EP0897480B1

EP0897480B1 - Vorrichtung zur energieeinsparung

Info

Publication number: EP0897480B1
Application number: EP97915466A
Authority: EP
Inventors: Jürgen MARKWART
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 1996-05-04
Filing date: 1997-03-29
Publication date: 2002-07-17
Anticipated expiration: 2017-03-29
Also published as: DE19617950A1; JP2000509477A; ATE220766T1; EP0897480A1; CZ295658B6; CZ299298A3; WO1997042417A1; JP3857321B2; US6266959B1; SK284792B6; DE59707734D1; SK148198A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften mit einem Kolbenspeicher.

Dahingehende Energieeinspar- und -rückgewinnungsvorrichtungen sind unter Verwendung von handelsüblichen hydropneumatischen Speichern als Energiereservoir bereits aus der PCT/WO 93/11363 sowie aus der DE 44 38 899 C1 bekannt. Bei der bekannten Energierückgewinnungsvorrichtung nach der PCT-Schrift ist der Kolbenraum eines hydraulisch betätigbaren Arbeitszylinders mit dem Hydrospeicher über ein sog. Cartridge-Ventil verbunden, das mit einem Steuerungsverteiler zusammenwirkt, der als Teil einer Fluidsteuerung an ein Druckrelais angeschlossen ist. Diese Fluidsteuerungseinrichtung ist wiederum mit ihrem Steuereingang an einen Niederdruckzweig des Hydraulikkreises angeschlossen, der mit den bewegbaren Teilen der Arbeitsmaschine in Form der Arbeitsgerätschaft zusammenwirkt. Beim Senken der Arbeitsgerätschaft wird die kolbenseitige Fluidmenge des Arbeitszylinders unter Einbeziehen der jeweiligen abgegebenen Lageenergie, also unter Druck, an den Hydrospeicher abgegeben und kann von dort genau quantifizierbar für den später folgenden Hebevorgang der Arbeitsgerätschaft wieder abgerufen werden, was zu einer Rückgewinnung von in den Hydrospeicher eingebrachter Energie führt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ergibt sich ein gutes Energierückgewinnungsverhalten, sofern man drei und mehr Arbeitszylinder als hydraulische Arbeitsgerätschaften einsetzt, was jedoch insbesondere bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsmaschinen, wie Baggern od.dgl., aus Praktikabilitätsgründen häufig ausscheidet. Auch neigen die Cartridge-Ventile beim Halten der Arbeitsgerätschaften nach einem Senkvorgang unter Last zum Flattern, was zu einem ungewollten Wippen der Arbeitsgerätschaft meist in Form eines Bagger- oder Kranauslegers führt.

Gemäß der Lehre der DE 44 38 899 C1 ist zwar bereits vorgeschlagen worden, auf dahingehende Cartridge-Ventile zu verzichten, indem man hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile in einer Verbindungsleitung anordnet, die zwischen dem Hydrospeicher und der jeweils zu betätigenden hydraulischen Arbeitsgerätschaft verläuft, was zudem auch kostengünstig und funktionssicher. ist; es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß bei hydraulisch betätigbaren Arbeitszylindern diese bei Abgabe der rückgewonnenen Energie mit der zugeordneten Fluidmenge unterschiedlich stark beaufschlagt werden, was zu Hemmungen im Bewegungsablauf führen kann.

