DE2500635A1 - HYDRAULIC DEVICE - Google Patents
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Description
Ba 3123Ba 3123
S.A. Poclain, Le Plessis-Belleville, Prankrei chS.A. Poclain, Le Plessis-Belleville, Prankrei ch
Hydraulik-EInrichtungHydraulic equipment
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Hydraulik-Einrichtung, in der Mittel zur Verwirklichung einer Energiespeicherung vorgesehen sind, wenn die durch die Sammelvorrichtungen angewendete Leistung gegenüber der installierten Leistung klein ist, und bei der Mittel vorhanden sind, um diese Energie weider zurückzuführen, bei einer Zunahme der installierten Leistung, die' vollkommen ausgenutzt wird.The present invention relates to a hydraulic device, in which means are provided for realizing energy storage when provided by the collecting devices the applied power is small compared to the installed power, and the means are available, in order to return this energy again, with an increase in the installed capacity, which is fully utilized.
Bei bestimmten Einrichtungstypen und insbesondere bei den Baumaschinen für Bauarbeiten der öffentlichen Hand ist es aus Gründen der Rentabilität vorteilhaft, so oft wie nur möglich die gesamte installierte Leistung dieser Maschinen auszunutzen. Nun verlangen bestimmte Arbeiten oder bestimmte Arbeitsphasen nicht die maximale Ausnutzung der installierten Leistung, insbesondere wenn die Widerstandskraft unterhalb der Kapazität der Maschine liegt. Andererseits dagegen ist eine Zunahme der Leistung während eines kurzen Zeitabschnittes erforderlich, damit beispielsweise eine Widerstandskraft zum Herausziehen einer Erdmenge überwunden wird, die leicht über den maximalen Möglichkeiten der Maschine liegt.With certain types of equipment and especially with construction machinery for public works For reasons of profitability it is advantageous to use the total installed capacity of this as often as possible Exploiting machines. Certain work or certain work phases do not require maximum utilization the installed power, especially if the drag force is below the capacity of the machine. On the other hand, however, an increase in the power is required for a short period of time, for example a resistance to pulling out a quantity of soil is overcome which is slightly beyond the maximum possibilities the machine.
Die Erfindung geht aus von einer Hydraulik-Einrichtung mit einem Motor, der wenigstens eine Hauptpumpe und wenigstens eine Zusatzpumpe antreibt, wobei die Hauptpumpe in wenigstens eine Sammelvorrichtung fördert und wobei dieThe invention is based on a hydraulic device with a motor, the at least one main pump and at least drives an additional pump, wherein the main pump promotes in at least one collecting device and wherein the
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ORJGlNAL INSPECTEDORJGlNAL INSPECTED
Abströmleitung der Zusatzpumpe mit einem Drucksammler verbunden Ist.Is connected to the discharge line of the additional pump with a pressure collector.
Gekennzeichnet Ist die Erfindung dadurch, daß ein erster Verteiler mit zwei Stellungen in der Abströmleitung .der Zusatzpumpe angeordnet ist und die. Verbindung dieser Zusatzpumpe in seiner ersten Stellung zu dem Drucksammler und in seiner zweiten Stellung zu einem Behälter sicherstellt, und daß zwischen diesem ersten Verteiler und dem Drucksammler eine Leitung abgezweigt ist, die mit einer Zuführleitung der Sammelvorrichtung in Verbindung steht und mit einem zweiten Verteiler mit zwei Stellungen versehen ist, der in seiner ersten Stellung das Schließen und In seiner zweiten Stellung das öffnen dieser Leitung sicherstellt, wobei ein Flüssigkeitsdruck-Anzeigegerät In der Zuführleitung der Sammelvorrichtung angeordnet ist und durch Zwischenschaltung einer logischen Einrichtung die. Auswahl der Stellungen des ersten und des zweiten Verteilers steuert.The invention is characterized in that a first distributor with two positions in the discharge line .The additional pump is arranged and the. Connection of this additional pump in its first position to the Ensures pressure collector and in its second position to a container, and that between this first Manifold and the pressure collector a line is branched off, which is connected to a supply line of the collecting device communicates and is provided with a second manifold with two positions, which is in his first position ensures the closing and in its second position the opening of this line, whereby a liquid pressure indicator is arranged in the feed line of the collecting device and by interposition a logical device the. Controls selection of the positions of the first and second manifold.
