DE102022206509A1 - Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine - Google Patents
Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022206509A1 DE102022206509A1 DE102022206509.3A DE102022206509A DE102022206509A1 DE 102022206509 A1 DE102022206509 A1 DE 102022206509A1 DE 102022206509 A DE102022206509 A DE 102022206509A DE 102022206509 A1 DE102022206509 A1 DE 102022206509A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydraulic
- valve
- connection
- chamber
- consumer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 244000038293 primary consumers Species 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 244000037459 secondary consumers Species 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2292—Systems with two or more pumps
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
- F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/14—Energy-recuperation means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20515—Electric motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20538—Type of pump constant capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20569—Type of pump capable of working as pump and motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
- F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
- F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
- F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
- F15B2211/3058—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having additional valves for interconnecting the fluid chambers of a double-acting actuator, e.g. for regeneration mode or for floating mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
- F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
- F15B2211/3059—Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
- F15B2211/3144—Directional control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
- F15B2211/31523—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member
- F15B2211/31529—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member having a single pressure source and a single output member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
- F15B2211/31523—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member
- F15B2211/31547—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member having multiple pressure sources and multiple output members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/41—Flow control characterised by the positions of the valve element
- F15B2211/411—Flow control characterised by the positions of the valve element the positions being discrete
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/41—Flow control characterised by the positions of the valve element
- F15B2211/413—Flow control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
- F15B2211/41509—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
- F15B2211/41563—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a return line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
- F15B2211/426—Flow control characterised by the type of actuation electrically or electronically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
- F15B2211/7051—Linear output members
- F15B2211/7053—Double-acting output members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/76—Control of force or torque of the output member
- F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/88—Control measures for saving energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für eine Arbeitsmaschine, die einen hydraulischen Linearverbraucher (30) mit einer erste Kammer (38) und wenigstens einen weiteren hydraulischen Verbraucher (32) aufweist, aufweisend: eine nulldurchschwenkbare Hydromaschine (4) und eine damit mechanisch gekoppelte Hydropumpe (6), einen Ventilblock mit einem ersten hydraulischen Ventil-Eingangsanschluss (24), einem zweiten hydraulischen Ventil-Eingangsanschluss (25), einem ersten hydraulischen Verbraucheranschluss (34), der mit der ersten Kammer (38) des Linearverbrauchers hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist, und wenigstens einem weiteren hydraulischen Verbraucheranschluss, der mit dem wenigstens einen weiteren Verbraucher hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist, wobei der erste hydraulische Ventil-Eingangsanschluss (24) in steuerbarer Weise mit dem ersten hydraulischen Verbraucheranschluss hydraulisch verbunden ist und der zweite hydraulische Ventil-Eingangsanschluss in steuerbarer Weise mit dem wenigstens einem weiteren hydraulischen Verbraucheranschluss hydraulisch verbunden ist, und wobei ein Hydropumpen-Arbeitsanschluss (22) mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss verbunden ist, und ein Schaltventil (10), das zwischen einem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss (16) und dem ersten Ventil-Eingangsanschluss verbunden ist, und das in einen Durchlasszustand und in einen Sperrzustand schaltbar ist, wobei der Hydromaschinen-Arbeitsanschluss mit einer Rückleitung verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, während einer Absenkphase einen Volumenstrom an unter Druck stehender Hydroflüssigkeit aus der ersten Kammer aufzunehmen.The invention relates to a hydraulic drive for a work machine, which has a hydraulic linear consumer (30) with a first chamber (38) and at least one further hydraulic consumer (32), comprising: a hydraulic machine (4) which can be pivoted to zero and a hydraulic pump (4) mechanically coupled thereto ( 6), a valve block with a first hydraulic valve input connection (24), a second hydraulic valve input connection (25), a first hydraulic consumer connection (34), which can be hydraulically connected or is connected to the first chamber (38) of the linear consumer , and at least one further hydraulic consumer connection, which is hydraulically connectable or connected to the at least one further consumer, wherein the first hydraulic valve input connection (24) is hydraulically connected in a controllable manner to the first hydraulic consumer connection and the second hydraulic valve input connection is hydraulically connected in a controllable manner to the at least one further hydraulic consumer connection, and wherein a hydraulic pump working connection (22) is connected to the second valve inlet connection, and a switching valve (10) which is connected between a hydraulic machine working connection (16) and the first valve input port is connected, and which can be switched into a passage state and into a blocking state, the hydraulic machine working port being connected to a return line which is designed to receive a volume flow of pressurized hydraulic fluid from the first chamber during a lowering phase .
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb und ein Verfahren zum regenerativen Absenken eines Elements einer Arbeitsmaschine.The present invention relates to a hydraulic drive and a method for regenerative lowering of an element of a work machine.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Mobile Arbeitsmaschinen, wie z.B. Bagger, Telehandler, Reach Stacker, und andere besitzen Ausleger, mit denen schwere Lasten angehoben und diese nach einem Transport bzw. Umsetzen der Last wieder abgesenkt werden können. Der Absenkvorgang kann hierbei je nach Anwendung sehr schnell und weniger fein positionierbar oder aber langsamer und fein positionierbar erfolgen. In der Regel erfolgt das Absenken einer Last dissipativ über die Einstellung eines Volumenstroms über eine verstellbare Blende, durch welche die Geschwindigkeit sehr gut kontrolliert werden kann.Mobile work machines, such as excavators, telehandlers, reach stackers, and others, have booms with which heavy loads can be lifted and then lowered again after the load has been transported or moved. Depending on the application, the lowering process can take place very quickly and can be positioned less precisely, or it can be carried out more slowly and can be positioned more precisely. As a rule, a load is lowered dissipatively by setting a volume flow via an adjustable aperture, through which the speed can be controlled very well.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein hydraulischer Antrieb für eine oder in einer Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum regenerativen Absenken eines Elements einer Arbeitsmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile gelten für den Antrieb und das Verfahren in gleicher Weise.According to the invention, a hydraulic drive for or in a work machine and a method for regenerative lowering of an element of a work machine with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the following description. The embodiments and advantages described below apply equally to the drive and the method.
Die vorgeschlagenen Antriebs- und Steueranordnungen können bestehende Systeme in der Art erweitern, dass ein regeneratives Absenken einer aktiven Last ermöglicht wird und die potenzielle Energie in wesentlichen Teilen zurückgewonnen werden kann. Die Anordnung kann dafür Sorge tragen, dass zusätzliche Verbraucher weiterhin angesteuert werden können. Die vorgestellte Lösung kann insbesondere modular als eine mögliche Plattform aufbaubar und auf verschiedene Anwendungen übertragbar ausgeführt sein. Zur Realisierung dieser Vorteile wird bei einem hydraulischen Antrieb zwischen einem Linearverbraucher, z.B. Hubzylinder, und der Hydromaschine eine Rückleitung vorgesehen, um Hydroflüssigkeit (Hydraulikflüssigkeit, z.B. Hydrauliköl) zum Antreiben der Hydromaschine zurückzuführen, und gleichzeitig ein Schaltventil zwischen Hydromaschine und Ventilblock (Wegeventilanordnung), um die Verbindung der Hydromaschine zum Ventilblock zu sperren. Bei geschlossenem Schaltventil, d.h. das Schaltventil befindet sich im Sperrzustand, kann vom ersten Verbraucher zurückströmende Hydroflüssigkeit verwendet werden, um die Hydromaschine, die, da sie nulldurchschwenkbar ist, auch als Hydromotor wirken kann, anzutreiben. Es wird also hydraulische Leistung in mechanische Leistung gewandelt, die über die Kopplung mit Hydropumpe regeneriert wird. Überschüssige Leistung kann in elektrische Energie gewandelt und gespeichert werden. Insgesamt wird so die Regeneration von potentieller Energie einer Last, etwa eines Elements (z.B. Ausleger) einer Arbeitsmaschine, die beim Absenken einen Rückstrom unter Druck stehender Hydroflüssigkeit bewirkt, ermöglicht.The proposed drive and control arrangements can expand existing systems in such a way that a regenerative lowering of an active load is possible and the potential energy can be recovered in significant parts. The arrangement can ensure that additional consumers can continue to be controlled. The solution presented can in particular be designed to be modular as a possible platform and transferable to various applications. To realize these advantages, a return line is provided in a hydraulic drive between a linear consumer, e.g. lifting cylinder, and the hydraulic machine in order to return hydraulic fluid (hydraulic fluid, e.g. hydraulic oil) to drive the hydraulic machine, and at the same time a switching valve between the hydraulic machine and the valve block (directional valve arrangement). to block the connection of the hydraulic machine to the valve block. When the switching valve is closed, i.e. the switching valve is in the locked state, hydraulic fluid flowing back from the first consumer can be used to drive the hydraulic machine, which, since it can be pivoted to zero, can also act as a hydraulic motor. Hydraulic power is therefore converted into mechanical power, which is regenerated via the coupling with the hydraulic pump. Excess power can be converted into electrical energy and stored. Overall, this enables the regeneration of potential energy of a load, such as an element (e.g. boom) of a work machine, which causes a return flow of pressurized hydraulic fluid when lowered.
