DE102019117881A1

DE102019117881A1 - Anlaufhilfe für ein vibrationssystem einer verdichtungsmaschine

Info

Publication number: DE102019117881A1
Application number: DE102019117881.9A
Authority: DE
Inventors: Todd M. Jennings
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-01-09
Also published as: US10584449B2; CN110670449A; US20200011016A1; CN110670449B

Abstract

Es wird ein Hydrauliksystem (100) offenbart. Das Hydrauliksystem (100) kann wahlweise in einem Lademodus oder einem Antriebsmodus betreibbar sein und kann eine Ladekomponente (112), einen Speicher (116), eine Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) und einen Ausgangsmotor (106) aufweisen. Die Ladekomponente (112) kann während des Betriebs im Lademodus einen Speicher (116) aufladen. Der Speicher (116) kann während des Betriebs im Lademodus Druckmedium speichern und kann während des Betriebs im Antriebsmodus der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) gespeichertes Druckmedium zuführen. Die Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) kann während des Betriebs im Lademodus mindestens dem Speicher (116) Druckmedium zuführen und kann während mindestens des Betriebs im Antriebsmodus dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführen. Der Ausgangsmotor (106) kann basierend auf Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) zugeführt wird, Ausgangsdrehmoment abgeben.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Vibrationssystem in einer Verdichtungsmaschine und insbesondere eine Anlaufhilfe für ein Vibrationssystem einer Verdichtungsmaschine.
Hintergrund
Als Verdichtungsmaschine (mitunter als Vibrationswalze bezeichnet) gilt im Allgemeinen eine Maschine, die verwendet wird, um ein Material (z. B. Boden, eine Unterschicht, eine Frostschutzschicht, Asphalt und/oder dergleichen), worüber sich die Verdichtungsmaschine bewegt, zu verdichten. Eine Verdichtungsmaschine kann ein Vibrationssystem aufweisen, das eine Vibrationskomponente der Verdichtungsmaschine in Vibration versetzt, während sich die Verdichtungsmaschine über das Material bewegt, und dadurch wird die Verdichtung des Materials verbessert (z. B. im Vergleich zur Verdichtung ohne Vibration). Das Vibrationssystem kann beispielsweise einen Abtriebs- bzw. Ausgangsmotor (z. B. einen Hydraulikmotor) aufweisen, welcher über eine Ausgangswelle mit einem Unwuchtvibrator verbunden ist, der in einer Bandage der Verdichtungsmaschine angeordnet ist. Hier gibt der Ausgangsmotor Ausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle ab. Das Ausgangsdrehmoment bewirkt ein Drehen des Unwuchtvibrators, der aufgrund seiner Unwucht ein Vibrieren der Bandage bewirkt. Im Allgemeinen wird der Ausgangsmotor mittels einer Eingangspumpe (z. B. einer Hydraulikpumpe) angetrieben, die über eine Eingangswelle mit einer Kraftmaschine der Verdichtungsmaschine (z. B. einer Verbrennungskraftmaschine) verbunden ist, die Eingangsdrehmoment für die Eingangspumpe bereitstellt. Üblicherweise weist die Verdichtungsmaschine auch ein (separates) Antriebssystem auf, mit einem Antriebsmotor, der mit dem Bewegen der Verdichtungsmaschine über das Material in Zusammenhang steht.
In der Praxis können das Vibrationssystem und das Antriebssystem gleichzeitig gestartet werden (z. B. derart, dass die Bandage zu vibrieren beginnt, wenn die Verdichtungsmaschine sich zu bewegen beginnt), was eine vergleichsweise hohe Kraftmaschinenleistung erfordert. Wenn das Vibrationssystem erst einmal angelaufen ist, benötigt es jedoch vergleichsweise weniger Kraftmaschinenleistung, um eine vorgegebene Vibrationsgeschwindigkeit beizubehalten. Von daher ist die Kraftmaschinenleistung, die nach einem Anlaufen des Vibrationssystems erforderlich ist, vom Betrag her geringer als die Kraftmaschinenleistung, die beim Anlaufen benötigt wird. Dennoch muss die Kraftmaschine der Verdichtungsmaschine so ausgelegt sein, dass sie die Kraftmaschinenleistung bereitstellt, die benötigt wird, wenn das Vibrationssystem und das Antriebssystem gleichzeitig gestartet werden.
Ein Ansatz, eine Anlaufhilfe für ein Vibrationssystem bereitzustellen, um die erforderliche Kraftmaschinenleistung zu verringern, ist im US-Patent Nr. 9 782 800 offenbart, das am 10. Oktober 2017 an die Robert Bosch GmbH erteilt wurde („das ’800er Patent“). Insbesondere offenbart das `800er Patent eine Möglichkeit zur Energierückgewinnung bei einer Vibrationswalze, nämlich mithilfe eines Vibrationsantriebs. Der in dem ’800er Patent offenbarte Grundgedanke besteht darin, einen Vibrationsantrieb einer Vibrationswalze zur Energierückgewinnung zu nutzen, wobei die Vibrationswalze einen Unwuchtvibrator umfasst, der drehbar in eine Bandage eingesetzt ist, die von einem Antriebsmotor angetrieben wird. In dem `800er Patent ist der Unwuchtvibrator mit einem Hydraulikmotor (über eine Ausgangswelle) mechanisch gekoppelt, und der Hydraulikmotor wird mittels einer Hydraulikpumpe mit einem Druckmedium versorgt. Gemäß dem ’800er Patent weist der Vibrationsantrieb einen Hochdruckspeicher auf, der dazu dient, vom Hydraulikmotor in einem „Schiebebetrieb“ (d. h., wenn in einem Schubbetriebsmodus des Unwuchtvibrators von der Ausgangswelle Drehmoment auf den Hydraulikmotor ausgeübt wird) abgegebenes Druckmedium zu speichern. Mit anderen Worten, das `800er Patent offenbart den Vibrationsantrieb als Antrieb, der für die Energierückgewinnung relevant ist.
Gemäß dem `800er Patent sind, in einer Ausführungsform, die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor in einem geschlossenen Kreis angeordnet, in welchem im Schiebebetrieb ein stromabwärtiger Anschluss des Hydraulikmotors mit dem Hochdruckspeicher fluidverbunden werden kann und in einem Beschleunigungsbetrieb (Anlaufen des Unwuchtvibrators) ein stromaufwärtiger Anschluss des Hydraulikmotors mit dem Hochdruckspeicher fluidverbunden werden kann. Als alternative Ausführungsform ist in dem ’800er Patent beschrieben, dass die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor in einem offenen Kreis angeordnet sind, in welchem der stromabwärtige Anschluss des Hydraulikmotors mit einem Tank oder mit dem Hochdruckspeicher fluidverbindbar ist.
