DE69817343T2

DE69817343T2 - HYDRAULIC DRIVE WITH CONSTANT PRESSURE IN A PRESSURE LINE

Info

Publication number: DE69817343T2
Application number: DE69817343T
Authority: DE
Inventors: Augustinus Peter ACHTEN
Original assignee: Innas Free Piston BV
Current assignee: Innas Free Piston BV
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: EP0985087A1; WO1998054450A1; NL1006143C2; EP0985087B1; DE69817343D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Antriebssystem gemäß dem einleitenden Teil des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic drive system according to the introductory Part of claim 1.

Solch ein Antriebssystem ist aus dem „Hydraulischen Handbuch", 7. Ausgabe, herausgegeben von Trade and Technical Press Ltd., 1979, Seite 363, 26, allgemein bekannt. Der Nachteil dieses bekannten Systems ist, dass der erste Druck einen festgelegten Wert besitzt und eine Drosselung notwendig macht, falls ein Nutzer ein niedrigeren Druck erfordert, und somit einen Energieverlust hervorruft. Außerdem kann während des Betriebs die durch die Nutzer verwandte Leistung diejenige Leistung, die durch die Pumpe geliefert wird, übersteigen, was einen unerwünschten Druckabfall in der Druckleitung hervorrufen kann und somit auch einen Funktionsverlust bei einem oder mehreren Nutzern.Such a drive system is from the "Hydraulic Manual", 7th edition, published by Trade and Technical Press Ltd., 1979, page 363, 26 , well known. The disadvantage of this known system is that the first pressure has a fixed value and necessitates throttling if a user requires a lower pressure and thus causes energy loss. In addition, user-related performance during operation may exceed that provided by the pump, which may cause an undesirable drop in pressure in the pressure line and thus loss of function for one or more users.

Um diese Nachteile des bekannten Systems zu überwinden, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein verbessertes hydraulisches Antriebssystem bereitzustellen. Zu diesem Zweck liefert die vorliegende Erfindung das hydraulische Antriebssystem in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Der hydraulische Wandler verändert ohne Verluste den verfügbaren ersten Druck in den Nutzerdruck und kann Leistung in die Druckleitung zurückgeben. Die hydraulische Wandlersteuerung sorgt zusammen mit dem Leistungsregler dafür, dass die durch die Nutzer abgenommene Leistung nicht die verfügbare Leistung, die die Leistung von der Pumpe und die durch einen Nutzer zurückgegebene Leistung einschließt, übersteigt. Hierdurch werden die erwähnten Verluste verhindert.To overcome these disadvantages of the known System to overcome The present invention aims to provide an improved hydraulic To provide drive system. For this purpose, the present provides Invention the hydraulic drive system in accordance with the characteristic Part of claim 1. The hydraulic converter changes without Losses the available first pressure in the user pressure and can return power in the pressure line. The hydraulic converter control works together with the power controller for this, that the service purchased by the users is not the available service, which is the power from the pump and the power returned by a user includes, exceeds. As a result, the mentioned Prevents losses.

Gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist der Leistungsregler mit Mitteln zur selektiven Leistungszuteilung an bestimmte Nutzer versehen. Dies erreicht, dass bestimmte Nutzer in einem Antriebssystem genügend Leistung zu ihrer Verfügung haben. Dies fördert das Funktionieren der Vorrichtung bzw. seine Sicherheit.According to another improvement the invention is the power regulator with means for selective Allocation of services to certain users. Accomplishes this that certain users in a drive system have enough power at your disposal to have. This encourages the functioning of the device and its safety.

Gemäß einer weiteren Verbesserung ist, falls mehr als eine Pumpe beteiligt ist, jede Pumpe mit einem ersten Druckspeicher versehen. Dies führt zu geringeren Druckschwankungen in der Druckleitung.According to another improvement If more than one pump is involved, each pump has one provided the first pressure accumulator. This leads to less pressure fluctuations in the pressure line.

Eine weitere Verbesserung des hydraulischen Antriebssystems ist gemäß Anspruch 4 ausgeführt. Hierbei werden Druckschwankungen über die Länge der Druckleitung hinweg, die von der pulsierenden Ölzufuhr herrühren, verhindert, und der pulsierende Ölfluss, der durch die Pumpe(n) hervorgerufen wird, wird hauptsächlich ein pulsierender Ölfluss zum ersten Druckspeicher hin, und der Ölfluss durch die Druckleitungen ist gleichmäßiger. Dies verhindert weiter Fließverluste in der Druckleitung.Another improvement in hydraulic Drive system is according to claim 4 executed. Here, pressure fluctuations over the length of the pressure line, that of the pulsating oil supply originate, prevented, and the pulsating oil flow, which is caused by the pump (s) becomes mainly a pulsating oil flow to the first pressure accumulator, and the oil flow through the pressure lines is more even. This further prevents flow losses in the pressure line.

Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 5 ausgeführt. Dies liefert eine einfache Methode, einen mobilen Antrieb zu erhalten.According to yet another embodiment the pump is in accordance with the invention executed with the characterizing part of claim 5. This provides an easy way to get a mobile drive.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 6 durchgeführt. Diese liefert eine einfache Methode zur Realisierung eines hydraulischen Antriebssystems, das schnell in der Lage ist, auf sich verändernde Anforderungen und folglich auf Veränderungen im Leistungsbedarf zu reagieren, während beispielsweise der Motor sich bei mehr oder weniger konstanten oder sich langsam verändernden Umdrehungen weiter drehen kann.Another embodiment of the invention will according to the characteristic Part of claim 6 performed. This provides a simple method for realizing a hydraulic Propulsion system that is quickly capable of changing Requirements and consequently changes in power requirements to respond while for example the engine is at more or less constant or slow changing Revolutions can continue to rotate.

Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird gemäß Anspruch 7 durchgeführt. In einer solchen Ausführungsform wird beispielsweise ein Gleichstrommotor verwendet, der schnell angeschaltet werden kann und schnell die vollen Umdrehungen erreicht, wobei er dabei eine schnelle Reaktion auf Veränderungen hinsichtlich der Last des Antriebssystems erlaubt.Yet another embodiment the invention is according to claim 7 performed. In such an embodiment For example, a DC motor is used that is fast can be switched on and quickly reaches the full revolutions, thereby responding quickly to changes in the Drive system load allowed.

Schließlich wird eine weitere Verbesserung gemäß Anspruch 8 durchgeführt. Diese liefert eine einfache Methode zur Umwandlung der Energie, die durch die hydraulischen Wandler in die Druckleitung gebracht wird, in elektrische Energie, so dass besagte Energie nicht verloren geht.Finally, another improvement is claimed 8 performed. This provides a simple way to convert the energy, which are brought into the pressure line by the hydraulic converters will, in electrical energy, so that said energy is not lost goes.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf einige beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die mit Hilfe einer Zeichnung diskutiert werden sollen, wobeiThe invention will now be referenced to some exemplary embodiments described, which are to be discussed with the aid of a drawing, wherein

1 ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines hydraulischen Antriebssystems mit Hydromotoren zeigt, die hydraulische Wandler besitzen, die von einer Druckleitung mit einem konstanten Druck versorgt werden, wobei die Pumpe ein Freikolbenaggregat ist, 1 1 shows a schematic diagram of a first embodiment of a hydraulic drive system with hydraulic motors which have hydraulic converters which are supplied with a constant pressure by a pressure line, the pump being a free-piston unit,

2 ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform eines hydraulischen Antriebssystems gemäß 1 zeigt, wobei die Pumpe eine durch einen Motor angetriebene, rotierende Pumpe ist, 2 a schematic diagram of a second embodiment of a hydraulic drive system according to 1 shows the pump being a rotating pump driven by a motor,

3 ein schematisches Diagramm einer dritten Ausführungsform eines hydraulischen Antriebssystems gemäß 1 darstellt, wobei die Pumpe eine rotierende Pumpe ist, die durch einen von einer Batterie gespeisten Gleichstrommotor angetrieben wird, und ebenso fähig ist, Energie wieder in die Batterie zurückzugeben, 3 a schematic diagram of a third embodiment of a hydraulic drive system according to 1 wherein the pump is a rotating pump driven by a DC motor powered by a battery and is also capable of returning energy to the battery,

4 ein Diagramm darstellt, das die Druckkurve bei der Verbindung eines in 1 gezeigten Hydromotors zeigt, während besagter Hydromotor eine schrittweise Belastung von +65% erfährt, 4 is a diagram showing the pressure curve when connecting a in 1 shown hydraulic motor, while said hydraulic motor experiences a gradual load of + 65%,

5 ein Diagramm darstellt, das die Kurve des Volumenflusses durch den in 1 gezeigten Hydromotor während der schrittweisen Belastung von +65% zeigt, 5 is a diagram showing the curve of the volume flow through the in 1 hydraulic motor shown during the gradual loading of + 65%,

6 ein Diagramm darstellt, das die Kurve des Volumenflusses zum hydraulischen Wandler zeigt, der verbunden mit dem in 1 gezeigten Hydromotor ist, während der schrittweisen Belastung von +65%, 6 is a diagram showing the curve of the volume flow to the hydraulic converter connected to that in 1 hydraulic motor shown, during the gradual load of + 65%,

