DE4234809A1

DE4234809A1 - Hydraulic drive for petroleum pump - has electric motor with set of oil pumps and motors feeding oil to actuator for petroleum pump

Info

Publication number: DE4234809A1
Application number: DE19924234809
Authority: DE
Inventors: Siegmar Hochsattel
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1994-04-21

Abstract

The hydraulic drive has a cylinder (20) with piston (21) which is raised or lowered by oil pressure from pipe (19). This is fed with oil from a tank (12) via pump (17), coupled to a flywheel (16). The flywheel is driven by a hydraulic motor (14), supplied with oil from a second pump (11) driven by an electric motor (10). The oil circuit for the second pump and hydraulic motor uses the same tank as the first pump. The hydraulic motor works at constant volume flow. The flywheel has a speed sensor (34), operating a control element on the second pump to keep the speed within fixed limits. ADVANTAGE - Improved efficiency.

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Antrieb, der ins besondere für eine Erdölförderpumpe verwendet wird und der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.The invention is based on a hydraulic drive that ins is used especially for an oil pump and the Features from the preamble of claim 1.

Ein solcher hydraulischer Antrieb ist in der AT-PS 232 867 be schrieben. Bei diesem hydraulischen Antrieb wirkt eine hydrauli sche Fördereinrichtung, die durch einen Hydrozylinder mit einem Kolben gebildet ist, über eine Kolbenstange und ein Gestänge auf eine Erdölpumpe. Der Kolben wird dadurch gehoben, daß eine über Null verschwenkbare Hydroeinheit im Pumpenbetrieb Druckmittel in den kolbenstangenseitigen Druckraum des Zylinders fördert. Für das Absenken des Kolbens und des Pumpengestänges wird die Hydro einheit verschwenkt und das Druckmittel über die nun als Motor arbeitende Hydroeinheit vom Kolben aus dem Hydrozylinder in einen Vorratsbehälter verdrängt. Die Hydroeinheit sitzt mit ei nem Elektromotor und mit einem Schwungrad auf einer Antriebs welle und speist im Motorbetrieb zurückgewonnene Energie in das Schwungrad ein, wobei dieses seine Drehzahl erhöht. Wenn die Hy droeinheit als Pumpe arbeitet, wird dem Schwungrad Energie ent nommen. Während des Betriebs des hydraulischen Antriebs erhöht und erniedrigt sich also laufend die Drehzahl des Schwungrades. Der Elektromotor macht diese Drehzahländerungen mit, so daß er nicht bei der Nenndrehzahl betrieben werden kann. Nach den Anga ben in der Patentschrift sollen das Schwungrad und die Hydroein heit, die als Axialkolbenmaschine ausgebildet ist, derartig di mensioniert sein, daß bei ständig eingeschaltetem Elektromotor die maximale Drehzahlschwankung des Systems nicht mehr als minus 15 Prozent der Nenndrehzahl des Elektromotors beträgt. Die Dreh zahl des Elektromotors unterschreitet also die Nenndrehzahl bis zu 15 Prozent.Such a hydraulic drive is in AT-PS 232 867 be wrote. With this hydraulic drive a hydrauli acts cal conveyor, which by a hydraulic cylinder with a Piston is formed on a piston rod and linkage an oil pump. The piston is lifted by an over Zero swiveling hydraulic unit in pump operation pressure medium in promotes the pressure chamber of the cylinder on the piston rod side. For lowering the piston and the pump linkage becomes the Hydro unit pivoted and the pressure medium over the now as a motor working hydraulic unit from the piston from the hydraulic cylinder in displaced a reservoir. The hydraulic unit sits with an egg electric motor and with a flywheel on a drive wave and feeds recovered energy into the engine Flywheel on, which increases its speed. If the hy dro unit works as a pump, energy is removed from the flywheel taken. Increased during operation of the hydraulic drive and therefore continuously lowers the speed of the flywheel. The electric motor follows these speed changes, so that it cannot be operated at the nominal speed. According to the Anga ben in the patent are the flywheel and the Hydroein