EP2474745A2 - Energy efficient hydraulic drive for the linear movement of a heavy body - Google Patents

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EP2474745A2
EP2474745A2 EP11193675A EP11193675A EP2474745A2 EP 2474745 A2 EP2474745 A2 EP 2474745A2 EP 11193675 A EP11193675 A EP 11193675A EP 11193675 A EP11193675 A EP 11193675A EP 2474745 A2 EP2474745 A2 EP 2474745A2
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Abstract

The hydraulically driven arrangement has control cylinder (11) and drive cylinder (12) each having a piston (17) with one-sided piston rod (18). The pistons are coupled on a mass body (10) based on the reciprocating motion of the mass body. Each of the control cylinder and drive cylinder is controlled by control circuits of control valve (13) or control valve assembly (23) hydraulically separated from each other.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Anordnung zum linearen Bewegen eines Massekörpers, bestehend aus zwei parallel zueinander geschalteten, jeweils einen Kolben mit wenigstens einer zum Zusammenwirken mit dem Massekörper eingerichteten Kolbenstange aufweisenden, doppelt wirkenden Arbeitszylindern, wobei der eine Arbeitszylinder als Steuerzylinder für die Steuerung der eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase aufweisenden Bewegung des Massekörpers eingerichtet ist und der andere Arbeitszylinder als Antriebszylinder an einen hydraulischen Akkumulator als Energiespeicher angeschlossen ist derart, dass der Akkumulator während der Beschleunigungsphase des Massekörpers die Antriebsenergie für den Antriebszylinder liefert und der Antriebszylinder in der Bremsphase des Massekörpers als Pumpe zum Aufladen des hydraulischen Akkumulators dient.The invention relates to a hydraulically driven arrangement for linear movement of a mass body, consisting of two parallel to each other, each having a piston with at least one arranged to interact with the mass body piston rod having double-acting cylinders, one of the cylinders as a control cylinder for the control of a Acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body is set up and the other cylinder is connected as a drive cylinder to a hydraulic accumulator as an energy storage such that the accumulator during the acceleration phase of the mass body provides the drive power for the drive cylinder and the drive cylinder in the braking phase of the Mass body as a pump for charging the hydraulic accumulator is used.
  • Eine derartige Anordnung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der WO 93/11363 Al bekannt. Die darin beschriebene Vorrichtung bezieht sich auf eine hydraulisch betriebene Arbeitsmaschine, die mittels eines doppelt wirkenden und mittels einer einseitigen Kolbenstange mit einer Arbeitseinrichtung verbundenen Arbeitszylinders ein Heben und Senken der Arbeitseinrichtung herbeiführt. Zur Rückgewinnung der Lageenergie dieser Arbeitseinrichtung in deren angehobener Stellung ist der als Antriebszylinder für die Bewegung der Arbeitseinrichtung anzusprechende Arbeitszylinder mit seinem stangenlosen großen Hubraum an einen hydraulischen Akkumulator angeschlossen, so dass einerseits beim Heben der Arbeitseinrichtung der Akkumulator die gespeicherte Energie in den Arbeitszylinder einspeist, während andererseits beim Senken der Arbeitseinrichtung der Akkumulator durch das aus dem stangenlosen größeren Hubraum des Arbeitszylinders verdrängte Fluid aufgeladen wird und dabei aufgrund des sich aufbauenden Drucks zusätzlich als Bremse für die Bewegung des Kolbens im Antriebszylinder und damit der Arbeitseinrichtung dient. Zur Steuerung der Bewegung der Arbeitseinrichtung ist parallel zu dem Antriebszylinder ein an eine Pumpe angeschlossener, mit dem Antriebszylinder übereinstimmend ausgebildeter Steuerzylinder angeordnet. Die beiden stangenseitigen, kleineren Hubräume sowohl des Antriebszylinders wie auch des Steuerzylinders sind miteinander fluidführend verbunden und gemeinsam an einen hydraulischen Steuerkreis angeschlossen. Damit soll erreicht werden, dass sich das aus dem stangenlosen größeren Hubraum des Arbeitszylinders beim Senken der Arbeitseinrichtung verdrängte Fluid vollständig in den Akkumulator einspeichern lässt.Such an arrangement with the aforementioned features is known from WO 93/11363 Al known. The device described therein relates to a hydraulically operated working machine, which by means of a double acting and connected by means of a one-sided piston rod with a working device working cylinder causes a raising and lowering of the working device. To recover the potential energy of this working device in its raised position of the angezusprechende as a drive cylinder for the movement of the working cylinder working cylinder with its rodless large capacity is connected to a hydraulic accumulator, so that on the one hand when lifting the working device of the accumulator feeds the stored energy into the cylinder while on the other hand when lowering the working device of the accumulator is charged by the displaced from the rodless larger displacement of the working cylinder fluid and additionally serves as a brake for the movement of the piston in the drive cylinder and thus the working device due to the pressure building up. In order to control the movement of the working device, a control cylinder connected to a pump and coinciding with the drive cylinder is arranged parallel to the drive cylinder. The two rod-side, smaller displacements of both the drive cylinder and the control cylinder are fluidly connected to each other and connected together to a hydraulic control circuit. This is to ensure that the displaced from the rodless larger displacement of the working cylinder when lowering the working fluid can be completely stored in the accumulator.
  • Eine ähnliche Anordnung von zwei Arbeitszylindern ist in der DE 103 15 071 A1 beschrieben. Hierbei sind zwei jeweils doppelt wirkende Arbeitszylinder mit einseitiger Kolbenstange in einer parallen Anordnung mit wechselseitigem Einsatz mit einer Gelenkanordnung eines Arbeitswerkzeuges verbunden. Jeder Arbeitszylinder ist über Richtungssteuerventile sowohl mit der Pumpe als auch mit einem Akkumulator verbunden, so dass das im Antriebsfall mit Kolbenausschub vom Akkumulator abgegebene Fluid den von der Pumpe gelieferten Fluidstrom ergänzen oder ersetzen kann. Der Akkumulator wird durch eine entsprechende Einschubbewegung der Kolben der beiden Arbeitszylinder wieder aufgeladen. Insofern sind die Arbeitszylinder wie auch Pumpe und Akkumulator an einen einheitlichen hydraulischen Steuerkreis angeschlossen.A similar arrangement of two working cylinders is in the DE 103 15 071 A1 described. Here are two each double-acting cylinder with one-sided piston rod connected in a parallel arrangement with mutual use with a hinge assembly of a working tool. Each cylinder is connected via directional control valves both with the pump and with an accumulator, so that the output in the drive case with Kolbenausschub from the accumulator fluid supplement or replace supplied by the pump fluid flow. The accumulator is recharged by a corresponding insertion movement of the pistons of the two working cylinders. In this respect, the working cylinder as well as pump and accumulator are connected to a single hydraulic control circuit.
  • Schließlich ist aus der DE 10 2005 017 878 B3 ein hydraulischer Antrieb für eine Spritzgießmaschine oder Presse bekannt, bei welcher jeweils zumindest ein erster und ein zweiter Antriebszylinder vorgesehen sind. Der erste Antriebszylinder ist an einen Steuerkreis mit einer Pumpe angeschlossen, während der zweite Antriebszylinder an einen Akkumulator angeschlossen ist, der bei Bedarf zugeschaltet wird.Finally, out of the DE 10 2005 017 878 B3 a hydraulic drive for an injection molding machine or press known, in which in each case at least a first and a second drive cylinder are provided. The first drive cylinder is connected to a control circuit with a pump, while the second drive cylinder is connected to an accumulator, which is switched on when needed.
  • Mit den bekannten Anordnungen ist insbesondere der Nachteil verbunden, dass die Energierückgewinnung jeweils nur einer Bewegungsrichtung des Kolbens des Arbeitszylinders, nämlich beim Einfahren, möglich ist und entsprechend die gespeicherte Energie auch nur beim Ausfahren des Kolbens nutzbar ist. Damit lässt sich diese Auslegung eines hydraulischen Antriebs nicht auf solche Einsatzzwecke anwenden, bei denen es um eine Hin- und Herbewegung einer großen Masse in zwei Bewegungsrichtungen geht.With the known arrangements in particular has the disadvantage that the energy recovery in each case only one direction of movement of the piston of the working cylinder, namely when retracting, is possible and according to the stored energy can be used only when extending the piston. Thus, this design of a hydraulic drive can not apply to such applications, which is about a reciprocating motion of a large mass in two directions of movement.