Der hydraulische Antrieb ist für eine oder in einer Arbeitsmaschine vorgesehen, die einen hydraulischen Linearverbraucher und wenigstens einen weiteren hydraulischen Verbraucher aufweist, wobei der Linearverbraucher eine erste Kammer aufweist und so angeordnet ist, dass ein Volumenstrom unter Druck stehender Hydroflüssigkeit in die erste Kammer eine Bewegung eines Elements (Heben bzw. Senken, je nachdem, ob die Hydroflüssigkeit in die oder aus der ersten Kammer strömt) der Arbeitsmaschine (z.B. Bagger) bewirkt. Das Element ist beispielsweise ein Ausleger, eine Hubplattform o.Ä. der Arbeitsmaschine. Der Linearverbraucher weist insbesondere ein oder mehrere Hydrozylinder (Hydraulikzylinder) auf. Im Prinzip kann vorgesehen sein, dass der Linearverbraucher mehrere Hydrozylinder und damit mehrere Kammern aufweist, deren Druckbeaufschlagung die gleiche Bewegung bewirkt (etwa ein Ausleger eines Baggers, der durch zwei Hydrozylinder bewegt wird). Zur Vereinfachung werden diese mehreren Kammern (falls vorhanden) im Rahmen dieser Beschreibung zusammengefasst als erste Kammer angesehen (z.B. als erste Kammer, die mehrere Teilkammern, in jedem Hydrozylinder eine, umfasst). Alternativ könnte statt „eine erste Kammer“ die Formulierung „wenigstens eine erste Kammer“ verwendet werden.The hydraulic drive is provided for or in a work machine which has a hydraulic linear consumer and at least one further hydraulic consumer, the linear consumer having a first chamber and being arranged in such a way that a volume flow of pressurized hydraulic fluid into the first chamber causes a movement of a Element (lifting or lowering, depending on whether the hydraulic fluid flows into or out of the first chamber) of the work machine (e.g. excavator). The element is, for example, a boom, a lifting platform or similar of the work machine. The linear consumer in particular has one or more hydraulic cylinders (hydraulic cylinders). In principle, it can be provided that the linear consumer has several hydraulic cylinders and thus several chambers, the pressurization of which causes the same movement (e.g. a boom of an excavator, which is moved by two hydraulic cylinders). For simplicity, these multiple chambers (if any) are collectively viewed as the first chamber within the scope of this description (e.g. as the first chamber, which includes multiple sub-chambers, one in each hydraulic cylinder). Alternatively, the phrase “at least one first chamber” could be used instead of “a first chamber”.
Der hydraulische Antrieb weist eine verstellbare Hydromaschine, die nulldurchschwenkbar ist (d.h. ein Schwenkwinkel der Hydromaschine kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen), und eine Hydropumpe, deren Antriebe mechanisch gekoppelt sind, auf (mechanische Energie bzw. Leistung kann also zwischen der Hydromaschine und der Hydropumpe übertragen werden). Die mechanische Kopplung erfolgt insbesondere über eine Welle und/oder ein Getriebe. Als Hydromaschine wird eine hydraulische Maschine bezeichnet, die sowohl als hydraulische Pumpe als auch als hydraulischer Motor wirken kann, je nach eingestelltem (positivem/negativem) Schwenkwinkel. Die Hydropumpe kann lediglich als hydraulische Pumpe wirken, ist also, falls es sich um eine verstellbare Pumpe handelt, nicht nulldurchschwenkbar.The hydraulic drive has an adjustable hydraulic machine, which can be pivoted to zero (i.e. a pivot angle of the hydraulic machine can assume both positive and negative values), and a hydraulic pump, the drives of which are mechanically coupled (mechanical energy or power can therefore be transferred between the hydraulic machine and the hydraulic pump). The mechanical coupling takes place in particular via a shaft and/or a gear. A hydraulic machine is a hydraulic machine that can act as both a hydraulic pump and a hydraulic motor, depending on the set (positive/negative) swivel angle. The hydraulic pump can only act as a hydraulic pump, so if it is an adjustable pump it cannot be pivoted to zero.
Es ist ein Ventilblock, der auch als Haupt-Ventil bezeichnet werden kann, vorgesehen, der einen ersten hydraulischen Ventil-Eingangsanschluss, einen zweiten hydraulischen Ventil-Eingangsanschluss, einen ersten hydraulischen Verbraucheranschluss (bzw. Ausgangsanschluss), der mit der ersten Kammer des Linearverbrauchers hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist, und wenigstens einem weiteren hydraulischen Verbraucheranschluss (bzw. Ausgangsanschluss), der mit dem wenigstens einen weiteren Verbraucher hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist, aufweist. Der erste hydraulische Ventil-Eingangsanschluss ist in steuerbarer Weise mit dem ersten hydraulischen Verbraucheranschluss hydraulisch verbunden und der zweite hydraulische Ventil-Eingangsanschluss ist in steuerbarer Weise mit dem wenigstens einem weiteren hydraulischen Verbraucheranschluss hydraulisch verbunden. Der Ausdruck „in steuerbarer Weise“ bezieht sich darauf, dass der Ventilblock angesteuert werden kann, so dass die hydraulische Verbindung zwischen einem geschlossen und einem offenen Zustand verstellbar ist. Der Ventilblock kann z.B. eine einzelne Baueinheit sein, z.B. als einzelnes (Haupt-)Ventil angesehen werden, oder aus mehreren Bauelementen, z.B. einzelnen (Unter-)Ventilen, modular aufgebaut sein.A valve block, which can also be referred to as a main valve, is provided, which has a first hydraulic valve inlet connection, a second hydraulic valve inlet input connection, a first hydraulic consumer connection (or output connection), which can be hydraulically connected or connected to the first chamber of the linear consumer, and at least one further hydraulic consumer connection (or output connection), which can be hydraulically connected or connected to the at least one further consumer is, has. The first hydraulic valve input port is hydraulically connected to the first hydraulic consumer port in a controllable manner and the second hydraulic valve input port is hydraulically connected to the at least one further hydraulic consumer port in a controllable manner. The term “controllable” refers to the fact that the valve block can be controlled so that the hydraulic connection is adjustable between a closed and an open state. The valve block can, for example, be a single structural unit, for example viewed as a single (main) valve, or can be constructed modularly from several components, for example individual (sub-)valves.
