DE2618046A1 - Verfahren und vorrichtung zur ausnutzung gespeicherter potentieller energie beim entladen von waren - Google Patents

Description

• Sven O.I. Jonsson,
• Klintgatan 5 S-590 83 Sterebre, Bertil R. Jenssen, Grangatan 6 S-698 00 Vinnerby ud Eric i. Carsen, S-260 35 Ödäkra Verfahren und Verrichtung zur Ausnutzung gespeicherter petentieller Energie beim Entladen von Waren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausnutzung gespeicherter petentieller Energie beim Entladen von Waren, besenders beim Entladen von Waren durch elektrehydraulische Hebezuege in einer Ausführung, bei der ein Antrieb durch einen Gleichstremmeter über einen elektrischen Akkumulater erfolgt.
• Elektrehydraulisehe Hebezeuge in einer Ausführung, bei der von einer Akkumulater als eine Antriebsquelle Gebrauch gemacht wird, werden heute häufig für verschiedene Zwecke eingesetzt, unter ander- für das Laden und Entladen von Waren, und als Beispiele für solche Verrichtungen können, Kräne, Gabellader, Schaufellader,Ladeklappenheber für Fahrzeuge usw. genannt werden. Sewohl beim Anheben als auch beim Absenken von Waren wird eine relativ greße Energie benötigt, und die Kapazität der Hebeverrichtung der vorstehend genannten Art ist durch die Kapazität der Akkumulatorbatterie beschränkt. Oft hat die Hebeverrichtung dieser Ausführung eine Kapazität von nur ein paar Stunden, und danach luS die Akkumulaterbatterie neu aufgeladen werden. Vielfach wird es als netwendig betrachtet, meherere Hebezeuge vorzusehen, damit inner mindestens eine Hebevorrichtung zur Verfügung steht, während die Akkumulatorbatterien dor verbleibenden Vorrichtungen wieder aufgeladen werden. In bestimmten Anwendungsfällen, z.B. bei Ladeklappenhebern von Farhzeugen usw. kann der Akkumulator ständig vom Meter des Fahrzeugs aufgeladen werden, weil es jedech oft große Nachteile iit sich bringt, den Meter während des Ladens und Entladene laufen zu la@ssen, besonders innen, ist es wünschenswert, den Heber oder Elevater ohne e@@ssentielle Hachteile benutzen zu können, ohne daß der Fahrzeug@eter laufen muß. In Abhängigkeit von dem hohen Verbrauch an Energie des Hebers oder der Hebeverrichtung besteht jedoch die Gefahr bei den bekannten Verrichtungen, daß der Akkumulator bei Laden oder Entladen deer Waren bei abgestelltem Meter se stark entladen wird, daß es später schwierig wird, den Antriebsmeter wieder zu starten. In Abhängigkeit von der geringen Kapazität an Energie ist es in vielen Fällen nicht möglich, elektrohydraulische Hebevorrichtungen zu benutzen, stattdessen werden Hebeverrichtungen benutzt, die von einem Brennkraftmeter angetrieben werden. Im Inneren und in Bergwerken usw.
• sind selche von Brennkraftmeteren angetriebenen Vorrichtungen effensichtliche Gesundsheitsrisikequellen, und es ist deshalb sehr rwünscht, selche von Brennkraftmeteren angetriebene Verrichtungen durch elektrische Verrichtungen zu ersetzen.
• Bei bekannten elektrehydraulischen Verrichtungen dieser Art ist ein weiches Absenken der Waren entweder durch Dresselung des Rückflusses von Hydraulikmedium oder durch Bremsen des Absenkens durch den Elektremeter vorgeschen. Im ersten Fall wird im wesentlichen keine elektrische Energie vebrbraucht, aber in zweiten Fall geht eine erhebliche Energiemenge vorleren.
• Basis der Erfindung ist das Problem, die verfügbare Kapazität der Akkumulaterbatterie in elektrehydraulischen Hebevorrichtungen zu erhöhen, inden eine unnötiger Energieverbrauch beseitigt wird und indes die petentielle Energie ausgenutzt wird, die in Waren gespeichert wird, welche af ein tieferes Niveau entladen werden sellen.