  • Ein solcher Einsatzzweck ergibt sich beispielsweise aus der DE 10 2008 059 436 B3 , in der ein hydraulisches Steuerventil für einen einseitig arbeitenden Differentialzylinder beschrieben ist. Ein solcher einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisender, doppelt wirkender Arbeitszylinder wird zum linearen Bewegen eines Massekörpers wie beispielsweise einer Einlass- und Druckklappe bei Kunststoffspritzmaschinen eingesetzt, wobei die Kolbenstange des Arbeitszylinders für den Antrieb des Massekörpers mit diesem verbunden ist. Über das in der DE 10 2008 059 436 B3 beschriebene Steuerventil wird die Vorwärts fahrt mit einem Ausfahren der Kolbenstange sowie die Rückwärtsfahrt mit einem Einfahren der Kolbenstange gesteuert, wobei jeder Bewegungsvorgang eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase sowie eine Bremsphase zum Erreichen der Endstellung des Massekörpers umfasst. Soweit die unterschiedlich großen Hubräume des Arbeitszylinders über das zwischengeschaltete Steuerventil an eine Pumpe sowie einen Tank anschließbar sind, ist das in der DE 10 2008 059 436 B3 im Einzelnen beschriebene Steuerventil mit einer Rückspeiseschaltung für das bei der Vorwärtsfahrt des Kolbens im Arbeitszylinder aus dessen kleinem Hubraum verdrängte Fluid ausgerüstet, mittels der das verdrängte Fluid unmittelbar dem großen Hubraum des Arbeitszylinders zugeführt und insoweit die Pumpe entlastet wird.Such an application arises for example from the DE 10 2008 059 436 B3 in which a hydraulic control valve for a single-sided differential cylinder is described. Such a piston having a one-sided piston rod exhibiting, double-acting cylinder is used for linear movement of a mass body such as an inlet and pressure flap in plastic injection molding machines, wherein the piston rod of the working cylinder for driving the mass body is connected thereto. About that in the DE 10 2008 059 436 B3 described control valve is the forward drive with an extension of the Controlled piston rod and the reverse drive with retraction of the piston rod, each movement comprises an acceleration phase, a driving phase and a braking phase to reach the end position of the mass body. As far as the different sized displacement of the working cylinder via the intermediate control valve to a pump and a tank can be connected, which is in the DE 10 2008 059 436 B3 described in detail control valve equipped with a feedback circuit for the displaced during the forward movement of the piston in the working cylinder from the small displacement fluid, by means of which the displaced fluid is supplied directly to the large displacement of the working cylinder and the extent the pump is relieved.
  • Soweit die von einem derartigen Arbeitszylinder zu bewegenden Massekörper eine erhebliche Masse von beispielsweise zehn Tonnen oder mehr aufweisen können, ergeben sich für die Bewegung derartig schwerer Massekörper erhebliche Anforderungen an die Auslegung des Arbeitszylinders, der entsprechende Stellkräfte aufbringen muss. Insbesondere beim Abbremsen eines Massekörpers im Anschluss an dessen Fahrphase entsteht eine erhebliche ungenutzte Verlustleistung, soweit zu Beginn der darauf folgenden erneuten Beschleunigungsphase die gesamte Bewegungsenergie dem Arbeitszylinder aus dem hydraulischen Versorgungssystem zur Verfügung zu stellen ist.As far as the mass body to be moved by such a working cylinder can have a considerable mass of, for example, ten tons or more, the movement of such heavy mass bodies involves considerable demands on the design of the working cylinder, which has to apply corresponding actuating forces. In particular, when braking a mass body following its driving phase creates a significant unused power loss, as far as the beginning of the subsequent re-acceleration phase, the entire kinetic energy is the working cylinder from the hydraulic supply system to provide.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch angetriebene Anordnung mit Energierückgewinnung gemäß den gattungsgemäßen Merkmalen für die lineare Bewegung einer entsprechend der DE 10 2008 059 436 B3 eingesetzten Masse in deren beiden Bewegungsrichtungen nutzbar zu machen.The invention is based on the object, a hydraulically driven arrangement with energy recovery according to the generic features for the linear movement of a corresponding to the DE 10 2008 059 436 B3 used mass in their two directions of movement usable.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung aus den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 2; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution to this problem results in different embodiments of the invention from the independent claims 1 and 2; advantageous embodiments and modifications of the invention are specified in the dependent claims.
  • Die Erfindung sieht in einer ersten Ausführungsform für einen Kolben mit einseitiger und im Sinne einer Hin- und Herbewegung des Massekörpers jeweils an den Massekörper gekoppelten Kolbenstange vor, dass Steuerzylinder und Antriebszylinder jeweils mittels hydraulisch voneinander getrennter, unabhängiger und jeweils ein Steuerventil bzw. eine Steuerventilanordnung aufweisender Steuerkreise gesteuert sind, wobei die dem Antriebszylinder zugeordnete Steuerventilanordnung drei Steuerkanten aufweist und der kleine Hubraum des Antriebszylinders über die Steuerventilanordnung mit dem Akkumulator und der große Hubraum des Antriebszylinders über die Steuerventilanordnung wahlweise mit dem Akkumulator oder mit dem Tank verbindbar sind.The invention provides in a first embodiment for a piston with one-sided and in the sense of a reciprocating motion of the mass body respectively coupled to the mass body piston rod, that control cylinder and drive cylinder each by means of hydraulically separated, independent and each having a control valve or a control valve arrangement exhibiting Control circuits are controlled, wherein the drive cylinder associated control valve assembly has three control edges and the small displacement of the drive cylinder via the control valve assembly with the accumulator and the large displacement of the drive cylinder via the control valve assembly with either the accumulator or with the tank can be connected.
  • Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass Steuerzylinder und Antriebszylinder jeweils einen Kolben mit zur Ausbildung symmetrischer Kolbenflächen beidseitig angesetzten Kolbenstangen aufweisen, von denen jeweils eine Kolbenstange im Sinne einer Hin- und Herbewegung des Massekörpers an den Massekörper gekoppelt ist; in Anpassung hieran ist wiederum vorgesehen, dass Steuerzylinder und Antriebszylinder jeweils mittels hydraulisch voneinander getrennter, unabhängiger und jeweils ein Steuerventil bzw, eine Steuerventilanordnung aufweisender Steuerkreise gesteuert sind, wobei die dem Antriebszylinder zugeordnete Steuerventilanordnung vier Steuerkanten aufweist und sowohl der kleine Hubraum wie auch der große Hubraum des Antriebszylinders über die Steuerventilanordnung wahlweise mit dem Akkumulator oder mit dem Tank verbindbar sind. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass aufgrund der Trennung der hydraulischen Steuerkreise von Steuerzylinder und Antriebszylinder die Speicherung der kinetischen Bewegungsenergie des Massekörpers und die Nutzung der gespeicherten Energie zu dessen Antrieb nun in beiden Bewegungsrichtungen des Massekörpers nutzbar ist. Hierbei bewirkt der Steuerkreis für die Steuerung des Antriebszylinders eine Aufladung des Akkumulators in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens im Antriebszylinder. Während der zwischen der Beschleunigungsphase und der Bremsphase ablaufenden Fahrphase braucht der Antriebszylinder keine zusätzliche Antriebsenergie zu vermitteln; hier reicht der vom Steuerzylinder vermittelte Bewegungsschub aus. Bei der Auslegung von Steuerzylinder und Antriebszylinder sollten deren Kolbenflächen zusammen in etwa der Kolbenfläche eines einzigen Arbeitszylinders nach dem Stand der Technik entsprechen, so dass Steuerzylinder und Antriebszylinder jeder für sich mit im Vergleich zum Stand der Technik geringeren Abmessungen ausgelegt werden können. Auch hierdurch wird eine entsprechende Einsparung erzielt.A second embodiment of the invention provides that the control cylinder and the drive cylinder each have a piston with piston rods set on both sides for forming symmetrical piston surfaces, of which in each case a piston rod is coupled to the mass body in the sense of a reciprocating movement of the mass body; in adaptation to this is in turn provided that control cylinder and drive cylinder are each controlled by means of hydraulically separated, independent and each control valve or a control valve arrangement aufweisender control circuits, wherein the drive cylinder associated control valve assembly has four control edges and both the small displacement and the large displacement the drive cylinder via the control valve assembly are selectively connectable to the accumulator or to the tank. With the invention has the advantage that due to the separation of the hydraulic control circuits of the control cylinder and drive cylinder, the storage of the kinetic kinetic energy of the mass body and the use of the stored energy to its drive is now available in both directions of movement of the mass body. In this case, the control circuit for the control of the drive cylinder causes a charging of the accumulator in both directions of movement of the piston in the drive cylinder. During the running phase between the acceleration phase and the brake phase, the drive cylinder need not impart additional drive energy; here the motion thrust mediated by the control cylinder is sufficient. In the design of the control cylinder and drive cylinder whose piston surfaces together should correspond approximately to the piston surface of a single working cylinder according to the prior art, so that control cylinder and drive cylinder each can be designed with smaller dimensions compared to the prior art. This also achieves a corresponding saving.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zunächst vorgesehen, dass die Hubräume des Steuerzylinders über ein hydraulisches Steuerventil mit einer Pumpe und/oder einem Tank verbindbar sind, wie dies im Grundsatz aus der bereits angesprochenen DE 10 2008 059 436 B3 für einen Arbeitszylindcr als alleiniger Antrieb für einen Massekörper bekannt ist. Insbesondere ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass das hydraulische Steuerventil eine Rückspeiseschaltung für das bei der Kolbenbewegung aus dem kleinen Hubraum des Steuerzylinders verdrängte Fluid aufweist, wie dies ebenfalls aus der genannten DE 10 2008 059 436 B3 im Einzelnen bekannt ist und daher zum Stand der Technik zählt.According to one embodiment of the invention, it is initially provided that the displacement of the control cylinder via a hydraulic control valve with a pump and / or a tank are connected, as in principle from the already mentioned DE 10 2008 059 436 B3 is known for a Arbeitszylindcr as the sole drive for a mass body. In particular, according to one embodiment of the invention, it is provided that the hydraulic control valve has a regenerative circuit for the displaced during the piston movement of the small displacement of the control cylinder fluid, as also from the above DE 10 2008 059 436 B3 is known in detail and therefore belongs to the state of the art.
