichene Druckbereich möglicherweise nicht vollständig abgedeckt werden. Der Druck in der Kolbenleitung darf nicht unter den in der Speicherleitung wirkenden Druck des Speichers abfallen, da sonst die Hydraulikflüssigkeit nicht in den Speicher abfließen kann. Ist dagegen der Druck in der Kolbenleitung sehr viel größer als in dem Speicher und damit der Speicherleitung, treten hohe Verluste an dem stark drosselnden 2-Wegestromregler, insbesondere der Druckwaage, auf. Diese Probleme werden durch das Vorsehen mehrerer Speicher mit unterschiedlichen Drücken gelöst. Das Speichersteuerventil wird zum Trennen und Verbinden der Kolbenleitung mit dem Speicher durch einen geeigneten Steuerdruck angesteuert. Der Steuerdruck kann der in der Kolbenleitung herrschende Druck sein. Auf diese Weise wird abhängig von dem Druck in der Kolbenleitung automatisch der gerade zu dem Zylinderdruck passende Speicher mit der Kolbenleitung verbunden. Insbesondere wird bei einem in der Kolbenleitung herrschenden Druck, der höher als der Vorspannungsdruck aller Speicher ist, der Speicher mit dem höchsten Vorspannungsdruck mit der Kolbenleitung verbunden. Sobald der Druck in der Kolbenleitung unter den Vorspannungsdruck dieses Speichers fällt, wird die Kolbenleitung mit dem Speicher mit dem nächst niedrigeren Vorspannungsdruck verbunden, usw. Wenn beispielsweise ein erster Speicher einen Vorspannungsdruck von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 75 bar, aufweist, kann z. B. ein zweiter Speicher z. B. einen Vorspannungsdruck von mehr als 100 bar, vorzugsweise mindestens 150 bar, besitzen. Ist der Druck in der Kolbenleitung geringer als in dem mit dem geringsten Druck vorgespannten Speicher, kann die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit in einen Tank abgelassen werden.
Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausgestaltung kann die Motorleitung stromab des Speichersteuerventils von der Speicherleitung abzweigen und Verbindungsleitungen zwischen den Speichern und der Speicherleitung über ein Wechselventil bzw. Doppelrückschlagventil derart mit der Motorleitung verbindbar sind, dass bei einer Verbindung eines der Speicher mit der Speicherleitung die zu diesem Speicher führende Verbindungsleitung auch mit der Motorleitung verbunden wird. Bei dieser Ausgestaltung wird also auch bei Vorsehen mehrerer Speicher durch das Wechselventil sichergestellt, dass der jeweils befüllte Speicher auch mit dem Hydromotor verbunden wird. Dadurch kann in besonders einfacher Weise auch bei mehreren Speichern beim oder nach dem Befüllen des Speichers gleichzeitig der Hydromotor betrieben werden. Gleichzeitig wird durch das Wechselventil bzw. Doppelrückschlagventil ein unerwünschter Fluss zwischen dem Motor und dem jeweils nicht mit der Speicherleitung verbundenen Speicher verhindert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Hydraulikmotor einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreiben. Hydraulikflüssigkeit aus dem oder den Speichern wird bei dieser Ausgestaltung also durch den Hydraulikmotor geführt, der entsprechend angetrieben wird und wiederum einen elektrischen Generator zur elektrischen Energieerzeugung antreibt. Von dem Generator können elektrische Verbraucher einer mit der Schaltungsanordnung versehenen Baumaschine versorgt werden. In der Motorleitung kann weiterhin ein 2-Wegestromregler angeordnet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung können zwei Drucksensoren vorgesehen sein, die den Druck stromauf und stromab des zwischen dem Wechselventil und dem Hydraulikmotor angeordneten 2-Wegestromreglers messen. Weiterhin kann eine Regeleinrichtung vorgesehen sein, die den Generator so ansteuert, dass die Messwerte der Drucksensoren sich nicht um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert unterscheiden. Auf diese Weise werden Wärmeverluste auch an dem zwischen dem Rückschlagventil und dem Hydraulikmotor angeordneten 2-Wegestromregler weitestgehend vermieden. Zum Verhindern eines unerwünschten Rückflusses von dem oder den Speichern in die Kolbenleitung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem mindestens einen Speicher und dem Speichersteuerventil mindestens ein den Hydraulikflüssigkeitsdurchfluss von dem Speicher zu dem Speichersteuerventil sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist. Um die Versorgung mit elektrischer Energie in gleichmäßiger Weise sicherzustellen, kann außerdem ein Akkumulator zum Speichern der von dem Generator erzeugten elektrischen Energie vorgesehen sein.