unit, which is designed as an axial piston machine, such di be dimensioned that with the electric motor constantly on the maximum speed fluctuation of the system no more than minus 15 percent of the nominal speed of the electric motor. The spin number of the electric motor falls below the nominal speed to 15 percent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß der Wirkungsgrad verbessert wird. The invention has for its object a hydraulic Drive with the features from the preamble of claim 1 to train so that the efficiency is improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen hydraulischen An trieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 da durch gelöst, daß das Schwungrad vom Antriebsmotor über ein Ge triebe mit einer stufenlos veränderbaren Übersetzung antreibbar ist. Die Erfindung fußt auf dem Gedanken, daß ein Antriebsmotor dann für den jeweiligen Anwendungszweck am besten auszulegen ist, wenn die Leistung, die er abgeben muß, zeitlich möglichst konstant ist. Der Antriebsmotor kann dann in einem Drehzahl- und Drehmomentbereich betrieben werden, in dem z. B. bei einem Elek tromotor das Verhältnis von aufgenommener elektrischer Leistung zur abgegebenen mechanischen Leistung oder bei einem Verbren nungsmotor das Verhältnis von Verbrauch an Brennstoff zur abge gebenen mechanischen Leistung optimal ist. Durch ein Getriebe mit einer stufenlos veränderbaren Übersetzung kann der Elektro motor unabhängig von der Drehzahl des Schwungrads mit einer we nigstens annähernd konstanten Drehzahl betrieben werden. In der abgegebenen mechanischen Leistung treten keine Spitzen mehr auf, auf die die Baugröße eines Antriebsmotors abgestimmt werden müßte. Wegen der konstanten Leistungsabgabe kann deshalb ein An triebsmotor geringer Baugröße verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung eines Elektromotors als Antriebsmotor kommt hinzu, daß es eine weitgehend konstante Leistungsentnahme aus einem Stromnetz ermöglicht, im Vergleich zu einer Leistungsent nahme mit Stromspitzen mit kleineren Kabelquerschnitten und kleiner ausgelegten Energiestationen auszukommen und damit die Bereitstellungskosten für die elektrische Energie zu verringern. Speziell bei der Erdölförderung in Ländern mit wenig ausgebauter Infrastruktur werden oft Kabel, die viele Kilometer lang sind, zu den einzelnen Förderanlagen verlegt, so daß große Kabelquer schnitte stark in die Kosten eingehen.This object is inventively for a hydraulic to drove with the features from the preamble of claim 1 solved by that the flywheel from the drive motor via a Ge drives can be driven with a continuously variable translation is. The invention is based on the idea that a drive motor then best interpreted for the respective application is when the performance that he has to deliver is possible in terms of time is constant. The drive motor can then in a speed and Torque range are operated in the z. B. at an Elek tromotor the ratio of electrical power consumed to the mechanical power output or in the event of a burn engine the ratio of fuel consumption to the given mechanical performance is optimal. Through a gear with an infinitely variable translation, the electric can engine regardless of the speed of the flywheel with a we be operated at least approximately constant speed. In the mechanical power no longer peaks, to which the size of a drive motor can be matched ought to. Because of the constant power output, an An drive motor of small size can be used. Especially at the use of an electric motor as the drive motor added that there is a largely constant draw from a power grid compared to a power ent with current peaks with smaller cable cross sections and smaller energy stations and thus the Reduce electrical energy deployment costs. Especially when it comes to oil production in countries with little development Infrastructure often become cables that are many kilometers long relocated to the individual conveyor systems so that large cable cross cuts have a strong impact on costs.