  • Zur Nutzung des dem Steuerzylinder parallel geschalteten Arbeitszylinders als Antriebszylinder ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Hubräume des Antriebszylinders jeweils über eine hydraulische Steuerventilanordnung wahlweise mit dem Akkumulator und/oder einem Tank verbindbar sind.For use of the control cylinder connected in parallel working cylinder as a drive cylinder is provided according to an embodiment of the invention, that the displacements of the drive cylinder are each connectable via a hydraulic control valve arrangement optionally with the accumulator and / or a tank.
  • Um auch bei der Steuerung des Antriebszylinders eine Rückspeiseschaltung mit einer Einspeisung des aus dem einen Hubraum des Zylinders verdrängten Fluids in den anderen Hubraum des Antriebszylinders zu verwirklichen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Akkumulator und den dessen Verbindung mit den beiden Hubräumen des Antriebszylinders zugeordneten Steuerkanten der Steuerventilanordnung eine die Hubräume des Antriebszylinders verbindende Durchflussleitung vorgesehen ist.In order to realize in the control of the drive cylinder, a feedback circuit with an infeed of the displaced from one cylinder displacement fluid in the other displacement of the drive cylinder is provided according to an embodiment of the invention that between the accumulator and its connection to the two displacements the drive cylinder associated control edges of the control valve assembly is provided a connecting the displacement of the drive cylinder flow line.
  • Im Rahmen einer Schaltungsausführung für mit einseitiger Kolbenstange vorgesehene Arbeitszylinder kann vorgesehen sein, dass beim Ausfahren der Kolbenstangen von Steuerzylinder und Antriebszylinder während der Beschleunigungsphase des Massekörpers die Verbindung zwischen dem mit vorgespanntem Fluid gefüllten Akkumulator und dem großen Hubraum des Antriebszylinders über die zugeordnete Steuerkante der Steuerventilanordnung geöffnet und gleichzeitig die Verbindung zwischen dem kleinen Hubraum des Antriebszylinders und der Durchflussleitung geöffnet ist, so dass das im Akkumulator gespeicherte sowie das aus dem kleinen Hubraum des Antriebszylinders bei der Kolbenbewegung verdrängte Fluid in den großen Hubraum des Antriebszylinders eingespeist wird, und bei welcher während der Bremsphase des Massekörpers einerseits die Verbindung zwischen dem großen Hubraum des Antriebszylinders und dem Tank geöffnet sowie die Verbindung zwischen der Durchflussleitung und dem großen Hubraum des Antriebszylinders gesperrt sind und andererseits die Verbindung zwischen dem kleinen Hubraum des Antriebszylinders und der Durchflussleitung mit dem daran angeschlossenen Akkumulator geöffnet bleibt, so dass der Akkumulator durch das aus dem kleinen Hubraum des Antriebszylinders verdrängte Fluid aufgeladen wird.As part of a circuit design for provided with one-sided piston rod working cylinder can be provided that when extending the piston rods of the control cylinder and drive cylinder during the acceleration phase of the mass body opens the connection between the filled with biased fluid accumulator and the large capacity of the drive cylinder on the associated control edge of the control valve assembly and at the same time the connection between the small displacement of the drive cylinder and the flow line is opened, so that the stored in the accumulator and the displaced from the small displacement of the drive cylinder in the piston movement fluid is fed into the large displacement of the drive cylinder, and wherein during the braking phase the mass body on the one hand, the connection between the large displacement of the drive cylinder and the tank open and the connection between the flow line and the large displacement the drive cylinder are locked and on the other hand, the connection between the small displacement of the drive cylinder and the flow line with the battery connected thereto remains open, so that the accumulator is charged by the displaced from the small displacement of the drive cylinder fluid.
  • Soweit bei dieser Ausführungsform der Erfindung bei Rückbewegung des Massekörpers ein Einfahren der Kolbenstange von Steuerzylinder und Antriebszylinder erfolgt, ist im Rahmen einer derartigen Schaltung weiterhin vorgesehen, dass während der Beschleunigungsphase des Massekörpers die Verbindung zwischen dem großen Hubraum des Antriebszylinders und dem Tank bei gleichzeitiger Sperrung der Verbindung des großen Hubraumes zum Akkumulator sowie die Verbindung zwischen dem Akkumulator und dem kleinen Hubraum des Antriebszylinders geöffnet sind, so dass das aus dem Akkumulator freigesetzte Fluid den kleinen Hubraum des Antriebszylinders beaufschlagt, und bei welcher während der Bremsphase des Massekörpers die Verbindung zwischen dem großen Hubraum des Antriebszylinders und der Durchflussleitung mit dem daran angeschlossenen Akkumulator bei gleichzeitiger Sperrung der Verbindung zum Tank geöffnet ist, so dass der Akkumulator durch das aus dem großen Hubraum des Antriebszylinders verdrängte Fluid aufgeladen wird.As far as in this embodiment of the invention, a retraction of the mass body retraction of the piston rod of the control cylinder and the drive cylinder is provided as part of such a circuit further that during the acceleration phase of the mass body, the connection between the large displacement of the drive cylinder and the tank while blocking the Connection of the large capacity to the accumulator and the connection between the accumulator and the small displacement of the drive cylinder are open, so that the fluid released from the accumulator fluid acts on the small displacement of the drive cylinder, and wherein during the braking phase of the mass body, the connection between the large displacement of the drive cylinder and the flow line with the accumulator connected thereto is opened while blocking the connection to the tank, so that the accumulator by the large displacement of the drive cylinder v erdrängte fluid is charged.
  • Wie schon ausgeführt, wird der Antriebszylinder jeweils nur während der Beschleunigungsphase und während der Bremsphase des Massekörpers benötigt, wobei während der Fahrphase zur Aufrechterhaltung der Fahrgeschwindigkeit des Massekörpers der Antrieb über den Steuerzylinder ausreichend ist. Vor diesem Hintergrund ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass an beiden Enden des linearen Bewegungsweges des Massekörpers jeweils ein Antriebszylinder mit einer zugeordneten, dessen Anschlüsse zum Akkumulator und dem Tank umfassenden hydraulischen Steuerschaltung angeordnet ist, deren dem Massekörper zugewandte Kolbenstangen jeweils nur während der Bremsphase und der Beschleunigungsphase des Massekörpers mit diesem zusammenwirken, wobei die zugeordnete Kolbenstange des Steuerzylinders über den gesamten Bewegungsweg des Massekörpers an diesen gekoppelt ist. Mit einer solchen Ausführungsform ist der Vorteil verbunden, dass die beiden Antriebszylinder nur vergleichsweise klein ausgelegt zu sein brauchen, da nur kurze Beschleunigungswege beziehungsweise Bremswege vorliegen und daher auch nur kurze Kolbenstangen vorgehalten werden müssen. Daraus ergibt sich auch eine entsprechende Einsparung an Bauvolumen.As already stated, the drive cylinder is only required during the acceleration phase and during the braking phase of the mass body, wherein during the driving phase to maintain the driving speed of the mass body of the drive via the control cylinder is sufficient. Against this background, it is provided according to an embodiment of the invention that at both ends of the linear movement path of the mass body each have a drive cylinder with an associated, whose connections to the accumulator and the tank comprehensive hydraulic control circuit is arranged, the mass body facing piston rods only during the braking phase and the acceleration phase of the mass body interact with this, wherein the associated piston rod of the control cylinder is coupled to it over the entire movement path of the mass body. With such an embodiment, the advantage is associated that the two drive cylinders need to be designed to be relatively small, since only short acceleration paths or braking distances are present and therefore only short piston rods must be kept. This also results in a corresponding saving in construction volume.