• Erfindungsgemäß wird das Entladen der Waren dadurch erreicht, daß das Gewicht der abzusenkenden Waren dazu gebracht wird, den hydraulischen Teil der elektrehydraulischen Hebeverrichtung zu betätigen, derart, daß das Öl, das durch die zu entladenden Waren unter Druck gesetzt wird, einen Hydraulikmetor antreiben kann, der seinerseits einen elektrischen Generator antreibt, welcher mit dem Akkumulator der Hebevorrichtung verbunden ist und der auf diese Weise ftir eine zeitweilige Wiederaufladung des Akkumulators während des Entladevergangs sergt.
• Durch geeignete Dimensieniserung und Konstruktion des Hydraulikmetors und des Generaters ist es möglich, selbst bei recht geringen Entladehöhen von nur etwa einem Meter, ein nicht zu vernachlässigendes Wiederaufladen des Akkumulators zu erbringen, und selbst bei relativ geringen Entladehöhen hat es sich als möglich erwiesen, die vorfügbare Kapazität der Akkumulaterbatterie bis zu 20% und mehr zu serhöhen.
• Inden ein duruckausgeglichenes Kenstantstremventil vor dem Hydraulikmotor vergeschen wird, der den Generator bestätigt, ist es möglich, zu erkennen, daß der Generator die bestmögliche Leistung erbringt, ul den elektrischen Akkumulator wieder aufzuladen. Im Falle ven großen Entladchöhen oder sehr schweren Lasten kann die Entladezeit für die Hebeverrichtung als ungünstig lang angeschen werden, in selchen Fällen ist es aber möglich, daß die unter Druck gesetzte Kydraulikflüssigkeit einen Druckakkumulater auflädt, der dann sukzessive den tydraulikmetor und den Generator antreiben kann, um für ein Wiederaufladen des Akkumulaters zu sergen.
• Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichungen hervor. In den Zeichnungen sind: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines einfachen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Ausnutzung von gespeicherter petentieller Energie beim Entladen von Waren mittels einer elektrehydraulischen Hebevorrichtung, Fig. 2 die Darstellung eine abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Verrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Art sin einer Position zum Anheben von Waren und Fig. 3 eine Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung il Falle der entladung von Waren.
• Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen Hydraulikzylinder 1 mit einem Kolben 2 auf, der eine Last 3 trägt. Der Hydraulikzylinder 1 wird von einer Hydraulikpumpe 4 betätigt, die ihrerseits von einem Gleichstremelektrometer 5 angetrieben wird, dessen Energie wen einer Akkumulaterbatterie 6 @tammt. Zum Ein- und Ausschalten des meters 5 ist ein Schalter 7 vergeschen, wie bekannt. Die Hydraulikpumpe 4 ist mit einem Ölsumpf 8 verbunden, und an der Ölansaugsseite der Pumpe sind ein Filter und ein Bedenventil 9 in herkömmlicher Weise angeordnet. Zwischen der Hydraulikpumpe 4 und dem Zylinder 1 sitzt ein Rückschlagventil 10, das einen Rückfluß von Öl von Hydraulikzylinder 1 zur Pumpe 4 verhindert.
• Wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird, bewirkt der Elektremeter 5, daß sich die Pumpe 4 dreht, um Öl unter Druck durch das Rückschlagventil 10 und in den Hydraulikzylinder 1 zu pumpen, se daß der Kolben 2 nit der Last 3 angehoben wird.