Berücksichtigt man nicht eine Energierückgewinnung beim Senken der Fördereinrichtung und läßt auch die Verlustenergie außer acht, so ist der hydraulische Antrieb dann günstig ausgelegt, wenn sowohl während des Aufwärts- als auch während des Abwärts hubs der Antriebsmotor bei konstanter Leistungsabgabe 50 Prozent der für den Aufwärtshub notwendigen Nutzenergie zuführt, sofern die Geschwindigkeit des Kolbens beim Heben und Senken gleich sind. Je nach Anlage kann die während des Abwärtshubs zurückge wonnene Energie die Verlustenergie über- oder unterschreiten. Bei einem Überschreiten kann die vom Antriebsmotor einzuspei sende Energie unter 50 Prozent der Nutzenergie fallen. Bei einem Unterschreiten steigt die einzuspeisende Energie über 50 Prozent der Nutzenergie an.Do not take energy recovery into account when lowering the conveyor and also leaves the energy loss eight, then the hydraulic drive is designed cheaply, if both during up and down The drive motor lifts 50 percent with constant power output supplies the useful energy required for the upward stroke, if the speed of the piston when lifting and lowering the same are. Depending on the system, it can move back during the downstroke energy gained exceeds or falls below the energy loss. If exceeded, the drive motor can feed it transmit energy fall below 50 percent of the useful energy. At a The energy to be fed in falls below 50 percent the useful energy.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli schen Antriebs kann man den Unteransprüchen entnehmen. So wird gemäß Anspruch 2 eine Ausführung bevorzugt, bei der das Getriebe ein hydrostatisches Getriebe ist. Bei einem solchen hydrostati schen Getriebe erhält man eine stufenlos veränderbare Überset zung und eine konstante Leistungsabgabe des Antriebsmotors gemäß Anspruch 3 auf einfache Weise dadurch, daß das hydrostatische Getriebe eine leistungsgeregelte, verstellbare Hydropumpe, die vom Antriebsmotor antreibbar ist, und einen Hydromotor mit kon stantem Verdrängervolumen umfaßt, von dem das Schwungrad an treibbar ist. Die jeweilige Übersetzung ergibt sich aus dem kon stanten Schluckvolumen des Hydromotors und dem augenblicklichen Fördervolumen der Hydropumpe. Wird die Hydropumpe verstellt, so ändert sich ihr Fördervolumen und damit die Übersetzung des hy drostatischen Getriebes. Grundsätzlich ist es auch denkbar, einen verstellbaren Hydromotor zu verwenden und dessen Lei stungsaufnahme durch ein Verschwenken in Abhängigkeit von einer mit der Drehzahl des Schwungrads gekoppelten Drehzahl konstant zu halten. Es ist dazu ein Tachogenerator notwendig, mit dem die Drehzahl des Schwungrads erfaßt wird. In Abhängigkeit von der Drehzahl muß dann ein Stellglied angesteuert werden, das den Hy dromotor verschwenkt. Die in Anspruch 3 angegebene Lösung er scheint weniger aufwendig, da verstellbare Hydropumpen mit Lei stungsregelung ohne weiteres auf dem Markt zur Verfügung stehen.Advantageous embodiments of a hydraulic system according to the invention The drive can be found in the subclaims. So will According to claim 2, an embodiment is preferred in which the transmission is a hydrostatic transmission. With such a hydrostati gears you get a continuously variable transmission tion and a constant power output of the drive motor according to Claim 3 in a simple manner in that the hydrostatic Gearbox a power-controlled, adjustable hydraulic pump that can be driven by the drive motor, and a hydraulic motor with con Constant displacement volume from which the flywheel on is drivable. The respective translation results from the con constant swallowing volume of the hydraulic motor and the current one Delivery volume of the hydraulic pump. If the hydraulic pump is adjusted, so changes their funding volume and thus the translation of the hy drostatic transmission. In principle, it is also conceivable to use an adjustable hydraulic motor and its lei performance by swiveling depending on one speed coupled with the speed of the flywheel constant to keep. A tachogenerator is required, with which the Speed of the flywheel is detected. Depending on the Speed must then be controlled an actuator that the Hy dromotor swiveled. The solution specified in claim 3 he seems less expensive because adjustable hydraulic pumps with lei control system are readily available on the market.