Durch die US-A-2,721,446 ist eine Betätigungsvorrichtung für einen hydraulisch betätigbaren Arbeitszylinder bekannt, die ansonsten die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist. Über eine über ein Rückschlagventil abgesicherte Hydraulikpumpe wird eine Konstantversorgung für den hydraulischen Arbeitszylinder hergestellt, bei deren Störung und Unterbrechung im Sinne einer Notversorgung der Kolbenspeicher mit zwei längsverfahrbaren Kolben über den vorgespannten Gasinnendruck im Vorspannraum die weitere Hydraulikversorgung für den Arbeitszylinder sicherstellt und ein Ausfahren desselben bewirkt. Der am gegenüberliegenden Ende des Vorspannraumes vorgesehene Umgebungsraum des bekannten Kolbenspeichers führt über eine Belüftungsöffnung ins Freie. Eine im Nebenzweig zwischen dem Kolbenspeicher und dem Arbeitszylinder geführte Versorgungsleitung, die über das Rückschlagventil gegenüber der Hydraulikpumpe abgesichert ist, ermöglicht die dahingehende Notversorgung für den Arbeitszylinder, erlaubt jedoch nicht derart eine hydraulische Verschaltung, als das mit dieser bekannten Vorrichtung eine fortlaufende Energieeinsparung im Betrieb des Arbeitszylinders möglich wäre. Darüber hinaus kommt es zu unerwünschten kompressionsbedingten Erwärmungen im luftgefüllten Umgebungsraum und die anzusteuernden Fluidmengen für den Notbetrieb fallen entsprechend groß aus, was energetisch ungünstig ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften zu schaffen, mit erweiterten Anwendungsmöglichkeiten, die die vorbeschriebenen Nachteile nicht aufweist. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 der Umgebungsraum fluidführend an die hydraulische Arbeitsgerätschaft ebenso angeschlossen ist wie an den mit dem Füllmedium versehenen Fluidraum, und daß der andere Fluidraum über eine umschaltbare Fluidsteuerung an die Hydraulikpumpe angeschlossen ist, erlauben die miteinander zwangsgekoppelten Kolben des Kolbenspeichers bei einer Verfahrrichtung mit dabei kleiner werdendem Vorspannraum eine Erhöhung des Gasinnendruckes, der im Sinne des Entspannens abnimmt, sobald die Kolben sich in der anderen Verfahrrichtung mit einer Vergrößerung des Volumens des Vorspannraumes bewegen. Die im Vorspannraum eingeschlossene Gasmenge bildet also eine Art Kraftspeicher vergleichbar einer mechanischen Feder aus und die durch die Verfahrbewegung in den Speicher eingebrachte Bewegungsenergie läßt sich wieder abrufen, und zwar durch entsprechendes Betätigen der umschaltbaren Fluidsteuerung. Da der Umgebungsraum des Kolbenspeichers zusätzlich fluidführend ist, sind ungewollte, durch Kompressionsvorgänge bedingte Erwärmungen vermieden und die jeweils anzusteuernden Fluidmengen zum Durchführen eines Arbeitshubes lassen sich verringern, was energetisch günstig ist.

Die bei der Energieeinsparungsvorrichtung zum Einsatz kommenden Kolbenspeicher gehören zu der Familie der Hydrospeicher, wozu auch Blasenspeicher und Membranspeicher gehören. Eine der Hauptaufgaben dieser Hydrospeicher ist, bestimmte Volumen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit einer Hydroanlage aufzunehmen und diese bei Bedarf an die Anlage zurückzugeben. Die bekannten Kolbenspeicher bestehen dabei aus einem Flüssigkeits- und einem Gasteil mit einem Kolben als gasdichtem Trennelement, wobei die Gasseite mit Stickstoff befüllt ist. Die Flüssigkeitsseite des Kolbenspeichers steht mit dem Hydrokreislauf in Verbindung, so daß bei einem Antrieg des Druckes der Kolbenspeicher vermehrt Flüssigkeit aufnimmt und das Gas auf seiner Gasseite komprimiert wird. Bei sinkendem Druck dehnt sich das verdichtete Gas aus und verdrängt dabei die gespeicherte Druckflüssigkeit in den hydraulischen Kreislauf. Kolbenspeicher können dabei grundsätzlich in jeder Lage arbeiten, wobei eine senkrechte Anordnung mit der Gasseite nach oben bevorzugt ist, damit ein Absetzen von Verschmutzungen aus der Flüssigkeit auf den Kolbendichtungen vermieden ist. Im Gegensatz zu den Membran-und Blasenspeichern weist der Kolbenspeicher kein flexibles Trennelement in Form einer Kautschukmembran oder Kautschukblase auf, sondern vielmehr einen starren Kolben, der kaum einem Verschleiß unterliegt und wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch über sehr lange Zeiträume versagensfrei arbeiten kann.