  • Im Rahmen eines derartigen Ausführungsbeispiels der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jedem der beiden Antriebszylinder ein über eine zwischengeschaltete Steuerventilanordnung ansteuerbarer Akkumulator zugeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die beiden Antriebszylinder über ihnen zugeordnete Steuerventilanordnungen an einem gemeinsamen Akkumulator angeschlossen sind.As part of such an embodiment of the invention can be provided that each of the two drive cylinder is associated with a controllable via an intermediate control valve assembly accumulator. Alternatively, it can be provided that the two drive cylinders are connected via their associated control valve assemblies to a common accumulator.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuerventilanordnung zur Steuerung des Antriebszylinders von einzelnen, jeweils in die von den Hubräumen des Antriebszylinders zum Akkumulator und zum Tank führenden Leitungen eingeschalteten 2/2-WegeVentilen gebildet ist oder alternativ dass die Steuerventilanordnung zur Steuerung des Antriebszylinders aus einem einerseits an dessen Hubräume und andererseits an den Tank und den Akkumulator angeschlossenen Kolbenschieberventil besteht. Auch jede andere Ausführung eines funktionsgerechten hydraulischen Steuerventils kann vorgesehen sein.According to embodiments of the invention can be provided that the control valve assembly for controlling the drive cylinder of individual, in each case in the leading from the displacements of the drive cylinder to the accumulator and the tank lines 2/2-way valves is formed or alternatively that the control valve assembly for controlling the drive cylinder consists of a one hand on the displacement and on the other hand connected to the tank and the accumulator piston valve. Any other version of a functional hydraulic control valve may be provided.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine hydraulische Antriebsanordnung für einen Massekörper mit zwei jeweils einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisenden Arbeitszylindern in einer schematisierten Darstellung eines hydraulischen Schaltbildes,
    Fig. 2
    die Antriebsanordnung gemäß Figur 1 in einer die zugeordneten Steuerventilanordnungen umfassenden schematischen Darstellung bei Ruhestellung des Massekörpers vor Einleitung von dessen Bewegung,
    Fig. 3
    die Antriebsanordnung gemäß Figur 2 in einer Schaltstellung während der Beschleunigungsphase des Massekörpers bei Vorwärtsfahrt des Massekörpers,
    Fig. 4
    die Antriebsanordnung gemäß Figur 3 in der Schaltstellung während der Bremsphase des Massekörpers.
    Fig. 5
    die Antriebsanordnung gemäß Figur 3 in einer Schaltstellung während der Beschleunigungsphase des Massekörpers bei Rückwärtsfahrt des Massekörpers,
    Fig. 6
    die Antriebsanordnung gemäß Figur 5 in der Schaltstellung während der Bremsphase des Massekörpers,
    Fig. 7
    ein anderes Ausführungsbeispiel der Antriebsanordnung gemäß Figur 1 mit jeweils beidseitig des Kolbens angeordneten Kolbenstangen aufweisenden Arbeitszylindern.
    Fig. 8
    eine Ausführungsform der Antriebsanordnung gemäß Figur 1 mit einem Steuerzylinder und zwei an den beiden Enden des linearen Bewegungsweges des Massekörpers angeordneten Antriebszylindern und zugehörigen hydraulischen Schaltungen.
    In the drawings, embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it:
    Fig. 1
    a hydraulic drive assembly for a mass body with two each having a piston with one-sided piston rod having working cylinders in a schematic representation of a hydraulic circuit diagram,
    Fig. 2
    the drive assembly according to FIG. 1 in a schematic representation encompassing the associated control valve arrangements when the mass body is at rest before initiation of its movement,
    Fig. 3
    the drive assembly according to FIG. 2 in a switching position during the acceleration phase of the mass body during forward travel of the mass body,
    Fig. 4
    the drive assembly according to FIG. 3 in the switching position during the braking phase of the mass body.
    Fig. 5
    the drive assembly according to FIG. 3 in a switching position during the acceleration phase of the mass body during reverse travel of the mass body,
    Fig. 6
    the drive assembly according to FIG. 5 in the switching position during the braking phase of the mass body,
    Fig. 7
    another embodiment of the drive assembly according to FIG. 1 with each arranged on both sides of the piston piston rods working cylinders.
    Fig. 8
    an embodiment of the drive assembly according to FIG. 1 with a control cylinder and two arranged at the two ends of the linear path of movement of the mass body drive cylinders and associated hydraulic circuits.
  • Zur Steuerung der Hin- und Herbewegung eines aus Figur 1 ersichtlichen Massekörpers 10 im Sinne von dessen Vorwärtsfahrt mit einem Ausfahren der Kolbenstangen und dessen Rückwärtsfahrt mit einem Einfahren der Kolbenstangen sind zwei parallel zueinander geschaltete Arbeitszylinder vorgesehen, von denen der eine Arbeitszylinder als Steuerzylinder 11 und der andere Arbeitszylinder als Antriebszylinder 12 eingerichtet sind. Beide Zylinder 11, 12 sind als einen Kolben 17 mit daran angeschlossener, einseitiger und jeweils mit dem Massekörper 10 verbundener Kolbenstange 18 aufweisende Zylinder ausgebildet, so dass sich in den jeweiligen Zylindern 11, 12 jeweils ein großer Hubraum 19 und ein kleiner Hubraum 20 einstellen.To control the reciprocation of one out FIG. 1 apparent mass body 10 in the sense of its forward travel with an extension of the piston rods and its reverse drive with retraction of the piston rods are two parallel working cylinder provided, of which a working cylinder as the control cylinder 11 and the other working cylinder are arranged as a drive cylinder 12. Both cylinders 11, 12 are formed as a piston 17 connected thereto, one-sided and each connected to the mass body 10 piston rod 18 having cylinder, so that in the respective cylinders 11, 12 each set a large displacement 19 and a smaller displacement 20.
  • Zu seiner Steuerung ist der Steuerzylinder 11 an ein Steuerventil 13 angeschlossen, wobei die vom großen Hubraum 19 beziehungsweise vom kleinen Hubraum 20 zu den zugeordneten Anschlüssen des Steuerventils 13 jeweils führenden Leitungen 21 beziehungsweise 22 über vier in dem Steuerventil ausgebildete Steuerkanten 16 jeweils mit einer Pumpe 14 beziehungsweise einem Tank 15 zu verbinden sind. Zur Herstellung der in der DE 10 2008 059 436 B3 bereits beschriebenen Rückspeiseschaltung ist weiterhin eine vom Steuerventil 13 zum großen Hubraum 19 des Steuerzylinders 11 führende Leitung 22a vorgesehen, mittels der in der zugeordneten Stellung des Steuerventils 13 der kleine Hubraum 20 des Steuerzylinders 11 unmittelbar mit dessen großem Hubraum 19 verbindbar ist.For its control, the control cylinder 11 is connected to a control valve 13, wherein the from the large displacement 19 and the small displacement 20 to the associated terminals of the control valve 13 respectively leading lines 21 and 22 via four formed in the control valve control edges 16 each with a pump 14th or a tank 15 are to be connected. For the production of in the DE 10 2008 059 436 B3 already described return line from the control valve 13 to the large displacement 19 of the control cylinder 11 leading line 22a is provided, by means of which in the assigned position of the control valve 13 of the small displacement 20 of the control cylinder 11 is directly connected to the large displacement 19.
  • Entsprechend ist dem Antriebszylinder 12 eine Steuerventilanordnung 23 zugeordnet, deren Anschlüsse einerseits über Leitungen 27 beziehungsweise 28 an den großen Hubraum 19 und den kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 angeschlossen sind. Andererseits sind die Anschlüsse der Steuerventilanordnung 23 mit einem Tank 24 beziehungsweise mit einem hydraulischen Akkumulator 25 verbunden. In der Steuerventilanordnung 23 sind drei Steuerkanten 26 vorgesehen, so dass der kleine Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 mit dem Akkumulator 25 zu verbinden ist und der große Hubraum 19 wahlweise mit dem Akkumulator 25 oder dem Tank 24 zu verbinden ist. Hierzu verzweigt sich die vom großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 zur Steuerventilanordnung 23 führende Leitung 27 in zwei Leitungen 27a und 27b, die zu den den zugeordneten Steuerkanten 26 entsprechenden Anschlüssen der Steuerventilanordnung geführt sind. Weiterhin besteht auf der Steuerungsseite zwischen dem Akkumulator 25 und den beiden zugeordneten Steuerkanten 26 eine Durchflussleitung 29, mittels der der kleine Hubraum 20 und der große Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 über die eingeschalteten Steuerkanten 26 miteinander verbindbar sind. Weiterhin ist noch eine Verbindungsleitung zwischen dem Tank 24 und dem Akkumulator 25 vorgesehen, in die ein Rückschlagventil 31 mit einer vom Tank 24 zum Akkumulator 25 gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist.Accordingly, the drive cylinder 12 is associated with a control valve assembly 23 whose connections are connected on the one hand via lines 27 and 28 to the large displacement 19 and the small displacement 20 of the drive cylinder 12. On the other hand, the terminals of the control valve assembly 23 with a tank 24 and with a hydraulic accumulator 25 connected. In the control valve assembly 23, three control edges 26 are provided so that the small displacement 20 of the drive cylinder 12 is to be connected to the accumulator 25 and the large displacement 19 is selectively connectable to the accumulator 25 or the tank 24. For this purpose, the leading from the large displacement 19 of the drive cylinder 12 to the control valve assembly 23 line 27 branches into two lines 27a and 27b, which are guided to the corresponding control edges 26 corresponding terminals of the control valve assembly. Furthermore, on the control side between the accumulator 25 and the two associated control edges 26, a flow line 29, by means of which the small displacement 20 and the large displacement 19 of the drive cylinder 12 via the switched-control edges 26 are connected to each other. Furthermore, a connecting line between the tank 24 and the accumulator 25 is still provided, in which a check valve 31 is turned on with a directed from the tank 24 to the accumulator 25 passage direction.