Die Erfindung schlägt also vor, wenigstens einen Teil der installierten Leistung zu verwenden, der bei der Hauptarbelt der Arbeiten der obengenannten ersten Art nicht zur Verfügung gestellt war, mit dem Ziel der Speicherung und Wiedereinsetzung bei der Ausführung von Arbeiten der obengenannten zweiten Art.The invention therefore proposes to use at least a part of the installed power at the main work of the above-mentioned first kind was not made available with the aim of Storage and reinstatement when performing work of the second type mentioned above.
Im folgenden sei die Erfindung im Zusammenhang mit einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Ausfuhrungsform anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenIn the following, the invention is to be seen in connection with an illustrative embodiment Embodiment described in more detail with reference to the drawing. Show it
Pig. 1 eine Schemadarstellung einer Hydraulik-Einrichtung gemäß der Erfindung;Pig. 1 shows a schematic representation of a hydraulic device according to the invention;
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Fig. 2 eine graphische Darstellung bei einem möglichen Verlauf der Leistung als Funktion des Druckes bei einer erfindungsgemäßen Hydraulik-Einrichtung. 2 shows a graphical representation of a possible course of the power as a function of the pressure in a hydraulic device according to the invention.
In Fig. 1 erkennt man einen Motor 1, auf dessen Ausgangswelle 2 einerseits eine Gruppe von η Hauptpumpen a...n und andererseits eine Gruppe von Zusatzpumpen aufgekeilt sind, von denen nur eine einzige Zusatzpumpe 3 (zwecks Erleichterung des Verständnisses der Erfindung) dargestellt ist. Die Hauptpumpen a....n stehen durch ihre Zuführleitungen a^....^ mit einem Behälter bzw. Tank 4 und durch ihre Abströmleitungen a2....n2 mit einem Zuführleitungsnetz bzw. einer Zuführleitung 5 einer Aufnahme- bzw. Sammelvorrichtung 6 in Verbindung.In Fig. 1 one recognizes a motor 1, on the output shaft 2 on the one hand a group of η main pumps a ... n and on the other hand a group of additional pumps are keyed, of which only a single additional pump 3 is shown (to facilitate understanding of the invention) is. The main pumps .... a n are provided by their supply lines a ^ .... ^ with a container or tank 4 and through their discharge lines 2 .... a n 2 with a Zuführleitungsnetz and a supply 5 of a pick or Collecting device 6 in connection.
Ein Zwischenorgan 7 ist in der Verbindung der Leitung 5 mit den einzelnen Leitungen a?....n2 vorgesehen, um in an sich bekannter Weise die Verbindung dieser Leitungen mit der genannten Leitung 5 genau und wahlweise sicherzustellen. An intermediate member 7 is in the connection of the line 5 with the individual lines a ? .... n 2 is provided in order to ensure the connection of these lines with said line 5 precisely and selectively in a manner known per se.
Die Zusatzpumpe 3 ist durch ihre Zuführleitung 3a mit dem Behälter bzw. Tank M und durch ihre, Abströmleitung 3b mit einem Drucksammler 8 verbunden. Ein Verteiler 9 mit zwei Stellungen ist in der Abströmleitung 3b zwischen der Pumpe 3 und dem Sammler 8 angeordnet. In seineijersten Stellung stellt dieser Verteiler eine Verbindung zwischen dem Sammler 8 und der Zusatzpumpe 3 her, während er in seiner zweiten Stellung die Verbindung zwischen dieser Abströmleitung 3b mit dem Behälter H herstellt, wobei der Sammler 8 isoliert bzw. abgeschaltet ist.The additional pump 3 is connected to the container or tank M through its supply line 3a and to a pressure collector 8 through its outflow line 3b. A distributor 9 with two positions is arranged in the discharge line 3b between the pump 3 and the collector 8. In its first position, this distributor establishes a connection between the collector 8 and the additional pump 3, while in its second position it establishes the connection between this discharge line 3b and the container H , the collector 8 being isolated or switched off.
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-H--H-
Eine Leitung 10, die von der Abströmleitung 3b zwischen dem Sammler 8 und dem Verteiler 9 abgezweigt ist, verbindet diese Abströmleitung 3b mit der Leitung 5· Diese LeitungA line 10, which is branched off from the outflow line 3b between the collector 8 and the distributor 9, connects this discharge line 3b with the line 5 · This line
10 enthält ein Rückschlagventil 10a und einen Verteiler10 includes a check valve 10a and a manifold
11 mit einem Weg und zwei Stellungen, der in der Lage ist, in seiner ersten Stellung die Öffnung der Leitung 10 und in seiner zweiten Stellung die Schließung dieser Leitung 10 zu sichern.11 with one way and two positions, which is able in its first position to open the line 10 and to secure the closure of this line 10 in its second position.