Der Vibrationsantrieb des `800er Patents kann zwar plausible Lösungen für eine Energierückgewinnung mit einem Vibrationsantrieb bieten, doch weist er zahlreiche Mängel auf. So offenbart beispielsweise der Vibrationsantrieb des ’800er Patents Vibrationsantriebe, die am Hydraulikmotor zusätzliche Energie (aus dem Hochdruckspeicher) zuführen. In der Praxis erfordert eine solche Konfiguration eine genaue Koordinierung zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hydraulikmotor des Vibrationsantriebs, was zu komplizierten Schaltszenarien, Problemen bei der zeitlichen Koordinierung und/oder dergleichen führen kann. Außerdem stellt der in dem ’800er Patent offenbarte Vibrationsantrieb einen Hochdruckspeicher bereit, der nur im Schiebebetrieb, nicht jedoch während anderer Betriebszeiten, wie etwa während des „normalen“ Betriebs der Vibrationswalze, Druckmedium aufnimmt.
Durch das Vibrationssystem der vorliegenden Offenbarung werden eine oder mehrere der vorstehend dargelegten Aufgaben und/oder weitere Aufgaben des Standes der Technik gelöst.
Kurzdarstellung
Unter einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung eine Verdichtungsmaschine mit einem Vibrationssystem, das wahlweise in einem Lademodus oder einem Antriebsmodus betreibbar ist, wobei das Vibrationssystem umfasst: eine Ladekomponente zum Laden eines Speichers während des Betriebs des Vibrationssystems im Lademodus; den Speicher zum Speichern von Druckmedium während des Betriebs des Vibrationssystems im Lademodus und Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit während des Betriebs im Antriebsmodus; die Eingangspumpe/-motor-Einheit zum Zuführen von Druckmedium mindestens dem Speicher während des Betriebs des Vibrationssystems im Lademodus und Zuführen von Druckmedium einem Ausgangsmotor während mindestens des Betriebs des Vibrationssystems im Antriebsmodus; und den Ausgangsmotor zum Abgeben, an eine Vibrationskomponente des Vibrationssystems, von Ausgangsdrehmoment basierend auf Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit zugeführt wird.
Unter einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Hydrauliksystem, das wahlweise in einem Lademodus oder einem Antriebsmodus betreibbar ist, wobei das Hydrauliksystem umfasst: eine Ladekomponente zum Laden eines Speichers während des Betriebs im Lademodus; den Speicher zum Speichern von Druckmedium während des Betriebs im Lademodus und Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit während des Betriebs im Antriebsmodus; die Eingangspumpe/-motor-Einheit zum Zuführen von Druckmedium mindestens dem Speicher während des Betriebs im Lademodus und Zuführen von Druckmedium einem Ausgangsmotor während mindestens des Betriebs im Antriebsmodus; und den Ausgangsmotor zum Abgeben von Ausgangsdrehmoment basierend auf Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit zugeführt wird.
Unter noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren, umfassend: Aufladen, mittels einer Ladekomponente eines Hydrauliksystems, eines Speichers eines Hydrauliksystems, wobei die Ladekomponente den Speicher während des Betriebs des Hydrauliksystems in einem Lademodus auflädt; Zuführen, mittels des Speichers, von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit des Hydrauliksystems, wobei der Speicher das gespeicherte Druckmedium während des Betriebs des Hydrauliksystems in einem Antriebsmodus zuführt. Zuführen, mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit, von Druckmedium einem Ausgangsmotor des Hydrauliksystems; und Abgeben, mittels des Ausgangsmotors, von Ausgangsdrehmoment basierend auf dem Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit zugeführt wird.
Figurenliste

1 ist eine graphische Darstellung einer beispielhaften Verdichtungsmaschine, die ein Vibrationssystem mit Anlaufhilfe, wie hier beschrieben, aufweist.
2 bis 10 sind Schemabilder verschiedener Ausführungen eines Vibrationssystems mit Anlaufhilfe, wie hier beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Aufladen eines Speichers während des Betriebs eines Hydrauliksystems in einem Lademodus und Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit während des Betriebs des Hydrauliksystems in einem Antriebsmodus.

Ausführliche Beschreibung
1 ist eine graphische Darstellung einer beispielhaften Verdichtungsmaschine 10, die ein Vibrationssystem mit Anlaufhilfe aufweist.
Eine Verdichtungsmaschine 10 kann u. a. eine Maschine zum Erhöhen der Dichte (d. h. Verdichten) eines verdichtbaren Materials 12, wie etwa Boden, Kies, bituminöses Mischgut, eine Unterschicht, eine Frostschutzschicht, Asphalt und/oder dergleichen, sein. Beispielsweise kann die Verdichtungsmaschine 10 eine Tandemvibrationswalze sein, die eine erste Bandage 14 und eine zweite Bandage 16 aufweist, die an einem Hauptrahmen 18 drehbar gelagert sind. Der Hauptrahmen 18 kann auch eine Kraftmaschine 20 tragen, an die eine Eingangspumpe/-motor-Einheit 22 (z. B. eine Hydraulikpumpe/-motor-Baueinheit) angeschlossen ist.
Wie in 1 gezeigt, kann die erste Bandage 14 eine erste Vibrationskomponente 24 (z. B. einen oder mehrere Unwuchtvibratoren) aufweisen, die mit einem ersten Ausgangsmotor 26 (z. B. einem Hydraulikmotor) wirkverbunden ist, während die zweite Bandage 16 eine zweite Vibrationskomponente 28 (z. B. einen oder mehrere Unwuchtvibratoren) aufweisen kann, die mit einem zweiten Ausgangsmotor 30 wirkverbunden ist. Es versteht sich, dass bei einigen Ausführungen die erste Bandage 14 und die zweite Bandage 16 mehr als eine Vibrationskomponente pro Bandage aufweisen können. Ferner versteht sich, dass die Verdichtungsmaschine 10 zwar als Tandemwalze veranschaulicht ist, jedoch bei einigen Ausführungen ein Walzenzug mit nur einer Bandage sein kann.
Bei einigen Ausführungen kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 22 in ein Vibrationssystem 100 integriert sein, das mit der Bereitstellung von Ausgangsdrehmoment für die Vibrationskomponente 26 und/oder die Vibrationskomponente 30 in Verbindung steht, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie bereits erwähnt ist 1 als Beispiel angegeben. Es sind andere Beispiele möglich, die sich von dem, was in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde, unterscheiden.