Bevorzugt umfasst bzw. ist der Ventilblock (Haupt-Ventil) eine Wegeventilanordnung, die den ersten und einen zweiten hydraulischen Ventil-Eingangsanschluss aufweist und die ein erstes Wegeventil, an dem der erste hydraulische Verbraucheranschluss (bzw. Ausgangsanschluss) vorgesehen ist, , und wenigstens ein zweites Wegeventil, an de der wenigstens eine weitere hydraulische Verbraucheranschluss vorgesehen ist, aufweist. Das erste Wegeventil ist mit dem ersten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbunden und das wenigstens eine zweite Wegeventil ist mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbunden. Die Wegeventile der Wegeventilanordnung können also über die Ventil-Eingangsanschlüsse unabhängig voneinander (d.h. 2-Kreis-Hydrosystem) mit Hydroflüssigkeit versorgt werden, welche durch die Wegeventile auf verschiedene Verbraucher weitergeleitet werden kann. Die Wegeventilanordnung ist ein Beispiel für einen modularen Aufbau des Ventilblocks.The valve block (main valve) preferably comprises or is a directional control valve arrangement which has the first and a second hydraulic valve inlet connection and which has a first directional control valve on which the first hydraulic consumer connection (or output connection) is provided, and at least one second directional control valve, on which at least one further hydraulic consumer connection is provided. The first directional control valve is hydraulically connected to the first valve input port and the at least one second directional control valve is hydraulically connected to the second valve input port. The directional valves of the directional valve arrangement can therefore be supplied with hydraulic fluid independently of one another (i.e. 2-circuit hydrosystem) via the valve input connections, which can be passed on to different consumers through the directional valves. The directional valve arrangement is an example of a modular design of the valve block.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der erste Verbraucheranschluss, insbesondere das erste Wegeventil mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbindbar ist. Dazu kann ein Zuschaltventil (z.B. ein Schaltventil oder Proportionalventil) oder ein Summierungsventil in dem Ventilblock, insbesondere in der Wegeventilanordnung, vorgesehen sein. Der zweite Ventil-Eingangsanschluss ist dann über das Zuschalt- bzw. Summierungsventil mit dem ersten Verbraucheranschluss, insbesondere ersten Wegeventil, hydraulisch verbunden. Es ist auch denkbar, dass diese Funktionalität gegebenenfalls in das erste Wegeventil integriert ist. Dann ist das erste Wegeventil direkt mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbunden. Solche Ausgestaltungen können zweckmäßig sein, um dem Linearverbraucher zeitweise die kombinierte hydraulische Leistung der Hydromaschine und der Hydropumpe zur Verfügung stellen zu können. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine weitere Verbraucheranschluss, insbesondere das wenigstens eine zweite Wegeventil, mit dem ersten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbindbar ist. Dazu kann wieder ein Zuschaltventil (z.B. ein Schaltventil oder Proportionalventil) oder ein Summierungsventil in dem Ventilblock, insbesondere in der Wegeventilanordnung, vorgesehen sein oder diese Funktionalität kann gegebenenfalls in das wenigstens eine zweite Wegeventil integriert sein.In addition, it can be provided that the first consumer connection, in particular the first directional control valve, can be hydraulically connected to the second valve input connection. For this purpose, a switching valve (e.g. a switching valve or proportional valve) or a summing valve can be provided in the valve block, in particular in the directional control valve arrangement. The second valve input connection is then hydraulically connected to the first consumer connection, in particular the first directional control valve, via the connection or summing valve. It is also conceivable that this functionality may be integrated into the first directional control valve. The first directional control valve is then hydraulically connected directly to the second valve input connection. Such configurations can be useful in order to be able to temporarily make the combined hydraulic power of the hydraulic machine and the hydraulic pump available to the linear consumer. Additionally or alternatively, it can be provided that the at least one further consumer connection, in particular the at least one second directional control valve, can be hydraulically connected to the first valve inlet connection. For this purpose, a switching valve (e.g. a switching valve or proportional valve) or a summing valve can be provided in the valve block, in particular in the directional control valve arrangement, or this functionality can optionally be integrated into the at least one second directional control valve.
Die Versorgung mit Hydroflüssigkeit erfolgt durch die Hydromaschine und die Hydropumpe. Dabei ist der Hydropumpen-Arbeitsanschluss (direkt) mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbunden. In der Verbindung zwischen dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss und dem ersten Ventil-Eingangsanschluss ist ein Schaltventil angeordnet bzw. zwischen dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss und dem ersten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbunden, das in einen Durchlasszustand, in dem der erste Ventil-Eingangsanschluss und der Hydromaschinen-Arbeitsanschluss hydraulisch verbunden sind, und in einen Sperrzustand, in dem der erste Ventil-Eingangsanschluss und der Hydromaschinen-Arbeitsanschluss hydraulisch getrennt sind, schaltbar ist. Wenn kein regeneratives Absenken erfolgt bzw. außerhalb der Absenkphase, befindet sich das Schaltventil insbesondere im Durchlasszustand, so dass die Hydromaschine den Ventilblock, insbesondere die Wegeventilanordnung, mit Hydroflüssigkeit versorgen kann, z.B. zum Heben einer Last mittels des Linearverbrauchers.The hydraulic fluid is supplied by the hydraulic machine and the hydraulic pump. The hydraulic pump working connection is (directly) hydraulically connected to the second valve input connection. A switching valve is arranged in the connection between the hydraulic machine working port and the first valve input port or is hydraulically connected between the hydraulic machine working port and the first valve input port, which is in a passage state in which the first valve input port and the hydraulic machine Working port are hydraulically connected, and can be switched into a blocking state in which the first valve input port and the hydraulic machine working port are hydraulically separated. If there is no regenerative lowering or outside the lowering phase, the switching valve is in particular in the open state, so that the hydraulic machine can supply the valve block, in particular the directional valve arrangement, with hydraulic fluid, e.g. for lifting a load using the linear consumer.
Weiter ist der Hydromaschinen-Arbeitsanschluss mit einer Rückleitung hydraulisch verbunden, die dazu eingerichtet ist, während der Absenkphase einen Volumenstrom an unter Druck stehender Hydroflüssigkeit aus der ersten Kammer des Linearverbrauchers, wenn dieser verbunden ist (d.h. wenn die erste Kammer mit dem hydraulischen Antrieb hydraulisch verbunden ist), aufzunehmen. Am Linearverbraucher kann ein geeignetes Mittel (z.B. Ventil) vorgesehen sein, welches einen Volumenstrom außerhalb der Absenkphase in die Rückleitung unterbindet. Abweichend davon ist dafür bevorzugt ein Rückleitungs-Wegeventil als Bestandteil des hydraulischen Antriebs vorgesehen (siehe weiter unten).Furthermore, the hydraulic machine working connection is hydraulically connected to a return line, which is set up to produce a volume flow of pressurized hydraulic fluid from the first chamber of the linear consumer during the lowering phase when it is connected (i.e. when the first chamber is hydraulically connected to the hydraulic drive is). A suitable means (e.g. valve) can be provided on the linear consumer, which prevents a volume flow outside the lowering phase into the return line. Deviating from this, a return line directional control valve is preferably provided as part of the hydraulic drive (see below).