Weiterhin ist ein Druckaufnahmegerät 12 in der Leitung 5 angeordnet und mit dem Eingang einer logischen Einheit 13 verbunden, deren Ausgänge mit einem Steuerelement 9a des Verteilers 9 bzw. einem Steuerelement 11a des Verteilers 11 verbunden sind.Furthermore, a pressure recording device 12 is arranged in the line 5 and has the input of a logic unit 13 connected, the outputs of which with a control element 9a of the Distributor 9 or a control element 11a of the distributor 11 are connected.
Bei Fig. 2 handelt es sich um eine graphische Darstellung, auf der die Veränderungskurven der angewendeten Leistung als Funktion des erforderlichen Druckes veranschaulicht sind, und zwar für verschiedene Kapazitäten, die durch ein Gruppieren mehrerer Hauptpumpen untereinander erreicht werden. Man erkennt in der Ordinateneinteilung die Leistung W und in der Abszisseneinteilung den Druck p. Die unterschiedlichen Kapazitäten Q1, Q2, Q,, die erreicht werden können, sind in der Graphik durch Geraden dargestellt, und zwar durch die Relation W = pQ, in der Q mehrere feste Werte Q1, Q„, Q,... wiedergeben kann. Man bezeichnet die an der Kraftmaschine installierte Leistung mit W ; sie korrespondiert mit der maximalen Nutzleistung, die durch den Antriebsmotor der Pumpen geleistet wird. Diese Graphik zeigt gut, daß man stets versucht, annähernd mit der maximal installierten Leistung zu arbeiten. Auf diese Weise, wenn man sich in einer Zone leichten Druckes befindet, ist die durch die Hauptpumpen .geförderte Kapazität Q1 groß. Wenn der erreichte DruckFIG. 2 is a graph showing the variation curves of the applied power as a function of the required pressure, specifically for different capacities, which are achieved by grouping several main pumps with one another. The power W can be seen in the ordinate division and the pressure p in the abscissa division. The different capacities Q 1 , Q 2 , Q ,, which can be achieved are shown in the graph by straight lines, namely by the relation W = pQ, in which Q has several fixed values Q 1 , Q ,,, Q, .. can reproduce. The power installed on the engine is denoted by W; it corresponds to the maximum useful power that is provided by the drive motor of the pumps. This graph clearly shows that one always tries to work approximately with the maximum installed power. In this way, when one is in a zone of light pressure, the capacity Q 1 conveyed by the main pumps is large. When the pressure reached
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P1 so groß ist wie P1XQ1 = W , dann fördert man bei einer Kapazität Q2 viel weniger als bei Q1, und zwar in der Weise, daß der Motor nicht überlastet wird. Dabei gelangt man bis zur Kapazität Q zur kleinsten, die man mit einer Gruppe von installierten Pumpen fördern kann.P 1 is as large as P 1 XQ 1 = W, then with a capacity Q 2 much less is conveyed than with Q 1 , in such a way that the motor is not overloaded. This leads to the smallest capacity Q, which can be conveyed with a group of installed pumps.
Demzufolge sei festgestellt, daß die Anwendung der maximal installierten Leistung nicht nur punktartig ist, sondern mit den Produkten Q1 x P1, Q2 x P2 > Q-* x P-* ··· entspricht. In all diesen Intervallen, die zwischen diesen Punkten existieren, findet man diesseits die maximale Leistung. Die Erfindung versucht ein Maximum der verfügbaren Leistung anzuwenden.Accordingly, it should be noted that the application of the maximum installed power is not only punctiform, but also corresponds with the products Q 1 x P 1 , Q 2 x P 2 > Q- * x P- * ···. In all these intervals that exist between these points, one finds the maximum power on this side. The invention seeks to use a maximum of the available power.
Durch Placierung hauptsächlich in der Zone A der in Fig. 2 dargestellten Graphik erkennt man, daß, so lange nicht der Druck P1 in der Schaltungs-Sammelvorrichtung erreicht ist, man nicht mit der maximalen Leistung arbeitet Man könnte den Wert der Förderung bzw. Kapazität Q1 in der Weise steigern, daß man, indem die Gerade, die geneigt ist, auf- bzw. nachgerichtet wird, diese Zone A verkleinert. Man muß aber mit einem großen Belastungs- bzw. Füllungsverlust rechnen, wenn die Kapazität zu groß ist und sehr starke Reibungsverluste auftreten, die eine obere Grenze zu dem Wert dieser Kapazität Q1 bilden, der einen guten Wirkungsgrad gewährleistet.By placing mainly in zone A of the graph shown in Fig. 2, it can be seen that as long as the pressure P 1 is not reached in the circuit collecting device, one is not working with the maximum power. One could determine the value of the production or capacity Increase Q 1 in such a way that, by straightening the inclined straight line, this zone A is reduced. However, one must reckon with a large load or filling loss if the capacity is too large and very strong frictional losses occur, which form an upper limit to the value of this capacity Q 1 , which ensures good efficiency.