  • In den Figuren 2 bis 6 sind nunmehr die sich während der Betriebszustände des Massekörpers einstellenden Schaltzustände beziehungsweise Fluidströme dargestellt.In the FIGS. 2 to 6 are now the adjusting during the operating states of the mass body switching states or fluid flows shown.
  • Soweit Figur 2 die Ruhestellung des Massekörpers 10 vor Beginn seiner Bewegungsphase zeigt, sperren die Kolbenbunde 33 des Kolbenschiebers 32 des als Kolbenschieberventil ausgebildeten Steuerventils 13 für den Steuerzylinder 11 die Verbindungsleitungen 21 und 22 zum großen Hubraum 19 und kleinen Hubraum 20 des Steuerzylinders 11 ab, so dass sich der Steuerzylinder 11 in Stillstand befindet. Wie sich weiterhin aus Figur 2 ergibt, besteht die dein Antriebszylinder 12 zugeordnete Steuerventilanordnung 23 aus drei in die jeweiligen Leitungswege eingeschalteten 2/2-Wege-Ventilen in Form von in die Leitungswege eingesteckten Cartridge-Ventilen, nämlich einem den Leitungsweg 27a zum Tank 24 absperrenden 2/2-Wege-Ventil 34, einem in die Verbindung 27b zwischen dem großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 und dem Akkumulator 25 beziehungsweise der Durchflussleitung 29 eingeschalteten 2/2-Wege-Ventil 35 und einem in die Verbindungsleitung 28 zwischen den kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 und dem Akkumulator 25 eingeschalteten 2/2-Wege-ventil 36. Der Akkumulator 25 ist mit gespanntem Fluid geladen, und alle drei 2/2-WegeVentile 34, 35, 36 befinden sich in der geschlossenen Stellung. Somit steht der Antriebszylinder 12 in Ruhestellung.So far FIG. 2 The rest position of the mass body 10 before the beginning of its movement phase shows the piston collars 33 of the spool 32 of the piston valve designed as a control valve 13 for the control cylinder 11, the connecting lines 21 and 22 to the large displacement 19 and small displacement 20 of the control cylinder 11 from, so that the Control cylinder 11 is at a standstill. How to continue FIG. 2 results, the your drive cylinder 12 associated control valve assembly 23 consists of three switched in the respective cable paths 2/2-way valves in the form of inserted into the conduit paths cartridge valves, namely a 2/2-way valve 34 shutting off the conduction path 27a to the tank 24, a 2/2-way valve 35 connected in the connection 27b between the large displacement 19 of the drive cylinder 12 and the accumulator 25 or the flow line 29, and an in the connecting line 28 between the small displacement 20 of the drive cylinder 12 and the accumulator 25 switched 2/2-way valve 36. The accumulator 25 is loaded with tensioned fluid, and all three 2/2-way valves 34, 35, 36 are located in the closed position. Thus, the drive cylinder 12 is at rest.
  • Soll nun der Massekörper 10 nach rechts bewegt werden, so geschieht dies durch eine Ansteuerung des Steuerventils 13 für den Steuerzylinder 11, indem dessen Kolbenschieber 32 nach links versetzt wird, so dass die Kolbenbunde 33 zum einen die Verbindung zwischen der Pumpe 14 und der zum großen Hubraum 19 des Steuerzylinders 11 führenden Leitung 21 freigeben und gleichzeitig die vom kleinen Hubraum herkommende Leitung 22 mit der vom Steuerventil 13 zum großen Hubraum 19 des Steuerzylinders führenden Leitung 22a verbunden wird, so dass die in der DE 10 2008 059 436 B3 beschriebene Rückspeiseschaltung verwirklicht ist, im Rahmen derer das aus dem kleinen Hubraum 20 des Steuerzylinders 11 verdrängte Fluid dem großen Hubraum 19 des Steuerzylinders 11 unmittelbar zugeführt wird. In dieser Schaltstellung des Steuerzylinders 11 wird dessen Kolben 17 nach rechts verfahren, so dass dessen Kolbenstange 18 den Massekörper 10 anschiebt. Diese Schaltstellung ist in Figur 3 wiedergegeben.If now the mass body 10 to be moved to the right, this is done by a control of the control valve 13 for the control cylinder 11 by the piston valve 32 is displaced to the left, so that the piston collars 33 on the one hand, the connection between the pump 14 and the large Displacement 19 of the control cylinder 11 leading line 21 release and at the same time coming from the small displacement line 22 is connected to the leading from the control valve 13 to the large displacement 19 of the control cylinder line 22 a, so that in the DE 10 2008 059 436 B3 described feedback circuit is realized, in the context of which the displaced from the small displacement 20 of the control cylinder 11 fluid is the large displacement 19 of the control cylinder 11 is supplied directly. In this switching position of the control cylinder 11 whose piston 17 is moved to the right, so that the piston rod 18 pushes the mass body 10. This switch position is in FIG. 3 played.
  • Gleichzeitig werden bei der dem Antriebszylinder 12 zugeordneten Ventilanordnung 23 die beiden 2/2-Wege-Ventile 35 und 36 geöffnet, so dass einerseits der Akkumulator 25 mit dem großen Hubraum 19 des Antriebszylinder 12 zusammengeschaltet wird und andererseits das bei der Vorwärtsfahrt des Kolbens 17 im Antriebszylinder 12 aus dessen kleinen Hubraum 20 verdrängte Fluid über die Leitung 28 und die Durchflussleitung 29 ebenfalls in den großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 eingespeist wird. Ist die im Akkumulator 25 gespeicherte Antriebsenergie nach Abschluss der Beschleunigungsphase verbraucht, so sorgt der Steuerzylinder 11 für die Vorwärtsfahrt des Massekörpers 10, wobei weiterhin das aus dem kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 verdrängte Fluid in den großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 überströmt.At the same time in the drive cylinder 12 associated valve assembly 23, the two 2/2-way valves 35 and 36 are opened, so that on the one hand, the accumulator 25 is interconnected with the large displacement 19 of the drive cylinder 12 and on the other hand, during the forward movement of the piston 17 in Drive cylinder 12 from the small displacement 20 displaced fluid via the line 28 and the flow line 29 is also fed into the large displacement 19 of the drive cylinder 12. If the drive energy stored in the accumulator 25 is consumed after completion of the acceleration phase, the control cylinder 11 ensures the forward movement of the mass body 10, wherein the fluid displaced from the small displacement 20 of the drive cylinder 12 continues to flow into the large displacement 19 of the drive cylinder 12.
  • Kommt es nach Abschluss der Fahrphase am Ende der Bewegung des Massekörpers 10 nach rechts zu der aus Figur 4 ersichtlichen Bremsphase, so wird die Verbindung zwischen dem großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 und dem Akkumulator 25 durch Schließen des zugeordneten 2/2-Wege-Ventils 35 geschlossen, während gleichzeitig die Verbindung vom großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 zum Tank 24 durch Öffnen des zugeordneten 2/2-Wege-Ventils 34 hergestellt ist. Das 2/2-Wege-Ventil 36 bleibt geöffnet, Diese Schaltstellung der Steuerventilanordnung 23 des Antriebszylinders 12 hat nun zur Folge, dass ab dem Zeitpunkt der Umschaltung das aus dem kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 noch verdrängte Fluid in den Akkumulator 25 eingespeist wird und diesen auflädt. Gleichzeitig wird das im großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 bei noch gegebener Vorwärtsfahrt des Massekörpers 10 entstehende Defizit an Fluid durch Nachsaugen aus dem Tank 24 aufgefüllt.Does it come to completion of the driving phase at the end of the movement of the mass body 10 to the right to the off FIG. 4 apparent braking phase, the connection between the large displacement 19 of the drive cylinder 12 and the accumulator 25 is closed by closing the associated 2/2-way valve 35, while simultaneously the connection from the large displacement 19 of the drive cylinder 12 to the tank 24 by opening the associated 2/2-way valve 34 is made. The 2/2-way valve 36 remains open, this switching position of the control valve assembly 23 of the drive cylinder 12 now has the consequence that from the time of switching the still displaced from the small displacement 20 of the drive cylinder 12 fluid is fed into the accumulator 25 and charge this. At the same time, the deficit of fluid arising in the large displacement 19 of the drive cylinder 12 at a given forward movement of the mass body 10 is replenished by suction from the tank 24.