• Um die gespeicherte potentielle Energie auszunutzen, wenn der Kolben 2 beim Entladen von Waren abgesenkt wird, ist die Vorrichtung nach Fig. 1 mit Mitteln zum temporären Wiederaufladen der Akkumulaterbatterie 6 vorsehen, und diese Mittel bestehen aus einem Hydraulikmotor 11, der einen elektrischen Generater 12 antreibt, welcher über ein Laderelais 13 oder ähnliche Mittel mit der Akkumulaterbatterie 6 verbunden ist. Um den Strem der Hydraulikflüssigkeit vom Zyleinder 1 zum Hydraulikmeter 11 zu regeln, sitzt ein druckausgeglichenes Kenstantstremventil 14 zwischen d@m Zylinder 1 und dem Hydraulikmeter 11, und dieses Ventil sergt dafür, daß der Strem der Hydraulikflüssigkeit durch den Hydraulikmeter 11 kenstant ist und damit der elektrische Generater 12 mit im wesentlichen konstanter Drehzahl läuft. Zwischen dem Konstantstromventil 14 und dem Zylinder 11 ist verzugsweise ein Rückschlagventil 15 angeordnet, das einen Rückfluß von Öl in den Zylinder verhindert. Um die Vorrichtung aus der Hebeposition in eine Entladepesition umzuschalton, ist ein Durchflußventil 16 zwischen der Hebeleitung 17 und der Rückleitung 18 angeordnet. Ein selches DurchfluSventil kann federbeaufschlagt sein, derart, daß das Absenken des Kolbens 12 nit der Last 3 nur dann vorgenommen werden kann, wenn der Ventilkolben in das Ventil 16 gedrückt wird, während eine automatische Rückkehr in die Hebepesition erfolgt, sebald die Hiederdrückwirkung aufhört.
• Durch entsprechende Dimensionierung des Konstantstromventils 14, des Hydraulikmetors 11 und deo Generators kann ein optimaler Wiederaufladestrom erreicht werden, wenn die Last 3 abgesenkt witrd. Bei einer großen Entladehöhe oder bei sehr schweren Lasten kann es ich jedoch zeigen, daß das Absenken zu lange dauert, aber in einen solchen Fall kann ein Druckakkumulater zwischen dem Durchflußventil 16 und dem Kenstantstremventil 14 sitzen, und dieser Druckakkumulator gestattet ein relativ sehnelles Absenken der Last, und darauf überträgt der ikkuialat@r anschließend den gespeicherten Druck auf den Hyd@aulikmotor über das Kenstantstremventil 14.
• Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung entspricht in wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, und siwe weist einen Zylinder 1 iit einem Kolben 2 auf, der eine Last 3 trägt. Die erforderliche Energie kommt von einem elektrischen Akkumulator 6, und ein Konstatnstremventil 14 regelt du@n Druck und den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit, wenn di. Last abgesenkt wird.
• Während die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung getrennte Hebemittel und Wiederauflademittel hat, sind diese Mittel gemeinsam und doppeltwirkend in der in Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung vorgesehen. Der Gleichstromelektremotor 19 ist alse so ausgebildet, daß er als ein Generator wirkt, wenn die Last 3 abgesenkt wird, und entsprechend ist die Pumpe 20, dei von Motor 19 angetrieben wird, se ausgebildet, daß sie als ein Hydraulimknetor arbeitet, der sich in entgegengesetzter Richtung dreht, wenn die Last 3 abgesenkt wird. Um einen Rückfluß von Hydraulikflüssigkeit na verhindern, wenn die Last 3 angehoben wird, ist ein Rückschlagventil 21 zwischen der Pumpe da Motor 20 und dem Konstantstromventil 14 vorgesehen, und dieses Rückschlagventil 21 wird von land oder elektrisch so gestellt, daß es sich gegen die Wirkung der Hydraulikflüssigkeit öffnet, die vom Zylinder 1 kommt, wenn die Last 3 abgesenkt wird. Das ist nit da Pfeil 20 in Fig. 3 schematisch darstgestellt. Zwischen dem Drückschlagventil 21 und der Hydraulikpumpe/dem Hydraulimoeter 20 sitzt ein Druckminderventil in der Ferm eines Überströmventils 23, das im Falle eines Überdrucks der Hydraulikflüssigketit einen Teil der Hydraulikflüssigkeit zum Ölsumpf @ zurückleitet.