Man hat sich daher einem System zum Ansammeln und Wiederabgeben der Energie zugewandt, und zwar in der Weise, wie es in Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Zu-' satzpumpe 3 kann eine bestimmte bekannte Flüssigkeitskapazität fördern, um den Sammler 8 zu füllen, dessen maximaler Druck ebenfalls bekannt ist. Man kennt daher dieYou therefore have a system for collecting and releasing facing the energy, in the manner as it has been described with reference to FIG. The ' Set pump 3 can deliver a certain known liquid capacity to fill the collector 8, its maximum pressure is also known. Therefore one knows the
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Leistung W . die die Zusatzpumpe 3 maximal verbraucht. Diese Leistung W ist von W an auf der Graphik der Fig.Power W. which the additional pump 3 consumes to the maximum. This power W is from W on on the graph in Fig.
α. Οα. Ο
veranschaulicht.illustrated.
Unter der Annahme, daß sich der Motor 1 dreht, fördern die η Hauptpumpen in die Leitung 5 mit einer Kapazität Q1 und die Zusatzpumpe 3 fördert über die Leitung 3b in den Drucksammler 8, wobei der Verteiler 9 sich in seiner Position zum öffnen der entsprechenden Leitung befindet, während der Verteiler 11 die Leitung 10 schließt. Man weiß, daß die durch die Pumpe 3 aufgenommene Leistung niemals über den Wert W0 steigen wird; so lange der in der Leitung 5 herrschende Druck den Wert ρ 1^ (Fig. 2) nicht erreicht hat, wird daher der Motor nicht überlastet werden. Wenn das Druckaufnahmegerät 12 diesen Wert p'^ ,,anzeigt, steuert die logische Einheit 13 den Verteiler im Sinne einer Unterbrechung der Leitung 3b· Die Zusatzpumpe 3 fördert dann in Richtung des Behälters 4 und die Leistung, die sie verbraucht, ist Null, abgesehen von den Reibungen. Die verfügbare Leistung am Ausgang des Motors 1, an seiner Welle 2, steht daher gleichförmig den η Hauptpumpen zur Verfügung.Assuming that the engine 1 rotates, the η main pumps deliver into the line 5 with a capacity Q 1 and the additional pump 3 delivers via the line 3b into the pressure collector 8, the distributor 9 being in its position to open the corresponding one Line is located while the manifold 11 closes the line 10. It is known that the power consumed by the pump 3 will never rise above the value W 0; as long as the pressure prevailing in the line 5 has not reached the value ρ 1 ^ (FIG. 2), the motor will therefore not be overloaded. When the pressure recording device 12 displays this value p '^ ,,, the logic unit 13 controls the distributor in the sense of an interruption of the line 3b from the frictions. The available power at the output of the motor 1, on its shaft 2, is therefore uniformly available to the η main pumps.
Wenn der Druck in der Leitung 5 den Wert P1 erreicht, arbeitet er in einer neuen Gruppierung innerhalb der η Hauptpumpen in der Weise, daß er eine Kapazität Q2 erreicht. Wie man in der Graphik der Fig. 2 sieht, liegt die angewendete Leistung zwischen P1 und p2 unterhalb der installierten Leistung WQ. In dem Maß wie diese Leistung unterhalb W - W liegt, kann man dabei einen Teil verwenden, um die Zusatzpumpe 3 in den Drucksammler 8 arbeiten bzw. fördern zu lassen. Wenn daher das Druckaufnahmegerät 12 den Druck p2 registriert, dann steuert die logische Einheit 13 das öffnen der Leitung 3b, indem es auf das Steuerelement 9a des Verteilers 9 einwirkt. Bei dem durchWhen the pressure in the line 5 reaches the value P 1 , it works in a new grouping within the η main pumps in such a way that it reaches a capacity Q 2 . As can be seen in the graph in FIG. 2, the applied power between P 1 and p 2 is below the installed power W Q. To the extent that this power is below W - W, a part can be used to allow the additional pump 3 to work or convey into the pressure collector 8. Therefore, when the pressure recording device 12 registers the pressure p 2 , the logic unit 13 controls the opening of the line 3b by acting on the control element 9a of the distributor 9. With that through
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das Gerät 12 angezeigten Druck p'2 ergibt sich dieselbe Operationsfolge wie beim Druck pf. und es handelt sich dabei um dieselben Gründe, d.h. der Behälter H wird zum Abfluß der Pumpe 3· the pressure p '2 displayed by the device 12 results in the same sequence of operations as with the pressure p f . and the reasons are the same, i.e. the container H becomes the drain of the pump 3
Die Funktion dieser Einrichtung setzt sich auf dieselbe Weise fort, bis man.auf der Graphik der Fig. 2 die Gerade mit der minimalen Kapazität erreicht hat.The function of this device continues in the same way until you see the straight line on the graph in FIG with the minimum capacity.