7 ein Diagramm darstellt, das die Kurve des Einstellsignals an den hydraulischen Wandler zeigt, der mit dem in 1 gezeigten Hydromotor verbunden ist, während der schrittweisen Belastung von +65%, und 7 is a diagram showing the curve of the setting signal to the hydraulic converter, which with the in 1 shown hydraulic motor is connected, during the gradual load of + 65%, and

8 ein Diagramm darstellt, das die Kurve des Drucks im Speicher zeigt, der durch einen Freikolbenmotor gemäß 1 gespeist wird, während der in den 4 bis 7 dargestellten schrittweisen Belastung. 8th is a diagram showing the curve of the pressure in the accumulator by a free piston engine according to 1 is fed while in the 4 to 7 shown incremental load.

Die Diagramme sind eine schematische Darstellung der verschiedenen Teile, während die bekannten und in hydraulischen Systemen üblichen Anordnungen, wie Sicherheitsvorrichtungen für Motoren und dergleichen, nicht dargestellt sind. Wo möglich, wurden vergleichbare Teile in den verschiedenen Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.The diagrams are schematic Representation of the various parts, while the known and in hydraulic systems usual Arrangements such as safety devices for engines and the like, are not shown. Wherever possible comparable parts in the different figures with the same Provide reference numerals.

1 zeigt eine Hochdruckleitung 1 mit einem Hochdruckspeicher 2 und einem Druck pA sowie eine Niederdruckleitung 13 mit einem Niederdruckspeicher 14 und einem Druck pT. Ein hydraulischer Wandler 11, der mit einer Wandlersteuerung 7A versehen ist, wird von der Hochdruckleitung 1 gespeist. Ein rotierender Hydromotor 10, der einen regelmäßigen Takt besitzt, wird vom hydraulischen Wandler 11 gespeist und ist mit einem Drehmoment M belastet. Durch den Hydromotor 10 gibt es einen Ölfluss mit einem Druck pB und einen Ölfluss QB vom hydraulischen Wandler, wobei der Druck pB, neben anderen Dingen, vom Drehmoment M und der Einstellung des hydraulischen Wandlers 11 abhängt. Der hydraulische Wandler 11 ist mit einer Wandlersteuerung 7A versehen, die sicherstellt, dass der Wandler 11 in der Weise eingestellt ist, dass der Motor soweit wie möglich die bestimmte Drehzahl annimmt, was bedeutet, dass QB so konstant wie möglich bleibt, während die Belastungsänderung durch das Drehmoment M mittels Einstellen des hydraulischen Wandlers 11 kompensiert wird. 1 shows a high pressure line 1 with a high pressure accumulator 2 and a pressure pA and a low pressure line 13 with a low pressure accumulator 14 and a pressure pT. A hydraulic converter 11 with a converter control 7A is provided by the high pressure line 1 fed. A rotating hydraulic motor 10 , which has a regular cycle, is from the hydraulic converter 11 fed and is loaded with a torque M. By the hydraulic motor 10 there is an oil flow with a pressure pB and an oil flow QB from the hydraulic converter, the pressure pB, among other things, from the torque M and the setting of the hydraulic converter 11 depends. The hydraulic converter 11 is with a converter control 7A provided, which ensures that the converter 11 is set in such a way that the engine adopts the determined speed as much as possible, which means that QB remains as constant as possible while the load change by the torque M by adjusting the hydraulic converter 11 is compensated.

Ein hydraulischer Wandler 9, der mit einem Linearmotor 8 wechselwirkt, wird ebenfalls von der Hochdruckleitung 1 gespeist, während zusätzlich andere, nicht dargestellte Nutzer, zwischen der Hochdruckleitung 1 und der Niederdruckleitung 13 angeordnet werden können.A hydraulic converter 9 with a linear motor 8th interacts, is also from the high pressure line 1 fed, while in addition other users, not shown, between the high pressure line 1 and the low pressure line 13 can be arranged.

Die Hochdruckleitung 1 wird durch ein Freikolbenaggregat 15, welches beispielsweise aus der WO 93/10345 bekannt ist und dessen Inhalt als hier mit eingeschlossen betrachtet wird, mit Öl unter Druck gespeist. Ein im Aggregat 15 montierter Freikolben wird unter dem Einfluss eines hydraulischen Antriebssystems 3 bewegt, und sobald pA unter den vorgegebenen Wert, zum Beispiel 30 MPa, fällt, beginnt die Bewegung des Freikolbens mittels eines Anlassventils 4. Nach 22 msec, der erforderlichen Zeit für die Zündung des Luft/Treibstoffgemischs im Motor, wird für 11 msec Öl an die Druckleitung 1 geliefert. Die an die Druckleitung 1 gelieferte Ölmenge beträgt 0,033 l, was bei einer maximalen Taktfrequenz von 30 Hz und einem Hochdruck pA von 30 MPa eine Leistung von 30 kW erzeugt. Der Hochdruckspeicher 2 besitzt ein Volumen von 0,7 l sowie ein Restvolumen von 0,1 l, also sind 0,6 l als Gasvolumen verfügbar, um das Pulsieren, das von der pulsierenden Ölzufuhr hergerührt, zu dämpfen. Dieses Volumen reicht aus, um die Druckveränderungen während der Ölzufuhr und fehlender Entladung auf ungefähr 1 MPa zu begrenzen, was als zulässig betrachtet wird.The high pressure line 1 is by a free piston unit 15 , which is known for example from WO 93/10345 and the content of which is considered to be included here, is fed with oil under pressure. One in the aggregate 15 assembled free piston is under the influence of a hydraulic drive system 3 moves, and as soon as pA falls below the specified value, for example 30 MPa, the movement of the free piston begins by means of a starter valve 4 , To 22 msec, the time required to ignite the air / fuel mixture in the engine, oil is delivered to the pressure line for 11 msec 1 delivered. The to the pressure line 1 The quantity of oil supplied is 0.033 l, which generates an output of 30 kW at a maximum switching frequency of 30 Hz and a high pressure pA of 30 MPa. The high pressure accumulator 2 has a volume of 0.7 l and a residual volume of 0.1 l, so 0.6 l are available as a gas volume to dampen the pulsation caused by the pulsating oil supply. This volume is sufficient to limit the pressure changes during the oil supply and lack of discharge to approximately 1 MPa, which is considered to be permissible.

Die Hochdruckleitung 1 ist mit einem Druckmesser 5 ausgestattet, der ist mit einer Pumpensteuerung 6 verbunden. Falls der Druck in der Hochdruckleitung 1 unter den eingestellten Wert fällt, aktiviert die Pumpensteuerung 6 das Freikolbenaggregat 15, welches dann so lange Öl liefert, bis der Druck den erforderlichen Schwellenwert wieder erreicht hat. Falls der Bedarf an Öl geringer ist als die Kapazität des Freikolbenaggregats 15, wird es nach jedem Hub stillstehen, bevor es den nächsten Hub ausführt. Wenn der Druck unter den eingestellten Wert gefallen ist, erhält das Anlassventil 4 ein Signal von der Pumpensteuerung 6, um den nächsten Hub auszuführen. Obwohl es nicht eigens in 1 dargestellt ist, ist es ebenfalls vorstellbar, mehrere Freikolbenaggregate parallel zu verbinden, die alle durch die Pumpensteuerung 6 gesteuert werden.The high pressure line 1 is with a pressure gauge 5 equipped with a pump control 6 connected. If the pressure in the high pressure line 1 falls below the set value, the pump control is activated 6 the free piston unit 15 , which then delivers oil until the pressure has reached the required threshold again. If the oil requirement is less than the capacity of the free piston unit 15 , it will stop after each stroke before executing the next stroke. If the pressure has fallen below the set value, the starter valve is activated 4 a signal from the pump control 6 to execute the next stroke. Although not specifically in 1 is shown, it is also conceivable to connect several free piston units in parallel, all by the pump control 6 to be controlled.

Die Wandlersteuerungen 7A sind verbunden mit einem Maximalleistungsregler 7. Dieser Maximalleistungsregler 7 stellt sicher, dass die vereinigte Leistung, die durch die Wandler aufgenommen wird, nicht die Kapazität der verfügbaren Pumpen, zum Beispiel Pumpe 15, übersteigt. Dies berücksichtigt ebenfalls die durch einen Wandler an die Hochdruckleitung 1 zurückgegebene Leistung.The converter controls 7A are connected to a maximum power controller 7 , This maximum power controller 7 ensures that the combined power consumed by the converters does not match the capacity of the pumps available, for example pump 15 , exceeds. This also takes into account that by a converter to the high pressure line 1 returned performance.

Ein Anwendungsbeispiel dieser Steuerung in einem Gabelstapler, der einen Fahrantrieb und einen Hebeantrieb besitzt, ist, dass das Fahr- oder Hebevermögen begrenzt wird, wenn eine Last angehoben werden soll, aber dass die Kapazität, die verfügbar wird, wenn die Last gesenkt wird, für den Fahrantrieb zugänglich gemacht werden kann. Falls Leistung durch einen hydraulischen Wandler an die Hochdruckleitung 1 zurückgegeben wird, während kein Leistungsbedarf besteht, wird der Druck über den eingestellten Wert ansteigen und eine Druckfreisetzungsvorrichtung 12 wird sich öffnen, und durch Drosselung der Energie wird sie in Hitze umgewandelt und geht verloren.An application example of this control in a forklift truck that has a travel drive and a lift drive is that the travel or lifting capacity is limited when a load is to be raised, but the capacity that becomes available when the load is lowered for the travel drive can be made accessible. If power through a hydraulic converter to the high pressure line 1 returned while there is no power requirement, the pressure will rise above the set value and a pressure release device 12 will open, and throttling the energy will convert it to heat and be lost.

Es ist möglich, das hydraulische Antriebssystem mit großen Druckspeichern, solchen wie zum Beispiel einem Druckspeicher 26, der eine Kapazität von beispielsweise 7 Litern haben kann, auszustatten, was die Fähigkeit bietet, viel Energie wiederzugewinnen. Eine pulsierende Ölzufuhr von der Pumpe 15 würde zu einem pulsierenden Ölfluss zum Druckspeicher 26 mit einer relativ hohen Flussrate führen. Um dies zu verhindern, stehen die Gasseiten der Druckspeicher 2 und 26 mittels einer Gasleitung 27 in Verbindung, so dass ungefähr der selbe Druck in der gesamten Druckleitung 1 vorherrscht. Als Folge davon fließt der pulsierende Ölfluss nur zu Druckspeicher 2, der sich nahe der Pumpe 15 befindet, und von hier fließt er gleichmäßig über die Druckleitung 1 zu den Nutzern. Auf diese Weise werden hohe Flussraten in den Leitungen verhindert und die nachfolgenden Verluste werden begrenzt.It is possible to use the hydraulic drive system with large pressure accumulators, such as an accumulator 26 , which can have a capacity of, for example, 7 liters, which offers the ability to recover a lot of energy. A pulsating oil supply from the pump 15 would cause a pulsating flow of oil to the accumulator 26 with a relatively high flow rate. In order to prevent this, the gas sides of the pressure accumulator are 2 and 26 by means of a gas pipe 27 connected so that approximately the same pressure in the entire pressure line 1 prevails. As a result the pulsating oil flow only flows to the pressure accumulator 2 that is close to the pump 15 and from here it flows evenly over the pressure line 1 to the users. In this way, high flow rates in the lines are prevented and the subsequent losses are limited.

Es ist ferner möglich, die Überdruckentlastungsvorrichtung 12 auf 10 MPa über dem Minimaldruck von 30 MPa einzustellen, was viel Energie zu speichern erlaubt. Die Wandlersteuerung 7A und die Maximalleistungssteuerung 7 erhalten ebenfalls die Druckinformation vom Druckmesser 5 und passen demgemäß die Regulierung der hydraulischen Wandler 9 und 11 an die höheren Drücke an.It is also possible to use the overpressure relief device 12 set to 10 MPa above the minimum pressure of 30 MPa, which allows a lot of energy to be stored. The converter control 7A and the maximum power control 7 also receive the pressure information from the pressure gauge 5 and accordingly adjust the regulation of the hydraulic converter 9 and 11 to the higher pressures.

2 zeigt eine von Motor 16 angetriebene Pumpe mit einem konstanten Hubvolumen. Der Motor 16 kann ein Verbrennungsmotor sein, dessen Umdrehungen nur relativ langsam variiert werden können oder zum Beispiel ein Drehstrommotor, der eine konstante Drehzahl besitzt. Das durch diese bekannten Motoren erzeugte Drehmoment kann sehr schnell variieren. Die Druckseite und die Saugseite der Pumpe 17 können mittels eines Kurzschlussventils 18 kurzgeschlossen sein, und die Druckseite steht mit der Hochdruckleitung 1 über ein Einwegventil 19 in Verbindung. In dieser Figur ist eine schematische Darstellung eines Rücklaufbehälters 20 an Stelle der Niederdruckleitung dargestellt. Das Verschließen des Kurzschlussventils 18 veranlasst das durch die Pumpe 17 gepumpte Öl zur Hochdruckleitung 1 zu fließen, wobei die Pumpe 17 gegen den Druck pA pumpt. Hat der hohe Druck pA einmal den erforderlichen Wert erreicht, aktiviert die Pumpensteuerung 6 die Öffnung des Kurzschlussventils 18, und die Pumpe 17 pumpt praktisch ohne Druck, wobei der Motor 16 kaum eine weitere Leistung mehr liefert. 2 shows one of motor 16 driven pump with a constant stroke volume. The motor 16 can be an internal combustion engine, the revolutions of which can be varied only relatively slowly, or, for example, a three-phase motor, which has a constant speed. The torque generated by these known motors can vary very quickly. The pressure side and the suction side of the pump 17 can by means of a short-circuit valve 18 be short-circuited, and the pressure side is connected to the high-pressure line 1 via a one-way valve 19 in connection. In this figure is a schematic representation of a return tank 20 shown in place of the low pressure line. Closing the short circuit valve 18 does this through the pump 17 pumped oil to high pressure line 1 to flow, the pump 17 pumps against the pressure pA. Once the high pressure pA has reached the required value, the pump control is activated 6 the opening of the short-circuit valve 18 , and the pump 17 pumps practically no pressure, the engine 16 hardly delivers any further performance.

3 zeigt eine Pumpe 22 mit einem konstanten Hubvolumen, die auch als Motor arbeiten kann. Die Pumpe 22 ist mit einem Gleichstrommotor 21 verbunden, der auch als Generator arbeiten kann. Der Motor 21 wird von der elektrischen Batterie 23 über einen Schalter 24 gespeist. Die Tatsache, dass der Motor 21 von der elektrischen Batterie 23 gespeist wird, macht dieses Antriebssystem speziell für eine mobile Anwendung geeignet, zum Beispiel für einen Gabelstapler. In dem Moment, in dem die Messung des Druckmessers 5 anzeigt, dass der Druck in der Druckleitung geringer als der Sollwert ist, wird der Motor 21 aktiviert, und das Öl wird über das Einweg ventil 19 zur Hochdruckleitung 1 gepumpt. Während dies geschieht, wird das Ventil 25 geschlossen. Wenn Energie zurückgewonnen wird, beispielsweise wenn eine mobile Vorrichtung abbremst, kann der Druck den eingestellten Wert übersteigen. Die Pumpensteuerung 6 aktiviert die Öffnung des Ventils 25, wonach die Pumpe 22 als Motor und der Motor 21 als Generator zu arbeiten beginnen. Das dargestellte Ventil 25 wird von der Pumpensteuerung 6 betrieben, es ist jedoch ebenso eine Ausführungsform möglich, in welcher das Ventil 25 hydraulisch betrieben wird und öffnet, wenn der Druck in der Hochdruckleitung 1 einen festgelegten Wert übersteigt. Der erzeugte elektrische Strom wird an die Batterie 23 zurückgegeben, aber die Art und Weise, wie dies geschieht, wird nicht dargelegt. 3 shows a pump 22 with a constant stroke volume that can also work as an engine. The pump 22 is with a DC motor 21 connected, which can also work as a generator. The motor 21 is powered by the electric battery 23 via a switch 24 fed. The fact that the engine 21 from the electric battery 23 is fed, this drive system is especially suitable for a mobile application, for example for a forklift. The moment the measurement of the pressure gauge 5 indicates that the pressure in the pressure line is less than the setpoint, the motor will 21 activated, and the oil is through the one-way valve 19 to the high pressure line 1 pumped. As this happens, the valve 25 closed. When energy is recovered, for example when a mobile device brakes, the pressure can exceed the set value. The pump control 6 activates the opening of the valve 25 , after which the pump 22 as the engine and the engine 21 start working as a generator. The valve shown 25 is controlled by the pump control 6 operated, however, an embodiment is also possible in which the valve 25 is hydraulically operated and opens when the pressure in the high pressure line 1 exceeds a specified value. The electrical current generated is sent to the battery 23 returned, but the way in which this is done is not set out.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen unterschiedliche Möglichkeiten, und es ist durchaus denkbar, dass Ausführungsformen, Schalter oder andere Betriebsmöglichkeiten und dergleichen, die für die eine Ausführungsform oben beschrieben wurden, ebenso für eine der anderen Ausführungsformen anwendbar sind. Abgesehen von den beschriebenen Anwendungen, die zweiseitige Hydromotoren verwenden, kann die Erfindung ohne Vorbehalt in Situationen angewandt werden, die hydraulische Zylinder mit einseitiger Belastung umfassen.The embodiments described above illustrate different ways, and it is quite conceivable that embodiments, switches or other operating options and like that for the one embodiment above have also been described for one of the other embodiments are applicable. Apart from the applications described, the Using double-sided hydraulic motors, the invention can be used without reservation be applied in situations involving hydraulic cylinders with one-sided Encompass burden.

Wie die beschriebenen Steuerungen realisiert werden können, soll für den Moment beiseite gelassen werden. Es ist möglich, elektromechanische Steuerungen zu verwenden, in denen Sensoren, was zum Beispiel das Messen eines Flüssigkeitsflusses, einer Drehzahl, einer Bewegung oder eines Drucks anbetrifft, den gemessenen Wert elektronisch an eine elektronische Steuerung weitergeben, und darauffolgend beispielsweise der hydraulische Wandler mittels eines Schrittmotors, eines Servomotors oder eines hydraulischen Servoantriebssystems eingestellt wird. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass ein gesamtes oder partielles hydraulisches Antriebssystem verwendet wird, worin beispielsweise Ventile direkt durch einen Druck oder ein Druckverhältnis aktiviert werden können.Like the controls described can be realized should for to be left aside for the moment. It is possible to use electromechanical controls to use in which sensors, for example measuring a Fluid flow, one Speed, movement or pressure, the measured Pass on value electronically to an electronic control, and then, for example, the hydraulic converter by means of a Stepper motor, a servo motor or a hydraulic servo drive system is set. However, it is also conceivable that an entire or partial hydraulic drive system is used, wherein for example valves can be activated directly by a pressure or a pressure ratio can.

Die verschiedenen 4 bis 8 zeigen, wie das in 1 dargestellte Antriebssystem auf eine steigende Belastung von +65% auf ein Drehmoment M an einem Punkt zur Zeit t = 0.2 sec und auf eine steigende Belastung zurück auf den ursprünglichen Moment M an einem Punkt zur Zeit t = 0.6 sec reagiert. Die Tatsache, dass der hydraulische Wandler in der Lage ist, schnell auf die geänderten Belastungsbedingungen zu reagieren, wurde berücksichtigt, indem das Einstellantriebssystem des hydraulischen Wandlers so ausgeführt wurde, dass in einem Antriebssystem, in welchem die Geschwindigkeit des Motors mittels eines Steuerungskreislaufs reguliert wird, die Bandbreite dieses eingestellten Antriebssystems ungefähr 7 Hz ist. Solch eine Bandbreite ist praktikabel, wenn das Einstellantriebssystem vom Hochleistungstyp ist, oder wenn der einzustellende hydraulische Wandler gemäß dem hydraulischen Wandler ausgeführt ist, der in der Anmeldung PCT/NL97/00084 des selben Anmelders beschrieben ist, wobei dieses Dokument als Teil dieses Dokuments betrachtet werden soll.The different 4 to 8th show how that in 1 shown drive system reacts to an increasing load of + 65% to a torque M at one point at time t = 0.2 sec and to an increasing load back to the original torque M at a point at time t = 0.6 sec. The fact that the hydraulic converter is able to react quickly to the changed load conditions was taken into account by designing the adjustment drive system of the hydraulic converter in such a way that in a drive system in which the speed of the motor is regulated by means of a control circuit, the bandwidth of this set drive system is approximately 7 Hz. Such a range is practical when the actuator system is of the high performance type, or when the hydraulic converter to be adjusted is made according to the hydraulic converter described in the same applicant's application PCT / NL97 / 00084, which document is considered part of this document should.

4 zeigt die Kurve des Drucks pB, wenn der Hydromotor 10 angeschlossen ist, wobei diese Kurve speziell das Ergebnis der Last M und der Einstellung des hydraulischen Wandlers 11 ist. 4 shows the curve of the pressure pB when the hydraulic motor 10 is connected, this curve specifically the result of the load M and the setting of the hydraulic converter 11 is.

5 zeigt eine Kurve des Ölflusses QB vom hydraulischen Wandler 11 zum Hydromotor 10, woraus ersichtlich ist, dass infolge der Last die Umdrehungen des Hydromotors abnehmen (QB ist geringer). 5 shows a curve of the oil flow QB from the hydraulic converter 11 to the hydraulic motor 10 , from which it can be seen that the revolutions of the hydraulic motor decrease due to the load (QB is lower).

6 zeigt die Kurve des Ölflusses QA von der Hochdruckleitung 1 zum hydraulischen Wandler 11. 6 shows the curve of the oil flow QA from the high pressure line 1 to the hydraulic converter 11 ,

7 zeigt ein Steuerungssignal 6, welches die Einstellung des hydraulischen Wandlers 10, ausgelöst durch die Wandlersteuerung 7A, darstellt. 7 shows a control signal 6 which is the setting of the hydraulic converter 10 triggered by the converter control 7A , represents.

8 zeigt den Druck pA im Hochdruckspeicher 2. Es ist ersichtlich, dass das Freikolbenaggregat anläuft, wenn der Druck unter den vorbestimmten Schwellenwert von 30 MPa fällt, und dass nach einer Verzögerung von 22 msec die Ölzufuhr beginnt und 11 msec andauert, wobei die Verzögerung durch den Freikolben verursacht wird, der zuerst einen Verdichtungshub auszuführen hat, worauf Energie, die sich bei der Verbrennung entwickelt, während des Arbeitstakts an das hydraulische Antriebssystem abgegeben wird. Weil die Wartezeiten zwischen den Anlassmomenten variieren, wird die Anpassung an die verschiedenen Zufuhren realisiert. Es wurde ebenso klar gezeigt, dass, wenn ein kleiner Druckspeicher eingesetzt wird, es nur sehr wenig Druckschwankung gibt, und dass es mittels einer Pulsmodulation möglich ist, schnell auf den sich ändernden Energiebedarf zu reagieren. 8th shows the pressure pA in the high pressure accumulator 2 , It can be seen that the free piston unit starts up when the pressure falls below the predetermined threshold value of 30 MPa and that after a delay of 22 msec the oil supply starts and continues for 11 msec, the delay being caused by the free piston which first makes a compression stroke has to carry out, whereupon energy, which develops during combustion, is given to the hydraulic drive system during the work cycle. Because the waiting times vary between the starting moments, the adaptation to the different feeds is realized. It was also clearly shown that when a small pressure accumulator is used there is very little pressure fluctuation and that pulse modulation makes it possible to react quickly to the changing energy requirement.

Claims

Hydraulic drive system comprising: a pressure line connected to several users ( 1 ), a pump ( 15 ; 17 ; 22 ) which, after activation, provides an essentially constant delivery for the delivery of a liquid, for example oil, to the pressure line under a first pressure (pA) ( 1 ), a first with the pressure line ( 1 ) connected pressure accumulator ( 2 ), the active volume of the first pressure accumulator being of such a size that, after activation and immediate deactivation of the pump ( 15 ; 17 ; 22 ), the liquid delivery to the first pressure accumulator causes the first pressure (pA) to rise by less than the maximum permitted for a pulsation pressure rise, a pressure sensor ( 5 ) for measuring the first pressure (pA) and a pump control means ( 6 ), which with switching means ( 4 ; 18 ; 24 ) to activate and deactivate the pump ( 15 ; 17 ; 22 ) and / or the liquid delivery of the pump ( 15 ; 17 ; 22 ) to the pressure line ( 1 ) is provided, the pump control means ( 6 ) is connected to the pressure sensor to a substantially constant pressure in the pressure line ( 1 ), characterized in that each of the main users with the pressure line ( 1 ) via a hydraulic converter ( 9 . 11 ) for converting the first pressure (pA) into a user pressure (pB), each hydraulic converter ( 9 . 11 ) a converter control ( 7A ) with a power controller ( 7 ) to control the hydraulic converters ( 9 . 11 ) the power to be supplied is connected to the pressure line through a hydraulic converter ( 1 ) returned power is taken into account.

A hydraulic drive system according to claim 1, wherein the power controller ( 7 ) is provided with means for selective service allocation to certain users.

A hydraulic drive system according to claim 2, wherein each pump ( 15 ; 17 ; 22 ) with a first pressure accumulator ( 2 ) is provided.

Hydraulic drive system according to one of the preceding claims, wherein the first, preferably small, pressure accumulator ( 2 ) with the pressure line ( 1 ) near the pump ( 15 ; 17 ; 22 ) is connected and at a distance from it at least a second pressure accumulator ( 26 , ...) to the pressure line ( 1 ) is connected and in which the gas sides of the first and second pressure accumulators ( 2 . 26 , ...) with a gas pipe ( 27 ) are connected.

Hydraulic drive system according to one of the preceding claims, wherein the pump is a free piston unit ( 15 ), which is a freely movable piston, a hydraulic drive system ( 3 ) for controlling the movement of the free piston and a pump cylinder in which a pump piston connected to the pump cylinder can move, and wherein the switching means ( 4 ) form part of the hydraulic drive system.

Hydraulic drive system according to one of the preceding claims, which comprises a motor ( 16 ) driven pump ( 17 ), one by the control means ( 6 ) operated valve ( 18 ) for communication between the suction side and the pressure side of the pump ( 17 ) and one in connection with the pressure line ( 1 ) provided check valve ( 19 ) includes.

Hydraulic drive system according to one of the preceding claims, which comprises a motor ( 21 ) driven pump ( 22 ) and one in connection with the pressure line ( 1 ) provided check valve ( 19 ) and switching means ( 24 ) to activate and deactivate the motor ( 21 ) includes.

Hydraulic drive system according to one of the preceding claims, wherein pump ( 22 ) and motor ( 21 ) in that they rotate in opposite directions, are able to convert hydraulic energy into electrical energy, and in which means ( 25 ) to connect the pressure line ( 1 ) with the pump ( 22 ) parallel to the check valve ( 19 ) available.