Wie eingangs erläutert, sind insbesondere bei Baumaschinen Rohrbruchsicherungsventile oftmals vorgeschrieben oder aus anderen Gründen unerlässlich. So muss zum einen sichergestellt werden, dass eine Last bei einem Leitungsbruch nicht unkontrolliert herab fällt. Andererseits muss sichergestellt werden, dass eine angehobene Last auch bei einem Leitungsbruch noch kontrolliert aus einem möglichen Gefahrenbereich abgesenkt werden kann. Daher ist nach einer weiteren Ausgestaltung ein solches Rohrbruchsicherungsventil vorgesehen. Insbesondere ist nach dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass zwischen der Kolbenseite des Hydraulikzylinders und dem Hauptsteuerventil zwei Rückschlagventile angeordnet sind, die jeweils einen Hydraulikflüssigkeitsdurchfluss von der Kolbenseite des Hydraulikzylinders zu dem Hauptsteuerventil sperren, wobei die Speicherleitung zwischen den beiden Rückschlagventilen von der Kolbenleitung abzweigt, und wobei das der Kolbenseite des Hydraulikzylinders nähere Rückschlagventil durch Anlegen eines Steuerdrucks entsperrbar ist. Ein die Rückschlagventile enthaltendes Rohrbruchsicherheitsventil kann dabei insbesondere direkt und ohne eine weitere Leitung an die Kolbenseite des Zylinders angeschlossen sein. Der 2-Wegestromregler kann ebenfalls Teil dieses Rohrbruchsicherungsventils sein. Durch das Vorsehen zweier Rückschlagventile, zwischen denen die Speicherleitung abzweigt, wobei das dem Hydraulikzylinder nähere Rückschlagventil durch Anlegen eines Steuerdrucks entsperrbar ist, ist einerseits eine die Sicherheitsanforderungen jederzeit erfüllende Rohrbruchssicherung gegeben. Andererseits ist eine vollständige Nutzung des beim Einfahren des Hydraulikzylinders abfließenden Flüssigkeitsstroms für die Energierückgewinnung möglich. Dazu wird das entsperrbare Steuerventil beim Einfahren des Zylinders entsperrt, so dass Hydraulikflüssigkeit aus der Kolbenseite über das entsperrte Rückschlagventil in die Speicherleitung abfließen kann. Ein Bruch der Kolbenleitung stromab des Rohrbruchsicherungsventils beim Einfahren des Zylinders ist wegen des dem Hauptsteuerventil näheren, dauerhaft sperrenden Rückschlagventils dabei unproblematisch. Sollte ein Leitungsbruch in der Speicherleitung auftreten, ist dies ebenfalls unproblematisch, da in diesem Fall die Druckwaage des 2-Wegestromreglers durch Nachregeln der Druckwaage den aus der Kolbenleitung abfließenden Volumenstrom konstant hält. Gleichzeitig wird durch die Rückschlagventile ein Leckflüssigkeitsfluss vermieden.
In besonders praxisgemäßer Weise kann weiterhin vorgesehen sein, dass zum Einfahren des Hydraulikzylinders ein gemeinsamer Steuerdruck einerseits das Hauptsteuerventil ansteuert zur Verbindung der Stangenseite des Zylinders mit der Pumpe, und andererseits zum Trennen der Verbindung zwischen der Kolbenseite des Hydraulikzylinders und der Pumpe sowie der Verbindung zwischen der Stangenseite des Hydraulikzylinders und dem Tank, und andererseits den in der Speicherleitung angeordneten 2-Wegestromregler ansteuert zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Kolbenleitung und dem mindestens einen Speicher durch die Speicherleitung. Es ist dann weiterhin in besonders einfacher Weise möglich, dass der gemeinsame Steuerdruck auch das entsperrbare Rückschlagventil entsperrt.