Nimmt man an, die Kapazität Q7. sei die minimale Kapazität und der Druck p, sei der maximale Druck, der bei dieser Kapazität durch die Einrichtung erreicht wird, dann kann man an diesem Punkt dank der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Leistungszunahme bestimmen. In der Tat befindet sich der Verteiler 9 in seiner Stellung zum Abschließen der Leitung 3b, und wenn das Gerät 12 den Druck p, anzeigt, dann steuert die logische Einheit 13 die Leitung 10 in ihrer Öffnungsstellung, und zwar über den Verteiler 11. Zwei Möglichkeiten können sich dann ergeben: Entweder ist der Sammler 8 - der auf regulierbare Art auf einen Druck oberhalb des Wertes p., tariert ist - vollkommen gefüllt und die in ihm enthaltene Flüssigkeit kann durch das Rückschlagventil 10a in Richtung der Leitung 5 ausströmen, was die gewünschte Leistungszunahme mit sich bringt, oder der Sammler 8 ist nicht vollkommen gefüllt und die in ihm enthaltene Flüssigkeit steht unter einem Druck, der zu gering ist, als daß sie durch das Ventil 10a hindurchströmen kann, und es passiert nichts. Im zweiten Falle ist es notwendig, daß die Maschine zu den Arbeitsphasen zurückkehrt, indem sie nur eine Leistung unterhalb W_ - W0 anwendet, damit die verfügbare LeistungAssuming the capacitance Q 7 . be the minimum capacity and the pressure p, be the maximum pressure that is achieved by the device at this capacity, then an increase in power can be determined at this point thanks to the device according to the invention. In fact, the distributor 9 is in its position to close off the line 3b and when the device 12 indicates the pressure p 1, the logic unit 13 controls the line 10 in its open position through the distributor 11. Two possibilities can then result: either the collector 8 - which is tared in an adjustable manner to a pressure above the value p. - is completely filled and the liquid contained in it can flow out through the check valve 10a in the direction of the line 5, which is the desired Increase in performance with it, or the collector 8 is not completely filled and the liquid contained in it is under a pressure which is too low to be able to flow through the valve 10a, and nothing happens. In the second case, it is necessary for the machine to return to the working phases, using only a power below W_ - W 0 , so that the available power
O elO el
verwendet werden kann, um den Sammler 8 komplett zu füllen.can be used to fill the collector 8 completely.
S09829/027SS09829 / 027S
Die Erfindung besteht somit darin, mit Hilfe einer Einrichtung die Energie zu speichern, indem die ganze
oder ein Teil der installierten, nicht verwendeten
Leistung durch die Gruppe der Hauptpumpen gespeichert und dann wieder eingesetzt wird, wenn die installierte
Leistung vollkommen angewendet wird. Diese Einrichtung hat den Vorteil,-die Rentabilität einer hydraulischen
Anlage, insbesondere bei einer (Antriebs-) Maschine bei Bauarbeiten der öffentlichen Hand, zu verbessern. In
diesem Bereich kann sie eine interessante Anwendung
finden.The invention thus consists in storing, with the help of a device, the energy by using all or part of the installed, unused
Power is stored by the group of main pumps and then used again when the installed power is fully applied. This device has the advantage of improving the profitability of a hydraulic system, especially in the case of a (drive) machine during public construction work. In
this area can be an interesting application
Find.
Im Rahmen der Erfindung sind natürlich noch andere Varianten möglich, wobei das vorstehende Ausführungsbeispiel keine Begrenzung darstellt". Other variants are of course also possible within the scope of the invention, the above exemplary embodiment not representing a limitation ”.
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Claims (2)
angeordnet ist, das ein Flüssigkeitsdurchfluß dieserth
is arranged that a liquid flow this
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