Bevorzugt weist der hydraulische Antrieb eine Steuerung auf, die dazu eingerichtet ist, während der Absenkphase das Schaltventil anzusteuern, in den Sperrzustand zu schalten, den Ventilblock (insbesondere das erste Wegeventil) anzusteuern, so dass eine hydraulische Verbindung vom ersten Ventil-Eingangsanschluss zum ersten Verbraucheranschluss geschlossen ist, und die Hydromaschine anzusteuern, den Schwenkwinkel zu ändern, so dass diese als hydraulischer Motor betrieben werden kann bzw. wird. Diese Schritte erfolgen gleichzeitig bzw. zumindest überlappend. Falls der erste Verbraucheranschluss bzw. das erste Wegeventil mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbindbar ist, wird der Ventilblock bzw. die Wegeventilanordnung (insbesondere das erste Wegeventil und/oder das Zuschaltventil und/oder das Summierungsventil) von der Steuerung während der Absenkphase angesteuert, so dass diese Verbindung geschlossen ist.The hydraulic drive preferably has a control which is set up to control the switching valve during the lowering phase, to switch the valve block to the blocking state (in particular the first directional control valve) to control so that a hydraulic connection from the first valve input connection to the first consumer connection is closed, and to control the hydraulic machine to change the pivot angle so that it can or will be operated as a hydraulic motor. These steps take place simultaneously or at least overlapping. If the first consumer connection or the first directional valve can be hydraulically connected to the second valve input connection, the valve block or the directional valve arrangement (in particular the first directional valve and/or the switching valve and/or the summing valve) is controlled by the control during the lowering phase, so that this connection is closed.
Bevorzugt weist der hydraulische Antrieb eine elektrische Maschine auf, die mit der Hydromaschine und der Hydropumpe gekoppelt ist (um diese anzutreiben oder durch diese angetrieben zu werden, bzw. mit den Antrieben, z.B. Antriebswellen, der Hydromaschine und der Hydropumpe mechanisch gekoppelt ist), wobei gegebenenfalls die Steuerung weiter bevorzugt dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine und/oder einen Inverter der elektrischen Maschine zu steuern, insbesondere so, dass die elektrische Maschine während der Absenkphase als elektrischer Generator wirkt. Die Verwendung einer elektrischen Maschine, um die Hydromaschine und die Hydropumpe anzutreiben ist vorteilhaft, da, wenn die von der Hydromaschine zurückgewonnene Leistung die von der Hydropumpe benötigte Leistung übersteigt, die überschüssige Leistung von der elektrischen Maschine, die generatorisch betrieben werden kann, in elektrische Leistung gewandelt werden kann. Die gewonnene elektrische Energie kann z.B. in einer Batterie gespeichert werden.The hydraulic drive preferably has an electrical machine which is coupled to the hydraulic machine and the hydraulic pump (in order to drive them or to be driven by them, or is mechanically coupled to the drives, e.g. drive shafts, the hydraulic machine and the hydraulic pump), wherein If necessary, the control is further preferably set up to control the electrical machine and / or an inverter of the electrical machine, in particular so that the electrical machine acts as an electrical generator during the lowering phase. The use of an electric machine to drive the hydraulic machine and the hydraulic pump is advantageous because when the power recovered by the hydraulic machine exceeds the power required by the hydraulic pump, the excess power from the electric machine, which can be operated as a generator, converts into electrical power can be changed. The electrical energy obtained can be stored in a battery, for example.
Bevorzugt weist der hydraulische Antrieb ein Rückleitungs-Wegeventil auf, das mit der Rückleitung hydraulisch verbunden ist und mit der ersten Kammer des Linearverbrauchers hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist und dazu eingerichtet ist (wenn mit dem Linearverbraucher verbunden), einen hydraulischen Durchgang zwischen der Rückleitung und der ersten Kammer in steuerbarer Weise und/oder regelbarer wahlweise zu schließen oder zumindest teilweise zu öffnen. Das Rückleitungs-Wegeventil ist weiter bevorzugt ein Proportionalventil. Ebenso weiter bevorzugt ist gegebenenfalls die Steuerung dazu eingerichtet, das Rückleitungs-Wegeventil während der Absenkphase anzusteuern, den hydraulischen Durchgang zwischen der Rückleitung und der ersten Kammer teilweise oder ganz zu öffnen. Außerhalb der Absenkphase ist der Durchgang des Rückleitungs-Wegeventils vorzugsweise geschlossen. Entsprechend kann außerhalb der Absenkphase keine Hydroflüssigkeit vom Linearverbraucher zum Hydromaschinen-Arbeitsanschluss fließen. Wenn das Rückleitungs-Wegeventil ein Proportionalventil ist (also Zwischenstellungen aufweist), kann der Volumenstrom vom Linearverbraucher zum Hydromaschinen-Arbeitsanschluss und damit die Absenkgeschwindigkeit gesteuert werden.Preferably, the hydraulic drive has a return line directional control valve which is hydraulically connected to the return line and is hydraulically connectable or connected to the first chamber of the linear consumer and is set up (when connected to the linear consumer) to provide a hydraulic passage between the return line and to close or at least partially open the first chamber in a controllable and/or adjustable manner. The return directional control valve is further preferably a proportional valve. Also more preferably, the control is optionally set up to control the return line directional control valve during the lowering phase and to partially or completely open the hydraulic passage between the return line and the first chamber. Outside the lowering phase, the passage of the return directional control valve is preferably closed. Accordingly, no hydraulic fluid can flow from the linear consumer to the hydraulic machine working connection outside of the lowering phase. If the return line directional valve is a proportional valve (i.e. has intermediate positions), the volume flow from the linear consumer to the hydraulic machine working connection and thus the lowering speed can be controlled.
Bevorzugt weist der hydraulische Antrieb ein Umlauf-Wegeventil auf, das mit dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss und einem Tankanschluss der Hydropumpe hydraulisch verbunden ist und dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Durchgang zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss der Hydropumpe in steuerbarer Weise wahlweise zu schließen oder zumindest teilweise zu öffnen. Das Umlauf-Wegeventil ist weiter bevorzugt ein Proportionalventil. Ebenso weiter bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Umlauf-Wegeventil während der Absenkphase anzusteuern, den hydraulischen Durchgang zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss teilweise oder ganz zu öffnen. Für den Fall, dass während der Absenkphase der wenigstens eine weitere Verbraucher keine oder nur wenig Leistung benötigt, können so hydraulische Neutralumlaufverluste vermieden werden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Hydropumpe eine Konstantpumpe ist.The hydraulic drive preferably has a circulation directional control valve which is hydraulically connected to the hydraulic pump working connection and a tank connection of the hydraulic pump and is designed to selectively close a hydraulic passage between the hydraulic pump working connection and the tank connection of the hydraulic pump in a controllable manner or at least partially open. The circulation directional control valve is further preferably a proportional valve. Also more preferably, the control is set up to control the circulation directional control valve during the lowering phase, to partially or completely open the hydraulic passage between the hydraulic pump working connection and the tank connection. In the event that the at least one additional consumer requires little or no power during the lowering phase, hydraulic neutral circulation losses can be avoided. This configuration is particularly advantageous if the hydraulic pump is a fixed displacement pump.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Hydropumpe eine verstellbare Hydropumpe. In diesem Fall können Neutralumlaufverluste auch ohne Umlauf-Wegeventil vermieden werden.According to another preferred embodiment, the hydraulic pump is an adjustable hydraulic pump. In this case, neutral circulation losses can be avoided even without a circulation directional control valve.