  • Am Ende der Bremsphase werden das Steuerventil 13 für den Steuerzylinder 11 und die Steuerventilanordnung 23 für den Antriebszylinder 12 in ihre Schließstellungen überführt, und es stellt sich der Ruhezustand beziehungsweise Stillstand gemäß Figur 2 ein.At the end of the braking phase, the control valve 13 for the control cylinder 11 and the control valve assembly 23 for the drive cylinder 12 are transferred to their closed positions, and it turns the idle state or standstill according to FIG. 2 one.
  • Entsprechende Vorgänge vollziehen sich bei der anschließenden Rückwärtsfahrt des Massekörpers 10 mit einem Einfahren der Kolbenstangen 18 von Steuerzylinder 11 und Antriebszylinder 12. Wie sich dazu aus Figur 5 ergibt, wird hierzu durch Versetzen des Kolbenschiebers 32 mit Kolbenbunden 33 des Steuerventils 13 für den Steuerzylinder 11 nach rechts die Pumpe 14 mit der zu dem kleinen Hubraum 20 des Steuerzylinders 11 führenden Leitung 22 verbunden, während auf der anderen Seite eine Verbindung zwischen dem großen Hubraum 19 des Steuerzylinders 11 und dem Tank 15 über die zugeordnete Leitung 21 hergestellt wird. Somit beaufschlagt die Pumpe den kleinen Hubraum 20 des Steuerzylinders 11. verfährt somit den Kolben 17 des Steuerzylinders 11 nach links, wobei das aus dem großen Hubraum 19 verdrängte Fluid zum Tank 15 abströmt. Hierbei wird der Massekörper 10 nunmehr nach links verfahren.Corresponding processes take place during the subsequent reverse travel of the mass body 10 with retraction of the piston rods 18 of control cylinder 11 and drive cylinder 12. How to do this FIG. 5 results, this is by displacing the spool 32 with Kolbenbunden 33 of the control valve 13 for the control cylinder 11 to the right, the pump 14 connected to the leading to the small displacement 20 of the control cylinder 11 line 22, while on the other side, a connection between the large displacement 19 of the control cylinder 11 and the tank 15 via the associated line 21 is made. Thus, the pump acts on the small displacement 20 of the control cylinder 11 thus moves the piston 17 of the control cylinder 11 to the left, wherein the displaced from the large displacement 19 fluid flows to the tank 15. Here, the mass body 10 is now moved to the left.
  • Gleichzeitig wird in der Steuerventilanordnung 23 für den Antriebszylinder 12 die Verbindung zwischen dem Akkumulator 25 und dem kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 durch Öffnen des zugehörigen 2/2-WegeVentils 36 hergestellt, wobei durch Öffnung des 2/2-Wege-Ventils 34 der große Hubraum 21 des Antriebszylinders 12 mit dem Tank 24 verbunden ist. Das 2/2-Wege-Ventil 35 bleibt geschlossen. In dieser Schaltstellung der Steuerventilanordnung 23 wird vom Akkumulator das gespannte Fluid in den kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 freigegeben, so dass hier eine entsprechende Beschleunigung des Kolbens 17 des Antriebszylinders 12 und damit des Massekörpers 10 nach links erfolgt; das hierbei aus dem großen Hubraum 19 verdrängte Fluid wird zum Tank 24 abgeleitet.At the same time in the control valve assembly 23 for the drive cylinder 12, the connection between the accumulator 25 and the small displacement 20 of the drive cylinder 12 by opening the associated 2/2-way valve 36 is prepared, by opening the 2/2-way valve 34 of the large Displacement 21 of the drive cylinder 12 is connected to the tank 24. The 2/2-way valve 35 remains closed. In this switching position of the control valve assembly 23, the tensioned fluid in the small displacement 20 of the drive cylinder 12 is released from the accumulator, so that here is a corresponding acceleration of the piston 17 of the drive cylinder 12 and thus the mass body 10 to the left; in this case the displaced fluid from the large displacement 19 is discharged to the tank 24.
  • Kommt es am Ende dieses Bewegungsweges des Massekörpers 10 nach links wiederum zu der Bremsphase, so wird analog dem zu Figur 4 beschriebenen Schaltzustand entsprechend der Darstellung in Figur 6 das 2/2-Wege-Ventil 35 geöffnet und das 2/2-Wege-Ventil 34 geschlossen, so dass das aus dem großen Hubraum 19 des Antriebszylinders 12 verdrängte Fluid nun über die Leitung 27 und die Durchflussleitung 29 zum Akkumulator 25 strömt und diesen auflädt; ein Teilstrom des Fluids wird bei der weiterhin noch gegebenen Bewegung des Massekörpers 10 nach links über das geöffnete 2/2-Wege-Ventil 34 in den kleinen Hubraum 20 des Antriebszylinders 12 nachgesaugt.If at the end of this path of movement of the mass body 10 to the left again to the braking phase, so is analogous to FIG. 4 described switching state as shown in FIG FIG. 6 the 2/2-way valve 35 is opened and the 2/2-way valve 34 is closed, so that the displaced from the large displacement 19 of the drive cylinder 12 fluid now via line 27 and the flow line 29 to the accumulator 25 flows and charges it; a partial flow of the fluid is sucked in the still given movement of the mass body 10 to the left over the open 2/2-way valve 34 in the small displacement 20 of the drive cylinder 12.
  • Am Ende der Bremsphase werden sowohl das Steuerventil 13 als auch die Steuerventilanordnung 23 in ihre vollständige Schließstellung überführt, so dass sich der in Figur 2 dargestellte Ruhezustand beziehungsweise Stillstand wiederum einstellt.At the end of the braking phase, both the control valve 13 and the control valve assembly 23 are transferred to their full closed position, so that the in FIG. 2 shown rest state or standstill again sets.
  • Wie sich aus Figur 7 ergibt, lässt sich die Erfindung auch auf eine Bauform von Steuerzylinder 11 und Antriebszylinder 12 mit jeweils einem Kolben 17 und beidseitig daran angesetzten Kolbenstangen 18a und 18b anwenden, wobei die eine Kolbenstange 18a mit dem Massekörper 10 verbunden ist und die andere Kolbenstange 18b jeweils leer läuft. Da in diesem Fall die Kolbenflächen gleichgroß sind, bedarf die zugehörige hydraulische Schaltung einer Anpassung dahingehend, dass auf eine Rückspeiseschaltung bei dem Steuerventil 13 für den Steuerzylinder 11 verzichtet und stattdessen dem kleinen Hubraum 19 ein weiterer Tankanschluss 15a zugeordnet ist. Soweit entsprechendes auch für die Ventilanordnung 23 des Antriebszylinders 12 mit einem zusätzlichen Tankanschluss 24a gilt, weist die Steuerventilanordnung 23 vier Steuerkante 26 auf. Die Schaltung der Steuerkanten 26 vollzieht sich jedoch grundsätzlich ebenso wie zu den Figuren 2 bis 6 ausführlich beschrieben.As it turned out FIG. 7 results, the invention can also be applied to a design of control cylinder 11 and drive cylinder 12, each having a piston 17 and both sides attached thereto piston rods 18a and 18b, wherein the one piston rod 18a is connected to the mass body 10 and the other piston rod 18b runs empty , Since in this case the piston surfaces are the same size, the associated hydraulic circuit requires an adaptation to the effect that dispense with a feedback circuit in the control valve 13 for the control cylinder 11 and instead the small displacement 19 is assigned a further tank port 15 a. Insofar as the same applies to the valve arrangement 23 of the drive cylinder 12 with an additional tank connection 24a, the control valve arrangement 23 has four control edges 26. However, the circuit of the control edges 26 takes place in principle as well as to the FIGS. 2 to 6 described in detail.