• Wenn gemäß der Darstellung in Fig. 2 eine Last angehoben wird, wird der Schalter 7 eingeschaltet, und der Motor 19 sorgt für eine Drehung der Hydraulik@umpe 20, über die das Rückschlagventil 21 einen Hebedruck innerhalb des Hydraulikzylinders 1 liefert. Das Konstantstremventil 14, das in einer Ausführung vorgesehen ist, die eine Regelung des Hydraulikstroms nur in Richtung längs des Pfeils 24 liefert, vorhindert ein Fließen des Hebemediums nicht. Wenn die Last 3 abgesenkt wird, wird das Rückschlagventil 21 von land eder elektrisch gebffnet, wie durch den Pfeil 22 angezeigt, und dadurch wird ein druckausgeglichener Strom Hydraulikflüssigkeit durch das Kenstantstromventil 14 in die Mittel 20 gelenkt, und in diesen Falle wirken diese als ein Hydraulikmotor, der die elektrische Maschine antreibt, die in diesen Fall als ein elektrischer Generator 19 arbeitet, so daß eine temperäre Aufladung des Akkumulaters 6 erbracht wird.
• Inde entsprechende der vorstehenden Beschreibung die gespeicherte potentielle Energie einer Last ausgenutzt wird, die abgesenkt wird, kann eine erhebliche Menge an elektrisoher Energie aufgebracht werden, und diese Energie wird zu Wiederaufladen des Akkumulaters benutzt. Ferner kann auch praktisch und wirtschaftlich eine relativ geringe Menge ausgenutzter Absenkenergie von Bedeutung sein.
• Ansprüche L e e r s e i t e

Claims (8)

1. Ansprüche 1. Verfahren zum Ausnutzen gespeicherter petentieller Energie beim Absenken von Waren durch eine elektrchydraulische Hebevorrichtung, die über einen elektrischen Akkumulater antreibbar ist, d a d u r c h g k e n n n s e i o h n e t , daß der Druck, der durch das Absenken des Ladeguts anfällt, für die Beaufschlagung des hydraulischen Teils der elektrohydraulischen Hebevorrichtung benutzt wird und daß das unter Druck gesetzte Öl für das Antreiben eines Hydraulikmotors benutzt wird, der seinerseits einen elektrischen Gnenerator antreibt, der mit dem Akkumulater der Hebeverrichtung verbunden ist, derart, daß ein temperäres Winderaufladen des Akkumulators beim Absenken der Waren erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß die elektrische Wiederaufladungsenergie derart aufgebracht wird, daß s@wchl der elektrische als auch der hydraulische Teil der elektrohydraulischen Hebevorrichtung beim Absenken der Waren umgekehrt werden, derart, daß der hydraulische Teil als ein Hydraulikmetor arbeitet und daß der elektrische Teil als ein Generator arbeitet, derart, daß der Akkumulator temperär wiederaufgeladen wird.
3. 3. Vorrichtung zir Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n s C i o h n e t , daß sie aus einer an sich bekannten elektrehydraulischen Hebevorrichtung besteht, die über einen elektrischen Akkumulator (6) angetrieben ist, und daß Mittel (11, 12) zur Lieferung elektrischer Energie beim Absenken einer Last (3) vorgeschen sind, derart, daß der Akkumulator (6) temperär wiederaufgeladen wird.
4. 4. Verrichtung nach Anspruch 3, d z d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß die Mittel zur Lieferung der elektrischen Wiederaufladungsenergie einen hydraulischen Reat'ationsmotor (11) aufweisen, der einen elektrischen Generater (12) antreibt.
5. 5. Vorriohtsng nach Anspruch 4, d 9 d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß der Hydraulilmotor ein Teil des hydraulischen Teils (20) der elektrohydraulischen Hebevorrichtung ist und daß der elektrische Generator ein Teil des elektrischen Teils der elektrohydraulischen Rebevorrichtung ist.
6. . Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein druckausgeglichenes Konstantstromventil zwischen der Hebeeinheit (1,2) der Hebevorrichtung und den hydraulischen Rotationsmotor (11;20) sitzt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das druckausgeglichene Konstantstromventil ein Einwegeventil ist, das nur Druck und Durchfluß in Richtung von der lebeeinheit (1,2) hemmt.
8. 8. Vorrichtung nach einei der Anspruche 3 bis 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein Rückschlagventil (10,15 21) iit der Hebeeinheit (1,2) verbunden ist und dieses Rückschlagventil einen nicht beabsichtigten Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit von der Hebeeinheit (1,2) verhindert und in automatischer, manueller oder elektrischer Weise einen beabsichtigten Durchfluß von Flüssigkeit in Richtung von der Hebeeinheit (1,2) gestattet.