Durch den Einsatz des vorbeschriebenen Kolbenspeichers bei der Energieeinsparungsvorrichtung hat es sich gezeigt, daß es energiemäßig im Sinne einer Einsparung besonders günstig ist, eine mittlere Kolben- oder Auslegerstellung der hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaft einem hohen Gasinnendruck im Vorspannraum zuzuordnen, der sich aus dieser Mittellage unter Energieabgabe entspannt, sofern der Ausleger gegebenenfalls unter Last zu heben ist. Dabei braucht die Energieeinsparungsvorrichtung nicht auf Arbeitsmaschinen beschränkt zu sein, sondern kann gegebenenfalls auch in hydraulischen Bremsanlagen, in Fahrstühlen sowie bei Hydromotoren od.dgl. Verwendung finden. In diesen Fällen ist es günstig, zum Erzielen einer geringen Federkonstante ein großes Volumen für den Vorspannraum vorzusehen. Um dies zu erreichen, kann es vorgesehen sein, den Vorspannraum an eine weitere Gasversorgungseinrichtung, insbesondere in Form eines Stickstoffspeichers als Puffer, anzuschließen.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Energieeinsparung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig.1: in einer prinzipiellen Schaltdarstellung den Einsatz eines Kolbenspeichers bei einer Energieeinsparungsvorrichtung für hydraulisch betätigbare Arbeitsgerätschaften in Form von Arbeitszylindern;
Fig.2: einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des in der Fig.1 gezeigten Kolbenspeichers;
Fig.3: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines nach der Fig.1 anwendbaren Kolbenspeichers.

Der Kolbenspeicher nach der Fig.2 weist ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse auf. Das Gehäuse 10 ist in Form eines Zylinderrohres ausgebildet, kann aber auch andere Querschnittsformen (quadratisch, elliptisch) ausbilden. In dem Gehäuse 10 sind zwei längsverfahrbare Kolben 12,14 angeordnet, die über ein Kopplungsteil in Form einer massiv ausgebildeten Kopplungsstange 16 miteinander verbunden sind. Die Kopplungsstange 16 ist längsverfahrbar in einer Trennwand 18 des Gehäuses 10 geführt, die in der Art einer zylindrischen Zwischenabschnittes des Gehäuses 10 ausgebildet ist und die mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben 12,14 zwei Fluidräume 20,22 begrenzt. Zur Abdichtung der beiden Fluidräume 20,22 voneinander weist die umlaufende Trennwand 18 entsprechende Runddichtungen 24 auf. Das Gehäuse 10 ist endseitig von zwei Abschlußwänden 26,28 begrenzt, die die Verschlußdeckel des Kolbenspeichers bilden. Zwischen der in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen linken Abschlußwand 26 und dem benachbart gegenüberliegenden Kolben 12 befindet sich von diesen Teilen begrenzt ein Vorspannraum 30, dem ein vorgebbarer Gasinnendruck zugewiesen ist.

Der jeweilige Fluidraum 20,22 erweitert sich im Durchmesser von der Trennwand 18 zum jeweils zugeordneten Kolben 12,14 um eine Stufe, wobei die Kopplung zwischen den Kolben 12,14 derart ausgelegt ist, daß bei einem Fluidraum 20 mit kleinem Volumen der jeweils andere Fluidraum 22 um den Betrag des verringerten Volumens entsprechend vergrößert ist. Die Kopplungsstange 16 ist massiv ausgebildet und endseitig über Schrauben 32 stirnseitig in fester Anlage mit den jeweils zugeordneten Kolben 12,14. Die Kolben 12,14 weisen in bekannter Ausbildung außenumfangsseitig entsprechende Gleitdichtungen auf. Die Trennwand 18 ist Teil eines rohrförmigen Mittenstutzens 34, an den beidseitig sich die Gehäuserohre 36 des Gehäuses 10 anschließen, die der Längsführung der Kolben 12,14 dienen. In radialer Querrichtung zur Längsachse 38 und diametral einander gegenüberliegend sowie von der Trennwand 18 begrenzt verlaufen im Mittenstutzen 34 zwei Anschlußstellen 40 und 42, die in den jeweils zugeordneten Fluidraum 20 bzw. 22 münden. Der im Querschnitt und in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen in Richtung der Längsachse 38 H-förmige Mittenstutzen 34 ist an seinen beiden Enden jeweils über einen Dichtring 44 in den beiden Gehäuserohren 36 und die Fluidräume 20,22 von der Umgebung abdichtend geführt. Ebenso weisen die beiden Abschlußwände 26,28 außenumfangsseitig jeweils einen Dichtring 46 auf.