Für das Schwungrad ergibt sich eine maximale Drehzahl durch die Bauart der verschwenkbaren Hydroeinheit, die minimale Drehzahl ist, wenn man voraussetzt, daß die Hydroeinheit im Aufwärtshub einen konstanten Volumenstrom erzeugen soll, bestimmt durch die Größe der Hydroeinheit. Bei minimaler Drehzahl des Schwungrads und damit der Hydroeinheit und maximaler Verschwenkung soll die Hydroeinheit noch den gewünschten Volumenstrom erzeugen können. Es kann vorkommen, daß sich das Betriebsverhalten der Anlage än dert und daß dadurch die maximale Drehzahl über- bzw. die mini male Drehzahl unterschritten wird. Der Leistungsregler der Ver stellpumpe ist deshalb bevorzugt verstellbar. Die vom Antriebs motor zugeführte Energie kann dadurch etwas reduziert oder er höht werden. Dies geschieht vorteilhaft in der in Anspruch 5 an gegebenen Weise.For the flywheel there is a maximum speed through the Design of the swiveling hydraulic unit, the minimum speed is, assuming that the hydraulic unit is in the upstroke should generate a constant volume flow, determined by the Hydraulic unit size. At minimum flywheel speed and thus the hydraulic unit and maximum pivoting should Hydro unit can still generate the desired volume flow. It can happen that the operating behavior of the system changes changes and that thereby the maximum speed over or the mini male speed is undercut. The power regulator of ver the adjusting pump is therefore preferably adjustable. The drive Motor-supplied energy can be reduced somewhat or he be raised. This is advantageously done in claim 5 given way.

Gemäß Anspruch 6 kann vom Hydromotor über ein zu einem Druckmit telbehälter hin sperrendes Rückschlagventil Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter angesaugt werden. Damit wird vermieden, daß der Hydromotor in der Verbindungsleitung zur Hydropumpe ein Va kuum erzeugt, wenn die Drehzahl des Schwungrades so groß ist, daß die Fördermenge auch bei maximal verschwenkter Hydropumpe nicht mehr ausreicht, um die Verdrängerräume des Hydromotors zu füllen.According to claim 6 from the hydraulic motor to a pressure with check valve blocking the pressure medium from the Pressure medium containers are sucked in. This avoids that the hydraulic motor in the connecting line to the hydraulic pump a Va vacuum generated when the flywheel speed is so high that the delivery rate even when the hydraulic pump is swiveled to the maximum is no longer sufficient to close the displacement spaces of the hydraulic motor to fill.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebs ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeich nung wird die Erfindung nun näher erläutert.An embodiment of a hydraulic according to the invention Drive is shown in the drawing. Based on this drawing tion, the invention will now be explained in more detail.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird als Antriebsmotor eine Elektro motor 10 verwendet, der direkt eine verstellbare Hydropumpe 11 antreiben kann. Die Hydropumpe 11, bei der es sich z. B. um eine Axialkolbenpumpe handeln kann, kann Hydrauliköl aus einem Ölbe hälter 12 ansaugen und über eine Leitung 13 zu einem Hydromotor 14 mit einem konstanten Verdrängervolumen fördern. Ein Lei stungsregler 15 sorgt in an sich bekannter Weise dafür, daß die sich aus dem Produkt des Betriebsdrucks und des Volumenstroms ergebende Abtriebsleistung der Hydropumpe konstant ist und der Elektromotor mit einer konstanten Drehzahl betrieben werden kann.In the embodiment, an electric motor 10 is used as the drive motor, which can directly drive an adjustable hydraulic pump 11 . The hydraulic pump 11 , which is z. B. can be an axial piston pump, hydraulic oil from a Ölbe container 12 and via a line 13 to a hydraulic motor 14 with a constant displacement volume. A Lei power controller 15 ensures in a manner known per se that the output power of the hydraulic pump resulting from the product of the operating pressure and the volume flow is constant and the electric motor can be operated at a constant speed.