2 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, eine künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 22 hervorzurufen, um einen Speicher aufzuladen.
Wie in 2 gezeigt, kann das Vibrationssystem 100 eine Eingangswelle 102, eine Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 (der Eingangspumpe/-motor-Einheit 22 entsprechend), einen Ausgangsmotor 106 (dem ersten Ausgangsmotor 26 oder dem zweiten Ausgangsmotor 28 entsprechend), eine Ausgangswelle 108, einen Druckmediumtank 110 (nachfolgend als Tank 110 bezeichnet), eine Ladekomponente 112 und einen Speicher 116 aufweisen. Wie dargestellt, weist die Ladekomponente 112 im Vibrationssystem 100 ein Proportional-Schaltventil 114a, ein Schaltventil 118 und ein Sicherheitsventil 120 auf.
Die Eingangswelle 102 ist eine drehbare Welle, die dafür ausgelegt ist, Eingangsdrehmoment an die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 abzugeben. Bei einigen Ausführungen ist die Eingangswelle 102 mit der Kraftmaschine 20 (z. B. einer Verbrennungskraftmaschine der Verdichtungsmaschine 10) mechanisch gekoppelt und gibt aufgrund dieser mechanischen Kopplung (d. h. basierend auf der Eingangswelle 102, die mittels der Kraftmaschine 20 gedreht wird) das Eingangsdrehmoment an die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 ab.
Bei der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 handelt es sich um eine Komponente, die fähig ist, dem Ausgangsmotor 106 und/oder dem Speicher 116 Druckmedium zuzuführen. Beispielsweise kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 während eines Betriebs des Vibrationssystems 100 in einem Lademodus über einen Auslass der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Speicher 116 (und wahlweise dem Ausgangsmotor 106) Druckmedium zuführen und kann während eines Betriebs des Vibrationssystems 100 in einem Antriebsmodus (und wahlweise während des Betriebs im Lademodus), dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführen, wie nachstehend beschrieben wird.
Bei einigen Ausführungen kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als Pumpe betrieben werden. Wenn beispielsweise die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 basierend auf Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 102 Druckmedium zuführt, arbeitet die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als Pumpe. Zusätzlich oder alternativ kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als Motor betrieben werden. Wenn beispielsweise die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 basierend auf einem Angetrieben-werden durch den Speicher 116 (z. B. basierend auf mittels des Speichers 116 zugeführtem Druckmedium) Druckmedium zuführt, arbeitet die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als Motor. Bei einigen Ausführungen kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als kombinierte Pumpe/Motor-Einheit betrieben werden (z. B. wenn die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 sowohl basierend auf Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 102 als auch basierend auf einem Angetrieben-werden durch den Speicher 116 Druckmedium zuführt).
Der Ausgangsmotor 106 ist ein Motor, der fähig ist, Ausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle 108 abzugeben. Bei einigen Ausführungen wird der Ausgangsmotor 106 während des Betriebs des Vibrationssystems 100 im Lademodus oder des Betriebs im Antriebsmodus von der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 (z. B. basierend auf dem von der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 zugeführten Druckmedium) angetrieben, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Ausgangswelle 108 ist eine drehbare Welle, die das vom Ausgangsmotor 106 abgegebene Ausgangsdrehmoment empfängt und eine Vibrationskomponente dreht, mit der sie mechanisch gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Ausgangswelle 108 an einen Unwuchtvibrator (z. B. die erste Vibrationskomponente 24 oder die zweite Vibrationskomponente 28) mechanisch gekoppelt sein, der bei einem Drehen bewirkt, dass eine Bandage (z. B. die erste Bandage 14 oder die zweite Bandage 16) der Verdichtungsmaschine 10 vibriert.
Der Tank 110 umfasst einen Behälter zum Speichern und Bereitstellen von Druckmedium im Vibrationssystem 100. Beispielsweise kann der Tank 110 Druckmedium speichern, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, und kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 druckbeaufschlagen (z. B. basierend auf der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104, die mittels der Eingangswelle 102 angetrieben wird).
Die Ladekomponente 112 umfasst eine Komponente, die fähig ist, den Speicher 116 aufzuladen. Bei einigen Ausführungen kann die Ladekomponente 112 dafür ausgelegt sein, den Speicher 116 aufzuladen, wenn das Vibrationssystem 100 in einem Lademodus arbeitet, wie nachstehend beschrieben wird. Wie in 2 gezeigt, weist die Ladekomponente 112 im Vibrationssystem 100 ein Proportional-Schaltventil 114a, ein Schaltventil 118 und ein Sicherheitsventil 120 auf.
Das Proportional-Schaltventil 114a umfasst ein Ventil, das dazu dient, an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 (z. B. stromaufwärts vom Proportional-Schaltventil 114a) eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen. Beispielsweise kann das Proportional-Schaltventil 114a zumindest teilweise geschlossen werden, um eine erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorzurufen, wenn das Vibrationssystem 100 im Lademodus arbeitet, wie nachstehend beschrieben wird.
Das Schaltventil 118 umfasst ein Ventil, das wahlweise ermöglicht, dass der Speicher 116 der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 Druckmedium zuführt. Beispielsweise kann das Schaltventil 118 verhindern, dass der Speicher 116 der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 Druckmedium zuführt, wenn das Vibrationssystem 100 im Lademodus arbeitet, und kann ermöglichen, dass der Speicher 116 der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 Druckmedium zuführt, wenn das Vibrationssystem 100 im Antriebsmodus arbeitet, wie nachstehend beschrieben wird.
Das Sicherheitsventil 120 umfasst ein Druckbegrenzungsventil, das als Sicherheitsventil für das Vibrationssystem 100 dient. Bei einigen Ausführungen kann das Sicherheitsventil 120 auf einen Druck eingestellt werden, der höher als der erwartete Druck ist (z. B. 250 Kilopascal (bar)), um die Sicherheitsventil-Funktionalität bereitzustellen. Beachtenswert ist, dass zwar das Sicherheitsventil 120 als in der Ladekomponente 112 enthalten dargestellt ist, bei einigen Ausführungen das Sicherheitsventil 120 jedoch an einer anderen Stelle im Vibrationssystem 100 angeordnet sein kann (z. B. kann sich das Sicherheitsventil 120 außerhalb der Ladekomponente 112 befinden).