Zum Festlegen der Abschlußwände 26 und 28 dienen Abschlußhülsen 50, die jeweils in die freien Enden der beiden Gehäuserohre 36 eingeschraubt die angesprochenen Abschlußwände 26,28 in ihrer in der Fig.2 gezeigten Lage festhalten. Die jeweilige Anschlußstelle 40,42 mündet jeweils in einen zylindrischen Querkanal 52, der von der Kopplungsstange 16 in jeder Verfahrlage der Kolben 12,14 durchgriffen ist und parallel zur Längsachse 38 des Kolbenspeichers verläuft. Zur Aufnahme der Schrauben 32 sowie zur Vergrößerung des Vorspannraumes 30 und eines gegenüberliegenden Umgebungsraumes 54 weisen die beiden Kolben 12 bzw. 14 eine hohlzylindrische Mittenausnehmung 56 auf.

Die feststehende Abschlußwand 26 des Gehäuses 10, die den Vorspannraum 30 nach außen hin begrenzt, weist eine Anschlußstelle 58 auf, die über einen Verschlußstopfen (nicht dargestellt) dichtend verschließbar ist. Nach Entfernen des dahingehenden Verschlußstopfens kann über die Anschlußstelle 58 der Vorspannraum 30 an eine Gasversorgungseinrichtung (vgl.Fig.1) insbesondere in Form eines Stickstoffspeichers 62 angeschlossen werden. Der bereits angesprochene Umgebungsraum 54, der von der anderen Abschlußwand 28 sowie von dem Kolben 14 begrenzt ist, ist über eine Durchtrittsstelle 64 an eine Versorgungsleitung 66 anschließbar. Des weiteren begrenzt das Gehäuse 10 mit seinen beiden Gehäuserohren 36 die Fluidräume 20,22 außenumfangsseitig.

Der Vorspannraum 30 wird mit einem Arbeitsgas, beispielsweise in Form von Stickstoff, befüllt und bekommt einen Gasinnendruck zugewiesen. Zur Befüllung des Vorspannraumes 30 kann der nicht näher dargestellte Verschlußstopfen mit einer Ventileinrichtung 68 (s.Fig.1) versehen sein, die den Gasdurchlaß in Richtung des Vorspannraumes 30 erlaubt, im Sinne eines Rückschlagventils den Austritt aber versperrt. Das im Vorspannraum 30 befindliche Gas mit vorgebbarem Gasinnendruck bildet mithin eine Art Gas- oder Druckpolster aus mit, sofern man ein mechanisches Vergleichsmodell heranzieht, vorgegebener Federkonstante. Das angesprochene Druckpolster bildet also im Sinne des mechanischen Vergleichsmodells eine Art Druckfeder aus. Nehmen die beiden Kolben 12,14 in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen ihre äußerst rechte Fahrstellung ein, stößt der Kolben 12 an das zugewandte stirnseitige Ende des Mittenstutzens 34 an und der Kolben 14 kommt in Anlage mit der Abschlußwand 28. Da der Umgebungsraum 54 an die Versorgungsleitung 66 angeschlossen ist, wird die im Umgebungsraum 54 bevorratete Fluidmenge in die Versorgungsleitung 66 ausgeschoben. In der dahingehenden Endstellung nimmt dann der Vorspannraum 30 sein größtes Volumen ein sowie der Fluidraum 22, der mit einem Fluid über die Anschlußstelle 42 befüllbar ist. Der Fluidraum 20, nimmt dann sein geringstes Volumen ein und der Gasinnendruck im Vorspannraum 30 ist durch die Volumenvergrößerung des Vorspannraumes 30 dann verringert, was beim mechanischen Modell dem Entspannen der Druckfeder gleichkommt.