Der Hydromotor 14 ist zum Antreiben eines Schwungrads 16 mecha nisch mit diesem gekoppelt. Ebenso mechanisch mit dem Schwungrad 16 gekoppelt ist eine über Null verschwenkbare Hydroeinheit 17, die vorzugsweise eine Axialkolbenmaschine ist und sowohl als Pumpe wie auch als Motor betrieben werden kann. Eine Leitung 18 taucht in das Öl des Ölbehälters 12 ein und ist mit dem einen Anschluß der Hydroeinheit 17 verbunden. Eine weitere an die Hy droeinheit angeschlossene Leitung 19 führt zu einem senkrecht stehenden Hydrozylinder 20 mit einem Differentialkolben 21, des sen Kolbenstange in Richtung der Schwerkraft aus dem Hydrozylin der herausgeführt ist und mechanisch mit einer Erdölförderpumpe 23 verbunden ist. Die Leitung 19 mündet in den kolbenstangensei tigen Raum 24 des Hydrozylinders 20. Der kolbenseitige Raum 25 ist über einen Filter 26 entlüftet.The hydraulic motor 14 is mechanically coupled to drive a flywheel 16 . A hydraulic unit 17 , which is preferably an axial piston machine and can be operated both as a pump and as a motor, is also mechanically coupled to the flywheel 16 . A line 18 is immersed in the oil of the oil container 12 and is connected to one connection of the hydraulic unit 17 . Another connected to the hy dro unit line 19 leads to a vertical hydraulic cylinder 20 with a differential piston 21 , the sen piston rod in the direction of gravity from the Hydrozylin which is led out and is mechanically connected to an oil pump 23 . The line 19 opens into the piston rod-side space 24 of the hydraulic cylinder 20th The piston-side space 25 is vented through a filter 26 .

Beim Heben des Kolbens 21 saugt die Hydroeinheit 17 als Pumpe Öl aus dem Ölbehälter 12 an und fördert es in den Raum 24 des Zy linders 20. Sie wird also vom Ölbehälter 12 aus in Richtung auf den Zylinder 20 zu vom Öl durchflossen. Beim Absinken des Kol bens 21 unter dem Eigengewicht und dem Gewicht des Gestänges zur Ölpumpe 23 drückt der Kolben 21 Öl aus dem Raum 24 heraus in die Leitung 19 hinein, das über die Hydroeinheit 17, die nun als Mo tor betrieben wird, in den Ölbehälter 12 zurückfließt. Im Pum penbetrieb und im Motorbetrieb hat die Hydroeinheit 17 dieselbe Drehrichtung, wobei sie jedoch von dem Regler 30 über Null ver stellt worden ist. Der Regler 30 sorgt im übrigen dafür, daß der Volumenstrom sowohl beim Heben als auch beim Senken des Kolbens 21 konstant ist, wobei jedoch der Volumenstrom beim Heben ver schieden von dem beim Senken sein kann, so daß die Geschwindig keit beim Heben verschieden von der beim Absenken ist.When lifting the piston 21 , the hydraulic unit 17 sucks oil from the oil container 12 as a pump and conveys it into the space 24 of the cylinder 20 . It is therefore flowed through from the oil tank 12 in the direction of the cylinder 20 to the oil. When the piston ben 21 drops under its own weight and the weight of the linkage to the oil pump 23 , the piston 21 pushes oil out of the space 24 into the line 19 , which via the hydraulic unit 17 , which is now operated as a motor, into the oil container 12 flows back. In Pum penbetrieb and in motor operation, the hydraulic unit 17 has the same direction of rotation, but it has been set by the controller 30 above zero. The controller 30 also ensures that the volume flow is constant both when lifting and when lowering the piston 21 , but the volume flow during lifting can be different from that when lowering, so that the speed when lifting is different from that when Lowering is.

Der obere und untere Totpunkt des Kolbens 21 wird von den beiden Endschaltern 31 erfaßt. Deren Signale lösen die Verschwenkung der Hydroeinheit 17 über Null aus. Außerdem sind zwei elektri sche Druckschalter 32 vorhanden, von denen einer die Anlage aus schaltet, wenn der Druck in der Leitung 19 unter einen minimalen Wert fällt, und von denen der andere die Anlage wieder einschal tet, wenn der Druck den minimalen Wert wieder übersteigt. Ebenso schalten zwei Druckschalter 33 die Anlage ein und aus, wenn der Druck einen maximalen Wert überschreitet oder wieder unter die sen maximalen Wert abfällt. The upper and lower dead center of the piston 21 is detected by the two limit switches 31 . Their signals trigger the pivoting of the hydraulic unit 17 above zero. In addition, there are two electrical pressure switches 32 , one of which switches the system off when the pressure in line 19 falls below a minimum value, and of which the other switches the system on again when the pressure exceeds the minimum value again. Likewise, two pressure switches 33 switch the system on and off when the pressure exceeds a maximum value or falls below this maximum value again.

Beim Hochfahren des Schwungrades auf eine Solldrehzahl knapp un terhalb der maximalen Drehzahl befindet sich die Hydroeinheit in einer Mittelposition, in der kein Öl durch sie hindurchströmt. Die Hydropumpe 11 gibt eine konstante Leistung ab. Der Kolben 21 des Hydrozylinders 20 sei abgesenkt, wenn das Schwungrad seine Solldrehzahl erreicht hat. Zum Heben des Kolbens 21 wird nun die Hydroeinheit 17 von dem Regler 30 so verschwenkt, daß sie bei der gegebenen, durch das Schwungrad festgelegten Drehzahl einen solchen Volumenstrom zum Hydrozylinder 20 erzeugt, daß sich der Kolben 21 mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt. Die für das Heben des Kolbens 21 auf zuwendende Energie wird über das Schwungrad 16, das hydrostatische Getriebe bestehend aus dem Hy dromotor 14 und der Hydropumpe 11 und dem Elektromotor 10 dem elektrischen Netz und dem Schwungrad 16 selbst entnommen. Die Drehzahl dieses Schwungrads 16 nimmt deshalb während des Hebens bis auf eine Drehzahl nahe der minimalen Drehzahl ab. Ebenso verringert sich die Drehzahl der Hydroeinheit 17. Damit der Vo lumenstrom konstant bleibt, wird die Hydroeinheit von dem Regler 30 immer weiter ausgeschwenkt.When the flywheel is raised to a target speed just below the maximum speed, the hydraulic unit is in a central position in which no oil flows through it. The hydraulic pump 11 delivers a constant power. The piston 21 of the hydraulic cylinder 20 is lowered when the flywheel has reached its target speed. To lift the piston 21 , the hydraulic unit 17 is now pivoted by the controller 30 so that it generates such a volume flow to the hydraulic cylinder 20 at the given speed determined by the flywheel that the piston 21 moves at the desired speed. The energy to be used for lifting the piston 21 is removed via the flywheel 16 , the hydrostatic transmission consisting of the hydraulic motor 14 and the hydraulic pump 11 and the electric motor 10 from the electrical network and the flywheel 16 itself. The speed of this flywheel 16 therefore decreases during lifting to a speed close to the minimum speed. The speed of the hydraulic unit 17 also decreases. So that the volume flow remains constant, the hydraulic unit is pivoted further and further out of the controller 30 .

Im oberen Totpunkt des Kolbens 21 verschwenkt der Regler 30 die Hydroeinheit 17 über Null, so daß nun unter Beibehaltung der Drehrichtung der Hydroeinheit 17 der Hydrozylinder 20 als Pumpe Öl durch die nun als Motor betriebene Hydroeinheit 17 drücken kann. Die Hydroeinheit 17 gibt dabei Energie an das Schwungrad 16 ab. Die restliche Energie, die notwendig ist, um das Schwungrad bis auf die Solldrehzahl zu beschleunigen, gibt der Elektromotor 10 ab. Läßt man die Verlustleistung außer Betracht, so hat der Elektromotor genau dann beim Senken des Kolbens 21 dieselbe Energie wie beim Heben aufzubringen, wenn diese Energie gleich die Hälfte der Differenz zwischen der zum Heben des Kol bens notwendigen Energie und der beim Absenken des Kolbens zu rückgewonnenen Energie ist. Beträgt z. B. die zurückgewonnene En ergie 20 Prozent der zum Heben des Kolbens 21 aufgewandten Ener gie, so beträgt dann die beim Heben und Absenken des Kolbens 21 vom Elektromotor abgegebene Energie jeweils 40 Prozent der zum Heben des Kolbens notwendigen Energie. Ist die Geschwindigkeit des Kolbens beim Heben und Senken gleich, so bedeutet gleiche Energieabgabe des Elektromotors auch eine konstante Leistungsab gabe. Sind die Geschwindigkeiten verschieden, so ist bei kon stanter Leistungsabgabe natürlich auch die Energieabgabe beim Heben und Senken verschieden. Wird z. B. der Kolben langsamer ab gesenkt als gehoben, so kann man während des Hebens mehr Energie dem Schwungrad entnehmen, weil während des Absenkens eine grö ßere Zeitspanne zur Verfügung steht, in der der Elektromotor bei konstanter Leistungsabgabe Energie in das Schwungrad einspeisen kann.At the top dead center of the piston 21 , the controller 30 pivots the hydraulic unit 17 above zero, so that while maintaining the direction of rotation of the hydraulic unit 17, the hydraulic cylinder 20 as a pump can press oil through the hydraulic unit 17 , which is now operated as a motor. The hydraulic unit 17 delivers energy to the flywheel 16 . The remaining energy, which is necessary to accelerate the flywheel up to the desired speed, is given off by the electric motor 10 . If the power loss is not taken into account, the electric motor has to apply the same energy as when lifting the piston 21 when it is being lifted, if this energy is equal to half the difference between the energy required for lifting the piston and that to be recovered when the piston is being lowered Energy is. For example, B. the recovered energy 20 percent of the energy used to lift the piston 21 , then the energy emitted by the electric motor when lifting and lowering the piston 21 is 40 percent of the energy required to lift the piston. If the speed of the piston when lifting and lowering is the same, the same energy output by the electric motor also means a constant power output. If the speeds are different, the energy output when lifting and lowering is of course different with constant power output. Is z. B. the piston is lowered more slowly than raised, so you can take more energy from the flywheel during lifting because during lowering there is a longer period of time available in which the electric motor can feed energy into the flywheel at constant power output.

Da sich das Betriebsverhalten der Anlage ändern kann, wird die Drehzahl des Schwungrads 16 und damit des Hydromotors 14 und der Hydroeinheit 17 von einem Drehzahlsensor 34 überwacht. Sobald die maximale Drehzahl überschritten wird, verstellt ein Stell glied 35 den Leistungsregler 15 so, daß die Pumpe 11 eine klei nere Leistung abgibt. Wird die minimale Drehzahl erreicht, so verstellt das Stellglied 35 den Leistungsregler 15 in Richtung höherer Leistung. Bei dem Stellglied 35 kann es sich z. B. um einen Elektromotor mit einem selbsthemmenden Getriebe handeln, der die Vorspannung einer im Leistungsregler 15 enthaltenen, nicht näher dargestellten Regelfeder verändert.Since the operating behavior of the system can change, the speed of the flywheel 16 and thus of the hydraulic motor 14 and the hydraulic unit 17 is monitored by a speed sensor 34 . As soon as the maximum speed is exceeded, an actuator 35 adjusts the power controller 15 so that the pump 11 delivers a smaller output. If the minimum speed is reached, the actuator 35 adjusts the power controller 15 in the direction of higher power. The actuator 35 may be, for. B. is an electric motor with a self-locking transmission that changes the bias of a contained in the power controller 15 , not shown control spring.