Der Speicher 116 umfasst einen solchen Speicher, der fähig ist, Druckmedium zu speichern und gespeichertes Druckmedium zuzuführen, um die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 anzutreiben. Beispielsweise kann der Speicher 116 Druckmedium speichern, wenn das Vibrationssystem 100 in einem Lademodus arbeitet, und kann der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 gespeichertes Druckmedium zuführen, wenn das Vibrationssystem 100 im Antriebsmodus arbeitet, wie nachstehend beschrieben wird.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 eine oder mehrere andere Komponenten umfassen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann das Vibrationssystem 100 beispielsweise eine Steuerung (z. B. eine elektronische Steuerung) aufweisen oder mit einer solchen Steuerung in Verbindung stehen, die dafür konfiguriert ist, Bedingungen (z. B. Zustände von Schaltventilen, Druck, Vibrationsgeschwindigkeit und/oder dergleichen) innerhalb des Vibrationssystems 100 zu überwachen und bei Bedarf Schaltventile des Vibrationssystems 100 zu öffnen und zu schließen (z. B. in Verbindung mit einem Betrieb im Lademodus oder Antriebsmodus).
Der Lademodus, wie hier beschrieben, ist eine Betriebsart des Vibrationssystems 100, während der die Ladekomponente 112 ein Aufladen des Speichers 116 bewirkt (z. B. derart, dass der Speicher 116 Druckmedium speichert). Im Gegenzug ist der Antriebsmodus, wie hier beschrieben, eine Betriebsart des Vibrationssystems 100, während der der Speicher 116 dazu dient, der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 gespeichertes Druckmedium zuzuführen (z. B. derart, dass der Ausgangsmotor 106 mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 basierend, zumindest teilweise, auf mittels des Speichers 116 zugeführtem gespeichertem Druckmedium angetrieben werden kann).
Im Vibrationssystem 100 kann während des Betriebs im Antriebsmodus eine Anlaufhilfe bereitgestellt werden, die darauf basiert, während des Betriebs des Vibrationssystems 100 im Lademodus an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen.
Beispielsweise wird, wie vorstehend beschrieben, nach einem anfänglichen Anlaufen der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 (z. B. nachdem das Vibrationssystem 100 einen stationären Zustand erreicht hat, sodass eine Vibration mit einer gewünschten Vibrationsgeschwindigkeit auftritt), die von der Kraftmaschine 20 benötigte Leistung geringer. Mit anderen Worten, in diesem stationären Zustand ist die Kraftmaschine 20 fähig, Energie bzw. Leistung zu erzeugen, die über dem Betrag liegt, der erforderlich ist, um die gewünschte Vibrationsgeschwindigkeit beizubehalten.
Ausgehend von diesem stationären Zustand kann das Vibrationssystem 100 im Lademodus arbeiten. Bei einem Betrieb im Lademodus kann das Proportional-Schaltventil 114a zumindest teilweise geschlossen (z.B. proportional geschlossen) sein, wodurch u. a. eine erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorgerufen wird. Mit anderen Worten, die Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 wird erhöht (z. B. um einen Betrag, der proportional zum Schließgrad des Proportional-Schaltventils 114a ist) auf einen Betrag, der höher ist als erforderlich, um die gewünschte Vibrationsgeschwindigkeit beizubehalten. In diesem Beispiel stellt die Kraftmaschine 20 aufgrund der künstlich erhöhten Last zusätzliche Energie bzw. Leistung bereit, und das Schaltventil 118 befindet sich in einer Schließstellung, um ein Aufladen des Speichers 116 zu bewirken (z.B. um den Speicher 116 zum Speichern von Druckmedium zu veranlassen).
Als spezielles Beispiel sei angenommen, dass 200 bar Druck benötigt werden, um das Vibrationssystem 100 zu starten, und dass 100 bar Druck benötigt werden, um eine gewünschte Vibrationsgeschwindigkeit beizubehalten. Wenn hier kein Proportional-Schaltventil 114a vorhanden wäre, könnte der Speicher 116 nur mit 100 bar Druck aufgeladen werden. Durch Einbeziehen des Proportional-Schaltventils 114a und proportionales Schließen des Proportional-Schaltventils 114a kann jedoch eine künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorgerufen werden. Beispielsweise kann das Proportional-Schaltventil 114a zumindest teilweise geschlossen werden, um die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dazu zu bringen, stromaufwärts von dem Proportional-Schaltventil 114a einen Druck von 200 bar bereitzustellen, wodurch 200 bar Druck in den Speicher 116 geladen werden, während am Ausgangsmotor 106 ein Druck von 100 bar aufrechterhalten wird.
Beachtenswert ist, dass während des Betriebs des Vibrationssystems 100 im Lademodus die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 sowohl den Speicher 116 als auch den Ausgangsmotor 106 mit Druckmedium versorgt. Mit anderen Worten, während des Betriebs im Lademodus bewirkt das Vibrationssystem 100 ein Drehen des Ausgangsmotors 106 (z. B. derart, dass Ausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle 108 abgegeben wird), während außerdem der Speicher 116 aufgeladen wird. Anders ausgedrückt, das Vibrationssystem 100 ist während des Betriebs im Lademodus eingeschaltet.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 im Antriebsmodus arbeiten, nachdem es im Lademodus betrieben wurde. Beispielsweise sei angenommen, dass das Vibrationssystem 100 aufhört, den Ausgangsmotor 106 zu drehen (z. B. derart, dass kein Ausgangsdrehmoment mehr an die Ausgangswelle 108 abgegeben wird), und dass der Speicher 116 während des Betriebs im Lademodus, wie vorstehend beschrieben, aufgeladen worden ist. Mit anderen Worten, es wird davon ausgegangen, dass das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist und dass der Speicher 116 aufgeladen ist.
In diesem Beispiel kann das Vibrationssystem 100 im Antriebsmodus betrieben werden, um eine Anlaufhilfe für das Vibrationssystem 100 bereitzustellen. Während des Betriebs im Antriebsmodus ist das Schaltventil 118 geöffnet, was ermöglicht, dass der Speicher 116 einem Einlass der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 gespeichertes Druckmedium zuführt. Hierbei ist das Proportional-Schaltventil 114a ebenfalls geöffnet (z. B. derart, dass an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 keine künstlich erhöhte Last hervorgerufen wird), und die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 führt dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zu und zwar basierend, zumindest teilweise, auf Druckmedium, das mittels des Speichers 116 zugeführt wird. In diesem Fall fungiert die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 als Motor, der mittels des Speichers 116 angetrieben wird, und die von der Kraftmaschine 20 benötigte Energiemenge verringert sich (z. B. im Vergleich zu einem Starten des Vibrationssystems 100, ohne dass mittels des Speichers 116 Druckmedium zugeführt wird), da die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104, zumindest teilweise, mittels des Speichers 116 angetrieben wird.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 mithilfe des Speichers 116 gestartet werden, ohne Energie bzw. Leistung von der Kraftmaschine 20 zu benötigen (z. B. ohne dass von der Kraftmaschine 20 Eingangsdrehmoment bereitgestellt wird). Zusätzlich oder alternativ kann, wenn der Speicher 116 mehr Energie als benötigt liefert, die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 so betrieben werden, dass sie die Eingangswelle 102 dreht, sodass mithilfe des Vibrationssystems 100 Energie an die Kraftmaschine 20 zurückgegeben wird. Auf diese Weise kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen.