Bei parallel angeordneten Zylindern, bei denen jeder mit einem Rohrbruchsicherungsventil versehen sein muss, kann es in der Praxis trotz gleichen Steuerdruckes für die Rohrbruchsicherung zu unterschiedlich arbeitenden 2-Wegestromreglern kommen. In der Folge wollen die Zylinder unterschiedlich schnell einfahren, was wegen der mechanischen Kopplung zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung in den Zylindern und damit zu einem Verspannen des kompletten Auslegers führen kann. Dieser durch Fertigungstoleranzen herbeigeführte Fehler kann durch die direkte Verbindung der beiden parallel angeordneten Rohrbruchsicherungen mit einer Ausgleichsleitung, die zwischen der Kolbenseite und dem entsperrbaren Rückschlagventil parallel zu einem Druckbegrenzungventil abzweigt, ausgeglichen werden. Ist der Stromregler aus dem ersten Ventil weiter geöffnet als der aus dem zweiten Ventil wird ihm über die Ausgleichsleitung ein Volumenstrom aus dem zweiten Ventil zur Verfügung gestellt. Dadurch gleichen sich beide Zylinderdrücke an und der Ausleger wird gleichmäßig beansprucht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine erfindungsgemäße hydraulische Schaltungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und
2 eine erfindungsgemäße hydraulische Schaltungsanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnet in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 10 gezeigt. In dem Beispiel besitzt die Schaltungsanordnung einen Hydraulikzylinder 12 zum Heben und Senken einer Last 15. Der Hydraulikzylinder 12 kann Teil einer mobilen Arbeitsmaschine beispielsweise eines Baggers, sein. Selbstverständlich können auch mehr als ein Hydraulikzylinder, beispielsweise zwei Hydraulikzylinder, vorgesehen sein. Der Hydraulikzylinder 12 besitzt eine Stangenseite 14 und eine Kolbenseite 16. Die Schaltungsanordnung 10 besitzt weiterhin ein Hauptsteuerventil 18, vorwiegend ein 4/3-Wegeventil. Zwischen der Kolbenseite 16 des Hydraulikzylinders 12 und dem Hauptsteuerventil 18 verläuft eine Kolbenleitung 20. Zwischen der Stangenseite 14 des Hydraulikzylinders 12 und dem Steuerventil 18 verläuft eine Stangenleitung 22. Zwischen einer mit einem nicht näher dargestellten Hydraulikflüssigkeitsreservoir, insbesondere einem Hydraulikölreservoir, verbundenen Hydraulikpumpe 24 und dem Hauptsteuerventil 18 verläuft eine Pumpenleitung 26, in der eine Eingangsdruckwaage 28 angeordnet ist. Andererseits verläuft zwischen dem Hauptsteuerventil 18 und einem Hydraulikflüssigkeitstank 30 eine Tankleitung 32. Das Hauptsteuerventil 18 kann durch einen über Vorsteuerdruckleitungen 34, 36 auf die Vorsteuereingänge 38, 40 des Hauptsteuerventils 18 wirkenden Vorsteuerdruck V_ST aus der in 1 gezeigten Mittelstellung wahlweise in die Positionen 42 oder 44 geschaltet werden. Zum Ausfahren des Hydraulikzylinders 12 und damit zum Heben der Last wird das Hauptsteuerventil 18 durch Anlegen des Vorsteuerdrucks V_ST über die Leitung 36 auf den Vorsteuereingang 40 in die Position 44 geschaltet, in der die Pumpe 24 Hydraulikflüssigkeit über die Pumpenleitung 26, die Eingangsdruckwaage 28 und die Kolbenleitung 20 in die Kolbenseite 16 des Hydraulikzylinders 12 pumpt und diesen so ausfährt. Über die Stangenleitung 22 kann aus der Stangenseite 14 gedrückte Hydraulikflüssigkeit durch das Hauptsteuerventil 18 und die Tankleitung 32 in den Tank 30 abfließen. Über die Lasterkennungsleitung 46 wird dabei ein Lasterkennungssignal an dem Hauptsteuerventil 18 abgegriffen und an die Eingangsdruckwaage 28 weitergeleitet. Dadurch wird ein an sich bekannter 2-Wegestromregler aufgebaut und die Ausfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 12 kann über den Öffnungsquerschnitt des Hauptsteuerventils 18 auf der Zulaufseite für Hydraulikflüssigkeit bestimmt werden. Dies entspricht dem klassischen Aufbau eines Load-Sensing-Ventils (LS-Ventil).