  • Soweit sich aus der vorstehenden ausführlichen Funktionsbeschreibung bereits ergibt, dass der Antriebszylinder 12 funktionsmäßig nur während der Beschleunigungsphase und der Bremsphase des Massekörpers 10 erforderlich ist, ist in Figur 8 eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher an beiden Enden des linearen Bewegungsweges des Massekörpers 10 jeweils ein Antriebszylinder 12a und ein Antriebszylinder 12b angeordnet sind. Die Kolbenstangen 18 der beiden Antriebszylinder 12a und 12b sind entsprechend kurz ausgeführt, so dass ausgehend von der in Figur 8 dargestellten Betriebsstellung nach Abschluss der Beschleunigungsphase der Massekörper 10 von der Kolbenstange 18 des Antriebszylinders 12a abhebt und zu Beginn der Bremsphase auf die Kolbenstange 18 des gegenüberliegenden Antriebszylinders 12b auftrifft. Den beiden Antriebszylindern 12a und 12b sind entsprechende hydraulische Schaltungen zugeordnet, wie zu Figur 1 beschrieben, so dass sich jeweils die Schaltvorgänge vollziehen, wie zu den Figuren 2 bis 6 im Einzelnen beschrieben.Insofar as it already results from the above detailed functional description that the drive cylinder 12 is functionally required only during the acceleration phase and the braking phase of the mass body 10, is in FIG. 8 an embodiment of the invention shown in which at both ends of the linear path of movement of the mass body 10 are each a drive cylinder 12a and a drive cylinder 12b are arranged. The piston rods 18 of the two drive cylinders 12a and 12b are designed to be correspondingly short, so that starting from the in FIG. 8 shown operating position after completion of the acceleration phase of the mass body 10 lifts off the piston rod 18 of the drive cylinder 12a and impinges on the piston rod 18 of the opposite drive cylinder 12b at the beginning of the braking phase. The two drive cylinders 12a and 12b are associated with corresponding hydraulic circuits, such as FIG. 1 described, so that each perform the switching operations, as to the FIGS. 2 to 6 described in detail.
  • Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind den Antriebszylindern 12a und 12b jeweils eigene Akkumulatoren 25 zugeordnet. Zur Einsparung von Bauteilen beziehungsweise Bauvolumen kann aber auch in einer nicht dargestellten Weise vorgesehen sein, dass den beiden Antriebszylindern 12a und 12b jeweils ein gemeinsamer Akkumulator 25 zugeordnet ist, zu dem jeweils eine entsprechende Leitung geführt ist. Änderungen im Funktionsablauf ergeben sich aber daraus nicht.At the in FIG. 8 illustrated embodiment, the drive cylinders 12a and 12b each own accumulators 25 are assigned. In order to save components or construction volume but can also be provided in a manner not shown that the two drive cylinders 12a and 12b each have a common accumulator 25 is assigned to each of which a corresponding line is performed. However, changes in the functional sequence do not result from this.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims, the abstract and the drawings of the subject matter of these documents may be essential individually as well as in any combination with each other for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims (13)

  1. Hydraulisch angetriebene Anordnung zum linearen Bewegen eines Massekörpers (10), bestehend aus zwei parallel zueinander geschalteten, jeweils einen Kolben (17) mit wenigstens einer zum Zusammenwirken mit dem Massekörper (10) eingerichteten Kolbenstange (18) aufweisenden, doppelt wirkenden Arbeitszylindern (11, 12), wobei der eine Arbeitszylinder als Steuerzylinder (11) für die Steuerung der eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase aufweisenden Bewegung des Massekörpers (10) eingerichtet ist und der andere Arbeitszylinder als Antriebszylinder (12) an einen hydraulischen Akkumulator (25) als Energiespeicher angeschlossen ist derart, dass der Akkumulator (25) während der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) die Antriebsenergie für den Antriebszylinder (12) liefert und der Antriebszylinder (12) in der Bremsphase des Massekörpers (10) als Pumpe zum Aufladen des hydraulischen Akkumulators (25) dient, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) jeweils einen Kolben (17) mit einseitiger Kolbenstange (18) aufweisen, die im Sinne einer Hin- und Herbewegung des Massekörpers (10) jeweils an den Massekörper (10) gekoppelt sind und dass Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) jeweils mittels hydraulisch voneinander getrennter, unabhängiger und jeweils ein Steuerventil (13) bzw. eine Steuerventilanordnung (23) aufweisender Steuerkreise gesteuert sind, wobei die dem Antriebszylinder (12) zugeordnete Steuerventilanordnung (23) drei Steuerkanten (26) aufweist und der kleine Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) über die Steuerventilanordnung (23) mit dem Akkumulator (25) und der große Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) über die Steuerventilanordnung (23) wahlweise mit dem Akkumulator (25) oder mit dem Tank (24) verbindbar sind.Hydraulically driven arrangement for the linear movement of a mass body (10), consisting of two double-acting working cylinders (11, 12) connected in parallel with each other, each having a piston (17) with at least one piston rod (18) adapted to cooperate with the mass body (10) ), wherein the one working cylinder as a control cylinder (11) for controlling an acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body (10) is arranged and the other working cylinder as a drive cylinder (12) to a hydraulic accumulator (25) as energy storage connected such that the accumulator (25) during the acceleration phase of the mass body (10) provides the drive power for the drive cylinder (12) and the drive cylinder (12) in the braking phase of the mass body (10) as a pump for charging the hydraulic accumulator (25 ), characterized in that control cylinder (11) and Antr iebszylinder (12) each having a piston (17) with one-sided piston rod (18) which are coupled in the sense of a reciprocating movement of the mass body (10) respectively to the mass body (10) and that control cylinder (11) and drive cylinder (12 ) each are controlled by means of hydraulically separated, independent and in each case a control valve (13) or a control valve arrangement (23) exhibiting control circuits, wherein the drive cylinder (12) associated control valve assembly (23) has three control edges (26) and the small displacement (20) the drive cylinder (12) via the control valve assembly (23) with the accumulator (25) and the large displacement (19) of the drive cylinder (12) via the control valve assembly (23) selectively connectable to the accumulator (25) or to the tank (24) are.
  2. Hydraulisch angetriebene Anordnung zum linearen Bewegen eines Massekörpers (10), bestehend aus zwei parallel zueinander geschalteten, jeweils einen Kolben (17) mit wenigstens einer zum Zusammenwirken mit dem Massekörper (10) eingerichteten Kolbenstange (18) aufweisenden, doppelt wirkenden Arbeitszylindern (11, 12), wobei der eine Arbeitszylinder als Steuerzylinder (11) für die Steuerung der eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase aufweisenden Bewegung des Massekörpers (10) eingerichtet ist und der andere Arbeitszylinder als Antriebszylinder (12) an einen hydraulischen Akkumulator (25) als Energiespeicher angeschlossen ist derart, dass der Akkumulator (25) während der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) die Antriebsenergie für den Antriebszylinder (12) liefert und der Antriebszylinder (12) in der Bremsphase des Massekörpers (10) als Pumpe zum Aufladen des hydraulischen Akkumulators (25) dient, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) jeweils einen Kolben (17) mit zur Ausbildung symmetrischer Kolbenflächen beidseitig angesetzten Kolbenstangen (18a, 18b) aufweisen, von denen jeweils eine Kolbenstange (18a) im Sinne einer Hin- und Herbewegung des Massekörpers (10) an den Massekörper (10) gekoppelt ist und dass Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) jeweils mittels hydraulisch voneinander getrennter, unabhängiger und jeweils ein Steuerventil (13) bzw. eine Steuerventilanordnung (23) aufweisender Steuerkreise gesteuert sind, wobei die dem Antriebszylinder (12) zugeordnete Steuerventilanordnung (23) vier Steuerkanten (26) aufweist und sowohl der kleine Hubraum (20) wie auch der große Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) über die Steuerventilanordnung (23) wahlweise mit dem Akkumulator (25) oder mit dem Tank (24) verbindbar sind.Hydraulically driven arrangement for the linear movement of a mass body (10), consisting of two double-acting working cylinders (11, 12) connected in parallel with each other, each having a piston (17) with at least one piston rod (18) adapted to cooperate with the mass body (10) ), wherein the one working cylinder as a control cylinder (11) for controlling an acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body (10) is arranged and the other working cylinder as a drive cylinder (12) to a hydraulic accumulator (25) as energy storage connected such that the accumulator (25) during the acceleration phase of the mass body (10) provides the drive power for the drive cylinder (12) and the drive cylinder (12) in the braking phase of the mass body (10) as a pump for charging the hydraulic accumulator (25 ), characterized in that control cylinder (11) and Antr each cylinder (12) each having a piston (17) for forming symmetrical piston surfaces on both sides attached piston rods (18a, 18b), of which in each case a piston rod (18a) in the sense of a reciprocating motion of the mass body (10) to the mass body (10 ) is coupled and that control cylinder (11) and drive cylinder (12) each by means of hydraulically separated, independent and in each case a control valve (13) and a control valve arrangement (23) exhibiting control circuits are controlled, wherein the drive cylinder (12) associated control valve assembly (23) has four control edges (26) and both small displacement (20) as well as the large displacement (19) of the drive cylinder (12) via the control valve assembly (23) optionally with the accumulator (25) or with the tank (24) are connectable.
  3. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Hubräume (19, 20) des Steuerzylinders (11) über ein hydraulisches Steuerventil (13) mit einer Pumpe (14) und/oder einem Tank (15) verbindbar sind.Hydraulically driven arrangement according to claim 1 or 2, in which the displacements (19, 20) of the control cylinder (11) via a hydraulic control valve (13) with a pump (14) and / or a tank (15) are connectable.
  4. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 3, bei welcher das hydraulische Steuerventil (13) eine Rückspeiseschaltung für das bei der Kolbenbewegung aus dem kleinen Hubraum (20) des Steuerzylinders (11) verdrängte Fluid aufweist.A hydraulically driven arrangement according to claim 3, wherein the hydraulic control valve (13) has a feedback circuit for the fluid displaced during the piston movement from the small displacement (20) of the control cylinder (11).
  5. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Hubräume (19, 20) des Antriebszylinders (12) jeweils über eine hydraulische Steuerventilanordnung (23) wahlweise mit dem Akkumulator (25) und/oder einem Tank (24) verbindbar sind.Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 4, in which the displacements (19, 20) of the drive cylinder (12) in each case via a hydraulic control valve assembly (23) optionally with the accumulator (25) and / or a tank (24) are connectable ,
  6. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 5, bei welcher zwischen dem Akkumulator (25) und den dessen Verbindung mit den beiden Hubräumen (19, 20) des Antriebszylinders (12) zugeordneten Steuerkanten (26) der Steuerventilanordnung (23) eine die Hubräume (19, 20) des Antriebszylinders (12) verbindende Durchflussleitung (29) vorgesehen ist.Hydraulically driven arrangement according to claim 5, wherein between the accumulator (25) and its connection with the two displacements (19, 20) of the drive cylinder (12) associated control edges (26) of the control valve assembly (23) one of the displacements (19, 20 ) of the drive cylinder (12) connecting flow line (29) is provided.
  7. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 5 oder 6, bei welcher beim Ausfahren der Kolbenstangen (18) von Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) während der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) die Verbindung zwischen dem mit vorgespanntem Fluid gefüllten Akkumulator (25) und dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) über die zugeordnete Steuerkante (26) der Steuerventilanordnung (23) geöffnet und gleichzeitig die Verbindung zwischen dem kleinen Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) und der Durchflussleitung (29) geöffnet ist, so dass das im Akkumulator (25) gespeicherte sowie das aus dem kleinen Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) bei der Kolbenbewegung verdrängte Fluid in den großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) eingespeist wird, und bei welcher während der Bremsphase des Massekörpers (10) einerseits die Verbindung zwischen dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) und dem Tank (24) geöffnet sowie die Verbindung zwischen der Durchflussleitung (29) und dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) gesperrt sind und andererseits die Verbindung zwischen dem kleinen Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) und der Durchflussleitung (29) mit dem daran angeschlossenen Akkumulator (25) geöffnet bleibt, so dass der Akkumulator (25) durch das aus dem kleinen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) verdrängte Fluid aufgeladen wird.Hydraulically driven arrangement according to claim 1 and one of claims 5 or 6, wherein during extension of the piston rods (18) of control cylinder (11) and drive cylinder (12) during the acceleration phase of the mass body (10), the connection between the filled with biased fluid accumulator (25) and the large displacement (19) of the drive cylinder (12) via the associated control edge (26) of the control valve assembly (23) open while the connection between the small displacement (20) of the drive cylinder (12) and the flow line (29) is open, so that in the accumulator (25) stored as well as from the small displacement (20) of the drive cylinder (12) displaced during the piston movement fluid in the large displacement (19) of the drive cylinder (12) is fed, and during which the braking phase of the mass body (10) on the one hand, the connection between the large displacement (19) of the drive cylinder (12) and the tank (24) opened and the connection between the flow line (29) and the large displacement (19) of the drive cylinder (12) are locked and on the other hand, the connection between the small displacement (20) of the drive cylinder (12) and the flow line (29) with the accumulator connected thereto (25) remains open, so that the accumulator (25) is charged by the displaced from the small displacement (19) of the drive cylinder (12) fluid.
  8. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 5 oder 6, bei welcher beim Einfahren der Kolbenstangen (18) von Steuerzylinder (11) und Antriebszylinder (12) während der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) die Verbindung (27) zwischen dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) und dem Tank (24) bei gleichzeitiger Sperrung der Verbindung des großen Hubraumes (19) zum Akkumulator (25) sowie die Verbindung zwischen dem Akkumulator (25) und dem kleinen Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) geöffnet sind, so dass das aus dem Akkumulator (25) freigesetzte Fluid den kleinen Hubraum (20) des Antriebszylinders (12) beaufschlagt, und bei welcher während der Bremsphase des Massekörpers (10) die Verbindung zwischen dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) und der Durchflussleitung (29) mit dem daran angeschlossenen Akkumulator (25) bei gleichzeitiger Sperrung der Verbindung zum Tank (24) geöffnet ist, so dass der Akkumulator (25) durch das aus dem großen Hubraum (19) des Antriebszylinders (12) verdrängte Fluid aufgeladen wird.Hydraulically driven arrangement according to claim 2 and one of claims 5 or 6, wherein when retracting the piston rods (18) of the control cylinder (11) and drive cylinder (12) during the acceleration phase of the mass body (10) the connection (27) between the large displacement (19) of the drive cylinder (12) and the tank (24) while blocking the connection of the large Displacement (19) to the accumulator (25) and the connection between the accumulator (25) and the small displacement (20) of the drive cylinder (12) are open, so that the fluid released from the accumulator (25) the small displacement (20) of the drive cylinder (12) acted upon, and in which during the braking phase of the mass body (10), the connection between the large displacement (19) of the drive cylinder (12) and the flow line (29) with the battery connected thereto (25) while blocking the Connection to the tank (24) is opened, so that the accumulator (25) is charged by the displaced from the large displacement (19) of the drive cylinder (12) fluid.
  9. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher an beiden Enden des linearen Bewegungsweges des Massekörpers (10) jeweils ein Antriebszylinder (12a, 12b) mit einer zugeordneten, dessen Anschlüsse zum Akkumulator (25) und dem Tank (24) umfassenden hydraulischen Steuerschaltung (23) angeordnet ist, deren dem Massekörper (10) zugewandte Kolbenstangen (18) jeweils nur während der Bremsphase und der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) mit diesem zusammenwirken, wobei die zugeordnete Kolbenstange (18) des Steuerzylinders (11) über den gesamten Bewegungsweg des Massekörpers (10) an diesen gekoppelt ist.Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 8, wherein at both ends of the linear path of movement of the mass body (10) each having a drive cylinder (12a, 12b) with an associated, its connections to the accumulator (25) and the tank (24) hydraulic control circuit (23) is arranged, the mass body (10) facing the piston rods (18) only during the braking phase and the acceleration phase of the mass body (10) cooperate with the associated, the associated piston rod (18) of the control cylinder (11) via the entire movement path of the mass body (10) is coupled thereto.
  10. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 9, bei welcher jedem der beiden Antriebszylinder (12a, 12b) ein über eine zwischengeschaltete Steuerventilanordnung (23) ansteuerbarer Akkumulator (25) zugeordnet ist.Hydraulically driven arrangement according to Claim 9, in which each of the two drive cylinders (12a, 12b) is assigned an accumulator (25) which can be actuated via an intermediate control valve arrangement (23).
  11. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 9, bei welcher die beiden Antriebszylinder (12a, 12b) über ihnen zugeordnete Steuerventilanordnungen (23) an einem gemeinsamen Akkumulator angeschlossen sind.Hydraulically driven arrangement according to claim 9, in which the two drive cylinders (12a, 12b) are associated with control valve arrangements (23) assigned to them on a common accumulator.
  12. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher die Steuerventilanordnung (23) zur Steuerung des Antriebszylinders (12) von einzelnen, jeweils in die von den Hubräumen (19, 20) des Antriebszylinders (12) zum Akkumulator (25) und zum Tank (24) führenden Leitungen eingeschalteten 2/2-Wege-Ventilen (34, 35, 36) gebildet ist.Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 11, in which the control valve arrangement (23) for controlling the drive cylinder (12) of each, in each of the displacements (19, 20) of the drive cylinder (12) to the accumulator (25) and to the tank (24) leading lines switched 2/2-way valves (34, 35, 36) is formed.
  13. Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher die Steuerventilanordnung (23) zur Steuerung des Antriebszylinders (12) aus einem einerseits an dessen Hubräume (19, 20) und andererseits an den Tank (24) und den Akkumulator (25) angeschlossenen Kolbenschieberventil besteht.Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 11, in which the control valve arrangement (23) for controlling the drive cylinder (12) consists of a one hand on the displacement (19, 20) and on the other hand to the tank (24) and the accumulator (25). connected piston valve consists.
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