In umgekehrter Bewegungsrichtung verringert sich dann das Volumen des Vorspannraumes 30 sowie des Fluidraumes 22 und der Fluidraum 20, nimmt sein maximal mögliches Volumen ein. Das im Vorspannraum 30 befindliche Gas ist dann entsprechend komprimiert und vorgespannt, was dem Spannen einer mechanischen Feder gleichkommt. Die derart eingespeicherte Gas- oder Federenergie läßt sich dann abrufen, um, was noch näher erläutert werden wird, eine hydraulische Arbeitsgerätschaft od.dgl. unterstützend zu betätigen. Neben der gezeigten Zweikolbenanordnung können gegebenenfalls für andere Steuerungsvorgänge noch mehr Kolben (nicht dargestellt) eingesetzt werden, was gegebenenfalls die Anzahl der Fluidräume sowie der Vorspannräume und sonstige Gasräume erhöht. Auch könnten mehrere Kolbenspeicher in Reihe hintereinander oder parallel miteinander verschaltet werden.

Die Fig.1 zeigt die Verwendung des Kolbenspeichers nach der Fig.2 bei einer Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften in Form zweier Hydraulik-Arbeitszylinder 70. Die beiden Hydraulikzylinder 70 sind über ihre jeweiligen Kolbenstangen 72 gleichwirkend mit einem Ausleger 74 verbunden, beispielsweise in Form eines Kran- oder Baggerarmes. Der Ausleger 74 kann jedoch auch eine Hubplattform darstellen, wie sie bei Last- und Personenaufzügen sowie Hebebühnen Verwendung findet, sofern diese mit Hydraulikzylindern bewegbar sind. Anstelle der beiden Hydraulikzylinder 70 kann jedoch auch ein entsprechend ausgebildeter Hydromotor treten, um eine Arbeitsgerätschaft zu betätigen. Ferner kann anstelle der beiden Hydraulik-Arbeitszylinder 70 auch nur ein Arbeitszylinder zum Bewegen des Auslegers 74 vorgesehen sein, was jedoch mit geringeren Einsparmengen einhergeht.

Stangenseitig sind die beiden Hydrozylinder 70 über eine Verbindungsleitung 76 gemeinsam fluidführend an eine Fluidsteuerung 78 angeschlossen, die beispielsweise eine ansteuerbare Ventileinheit in Form von Wegeventilen od.dgl. aufweisen kann. An die Fluidsteuerung 78 ist des weiteren eine motorbetriebene Hydropumpe 80 angeschlossen sowie eine Tankleitung 82 für den Tank 84. Ausgangsseitig weist die Fluidsteuerung 78 eine weitere fluidführende Verbindungsleitung 86 auf, die in die zweite Anschlußstelle 42 mündet. Die erste Anschlußstelle 40 des Fluidraumes 20 ist bei der in der Fig.1 gezeigten Ausführungsform an die Versorgungsleitung 66 angeschlossen und mithin über diese Versorgungsleitung 66 in Verbindung mit dem Umgebungsraum 54. In einem dahingehenden Fall ist der Fluidraum 20 mit Hydraulikfluid befüllt und steht, wie die Versorgungsleitung 66, über einen Nebenzweig 66a mit der hydraulischen Arbeitsgerätschaft in Form der beiden Hydrozylinder 70 fluidführend in Verbindung. Beim Bewegen der Kolben 12,14 in Richtung des fluidbefüllten Umgebungsraumes 54 kann es zu keinen Kompressionsvorgängen von Luft und mithin zu keinen unerwünschten Erwärmungen kommen. Auch lassen sich im letztgenannten Fall die anzusteuernden Fluidmengen zum Durchführen eines Arbeitshubes veringern. Die Versorgungsleitung 66 sowie der Nebenzweig 66a münden gemäß der Darstellung nach der Fig.1 in eine weitere fluidführende Verbindungsleitung 88, die sich in Richtung der Hydrozylinder 70 gabelt und die auf den Kolbenseiten 90 an die Hydrozylinder 70 angeschlossen ist.