Bevorzugt, wenn der Linearverbraucher eine zweite Kammer aufweist, weist der hydraulische Antrieb ein Ausgleichs-Wegeventil auf, das mit der ersten Kammer und der zweiten Kammer hydraulisch verbindbar bzw. verbunden ist und das dazu eingerichtet ist, wenn verbunden, einen hydraulischen Durchgang zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer in steuerbarer Weise wahlweise zu schließen oder zumindest teilweise zu öffnen. Das Ausgleichs-Wegeventil ist weiter bevorzugt ein Proportionalventil. Ebenso weiter bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Ausgleichs-Wegeventil während der Absenkphase anzusteuern, den hydraulischen Durchgang zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer teilweise oder ganz zu öffnen. Bei der zweiten Kammer handelt es sich etwa um die zweite Kammer eines doppelt wirkenden Hydrozylinders. Die zweite Kammer kann entsprechend mit Hydroflüssigkeit aus der ersten Kammer gefüllt werden, so dass keine weitere Zufuhr an Hydroflüssigkeit notwendig ist. Auch hier (wie bei der ersten Kammer) kann die zweite Kammer wieder mehrere Teilkammern umfassen, etwa wenn der Linearverbraucher mehrere Hydrozylinder umfasst, die gemeinsam die Bewegung (Heben/Senken) des Elements der Arbeitsmaschine bewirken.Preferably, if the linear consumer has a second chamber, the hydraulic drive has a compensating directional control valve that is hydraulically connectable or connected to the first chamber and the second chamber and which, when connected, is designed to provide a hydraulic passage between the first Chamber and the second chamber can either be closed or at least partially opened in a controllable manner. The compensating directional control valve is further preferably a proportional valve. Also more preferably, the control is set up to control the compensating directional control valve during the lowering phase and to partially or completely open the hydraulic passage between the first chamber and the second chamber. The second chamber is approximately the second chamber of a double-acting hydraulic cylinder. The second chamber can be filled accordingly with hydraulic fluid from the first chamber, so that no further supply of hydraulic fluid is necessary. Here too (as with the first chamber), the second chamber can again comprise several sub-chambers, for example if the linear consumer comprises several hydraulic cylinders, which together cause the movement (raising/lowering) of the element of the work machine.
Bevorzugt ist das Schaltventil und/oder gegebenenfalls die Steuerung so eingerichtet, dass außerhalb der Absenkphase das Schaltventil in den Durchlasszustand geschaltet ist bzw. wird. Das Schaltventil kann z.B. so eingerichtet sein, dass durch eine Feder o.Ä. automatisch in den Durchlasszustand geschaltet wird, wenn kein weiteres Steuersignal anliegt. Alternativ oder zusätzlich könnte eine aktive Ansteuerung durch die Steuerung erfolgen.Preferably, the switching valve and/or possibly the control is set up so that outside the lowering phase, the switching valve is or is switched to the open state. The switching valve can, for example, be set up in such a way that it is automatically switched to the open state by a spring or similar if no further control signal is present. Alternatively or additionally, active control could be carried out by the controller.
Bevorzugt, jeweils gegebenenfalls, ist das Rückleitungs-Wegeventil und/oder gegebenenfalls die Steuerung so eingerichtet, dass außerhalb der Absenkphase der hydraulische Durchgang zwischen der ersten Kammer und der Rückleitung geschlossen wird, und/oder ist das Ausgleichs-Wegventil und/oder gegebenenfalls die Steuerung so eingerichtet, dass außerhalb der Absenkphase der hydraulische Durchgang zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer geschlossen wird, und/oder ist das Umlauf-Wegeventil und/oder gegebenenfalls die Steuerung so eingerichtet, dass außerhalb der Absenkphase der hydraulische Durchgang zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss und dem Hydropumpen-Tankanschluss geschlossen wird. Auch hier kann jeweils, unabhängig voneinander, vorgesehen sein, dass die geschlossene Position automatisch, z.B. durch eine entsprechende Vorspannung mit einer Feder, eingenommen wird, wenn keine andere Ansteuerung vorliegt, bzw. alternativ oder zusätzlich, dass eine entsprechende Ansteuerung durch die Steuerung erfolgt.Preferably, in each case where appropriate, the return line directional valve and/or optionally the control is set up so that outside the lowering phase the hydraulic passage between the first chamber and the return line is closed, and/or is the compensation directional valve and/or optionally the control set up so that outside the lowering phase the hydraulic passage between the first chamber and the second chamber is closed, and / or the circulation directional control valve and / or optionally the control is set up so that outside the lowering phase the hydraulic passage between the hydraulic pump working connection and the hydraulic pump tank connection is closed. Here too, it can be provided, independently of one another, that the closed position is assumed automatically, for example by a corresponding preload with a spring, if no other control is present, or alternatively or additionally that a corresponding control is carried out by the control.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described in detail below with reference to the drawing.
FigurenbeschreibungCharacter description
-
1 zeigt einen hydraulischen Antrieb gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.1 shows a hydraulic drive according to a preferred embodiment of the invention. -
2 zeigt einen hydraulischen Antrieb gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.2 shows a hydraulic drive according to another preferred embodiment of the invention. -
3 zeigt den Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.3 shows the sequence of a preferred embodiment of the method according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die Hydromaschine 4 und die Hydropumpe 6 werden vorzugsweise durch eine elektrische Maschine 12 angetrieben, die über einen Inverter 14 mit einer elektrischen Energieversorgung, z.B. einem Gleichspannungssystem und/oder einer Batterie verbunden ist. Der Inverter 14 kann z.B. Gleichstrom von der elektrischen Energieversorgung in Wechselstrom für die elektrische Maschine wandeln, wenn die elektrische Maschine als elektrischer Motor wirkt, und umgekehrt Wechselstrom in Gleichstrom wandeln, wenn die elektrische Maschine als elektrischer Generator wirkt.The
Die Hydromaschine 4 ist verstellbar, d.h. ein Schwenkwinkel der Hydromaschine ist verstellbar. Weiterhin ist die Hydromaschine 4 nulldurchschwenkbar, kann also sowohl als hydraulische Pumpe (z.B. positiven Schwenkwinkeln entsprechend) als auch als hydraulischer Motor (z.B. negativen Schwenkwinkeln entsprechend) betrieben werden. Eine solche Hydromaschine wird auch als „mooringfähig“ bezeichnet. Die Hydromaschine 4 weist einen (hydraulischen) Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 und einen Tankanschluss 18, der hier mit einem Tank 20 verbunden ist, auf. Im Pumpenbetrieb erzeugt die Hydromaschine, z.B. angetrieben durch die elektrische Maschine 12, einen Strom an Hydroflüssigkeit (aus dem Tank) vom Tankanschluss 18 zum Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16. Im motorischen Betrieb erzeugt ein Volumenstrom an Hydroflüssigkeit vom Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 zum Tankanschluss 18 ein Drehmoment bzw. eine mechanische Leistung auf der Antriebsachse der Hydromaschine 4, mit dem die Hydropumpe 6 (zumindest teilweise) angetrieben werden kann, und, falls überschüssige mechanische Leistung erzeugt wird, z.B. zusätzlich die elektrische Maschine 12 angetrieben werden kann.The