Zum Einfahren des Hydraulikzylinders 12 wird über die Vorsteuerleitung 34 auf den Vorsteuereingang 38 des Hauptsteuerventils 18 ein Vorsteuerdruck V_ST aufgebracht, so dass das Hauptsteuerventil 18 in die Position 42 geschaltet wird. In dieser Position wird der von der Pumpe 24 zur Verfügung gestellte Volumenstrom über die Pumpenleitung 26 in die Stangenleitung 22 und von dieser in die Stangenseite 14 des Zylinders 12 gefördert, so dass der Zylinder 12 eingefahren wird. Alternativ wäre es auch denkbar, ein Einfahren des Zylinders 12 allein durch die Gewichtskraft der Last 15 zu bewirken, so dass keine Verbindung zwischen der Pumpe 24 und der Stangenseite 14 des Zylinders 12 erforderlich wäre. Vielmehr könnten lediglich Nachsaugventile (nicht dargestellt) an der Stangenseite 14 des Zylinders 12 vorgesehen sein, um beim Einfahren des Zylinders 12 Hydraulikflüssigkeit in die Stangenseite 14 nachzusaugen. Zu erkennen ist weiterhin, dass in der Position 42 des Hauptsteuerventils 18 eine Verbindung zwischen der Kolbenleitung 20 und dem Tank 30 nicht hergestellt wird. Stattdessen zweigt zwischen der Kolbenseite 16 und dem Hauptsteuerventil 18 von der Kolbenleitung 20 eine Speicherleitung 48 ab. In der Speicherleitung 48 befindet sich ein 2-Wegestromregler, umfassend eine Druckwaage 50 und eine Messblende 52. Über Leitungen 54, 56 nimmt die Druckwaage 50 an ihren beiden Steuereingängen einerseits den Druck in der Speicherleitung 48 zwischen Druckwaage 50 und Messblende 52 und andererseits den Druck stromab der Messblende 52 auf. An einem Vorsteuereingang der Messblende 52 liegt derselbe Vorsteuerdruck V_ST an, der auch über die Vorsteuerleitung 34 an dem Vorsteuereingang 38 des Hauptsteuerventils 18 anliegt. Der Vorsteuereingang der Messblende 52 ist gegen eine Feder vorgespannt. In dem gezeigten Beispiel ist die Messblende 52 stromab der Druckwaage 50 angeordnet. Selbstverständlich könnte die Anordnung der beiden Bauteile auch miteinander vertauscht werden. Die Druckwaage 50 und die Messblende 52 bilden im Übrigen in an sich bekannter Weise einen 2-Wegestromregler. Stromab dieses 2-Wegestromreglers ist in der Speicherleitung 48 ein Speichersteuerventil 58, vorliegend ein 4/3-Wegeventil, angeordnet. Über eine Vorsteuerleitung 60 liegt an einem Vorsteuereingang 62 des Speichersteuerventils 58 der in der Kolbenleitung 20 herrschende Druck an. Der zweite Vorsteuereingang 64 des Speicherventils 58 ist mit der mit dem Tank verbundenen Leitung 48 verbunden.
Zu erkennen ist weiterhin, dass in dem gezeigten Beispiel die Speicherleitung 48 über das Speichersteuerventil 58 und die Speicherleitungen 48a, 48b und 48c mit jeweils einem Speicher 68, 70 für Hydraulikflüssigkeit verbunden werden kann. Die Speicher 68, 70 stehen in dem gezeigten Beispiel unter unterschiedlichen Vorspannungsdrücken. Diese Vorspannungsdrücke können über die mit den Speichern 68, 70 jeweils verbundenen Leitungen 72, 74 auch in der Speicherleitung 48 wirken. In dem gezeigten Beispiel ist der Speicher 70 im entleerten Zustand mit etwa 75 bar vorgespannt, während der Speicher 68 in dem gezeigten Beispiel im entleerten Zustand z. B. mit etwa 150 bar vorgespannt ist. Mit den Leitungen 74 bzw. 72 jeweils verbundene Rückschlagventile 76, 78 sperren gegen einen Volumenstrom aus den Speichern 68, 70 in die Speicherleitung 48. In der entgegengesetzten Richtung entsperren diese Rückschlagventile 76, 78. Weiterhin sind zwischen den Leitungen 72, 74 und der Speicherleitung 48 Druckbegrenzungsventile 80, 82 angeordnet. Diese verhindern eine Überlastung der Speicher 68, 70. Sie können für den Speicher 68 beispielsweise einen Maximaldruck von 250 bar und für den Speicher 70 einen Maximaldruck von 150 bar zulassen.
Beim Einfahren des Zylinders 12 wird die aus der Kolbenseite 16 abfließende Hydraulikflüssigkeit über die Kolbenleitung 20 in die Speicherleitung 48 und über die Druckwaage 50 und die Messblende 52 zu dem Speichersteuerventil 58 geleitet.
Über den durch die Vorsteuerleitung 34 auf die Messblende 52 aufgebrachten Vorsteuerdruck V_ST kann die Messblende 52 betätigt, insbesondere ihr Öffnungsquerschnitt bestimmt werden. Dieser bestimmt wiederum die Absenkgeschwindigkeit des Zylinders 12 und damit der Last 15, unabhängig von dem Zylinder- oder Rücklaufdruck. Durch den in der Speicherleitung 48 stromab des Speichersteuerventils 58 wirkenden Vorspannungsdruck der Speicher 68, 70 kann dabei die Druckwaage 50 möglichst weit geöffnet sein, indem in der Speicherleitung 48 stromab des 2-Wegestromreglers und in der Kolbenleitung 20 annähernd derselbe Flüssigkeitsdruck herrscht. Dadurch werden Drosselverluste, die hydraulische in thermische Energie umwandeln, an der Druckwaage 50 minimiert. Die Speicher 68, 70 können erst bei Überschreiten ihres jeweiligen Vorspannungsdrucks Hydraulikflüssigkeit aufnehmen. Die Befüllung der Speicher 68, 70 erfolgt nun wahlweise über das Speichersteuerventil 58, welches proportional arbeitet, und den Zylinderdruck bzw. den Druck in der Kolbenleitung 20 über die Leitung 60 und den Vorsteuereingang 62 gegen die Feder 64 vergleicht. Liegt in der Kolbenleitung 20 ein sehr hoher Druck von beispielsweise 270 bar an, wird das Speichersteuerventil 58 vollständig in die Position 84 durchgeschaltet, in der es die Kolbenseite 16 des Zylinders 12 über die Speicherleitung 48 und die Leitung 72 mit dem Speicher 68 verbindet, so dass dieser befüllt wird. Beim Einfahren des Zylinders 12 stellt sich in der Speicherleitung 48 bei zunächst vollständig entladenem Speicher 68 ein Druckabfall auf beispielsweise 150 bar ein, der durch das Befülllen des Speichers 68 bis auf 250 bar steigen kann. Eine weitere Befüllung des Speichers 68 wird durch das Druckbegrenzungsventil 82 verhindert. Öffnet dieses beispielsweise bei 250 bar, wird der Speicher 70 gefüllt, bis das Druckbegrenzungsventil 80 anspricht, beispielsweise bei 150 bar, und den Volumenstrom zum Tank führt. Die Druckwaage 50 befindet sich dabei zunächst in einer Drosselstellung und öffnet zunehmend mit Befüllung des Speichers 68. Ein Großteil der in dem Zylinder 12 gespeicherten Energie kann auf diese Weise in den Speicher 68 eingebracht werden.
Sinkt nun der Zylinderdruck in der Kolbenleitung 20 z. B. aufgrund der Fahrzeugkinematik beim Absenken der Last 15, unter 150 bar, schaltet das Speichersteuerventil 58 in die mittlere Position 86, in der der zweite Speicher 70 mit dem geringeren Vorspannungsdruckniveau gefällt wird. Der Speicher 68 kann aufgrund seines höheren Vorspannungsdruckniveaus nicht mehr befüllt werden. Sobald der Zylinderdruck in der Kolbenleitung 20 auch nicht mehr zum Befüllen des zweiten Speichers 70 ausreicht, schaltet das Speichersteuerventil 58 in die in 1 gezeigte dritte Position 88 und der restliche Volumenstrom wird über eine Tankleitung 90 in einen Tank 92 abgelassen.
Es ist möglich, die in den Speichern 68, 70 gespeicherte Energie direkt der Pumpenleitung 26 zuzuführen, um sie für andere Bewegungen zur Verfügung zu stellen. Allerdings wird bei einer Benötigung geringerer Drücke, als in den Speichern zur Verfügung stehen, beim Abdrosseln unnötig Energie in Wärme umgewandelt. Ist der Speicherdruck dagegen zu klein, kann die Energie des Speichers überhaupt nicht genutzt werden. Auf die Darstellung dieser grundsätzlich ebenfalls möglichen Ausgestaltung wird daher verzichtet.
Vielmehr werden die Speicher 68, 70 in dem gezeigten Beispiel über die beiden Leitungen 72, 74, ein Doppelrückschlagventil 94 bzw. Wechselventil 94 und einen 2-Wegestromregler 96 über eine Motorleitung 98 mit einem Hydraulikmotor 100 verbunden, der einen elektrischen Generator 102 antreibt. Abströmseitig ist der Hydraulikmotor 100 mit einem Tank 103 verbunden. Der Generator 102 wiederum kann direkt elektrische Verbraucher 104, beispielsweise eine Elektronik, mit elektrischer Energie versorgen. Auch kann der Generator 102 einen Akkumulator 106 aufladen und die elektrische Energie so in diesem speichern. Die gespeicherte Energie steht dann anderen Anwendungen zur Verfügung. So ist beispielsweise denkbar, mit dieser Energie sämtliche Nebenverbraucher einer mit der Schaltungsanordnung 10 versehenden Baumaschine und/oder einen Kühler zu betreiben. Durch das Wechselventil 94 wird sichergestellt, dass bei einem Absenken des Zylinders 12 und einem Befüllen eines der Speicher 68, 70 der dem jeweiligen Speicher 68, 70 zufließende Volumenstrom durch das in diese Richtung öffnende Wechselventil 94 auch dem Hydraulikmotor 100 zugeführt wird. Es erfolgt also zunächst ein paralleler Rückfluss aus der Kolbenleitung 20 in den jeweiligen Speicher 68, 70 und zu dem Hydraulikmotor 100. Sobald der Hydraulikmotor 100 den rücklaufenden Volumenstrom nicht mehr aufnehmen kann, fließt dieser nur noch dem jeweiligen Speicher 68, 70 zu. Nach Abschluss des Senkvorgangs des Zylinders 12 bleiben beide Speicher 68, 70 auch bei einer Trennung der Speicherleitung 48 von den Speichern 68, 70 über das Wechselventil 94 mit der Motorleitung 98 und damit dem Hydraulikmotor 100 verbunden. Es erfolgt also eine selbsttätige Entladung der Speicher 68, 70 über den Hydraulikmotor 100, wobei sich aufgrund des Wechselventils 94 zuerst der unter höherem Druck stehende Speicher entlädt und anschließend der andere Speicher. Auf diese Weise ist ein großer Druckbereich im Rücklauf für eine Energierückgewinnung nutzbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Generator 102 gerade so angesteuert werden, dass der zum Antrieb des Hydraulikmotors 100 erforderliche Hydraulikflüssigkeitsdruck nicht wesentlich von dem über die Speicher 68, 70 zur Verfügung gestellten Speicherdruck abweicht. Dazu können zwei Drucksensoren 108, 110 vorgesehen sein, von denen der eine den von den Speichern 68, 70 über das Doppelrückschlagventil 94 zur Verfügung gestellten Speicherdruck misst, und von denen der andere den in der Motorleitung 98 zum Antrieb des Motors 100 herrschenden Hydraulikflüssigkeitsdruck misst. Die von den Drucksensoren 108, 110 aufgenommenen Drücke können einer Regeleinrichtung, beispielsweise integriert in die Verbraucher 104, zugeführt werden. Diese kann wiederum, beispielsweise über die Leitung 112, den Generator 102 so ansteuern, dass am Stromregler 96 nur eine geringe von den Drucksensoren 108 und 110 gemessene Druckdifferenz entsteht. Alternativ kann dieser Regelvorgang auch mit einer verstellbaren Drossel erfolgen, denkbar ist auch eine Drehzahlregelung des Generators. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch an dem 2-Wegestromregler 96 nur minimale Verluste auftreten.
Oft werden bei hydraulischen Schaltungsanordnungen zur Anwendung bei drückenden Lasten an den Hydraulikzylindern Sicherheitsventile, wie Senkbremsventile oder Rohrbruchsicherungen, angebracht, um ein unkontrolliertes Einfahren bei einem Leitungsbruch zu vermeiden. Ein solcher Aufbau ist in 2 gezeigt. Die in 2 gezeigte hydraulische Schaltungsanordnung 10 entspricht weitgehend der Schaltungsanordnung aus 1. Im Unterschied zu der Schaltungsanordnung aus 1 besitzt die Schaltungsanordnung aus 2 allerdings ein Sicherheitsventil, das für die direkte Montage an dem Zylinder 12 vorgesehen ist. Das Sicherheitsventil weist zwei mit der Kolbenseite 16 des Hydraulikzylinders 12 verbundene Rückschlagventile 112, 114 auf, die beide einen Hydraulikflüssigkeitsdurchfluss von der Kolbenseite 16 zu dem Hauptsteuerventil 18 sperren. Zwischen den beiden Rückschlagventilen 112, 114 zweigt die Speicherleitung 48 zu dem durch Druckwaage 50 und Messblende 52 gebildeten 2-Wegestromregler ab. Das der Kolbenseite 16 nähere Rückschlagventil 114 ist über eine Vorsteuerleitung 116 mit der Vorsteuerleitung 34 verbunden. In der sperrenden Stellung des Rückschlagventils 114 stützt sich der Zylinder mit seiner Kolbenseite 16 leckölfrei auf diesem Rückschlagventil 114 ab. Soll der Hydraulikzylinder 12 ausgefahren werden, wird das Hauptsteuerventil 18 in der oben beschriebenen Weise in die Position 44 geschaltet und der von der Pumpe 24 geforderte Flüssigkeitsstrom wird über die Kolbenleitung 20 und die Rückschlagventile 112, 114 in die Bodenseite 16 des Zylinders 12 gefördert. Bei Anlegen eines Vorsteuerdrucks V_ST auf die Vorsteuerleitung 34 und damit auch die Vorsteuerleitung 116 kann das Rückschlagventil 114 durch den auch das Hauptsteuerventil 18 in die Position 42 schaltenden Vorsteuerdruck entsperrt werden, so dass es einen Hydraulikflüssigkeitsstrom von der Kolbenseite 16 zu der Druckwaage 50 beim Einfahren des Zylinders 12 zulässt. Der Lastdruck stützt sich nun innerhalb des Rohrbruchsicherungsventils auf dem Rückschlagventil 112 und der Messblende 52 ab. Ein weiteres Erhöhen des Vorsteuerdrucks V_ST in der Vorsteuerleitung 34 öffnet die Messblende 52 und lässt den Zylinder 12 einfahren, wobei die Messblende 52 in Kombination mit der vorgeschaltenden Druckwaage 50 für eine konstante Absinkgeschwindigkeit des Zylinders 12 sorgt. Teil des direkt an dem Zylinder 12 montierten Sicherheitsventils sind also insbesondere die beiden Rückschlagventile 112, 114 sowie die diese mit der Kolbenseite 16 verbindenden Leitungen, weiterhin der durch die Druckwaage 50 und die Messblende 52 gebildete 2-Wegestromregler sowie die diesen mit der Kolbenseite 16 verbindenden Leitungen. Darüber hinaus kann das Sicherheitsventil eine zwischen der Kolbenseite 16 und dem entsperrbaren Rückschlagventil 114 abzweigende Ausgleichsleitung 118 (AL) aufweisen, die über ein Druckbegrenzungsventil 120 mit einem Tank 122 verbunden ist.
Die auf diese Weise gebildete Rohrbruchsicherung bietet eine hohe Sicherheit. Insbesondere ist sowohl ein Bruch der Speicherleitung 48 stromab der Messblende 52 unproblematisch und würde zu keiner Erhöhung der Einfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 12 führen. Gleichzeitig ist auch ein Bruch der Kolbenleitung 20 unkritisch und würde ebenfalls zu keiner Erhöhung der Einfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 12 führen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007027567 A1 [0004]

Claims

Hydraulische Schaltungsanordnung, umfassend mindestens einen Hydraulikzylinder (12) zum Heben und Senken einer Last (15), und mindestens ein Hauptsteuerventil (18), mit dem zum Ausfahren des Hydraulikzylinders (12) die Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) über eine Kolbenleitung (20) mit einer mit einem Hydraulikflüssigkeitsreservoir in Verbindung stehenden Pumpe (24) und die Stangenseite (14) des Hydraulikzylinders (12) über eine Stangenleitung (22) mit einem Tank (30) verbindbar ist, und mit dem zum Einfahren des Hydraulikzylinders (12) die Verbindung zwischen der Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) und der Pumpe (24) sowie die Verbindung zwischen der Stangenseite (14) des Hydraulikzylinders (12) und dem Tank (30) trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass von der Kolbenleitung (20) eine mit mindestens einem unter einem Vorspannungsdruck stehenden Speicher (68, 70) für Hydraulikflüssigkeit verbindbare Speicherleitung (48) abzweigt, wobei in der Speicherleitung (48) bei einer Verbindung mit einem Speicher (68, 70) der Vorspannungsdruck dieses Speichers (68, 70) wirken kann, – dass in der Speicherleitung (48) ein 2-Wegestromregler angeordnet ist, der bei einem Einfahren des Hydraulikzylinders (12) eine Verbindung zwischen der Kolbenleitung (20) und dem mindestens einen Speicher (68, 70) durch die Speicherleitung (48) herstellt, so dass aus der Kolbenseite (16) abfließende Hydraulikflüssigkeit in den mindestens einen Speicher (68, 70) abfließen kann, und der bei einem Ausfahren des Hydraulikzylinders (12) die Verbindung zwischen der Kolbenleitung (20) und dem mindestens einen Speicher (68, 70) trennt, und – dass bei einer Verbindung der Kolbenleitung (20) mit dem mindestens einen Speicher (68, 70) die Speicherleitung (48) stromab des 2-Wegestromreglers mit mindestens einer mit einem Hydraulikmotor (100) verbundenen Motorleitung (98) verbunden wird.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Hauptsteuerventil (18) zum Einfahren des Hydraulikzylinders (12) die Stangenseite (14) des Hydraulikzylinders (12) über die Stangenleitung (22) mit der Pumpe (24) verbindbar ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannungsdruck des mindestens einen Speichers (68, 70) größer als 50 bar, insbesondere mindestens 75 bar, ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unter unterschiedlichen Vorspannungsdrücken stehende Speicher (68, 70) vorgesehen sind, wobei in der Speicherleitung (48) stromab des 2-Wegestromreglers ein Speichersteuerventil (58) angeordnet ist, welches abhängig von dem beim Einfahren des Hydraulikzylinders (12) in der Kolbenleitung (20) wirkenden Druck die Speicherleitung (48) mit einem unterschiedlichen der mindestens zwei Speicher (68, 70) verbindet.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichersteuerventil (58) ein Proportionalventil ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleitung (98) stromab des Speichersteuerventils (58) von der Speicherleitung (48) abzweigt und, dass Verbindungsleitungen (72, 74) zwischen den Speichern (68, 70) und der Speicherleitung (48) über ein Wechselventil (94) derart mit der Motorleitung (98) verbindbar sind, dass bei einer Verbindung eines der Speicher (68, 70) mit der Speicherleitung (48) die zu diesem Speicher (68, 70) führende Verbindungsleitung (72, 74) auch mit der Motorleitung (98) verbunden wird.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (100) einen Generator (102) zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Motorleitung (98) ein 2-Wegestromregler (96) angeordnet ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drucksensoren (108, 110) vorgesehen sind, die den Druck stromauf und stromab des zwischen dem Wechselventil (94) und dem Hydraulikmotor (100) angeordneten 2-Wegestromreglers (96) messen und, dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die den Generator (102) so ansteuert, dass die Messwerte der Drucksensoren (108, 110) sich nicht um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert unterscheiden.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Speicher (68, 70) und dem Speichersteuerventil (58) mindestens ein einen Hydraulikflüssigkeitsdurchfluss von dem Speicher (68, 70) zu dem Speichersteuerventil (58) sperrendes Rückschlagventil (76, 78) angeordnet ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulator (106) zum Speichern der von dem Generator (102) erzeugten elektrischen Energie vorgesehen ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) und dem Hauptsteuerventil (18) zwei Rückschlagventile (112, 114) angeordnet sind, die jeweils einen Hydraulikflüssigkeitsdurchfluss von der Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) zu dem Hauptsteuerventil (18) sperren, wobei die Speicherleitung (48) zwischen den beiden Rückschlagventilen (112, 114) von der Kolbenleitung (20) abzweigt, und wobei das der Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) nähere Rückschlagventil (114) durch Anlegen eines Steuerdrucks entsperrbar ist.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfahren des Hydraulikzylinders (12) ein gemeinsamer Steuerdruck einerseits das Hauptsteuerventil (18) ansteuert zum Trennen der Verbindung zwischen der Kolbenseite (16) des Hydraulikzylinders (12) und der Pumpe (24) sowie der Verbindung zwischen der Stangenseite (14) des Hydraulikzylinders (12) und dem Tank (30), und andererseits den in der Speicherleitung (48) angeordneten 2-Wegestromregler ansteuert zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Kolbenleitung (20) und dem mindestens einen Speicher (68, 70) durch die Speicherleitung (48).
Hydraulische Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Steuerdruck auch das entsperrbare Rückschlagventil (114) entsperrt.
Hydraulische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kolbenseite (16) und dem entsperrbaren Rückschlagventil (114) eine Ausgleichsleitung (118) zu einem zweiten Zylinder abzweigt.