Die Energieeinsparvorrichtung wird nun derart eingestellt, daß bei einer mittleren Last- oder Auslegerposition des Auslegers 74 im Vorspannraum 30 ein erhöhter, nach Möglichkeit maximaler Gasinnendruck herrscht, der einer vorgespannten mechanischen Druckfeder entspricht. Soll nun der Ausleger 74 gehoben, also in Blickrichtung auf die Fig.1 nach oben bewegt werden, wird die Hydraulikpumpe 80 angeschaltet und über die Fluidsteuerung 78 gelangt Fluid unter Druck über die Verbindungsleitung 86 und die zweite Anschlußstelle 42 in den Fluidraum 22, wobei sich in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen die Kolben 12 und 14 nach rechts bewegen. Das im Fluidraum 20 des Kolbenspeichers bevorratete Fluid wird dann zusammen mit dem Fluid aus dem Umgebungsraum 44 über den Nebenzweig 66a bzw. die Verbindungsleitung 66 sowie die weitere Verbindungsleitung 88 auf die Kolbenseite 90 der Hydraulikzylinder 70 abgegeben, wobei das Druckpolster im Vorspannraum 30 diesen Bewegungsvorgang unterstützt und die im Vorspannraum 30 gespeicherte Energie wird über die Fluidführung an den Ausleger 74 abgegeben. Auf der Stangenseite 72 der Arbeitszylinder 70 werden die derart verdrängten Fluidmengen über die Verbindungsleitung 76 und die Fluidsteuerung 78 zum Tank 84 über die Verbindungsleitung 82 hin drucklos gemacht.

Ein Einspeichervorgang von Hydraulikenergie in den Vorspannraum 30 erfolgt dann beim Absenken des Auslegers 74, wobei das auf der Kolbenseite 90 bevorratete Fluid wieder in den Fluidraum 20 sowie den Umgebungsraum 54 zurückgegeben wird mit der Folge, daß in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen die Kolben 12 und 14 nach links verfahren und die Vorspannung im Vorspannraum 30 zunimmt. Bei Bewegung des Auslegers 74 um eine Mittellage läßt sich derart besonders energetisch günstig ein anstehender Hubvorgang unterstützen. Sofern der Ausleger 74 bei Arbeitsmaschinen zu bewegen ist, kann die Gasversorgungseinrichtung 62 in Form des gezeigten Stickstoffspeichers entfallen. Soll jedoch beispielsweise, weil es sich bei dem Ausleger 74 um eine Hubplattform handelt, die Federkonstante herabgesetzt werden, um über größere Verfahrwege eine gleichförmige Energieabgabe zu erreichen, wird das Kammervolumen des Vorspannraumes 30 durch den Anschluß des Speichers 62 erhöht. Ferner wird durch Umschalten der Fluidsteuerung 78 stangenseitig der Hydrozylinder 70 über die Hydropumpe 80 unter Druck befüllt, was den Absenkvorgang erleichtert sowie die Erhöhung des Gasdruckes im Vorspannraum 30.

In der Fig.3 ist ein weiterer Kolbenspeicher dargestellt, der, wie die Kolbenspeicherausführung nach der Fig.2 dazu geeignet ist, bei einer Energieeinsparungsvorrichtung nach dem Schaltbild der Fig.1 eingesetzt zu werden. Dabei werden dieselben Bauteile des Kolbenspeichers nach der Fig.3 mit denselben Bezugszeichen aber um jeweils 100 erhöht bezeichnet, wie sie vorstehend gemäß der Darstellung nach der Fig.2 beschrieben sind. Das für die Ausführungsform nach der Fig.2 Gesagte gilt mithin entsprechend für die Ausführungsform des Kolbenspeichers nach Fig.3, der im folgenden nur noch insofern beschrieben wird, als er sich wesentlich von der vorbeschriebenen Ausführungsform nach der Fig.2 unterscheidet.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.3 sind die Abschlußwände 126,128 einstückig ausgebildet und mit dem Inneren der Gehäuserohre 136 jeweils verschraubt. Die Anschlußstellen 140,142 münden nach einer Richtung hin, d.h. in Blickrichtung auf die Fig.3 gesehen nach unten aus dem Inneren des Gehäuses 110 heraus. Die zweigeteilte Trennwand 118 hat wiederum den Charakter eines hohlzylindrischen Zwischenstückes 134 und greift wechselseitig ineinander ein, wobei der feste Verbund über eine Schraubenverbindung 192 realisiert ist, die flanschartige Verbreiterungen des zweigeteilten Trennwand-Zwischenstückes durchgreift. Des weiteren sind die in den Kolben 112,114 vorgenommenen zylindrischen Mittenausnehmungen 156 koaxial zur Längsachse 138 angeordnet sowie einander zugewandt. Es findet mithin eine Volumenvergrößerung der Fluidräume 120 und 122 statt.