Die Hydropumpe 6 ist hier eine Konstantpumpe und weist einen Tankanschluss 23 (hier mit dem Tank 20 hydraulisch verbunden) und einen Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 auf. Die Hydropumpe 6 ist dazu eingerichtet, wenn angetrieben, Hydroflüssigkeit vom Tankanschluss 23 zum Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 zu pumpen.The
Die Wegeventilanordnung 8 weist einen ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 und einen zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 auf, über die die Wegeventilanordnung mit Hydroflüssigkeit versorgbar ist. Die Wegeventilanordnung 8 umfasst ein erstes Wegeventil 26 und wenigstens ein zweites Wegeventil 28, wobei das erstes Wegeventil 26 mit dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 hydraulisch verbunden ist und das wenigstens eine zweite Wegeventil 28 mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 hydraulisch verbunden ist (jeweils im Einzelnen nicht dargestellt). Im Allgemeinen kann die Wegeventilanordnung mehr als zwei Wegeventile umfassen. Die gezeigte Wegeventilanordnung ist beispielhaft als modular aufgebauter Wegeventilblock ausgeführt, der mehrere Wegeventil-Sektionen, die über Eingangs-Sektionen, in denen die Ventil-Eingangsanschlüsse vorgesehen sind, mit Hydroflüssigkeit versorgt werden können. Jede Wegeventil-Sektion entspricht einem Wegeventil, mit jeweiligen Verbraucheranschlüssen. Die Wegeventile der einzelnen Wegeventil-Sektionen sind im Allgemeinen unabhängig voneinander betätigbar bzw. steuerbar. Die Wegeventile weisen in
In der gezeigten Ausgestaltung weisen das erste Wegeventil 26 und das wenigstens eine zweite Wegeventil 28 jeweils zwei Verbraucheranschlüsse auf, d.h. hydraulische Anschlüsse, an denen hydraulische Leitungen, die zu jeweiligen Verbraucher führen angeschlossen werden können. Das erste Wegeventil 26 und das wenigstens eine zweite Wegeventil 28 sind dazu eingerichtet, je nachdem, wie sie angesteuert werden, hydraulische Durchgänge bzw. Verbindungen von den Ventil-Eingangsanschlüssen zu den Verbraucheranschlüssen ganz oder teilweise freizugeben oder zu blockieren, so dass der Fluss von Hydroflüssigkeit zu jedem der Verbraucheranschlüsse bzw. zu damit verbundenen Verbrauchern gesteuert werden kann.In the embodiment shown, the first
Wie bereits oben erläutert kann vorgesehen sein, dass der erste Verbraucheranschluss 34 mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 hydraulisch verbindbar ist und/oder dass der wenigstens eine weitere Verbraucheranschluss mit dem ersten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch verbindbar ist (über wenigstens ein geeignetes Zuschaltventil und/oder wenigstens ein geeignetes Summierungsventil und/oder eine entsprechende Funktionalität der Wegeventile).As already explained above, it can be provided that the
Der Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 ist mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 hydraulisch verbunden.The hydraulic
Der Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 ist über das Schaltventil 10 mit dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 verbunden. Das Schaltventil 10 ist in einen Durchlasszustand (in der Figur gezeigter Zustand) und einen Sperrzustand schaltbar. Im Durchlasszustand ist das Schaltventil 10 offen, d.h. es besteht eine (offene) hydraulische Verbindung zwischen dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 und dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24, es kann also Hydroflüssigkeit zwischen diesen Anschlüssen fließen. Im Sperrzustand ist das Schaltventil 10 geschlossen, d.h. es besteht keine hydraulische Verbindung zwischen dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 und dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24, es kann also keine Hydroflüssigkeit zwischen diesen Anschlüssen fließen. Das Schaltventil 10 ist beispielweise elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigbar, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausführung das Schaltventil 10 auch elektro-hydraulisch durch z.B. sogenannte Druckregelelemente aufgesteuert bzw. betätigt werden kann.The hydraulic
Es ist ein hydraulischer Linearverbraucher 30 bzw. Hydrozylinder (hier ein Differentialzylinder) dargestellt, der mit dem ersten Wegeventil 26 hydraulisch verbunden ist. Hierbei sind Verbraucheranschlüsse des ersten Wegeventils 26 mit Arbeitsanschlüssen bzw. Kammern des Linearverbrauchers 30 hydraulisch verbunden. Im Einzelnen ist ein erster Verbraucheranschluss 34 mit einer ersten Kammer 38 hydraulisch verbunden und ein zweiter Verbraucheranschluss 36 mit einer zweiten Kammer 40 hydraulisch verbunden. Der Linearverbraucher kann auch als erster hydraulischer Verbraucher oder als hydraulischer Primärverbraucher bezeichnet werden.A hydraulic
Ebenso ist ein weiterer hydraulischer Verbraucher 32 (hier beispielhaft ebenfalls ein Differentialzylinder) dargestellt, der mit dem wenigstens einen zweiten Wegeventil 28 hydraulisch verbunden ist. Im Allgemeinen können mehr als der gezeigte weitere Verbraucher 32 vorgesehen sein, die mit entsprechenden zweiten Wegeventilen hydraulisch verbunden sind. Es ist also wenigstens ein weiterer hydraulischer Verbraucher vorgesehen, der auch als wenigstens ein zweiter hydraulischer Verbraucher oder als hydraulischer Sekundärverbraucher bezeichnet werden kann.Likewise, another hydraulic consumer 32 (also a differential cylinder here as an example) is shown, which is hydraulically connected to the at least one second
Der Linearverbraucher 30 ist so eingerichtet, insbesondere so an einer Arbeitsmaschine, in der der hydraulische Antrieb verwendet wird, angeordnet, dass, wenn durch entsprechende Ansteuerung des ersten Wegeventils 26 Hydraulikflüssigkeit in die erste Kammer 38 des Linearverbrauchers geleitet wird (und entsprechend Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Kammer 40 geleitet wird), eine Last angehoben wird (nicht dargestellt). Dies kann z.B. mittels eines Auslegers der Arbeitsmaschine erfolgen. Die Last wird gegen die Wirkung der Schwerkraft angehoben, wobei von einer normalen Arbeitsposition der Arbeitsmaschine ausgegangen wird. Die Hydroflüssigkeit in der ersten Kammer steht unter einem entsprechenden (von der Last bewirkten) Druck.The
Zwischen der ersten Kammer 38 des Linearverbrauchers 30 und dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 der Hydromaschine 4 ist bevorzugt ein Rückleitungs-Wegeventil 42, das hier ein 2/2-Wegeventil mit Zwischenstellung (Proportionalventil) ist, vorgesehen. Ein Anschluss des Rückleitungs-Wegeventils ist mit der ersten Kammer hydraulisch verbunden und der andere Anschluss des Rückleitungs-Wegeventils ist über eine Rückleitung 46 mit dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 hydraulisch verbunden. Das Rückleitungs-Wegeventil 42 ist zwischen einer Geschlossen-Endposition und einer Offen-Endposition verstellbar, wobei in der Geschlossen-Endposition (in der Figur gezeigte Position) keine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Kammer und der Rückleitung bzw. dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss besteht und bei Verstellung in Richtung der Offen-Endposition eine Durchgangsöffnung zunehmend freigegeben wird bzw. das Rückleitungs-Wegeventil 42 zunehmend geöffnet wird, so dass eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Kammer und der Rückleitung bzw. dem Hydromaschinen-Arbeitsanschluss besteht und mit zunehmendem Querschnitt freigegeben wird. In der Offen-Endposition ist die Durchgangsöffnung vollständig geöffnet. Das Rückleitungs-Wegeventil 42 bzw. dessen Verstellung ist z.B. elektrisch steuerbar, d.h. das Rückleitungs-Wegeventil 42 ist z.B. elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigbar, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausführung das Rückleitungs-Wegeventil 42 auch elektro-hydraulisch durch z.B. sogenannte Druckregelelemente aufgesteuert bzw. betätigt werden kann. Die Geschlossen-Endposition kann eine Position sein, die automatisch eingenommen wird (insbesondere außerhalb der Absenkphase, wenn kein weiteres Steuersignal vorliegt, etwa, wie illustriert, durch ein Vorspannelement (z.B. Feder), das eine Bewegung in die Geschlossen-Endposition bewirkt.Between the