Um sicherzustellen, daß in der Verbindungsleitung zwischen der Hydropumpe 11 und dem Hydromotor 14 kein Unterdruck entsteht, ist der Eingang des Hydromotors 14 über ein Rückschlagventil 36 mit dem Ölbehälter 12 verbunden, wobei das Rückschlagventil zum Ölbehälter hin sperrt. Sollte die Drehzahl des Schwungrads 16 die maximale Drehzahl überschreiten und die Pumpe 11 auch bei voller Ausschwenkung nicht mehr den notwendigen Volumenstrom er zeugen können, so saugt der Hydromotor 14 über das Rückschlag ventil 36 Öl aus dem Behälter 12 an.In order to ensure that no negative pressure is created in the connecting line between the hydraulic pump 11 and the hydraulic motor 14 , the inlet of the hydraulic motor 14 is connected to the oil container 12 via a check valve 36 , the check valve blocking the oil container. If the speed of the flywheel 16 exceeds the maximum speed and the pump 11 can no longer generate the necessary volume flow even when swung out fully, the hydraulic motor 14 sucks in oil from the tank 12 via the check valve 36 .

Claims

1. Hydraulic drive, in particular for a petroleum pump ( 23 ), with a hydraulic conveyor ( 20 ) with a pivotable above zero, with the conveyor ( 20 ) hydraulically connected hydraulic unit ( 17 ) through which pressure medium in one direction during lifting and when lowering flows in the other direction, with a drive motor ( 10 ), preferably an electric motor ( 10 ), and with a flywheel ( 16 ), which is connected between the hydraulic unit ( 17 ) and the drive motor ( 10 ) and for driving the hydraulic unit ( 17 ) is mechanically coupled to it, characterized in that the flywheel ( 16 ) can be driven by the drive motor ( 10 ) via a transmission ( 11 , 14 ) with a continuously variable transmission ratio.

2. Hydraulic drive according to claim 1, characterized in that the transmission ( 11 , 14 ) is a hydrostatic transmission.

3. Hydraulic drive according to claim 2, characterized in that the hydrostatic transmission comprises a more powerful gel, adjustable hydraulic pump ( 11 ) which can be driven by the drive motor ( 10 ), and a hydraulic motor ( 14 ) with a constant displacement volume from which the Flywheel ( 16 ) can be driven.

4. Hydraulic drive according to claim 3, characterized in that the power controller ( 15 ) of the variable displacement pump ( 11 ) is adjustable.

5. Hydraulic drive according to claim 4, characterized in that the speed of the flywheel ( 16 ) by a speed sensor ( 34 ) can be detected and that the power controller ( 15 ) when exceeding a maximum speed or falling below a minimum speed of the flywheel ( 16th ) of an actuator ( 35 ) is automatically adjustable.

6. Hydraulic drive according to one of claims 3 to 5, characterized in that the hydraulic motor ( 14 ) via a egg nem pressure medium container ( 12 ) blocking check valve ( 36 ) pressure medium from the pressure medium container ( 12 ) can be sucked.

7. Hydraulic drive according to a preceding claim, characterized in that the hydraulic unit ( 17 ) volu menstromegegelt.

8. Hydraulic drive according to a preceding claim, characterized in that the hydraulic conveying device is a hydraulic cylinder ( 20 ).