Beide Ausführungsformen eines Kolbenspeichers sowohl nach der Fig.2 als als auch nach der Fig.3 zeigen im wesentlichen zu einer Mittenachse und zu ihrer Längsachse 38,138 eine symmetrische Teileanordnung, was es erlaubt, kostengünstig in einer Vielzahl den Kolbenspeicher als preisgünstiges Standardbauteil herzustellen und anzubieten.

Claims

Vorrichtung zur Energieeinsparung bei hydraulisch betätigbaren Arbeitsgerätschaften (70) mit einer Hydraulikpumpe (80) und mit einem Kolbenspeicher, der ein Gehäuse (10;110) aufweist, in dem mindestens zwei längsverfahrbare Kolben (12,14;112,114) angeordnet sind, die jeweils mit einem benachbart gegenüberliegenden Kolben über ein Kopplungsteil (16;116) miteinander verbunden sind, das längsverfahrbar in einer Trennwand (18;118) des Gehäuses (10;110) geführt ist, die mit den beiden benachbart gegenüberliegenden Kolben zwei Fluidräume (20,22;120,122) begrenzt, wobei mindestens einer der Kolben (12;112) einen Vorspannraum (30;130) mit einem vorgebbaren Gasinnendruck zumindest teilweise begrenzt sowie auf seiner gegenüberliegenden Seite einen der beiden Fluidräume (20;120), der mit einem Füllmedium versehen an die hydraulische Arbeitsgerätschaft (70) angeschlossen ist und wobei einer der anderen Kolben (14;114) einen Umgebungsraum (54;154) des Kolbenspeichers zumindest teilweise begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebungsraum (54;154) fluidführend an die hydraulische Arbeitsgerätschaft (70) ebenso angeschlossen ist wie an den mit dem Füllmedium versehenen Fluidraum (20;120), und daß der andere Fluidraum (22;122) über eine umschaltbare Fluidsteuerung (78) an die Hydraulikpumpe (80) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannraum (30;130) des Kolbenspeichers neben dem bewegbaren Kolben (12;112) von einer feststehenden Abschlußwand (26;126) des Gehäuses (10;110) begrenzt ist, die vorzugsweise eine Anschlußstelle (58;158) für eine Gasversorgungseinrichtung aufweist, insbesondere in Form eines Stickstoffspeichers (62).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Trennwand (18;118) des Kolbenspeichers zwei Anschlußstellen (40,42;140,142) des Gehäuses (10;110) jeweils in den zugeordneten Fluidraum (20,22;120,122) münden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsgerätschaft (70) mindestens einen hydraulisch betätigbaren Arbeitszylinder aufweist, der stangenseitig (72) an die Fluidsteuerung (78) und kolbenseitig (90) an den Umgebungsraum (54;154) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß kolbenseitig der jeweilige Arbeitszylinder (70) an den anderen Fluidraum (20;120) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsteil (16;116) aus einer massiven Kopplungsstange gebildet ist, deren Enden jeweils mit dem zugeordneten Kolben (12,14;112, 114) fest verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsteil (16;116) in dichtender Anlage mit der Trennwand (18;118) ist, die als Teil eines Mittenstutzens (34;134) eine Anschlußstelle für beidseitig sich anschließende Gehäuserohre (36;136) des Gehäuses (10;110) bildet, die der Längsführung der Kolben (12,14;112,114) dienen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Kolbenspeicher sowohl zu einer quer zu ihrer Längsachse (38;138) ausgerichteten Mittenachse sowie zur Längsachse (38;138) im wesentlichen symmetrisch aufgebaut sind.