Bei geschlossenem Steuerventil 10 und (zumindest teilweise) geöffnetem Rückleitungs-Wegeventil 42 wird unter Druck stehende Hydroflüssigkeit aus der ersten Kammer 38 des Linearverbrauchers 30 durch das Rückleitungs-Wegeventil 42 und die Rückleitung 46 zum Hydromaschinen-Arbeitsanschluss 16 geleitet, so dass die Hydromaschine 4 als Motor betrieben werden kann, um hydraulische in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl) zu wandeln. Die Last wird entsprechend gesenkt, so dass potentielle in mechanische Energie gewandelt wird. Die mechanische Energie wird zum Antreiben der Hydropumpe 6 bzw. der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine 12 verwendet. Insgesamt erfolgt somit während einer Absenkphase ein regeneratives Absenken, einer mittels des Linearverbrauchers gehobenen Last.When the
Das erste Wegeventil 26 wird während des regenerativen Absenkens so gesteuert, dass keine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 und dem ersten Verbraucheranschluss 34 besteht. Falls der erste Verbraucheranschluss 34 mit dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss hydraulisch 25 verbindbar ist, wird diese Verbindung während des regenerativen Absenkens geschlossen, die Wegeventilanordnung wird während des regenerativen Absenkens so gesteuert, dass keine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 und dem ersten Verbraucheranschluss 34 besteht. Vorzugsweise wird zusätzlich das erste Wegeventil 26 während des regenerativen Absenkens so gesteuert, dass keine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 und dem zweiten Verbraucheranschluss 36 besteht (falls die Wegeventilanordnung eingerichtet ist, so dass eine solche Verbindung herstellbar ist).The first
Beim regenerativen Absenken (geschlossenes Steuerventil 10) ist die hydraulische Versorgung des wenigstens einen weiteren Verbrauchers 32 durch die Hydropumpe 6, die die Wegeventilanordnung über den zweiten Ventil-Eingangsanschluss 25 weiterhin mit Hydroflüssigkeit versorgt, sichergestellt.During regenerative lowering (closed control valve 10), the hydraulic supply of the at least one
Es ist außerdem bevorzugt ein Ausgleichs-Wegeventil 44, das hier ein 2/2-Wegeventil mit Zwischenstellung ist, vorgesehen, das zwischen der ersten Kammer 38 und der zweiten Kammer 40 angeordnet ist. Ein Anschluss des Ausgleichs-Wegeventils ist mit der ersten Kammer hydraulisch verbunden (und damit auch mit dem ersten Verbraucheranschluss) und der andere Anschluss des Ausgleichs-Wegeventils ist mit der zweiten Kammer hydraulisch verbunden (und damit auch mit dem zweiten Verbraucheranschluss). Das Ausgleichs-Wegeventil 44 ist, wie das Rückleitungs-Wegeventil 42, zwischen einer Geschlossen-Endposition (keine hydraulische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer) und einer Offen-Endposition verstellbar, wobei ein Durchgang ausgehend von der Geschlossen-Endposition, in der der Durchgang geschlossen ist, zunehmend geöffnet wird (hydraulische Verbindung mit zunehmendem Querschnitt zwischen der ersten und der zweiten Kammer). Das Ausgleichs-Wegeventil 44 ist z.B. elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigbar, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausführung das Ausgleichs-Wegeventil 44 auch elektro-hydraulisch durch z.B. sogenannte Druckregelelemente aufgesteuert bzw. betätigt werden kann. Die Geschlossen-Endposition kann eine Position sein, die automatisch eingenommen wird (insbesondere außerhalb der Absenkphase, wenn kein weiteres Steuersignal vorliegt, etwa, wie illustriert, durch ein Vorspannelement (z.B. Feder), das eine Bewegung in die Geschlossen-Endposition bewirkt.A compensating
Das Ausgleichs-Wegeventil 44 ermöglicht es, Hydroflüssigkeit zwischen den Kammern zu leiten. Insbesondere wird ermöglicht, beim regenerativen Absenken Hydroflüssigkeit aus der ersten in die zweite Kammer zu leiten, so dass eine Versorgung über das erste Wegeventil bzw. die Wegeventilanordnung 8, die wegen des geschlossenen Schaltventils nur durch die Hydropumpe hydraulisch versorgt wird, nicht notwendig ist.The compensating
Beim regenerativen Absenken kann die Geschwindigkeit des Absenkens durch entsprechendes Ansteuern des Rückleitungswegeventils 42 und/oder des Ausgleichs-Wegeventils 44, d.h. durch Steuern der Querschnitte der jeweiligen Durchgänge, gesteuert werden.During regenerative lowering, the speed of lowering can be controlled by appropriately controlling the return
Das Ausgleichs-Wegeventil 44 ist hier als gesondertes Ventil ausgeführt. Alternativ könnte das Ausgleichs-Wegeventil bzw. dessen Funktionalität auch im ersten Wegeventil 26 integriert sein.The compensation
Statt des dargestellten doppeltwirkenden Hydrozylinders als Linearverbraucher kann ebenso ein einfachwirkender Hydrozylinder verwendet wird (so dass lediglich die erste Kammer mit unter Druck stehender Hydroflüssigkeit beaufschlagt wird, wobei am ersten Wegeventil lediglich der erste, mit der ersten Kammer verbindbare bzw. verbundene Verbraucheranschluss vorgesehen ist und auf den zweiten Verbraucheranschluss verzichtet werden kann). In diesem Fall kann auf das Ausgleichs-Wegeventil 44 verzichtet werden.Instead of the double-acting hydraulic cylinder shown as a linear consumer, a single-acting hydraulic cylinder can also be used (so that only the first chamber is pressurized with hydraulic fluid, with only the first consumer connection that can be connected or connected to the first chamber being provided on the first directional valve and on the second consumer connection can be omitted). In this case, the compensation
Weiter ist bevorzugt zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 und dem Tankanschluss 23 der Hydropumpe 6 ein Umlauf-Wegeventil 48, das hier ein 2/2-Wegeventil mit Zwischenstellung ist, vorgesehen. Ein Anschluss des Umlauf-Wegeventils ist mit dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 hydraulisch verbunden (und damit auch mit dem Ventil-Eingangsanschluss 24) und der andere Anschluss des Umlauf-Wegeventils ist mit dem Tankanschluss 23 der Hydropumpe 6 (und damit auch mit dem Tank) hydraulisch verbunden. Das Umlauf-Wegeventil 48 ist, wie das Rückleitungs-Wegeventil 42 und das Ausgleichs-Wegeventil 44, zwischen einer Geschlossen-Endposition (keine hydraulische Verbindung zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 und dem Tankanschluss 23) und einer Offen-Endposition verstellbar, wobei ein Durchgang ausgehend von der Geschlossen-Endposition, in der der Durchgang geschlossen ist, zunehmend geöffnet wird (hydraulische Verbindung mit zunehmendem Querschnitt zwischen dem Hydropumpen-Arbeitsanschluss 22 und dem Tankanschluss 23). Das Umlauf-Wegeventil 48 ist z.B. elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigbar, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausführung das Umlauf-Wegeventil 48 auch elektro-hydraulisch durch z.B. sogenannte Druckregelelemente aufgesteuert bzw. betätigt werden kann. Wenn während eines regenerativen Absenkens der wenigstens eine weitere Verbraucher 32 keine oder nur wenig hydraulische Leistung benötigt wird, kann das Umlauf-Wegeventil 48 angesteuert werden, eine zumindest teilweise geöffnete Position einzunehmen. Dies ist zweckmäßig, da so Neutralumlaufverluste verringert werden können. Die Geschlossen-Endposition kann eine Position sein, die automatisch eingenommen wird (insbesondere außerhalb der Absenkphase, wenn kein weiteres Steuersignal vorliegt, etwa, wie illustriert, durch ein Vorspannelement (z.B. Feder), das eine Bewegung in die Geschlossen-Endposition bewirkt.Furthermore, a circulation