Bei einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 dafür ausgelegt sein, zusätzlich zu dem Aufladen des Speichers 116, das auf einem Hervorrufen einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 basiert, während das Vibrationssystem eingeschaltet ist, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist (z. B. während der Ausgangsmotor 106 nicht in Drehung versetzt wird).
3 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, eine künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorzurufen, um den Speicher 116 aufzuladen, oder darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist.
Wie in 3 gezeigt, kann die Ladekomponente 112, bei einigen Ausführungen, ein Schaltventil 122b umfassen (z. B. zusätzlich zu dem Proportional-Schaltventil 114a, dem Schaltventil 118 und dem Sicherheitsventil 120).
Das Schaltventil 122b umfasst ein Ventil, das eine Ein-/Ausschaltfunktionalität in das Vibrationssystem 100 integriert. Beispielsweise, wenn das Schaltventil 122b in einer Öffnungsstellung ist und das Proportional-Schaltventil 114a in einer Schließstellung ist, bewirkt das Schaltventil 122b, dass mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 zugeführtes Druckmedium den Ausgangsmotor 106 umgeht und zum Tank 110 geleitet wird. In einem solchen Fall ist das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet (z. B. da der Ausgangsmotor 106 nicht mit Druckmedium versorgt wird, sodass der Ausgangsmotor 106 die Ausgangswelle 108 nicht in Drehung versetzt).
In einigen Ausführungen kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 den Speicher 116 aufladen, während es ausgeschaltet ist. So können sich beispielsweise bei einem Betrieb im Lademodus das Schaltventil 122b, das Proportional-Schaltventil 114a und das Schaltventil 118 in einer Schließstellung befinden, was dazu führt, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 nur dem Speicher 116 Druckmedium zuführt. Wenn das Vibrationssystem 100 auf diese Weise arbeitet, wird die von der Kraftmaschine 20 über das Eingangsdrehmoment an die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 abgegebene Leistung nur zum Aufladen des Speichers 116 verwendet, wobei der Ausgangsmotor 106 nicht in Drehung versetzt wird.
In einigen Ausführungen kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 den Speicher 116 auf eine ähnliche Weise aufladen wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben, nämlich basierend auf einer künstlich erhöhten Last, die mittels des Proportional-Schaltventils 114a an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorgerufen wird (z. B. während das Vibrationssystem 100 eingeschaltet ist). In einem solchen Fall befindet sich das Schaltventil 122b in einer Schließstellung, um zu verhindern, dass Druckmedium den Ausgangsmotor 106 umgeht.
Bei einem Betrieb im Antriebsmodus kann das Vibrationssystem 100 so arbeiten, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführt, wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. Bei einem Betrieb im Antriebsmodus befindet sich das Schaltventil 122b in einer Schließstellung, um zu verhindern, dass Druckmedium den Ausgangsmotor 106 umgeht. Auf diese Weise kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen oder darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem ausgeschaltet ist.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 dafür ausgelegt sein, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist. Bei einigen Ausführungen kann dies erreicht werden, wenn die Ladekomponente 112 ein Proportional-Schaltventil umfasst (z. B. anstelle des Schaltventils 122b).
4 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, eine künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorzurufen, um den Speicher 116 aufzuladen, oder darauf basiert, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist.
Wie in 4 gezeigt, kann bei einigen Ausführungen die Ladekomponente 112 ein Proportional-Schaltventil 122a umfassen (z.B. anstelle des Schaltventils 122b, wie im Vibrationssystem 100).
Das Proportional-Schaltventil 122a ist dem Schaltventil 122b ähnlich, mit der Ausnahme jedoch, dass das Proportional-Schaltventil 122a in unterschiedlichem Maße teilweise geschlossen werden kann (z. B. statt sich in einer Öffnungsstellung oder einer Schließstellung zu befinden, wie bei dem Schaltventil 122b). Von daher integriert das Proportional-Schaltventil 122a die Ein/Aus-Funktionalität in das Vibrationssystem 100.
In einigen Ausführungen kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 den Speicher 116 proportional aufladen, während es ausgeschaltet ist. Beispielsweise kann sich das Proportional-Schaltventil 122a bei einem Betrieb im Lademodus in einer teilweise geschlossenen Stellung befinden, während sich das Proportional-Schaltventil 114a und das Schaltventil 118 in einer Schließstellung befinden können. Ein Effekt dieser Konfiguration besteht darin, dass bewirkt wird, dass Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 zugeführt wird, den Ausgangsmotor 106 umgeht, während ermöglicht wird, dass anderes Druckmedium den Speicher 116 auflädt. Hierbei ist der Grad, bis zu dem der Speicher 116 aufgeladen wird, proportional zum Schließgrad des Proportional-Schaltventils 122a. Wenn das Vibrationssystem 100 auf diese Weise arbeitet, wird ein Teil der von der Kraftmaschine 20 bereitgestellten Energie bzw. Leistung zum Aufladen des Speichers 116 verwendet, während der Ausgangsmotor 106 nicht in Drehung versetzt wird.
Bei einigen Ausführungen ermöglicht das proportionale Aufladen des Speichers 116 eine Steuerung und/oder schrittweise Erhöhung der Ladung des Speichers 116 nach Belieben (z. B. kann das Aufladen des Speichers 116 allmählich hochgefahren werden, basierend auf einem allmählichen Schließen des Proportional-Schaltventils 122a).
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 von 4 im Lademodus derart betrieben werden, dass der Speicher 116 basierend auf einer künstlich erhöhten Last aufgeladen wird, die an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 durch das Proportional-Schaltventil 114a hervorgerufen wird (z. B. während das Vibrationssystem eingeschaltet ist). Ein solcher Betrieb kann auf eine ähnliche Weise erreicht werden wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. In einem solchen Fall befindet sich das Proportional-Schaltventil 122a in einer Schließstellung, um zu verhindern, dass Druckmedium den Ausgangsmotor 106 umgeht.
Bei einem Betrieb im Antriebsmodus kann das Vibrationssystem 100 so arbeiten, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführt, wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. In einem solchen Fall befindet sich das Proportional-Schaltventil 122a in einer Schließstellung, um zu verhindern, dass Druckmedium den Ausgangsmotor 106 umgeht. Auf diese Weise kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen, oder darauf basiert, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 dafür ausgelegt sein, den Speicher 116 aufzuladen, während es ausgeschaltet ist, ohne fähig zu sein, den Speicher 116 basierend auf einem Hervorrufen einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 aufzuladen, während es eingeschaltet ist.
5 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist.
Wie in 5 gezeigt, umfasst bei einigen Ausführungen die Ladekomponente 112 ein Schaltventil 114b (z.B. anstelle eines Proportional-Schaltventils 114a).
Das Schaltventil 114b ist dem Proportional-Schaltventil 114a ähnlich, mit der Ausnahme jedoch, dass es sich in einer Öffnungsstellung oder einer Schließstellung befinden kann (z. B. statt in unterschiedlichem Grad teilweise geschlossen werden zu können).
In einigen Ausführungen kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 den Speicher 116 aufladen, während es ausgeschaltet ist, wie vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
In einigen Ausführungen kann das im Antriebsmodus betriebene Vibrationssystem 100 so arbeiten, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführt und zwar in einer Weise, die der vorstehend mit Bezug auf 2 beschriebenen ähnlich ist. Von daher kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während es ausgeschaltet ist.
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 dafür ausgelegt sein, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während es ausgeschaltet ist, ohne fähig zu sein, den Speicher 116 basierend auf einem Hervorrufen einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 aufzuladen, während es eingeschaltet ist.
6 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während es ausgeschaltet ist.
Wie in 6 gezeigt, kann bei einigen Ausführungen die Ladekomponente 112 ein Schaltventil 114b (z.B. anstelle eines Proportional-Schaltventils 114a) umfassen.
In einigen Ausführungen kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 den Speicher 116 proportional aufladen, während es ausgeschaltet ist, wie vorstehend mit Bezug auf 4 beschrieben.
In einigen Ausführungen kann das im Antriebsmodus betriebene Vibrationssystem 100 so arbeiten, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführt und zwar in einer Weise, die der vorstehend mit Bezug auf 2 beschriebenen ähnlich ist. Von daher kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während es ausgeschaltet ist.
7 ist ein Schemabild des Vibrationssystems 100, in dem eine Anlaufhilfe bereitgestellt wird, die darauf basiert, eine künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 hervorzurufen, um den Speicher 116 aufzuladen, darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, oder darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 abgebremst wird.
Wie in 7 gezeigt, kann die Ladekomponente 112 bei einigen Ausführungen ein Schaltventil 124 aufweisen (z. B. zusätzlich zu dem Proportional-Schaltventil 114a, dem Schaltventil 122b, dem Schaltventil 118 und dem Sicherheitsventil 120).
Das Schaltventil 124 umfasst ein Ventil, das ermöglicht, dass das Vibrationssystem 100 basierend auf dem Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird (z. B. während das Vibrationssystem 100 abgebremst wird), den Speicher 116 auflädt. Beispielsweise sei angenommen, dass sich das Vibrationssystem 100 in einem Aus-Zustand befindet (z. B. derart, dass der Ausgangsmotor 106 nicht durch mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 zugeführtes Druckmedium in Drehung versetzt wird). In einem solchen Fall kann sich die Ausgangswelle 108 weiterhin drehen (z. B. aufgrund der Energie, die durch ein Drehen eines an der Ausgangswelle 108 befestigten Unwuchtvibrators bereitgestellt wird). Hierbei kann das im Lademodus betriebene Vibrationssystem 100 basierend auf dem Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, den Speicher 116 aufladen. Beispielsweise können sich das Schaltventil 124 und das Schaltventil 118 in einer Schließstellung befinden, was zur Folge hat, dass Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, den Speicher 116 auflädt. Somit kann der Speicher 116 aufgeladen werden, während das Vibrationssystem 100 abgebremst wird (z. B. während sich eine Drehzahl der Ausgangswelle 108 verringert).
In einigen Ausführungen kann das Vibrationssystem 100 im Lademodus derart betrieben werden, dass der Speicher 116 basierend auf einer künstlich erhöhten Last aufgeladen wird, die an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 durch das Proportional-Schaltventil 114a hervorgerufen wird (z. B. während das Vibrationssystem eingeschaltet ist), wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. Zusätzlich oder alternativ kann das Vibrationssystem 100 im Lademodus derart betrieben werden, dass der Speicher 116 aufgeladen wird, während es ausgeschaltet ist, wie vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
Bei einem Betrieb im Antriebsmodus kann das Vibrationssystem 100 so arbeiten, dass die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 dem Ausgangsmotor 106 Druckmedium zuführt, wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. In einem solchen Fall befindet sich das Schaltventil 124 in einer Öffnungsstellung, um zu ermöglichen, dass Druckmedium den Tank 110 erreicht. Auf diese Weise kann das Vibrationssystem 100 eine Anlaufhilfe bereitstellen, die darauf basiert, an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen, darauf basiert, den Speicher 116 proportional aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, oder auf Druckmedium basiert, das während eines Abbremsens des Vibrationssystems 100 mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird.
Bei einigen Ausführungen kann die Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird (z. B. während das Vibrationssystem 100 abgebremst wird), mit einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungen integriert werden. So sind, als Beispiele, 8 bis 10 Schemabilder von Vibrationssystemen 100, in denen eine Anlaufhilfe bereitgestellt werden kann, die darauf basiert, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem 100 abgebremst wird.
Das Vibrationssystem 100 von 8 integriert die Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, mit der Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116 basierend auf einer künstlich erhöhten Last und der Fähigkeit zum proportionalen Aufladen des Speichers 116, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, wie vorstehend in Verbindung mit dem Vibrationssystem 100 von 4 beschrieben.
Das Vibrationssystem 100 von 9 integriert die Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, mit der Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, wie in Verbindung mit dem Vibrationssystem 100 von 5 beschrieben.
Das Vibrationssystem 100 von 10 integriert die Fähigkeit zum Aufladen des Speichers 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, mit der Fähigkeit zum proportionalen Aufladen des Speichers 116, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, wie in Verbindung mit dem Vibrationssystem 100 von 6 beschrieben.
Wie bereits erwähnt, sind 2 bis 10 als Beispiele angegeben. Es sind andere Beispiele möglich, die sich von dem, was in Verbindung mit 2 bis 10 beschrieben wurde, unterscheiden.
Obwohl beispielsweise die vorstehend beschriebenen Schaltventile (z.B. Proportional-Schaltventil 114a, Schaltventil 114b, Schaltventil 118, Proportional-Schaltventil 122a, Schaltventil 122b, Schaltventil 124 und/oder dergleichen) als Zweiwegeventile dargestellt sind, kann es sich bei diesen Komponenten um einen anderen Ventiltyp handeln, wie beispielsweise ein Tellerventil, ein Schieberventil, ein Dreiwegeventil, ein Vierwegeventil oder ein anderer Ventiltyp, der geeignet ist, die hier beschriebene Funktionalität bereitzustellen, wie für den Fachmann nachzuvollziehen sein wird.
Des Weiteren, obwohl bestimmte Komponenten der in 2 bis 10 gezeigten Vibrationssysteme 100 in einer bestimmten Anordnung dargestellt sind, können die Komponenten jedes dieser Vibrationssysteme 100 bei gleicher Funktionalität auf eine andere Weise angeordnet werden.
Zudem sind weitere Kombinationen des Aufladens möglich. So kann beispielsweise das Vibrationssystem 100 fähig sein, den Speicher 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, aufzuladen, und/oder fähig sein, den Speicher 116 basierend auf einer künstlich erhöhten Last aufzuladen (z. B. ohne fähig zu sein, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem ausgeschaltet ist).
Als ein weiteres Beispiel: Das Vibrationssystem 100 kann fähig sein, den Speicher 116 basierend auf Druckmedium, das nur mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, aufzuladen (z. B. ohne fähig zu sein, den Speicher 116 basierend auf einer künstlich erhöhten Last aufzuladen, oder fähig zu sein, den Speicher 116 aufzuladen, während das Vibrationssystem ausgeschaltet ist). Mit anderen Worten, es sind andere Ausführungen möglich, wie für den Fachmann nachzuvollziehen sein wird.
Als ein weiteres Beispiel: Das Vibrationssystem 100 kann fähig sein, den Speicher 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird, proportional aufzuladen. So kann beispielsweise das Schaltventil 124 bei einigen Ausführungen ein Proportional-Schaltventil sein (z. B. anstelle eines Schaltventils, das sich entweder in einer Öffnungsstellung oder einer Schließstellung befindet), das beispielsweise an dem in 7, 8 oder 9 dargestellten Ort angeordnet ist. In diesem Beispiel sorgt das Proportional-Schaltventil für die Fähigkeit zum proportionalen Aufladen des Speichers 116 basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird. Ferner kann bei einigen Ausführungen ein solches Proportional-Schaltventil verwendet werden, um an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 eine künstlich erhöhte Last hervorzurufen, um den Speicher 116 in einer Weise aufzuladen, die der vorstehend beschriebenen ähnlich ist. Zudem kann bei einigen Ausführungen das Schaltventil 124 (oder ein Proportional-Schaltventil) verwendet werden, um zu verhindern, dass sich der Ausgangsmotor 106 dreht, um zu ermöglichen, dass der Speicher 116 aufgeladen wird, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, wie vorstehend beschrieben.
Außerdem sind zwar die hier dargestellten Techniken und Vorrichtungen im Zusammenhang mit dem in der Verdichtungsmaschine 10 enthaltenen Vibrationssystem 100 beschrieben worden, doch können diese Techniken und Vorrichtungen bei einem anderen Typ von Hydrauliksystem angewendet werden, wie etwa bei jedem Hydrauliksystem, bei dem nach seinem Anlaufen der Leistungsbedarf geringer ist.
11 ist ein Ablaufplan eines beispielhaften Prozesses 1100 zum Aufladen eines Speichers 116 während eines Betriebs eines Hydrauliksystems in einem Lademodus und Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 während eines Betriebs des Hydrauliksystems in einem Antriebsmodus. Bei einigen Ausführungen können ein oder mehrere Prozessblöcke von 11 von einem Hydrauliksystem (z. B. Vibrationssystem 100) ausgeführt werden.
Wie in 11 gezeigt, kann der Prozess 1100 ein durch eine Ladekomponente eines Hydrauliksystems erfolgendes Aufladen eines Speichers des Hydrauliksystems umfassen, wobei die Ladekomponente den Speicher während des Betriebs des Hydrauliksystems in einem Lademodus auflädt (Block 1010). Beispielsweise kann die Ladekomponente 112 den Speicher 116 des Vibrationssystems 100 aufladen, wobei, wie vorstehend beschrieben, die Ladekomponente 112 den Speicher 116 während des Betriebs des Vibrationssystems 100 in einem Lademodus auflädt.
Wie des Weiteren in 11 gezeigt, kann der Prozess 1100 ein mittels des Speichers erfolgendes Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit des Hydrauliksystems umfassen, wobei der Speicher das gespeicherte Druckmedium während des Betriebs des Hydrauliksystems in einem Antriebsmodus zuführt (Block 1020). Beispielsweise kann der Speicher 116 der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 des Vibrationssystems 100 gespeichertes Druckmedium zuführen, wobei, wie vorstehend beschrieben, der Speicher 116 das gespeicherte Druckmedium während des Betriebs des Vibrationssystems 100 in einem Antriebsmodus zuführt.
Wie des Weiteren in 11 gezeigt, kann der Prozess 1100 ein mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit erfolgendes Zuführen von Druckmedium einem Ausgangsmotor des Hydrauliksystems umfassen (Block 1030). Beispielsweise kann die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 wie vorstehend beschrieben dem Ausgangsmotor 106 des Vibrationssystems 100 Druckmedium zuführen.
Wie des Weiteren in 11 gezeigt, kann der Prozess 1100 ein mittels des Ausgangsmotors erfolgendes Abgeben von Ausgangsdrehmoment basierend auf dem Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit zugeführt wird, umfassen (Block 1040). Beispielsweise kann der Ausgangsmotor 106 basierend auf dem Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 zugeführt wird, wie vorstehend beschrieben, Ausgangsdrehmoment abgeben.
Der Prozess 1100 kann zusätzliche Aspekte einschließen, wie etwa einen einzelnen Aspekt oder eine Kombination von Aspekten, wie nachstehend beschrieben und/oder in Verbindung mit einem oder mehreren anderen Prozessen, die hier an anderer Stelle beschrieben sind.
Bei einigen Ausführungen lädt die Ladekomponente 112 den Speicher 116 während des Betriebs im Lademodus basierend auf einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104.
Bei einigen Ausführungen lädt die Ladekomponente 112 den Speicher 116 während des Betriebs im Lademodus, während der Ausgangsmotor 106 nicht in Drehung versetzt wird.
Bei einigen Ausführungen lädt die Ladekomponente 112 den Speicher 116 während des Betriebs im Lademodus basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors 106 zugeführt wird.
Auch wenn 11 beispielhafte Blöcke des Prozesses 1100 zeigt, kann der Prozess 1100 in einigen Ausführungen zusätzliche Blöcke, weniger Blöcke, andere Blöcke oder anders angeordnete Blöcke als in 11 dargestellt aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr der Blöcke des Prozesses 1100 parallel ausgeführt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Vibrationssysteme 100 und andere ähnlich aufgebaute Hydrauliksysteme (zusammenfassend als „die offenbarten Systeme“ bezeichnet) können mit jeder Maschine verwendet werden, bei der wie bei dem Vibrationssystem 100 der Verdichtungsmaschine 10 eine Energierückgewinnung und/oder Anlaufhilfe gewünscht ist.
In die Praxis umgesetzt, weisen die offenbarten Systeme eine Ladekomponente 112 zum Aufladen des Speichers 116 während des Betriebs in einem Lademodus auf, und während des Betriebs in einem Antriebsmodus speist der Speicher 116 die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104.
Mit den offenbarten Systemen können mehrere Vorteile verbunden sein. Beispielsweise kann während des Betriebs im Antriebsmodus die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 mittels des Speichers 116 gespeist werden (z.B. nachdem der Speicher 116 während eines Betriebs in einem Lademodus aufgeladen worden ist), wodurch sich der Betrag des zum Antreiben der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 benötigten Eingangsdrehmoments verringert. Dadurch verringert sich die von der Kraftmaschine 20 zu liefernde Leistung bzw. Energiemenge (z. B. während des Anlaufs des Vibrationssystems 100), um die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 anzutreiben.
Des Weiteren, da der Speicher 116 (z.B. anstelle des Ausgangsmotors 106) die Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 speist, ist keine genaue Koordinierung zwischen der Eingangspumpe/-motor-Einheit 104 und dem Ausgangsmotor 106 erforderlich, da komplexe Schaltszenarien, Probleme bei der zeitlichen Koordinierung und/oder dergleichen entfallen (z. B. im Vergleich zu jenen, die in einigen anderen Hydrauliksystemen, die zur Energierückgewinnung fähig sein können, auftreten).
Zudem sind die offenbarten Hydrauliksysteme fähig, den Speicher 116 während verschiedener Betriebszustände aufzuladen (z.B. während eines Betriebs im stationären Zustand, während das Vibrationssystem 100 ausgeschaltet ist, während eines Abbremsens des Vibrationssystems 100 und/oder dergleichen) und eben nicht nur in einem Schiebebetrieb.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9782800 [0004]

Claims

Verdichtungsmaschine (10), umfassend: ein Vibrationssystem (100), das wahlweise in einem Lademodus oder einem Antriebsmodus betreibbar ist, wobei das Vibrationssystem (100) umfasst: eine Ladekomponente (112) zum Laden eines Speichers (116) während des Betriebs des Vibrationssystems (100) im Lademodus; den Speicher (116) zum Speichern von Druckmedium während des Betriebs des Vibrationssystems (100) im Lademodus und Zuführen von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) während des Betriebs im Antriebsmodus; die Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) zum Zuführen von Druckmedium mindestens dem Speicher (116) während des Betriebs des Vibrationssystems (100) im Lademodus und Zuführen von Druckmedium einem Ausgangsmotor (106) während mindestens des Betriebs des Vibrationssystems (100) im Antriebsmodus; und den Ausgangsmotor (106) zum Abgeben von Ausgangsdrehmoment an eine Vibrationskomponente (24/28) basierend auf Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) zugeführt wird.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei während des Betriebs im Lademodus die Ladekomponente (112) dazu dient, basierend auf einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) den Speicher (116) aufzuladen, wobei die Ladekomponente (112) die künstlich erhöhte Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) proportional hervorruft.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 2, wobei die Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) dazu dient, während des Betriebs im Lademodus dem Ausgangsmotor (106) Druckmedium zuzuführen.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei während des Betriebs im Lademodus die Ladekomponente (112) dazu dient, den Speicher (116) aufzuladen, während der Ausgangsmotor (106) nicht in Drehung versetzt wird.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 4, wobei die Ladekomponente (112) den Speicher (116) proportional auflädt, während der Ausgangsmotor (106) nicht in Drehung versetzt wird.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei während des Betriebs im Lademodus die Ladekomponente (112) dazu dient, basierend auf Druckmedium, das während eines Abbremsens des Vibrationssystems (100) mittels des Ausgangsmotors (106) zugeführt wird, den Speicher (116) aufzuladen.
Verdichtungsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) während des Betriebs im Antriebsmodus als Motor arbeitet, wenn sie mittels des Speichers (116) mit Druckmedium versorgt wird, und als Pumpe arbeitet, wenn sie von einer Kraftmaschine (20) abgegebenes Eingangsdrehmoment empfängt.
Verfahren, umfassend: Aufladen, mittels einer Ladekomponente (112) eines Hydrauliksystems (100), eines Speichers (116) des Hydrauliksystems (100), wobei die Ladekomponente (112) den Speicher (116) während eines Betriebs des Hydrauliksystems (100) in einem Lademodus auflädt; Zuführen, mittels des Speichers (116), von gespeichertem Druckmedium einer Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) des Hydrauliksystems (100), wobei der Speicher (116) das gespeicherte Druckmedium während eines Betriebs des Hydrauliksystems (100) in einem Antriebsmodus zuführt; Zuführen, mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104), von Druckmedium einem Ausgangsmotor (106) des Hydrauliksystems (100); und Abgeben, mittels des Ausgangsmotors (106), von Ausgangsdrehmoment basierend auf dem Druckmedium, das mittels der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ladekomponente (112) den Speicher (116) während des Betriebs im Lademodus auflädt und zwar basierend auf einer künstlich erhöhten Last an der Eingangspumpe/-motor-Einheit (104) oder während der Ausgangsmotor (106) nicht in Drehung versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ladekomponente (112) den Speicher (116) während des Betriebs im Lademodus auflädt und zwar basierend auf Druckmedium, das mittels des Ausgangsmotors (106) zugeführt wird.