Der hydraulische Antrieb kann weiterhin eine (elektronische) Steuerung 50 umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Hydromaschine 4, das Schaltventil 10 und die Wegeventilanordnung 8 bzw. das erste Wegeventil 26 und optional das wenigstens eine zweite Wegeventil 28 zu steuern. Weiter kann die Steuerung 50 dazu eingerichtet sein, jeweils soweit vorhanden, die elektrische Maschine 12 bzw. den Inverter 14, das Rückleitungs-Wegeventil 42, das Ausgleichs-Wegeventil 44 und das Umlauf-Wegeventil 48 zu steuern. Die Steuerung kann in jedem Fall über entsprechende Steuerleitungen (nicht dargestellt) erfolgen.The hydraulic drive can further comprise an (electronic)
Die Steuerung 50 ist dazu eingerichtet, während eines regenerativen Absenkens bzw. während einer Absenkphase das Schaltventil 10 anzusteuern, so dass es in den Sperrzustand geschaltet wird, und die verstellbare Hydromaschine 4 bzw. deren Schwenkwinkel anzusteuern, so dass die Hydromaschine 4 als Hydromotor wirkt. Der Schwenkwinkel wird hierbei durch Null geschwenkt, so dass die Hydromaschine bei gegebener Drehrichtung ein Drehmoment auf der Antriebwelle erzeugt. Weiterhin wird durch die Steuerung 50 das Rückleitungs-Wegeventil 42 angesteuert, in eine zumindest teilweise geöffnete Position zu schalten. Auch wird durch die Steuerung 50 während des regenerativen Absenkens das erste Wegeventil 26 angesteuert in einen Zustand zu schalten, in dem keine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Ventil-Eingangsanschluss 24 und dem ersten Verbraucheranschluss 34 besteht. Ebenso wird gegebenenfalls das Ausgleichs-Wegeventil 44 angesteuert, in eine zumindest teilweise geöffnete Position zu schalten. Durch eine geeignete Wahl der geöffneten Position des Rückleitungs-Wegeventil 42 und gegebenenfalls der geöffneten Position des Ausgleichs-Wegeventils 44 kann die Absenkgeschwindigkeit gesteuert werden.The
Wenn während des regenerativen Absenkens keine oder nur wenig hydraulische Leistung durch den wenigstens einen zweiten Verbraucher 32 benötigt wird, kann die Steuerung 50 gegebenenfalls das Umlaufventil 48 ansteuern, in eine zumindest teilweise geöffnete Position zu schalten.If no or only little hydraulic power is required by the at least one
Die Steuerung 50 kann während des regenerativen Absenkens (d.h. während der Absenkphase) gegebenenfalls die elektrische Maschine 12 bzw. den Inverter 14 ansteuern, die Leistungsabgabe bzw. Drehmomentabgabe der elektrischen Maschine 12 zu verringern. Insbesondere kann, wenn während des regenerativen Absenkens die von der Hydromaschine 4 abgegebene (regenerierte) Leistung die von der Hydropumpe 6 aufgenommene Leistung übersteigt, die elektrische Maschine 12 als elektrischer Generator wirken.During the regenerative lowering (i.e. during the lowering phase), the
Im Unterschied zur
Da die Hydropumpe 6 verstellbar ist, kann der Fördervolumenstrom der Hydropumpe (bei gegebener Drehzahl) verstellt werden, etwa entsprechend einem Schwenkwinkel der Hydropumpe 6. Insbesondere kann, wenn während eines regenerativen Absenkens der wenigstens eine weitere Verbraucher 32 keine oder nur wenig hydraulische Leistung benötigt, der Schwenkwinkel der Hydropumpe 6 auf null oder nahe null verstellt werden, so dass kein oder nur ein geringer Fördervolumenstrom erzeugt wird. Entsprechend können im hydraulischen Antrieb der
Die Steuerung 50 ist in der Ausführungsform der
In Schritt 100 wird das Schaltventil in den Sperrzustand geschaltet. In Schritt 110 wird ein Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer zum Arbeitsanschluss der Hydromaschine geleitet und in Schritt 120 die hydraulische Verbindung vom ersten Ventil-Eingangsanschluss zum ersten Verbraucheranschluss geschlossen. In Schritt 130 wird der Schwenkwinkel der Hydromaschine geändert, so dass diese als hydraulischer Motor wirkt. Diese Schritte werden im Wesentlichen gleichzeitig bzw. überlappend durchgeführt. Für eine Beschreibung der Wirkung dieser Schritte wird auf die Beschreibung der
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022206509.3A DE102022206509A1 (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine |
PCT/EP2023/067258 WO2024002941A1 (en) | 2022-06-28 | 2023-06-26 | Hydraulic drive and method for regeneratively lowering an element of a machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022206509.3A DE102022206509A1 (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022206509A1 true DE102022206509A1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=87036627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022206509.3A Pending DE102022206509A1 (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022206509A1 (en) |
WO (1) | WO2024002941A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120167561A1 (en) | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Tetsuji Ono | Hybrid-type construction machine |
US20140137548A1 (en) | 2011-07-25 | 2014-05-22 | Shinji Nishikawa | Construction machinery |
DE102016003390A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Liebherr France Sas | Device for recovering hydraulic energy in a working device and a corresponding working device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998013603A1 (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-02 | Komatsu Ltd. | Hydraulic oil recovery/reutilization system |
JP6891079B2 (en) * | 2017-09-15 | 2021-06-18 | 川崎重工業株式会社 | Hydraulic drive system for construction machinery |
-
2022
- 2022-06-28 DE DE102022206509.3A patent/DE102022206509A1/en active Pending
-
2023
- 2023-06-26 WO PCT/EP2023/067258 patent/WO2024002941A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120167561A1 (en) | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Tetsuji Ono | Hybrid-type construction machine |
US20140137548A1 (en) | 2011-07-25 | 2014-05-22 | Shinji Nishikawa | Construction machinery |
DE102016003390A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Liebherr France Sas | Device for recovering hydraulic energy in a working device and a corresponding working device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024002941A1 (en) | 2024-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4317782C2 (en) | Hydraulic lifting device for battery-powered industrial trucks or the like | |
EP2503160B1 (en) | Hydraulic drive system | |
DE112010001958B4 (en) | Control device for a hybrid construction machine | |
DE10315071A1 (en) | Hydraulic regeneration system | |
DE102011056894B4 (en) | Hydraulic linear drive | |
DE4324129C2 (en) | Hydraulic circuit structure for a backhoe tool | |
EP3159549B1 (en) | Device for recovery of hydraulic energy in a work device and corresponding work device | |
DE69530827T2 (en) | Hydraulic control device | |
DE112014004682T5 (en) | Control system for a hybrid construction machine | |
DE3012844A1 (en) | CIRCUIT FOR A HYDRAULIC LIFTING MACHINE | |
DE102018218938A1 (en) | Electric-hydraulic drive unit and mobile machine with the drive unit | |
DE2440875B2 (en) | HYDRAULIC DRIVE SYSTEM, IN PARTICULAR FOR BUCKET EXCAVATORS AND SIMILAR EARTHMOVING EQUIPMENT | |
DE10356969B4 (en) | HYdraulic circuit for an optional tool of a heavy construction equipment | |
DE102017106700B3 (en) | Device for controlling a hydraulic machine | |
DE102022206509A1 (en) | Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine | |
DE102022206501A1 (en) | Hydraulic drive and method for regenerative lowering of an element of a work machine | |
DE102007054036A1 (en) | Energy recovery and reuse processes for a hydraulic system | |
EP3517790A1 (en) | Working machine with hydraulics for energy recuperation | |
WO2011006561A1 (en) | Hydraulic control arrangement | |
DE2647536C2 (en) | Load lowering device for a lifting device | |
DE102017204291A1 (en) | Electrohydraulic drive, drive arrangement, turbomachine and method | |
EP3231763B1 (en) | Electrohydraulic control circuit for a large manipulator | |
EP2341190A1 (en) | Hydraulic assembly | |
EP2818732B1 (en) | Method and control for hydraulic lifting a load | |
DE102016224401A1 (en) | Work hydraulic system and vehicle with the working hydraulic system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |