FR2500426A1 - Energy recovery arrangement for hydraulic fork-lift truck - uses spring loaded storage cylinder to accept high pressure fluid as load is lowered and returns energy for next lift - Google Patents

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Abstract

The hydraulic lifting mechanism uses a three way solenoid valve to control the distribution of hydraulic fluid between the lifting cylinder, a high pressure storage cylinder, and the hydraulic reservoir and pump. The hydraulic line from the lifting cylinder branches to the supply side through a solenoid valve, and to the energy recovery cylinder. The energy recovery cylinder contains a spring loaded piston, and as the load is lowered the hydraulic pressure is coupled to the recovery cylinder, storing the energy in the spring. Supply of the lifting cylinder is derived from the storage cylinder and from an electrically driven pump, by suitable sequence control of solenoid valves.

Description

La présente invention concerne les dispositifs de levage de charges pourvus d'un vérin permettant de soulever une charge jusqu'à un certain niveau lorsque le vérin est alimenté en fluide sous pression, le vérin étant hydraulique ou pneumatique. The present invention relates to load lifting devices provided with a jack for lifting a load to a certain level when the jack is supplied with pressurized fluid, the jack being hydraulic or pneumatic.

L'invention vise à récupérer l'énergie du fluide du vérin de levage lors de la descente de la chargeiafin de permettre d'utiliser cette énergie récupérée lors d'un levage ultérieur de cette charge ou d'une autre charge. The invention aims to recover the energy from the lifting cylinder fluid when the load is lowered so as to allow this recovered energy to be used during a subsequent lifting of this load or another load.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement utile dans les chariots de manutention et les ponts de levage qui utilisent des fluides sous pression pour actionner un ou plusieurs vérins pour soulever la charge portée par ce ou ces vérins. The device according to the invention is particularly useful in industrial trucks and lifting bridges which use pressurized fluids to actuate one or more cylinders to lift the load carried by this or these cylinders.

L'invention a donc pour objet un dispositif de levage à récupération d'énergie,caractérisé en ce qu'il comprend un vérin alimenté en fluide sous pression, ce vérin étant relié lors de l'abaissement de la charge à un vérin ou chambre de stockage de fluide sous pression tandis que lors du levage, le vérin de levage est relié d'une part au vérin de stockage et, d'autre part, à une source de fluide sous pression, la source de fluide sous pression et le vérin de stockage étant reliés au vérin de levage par l'intermédiaire d'au moins une vanne de commutation, les circuits de charge et de décharge du vérin de stockage comportant des clapets antiretour. The invention therefore relates to a lifting device with energy recovery, characterized in that it comprises a jack supplied with pressurized fluid, this jack being connected during the lowering of the load to a jack or chamber storage of pressurized fluid while, during lifting, the lifting cylinder is connected on the one hand to the storage cylinder and, on the other hand, to a source of pressurized fluid, the source of pressurized fluid and the cylinder storage being connected to the lifting cylinder via at least one switching valve, the charging and discharging circuits of the storage cylinder comprising non-return valves.

Selon un mode de fonctionnement du dispositif de l'invention, la vanne de commutation est à commande manuelle et comporte trois voies : une première pour le passage du fluide vers le vérin de stockage, une seconde pour le passage du fluide vers le vérin de levage et une troisième pour la décharge du fluide du vérin de levage vers un réservoir de fluide. According to an operating mode of the device of the invention, the switching valve is manually controlled and has three ways: a first for the passage of the fluid to the storage cylinder, a second for the passage of the fluid to the lifting cylinder and a third for discharging the fluid from the lifting cylinder to a fluid reservoir.

Selon un autre mode de fonctionnement du dispositif de l'invention, la commutation est faite au moyen d'électrovannes, une sur le circuit du fluide vers le vérin de stockage, une sur le circuit d'alimentation du vérin de levage et une sur le circuit de décharge du vérin de levage vers un réservoir de fluide. According to another mode of operation of the device of the invention, the switching is done by means of solenoid valves, one on the fluid circuit to the storage cylinder, one on the supply circuit of the lifting cylinder and one on the discharge circuit from the lifting cylinder to a fluid reservoir.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. In addition to the foregoing provisions, the invention also comprises other provisions, which will emerge from the description which follows.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'un dispositif selon l'invention
à commande manuelle - la figure 2 est une vue d'un dispositif selon l'invention
à commande électrique, - la figure 3 est une vue de plusieurs vérins de stockage
utilisés dans le dispositif selon l'invention, et - les figures 4, 5 et 6 sont des variantes de modes de
realisation des vérins de stockage de fluide sous pres
sion utilisés dans le dispositif selon l'invention.The invention will be better understood using the additional description which follows, which refers to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a view of a device according to the invention
manually operated - Figure 2 is a view of a device according to the invention
electrically controlled, - Figure 3 is a view of several storage cylinders
used in the device according to the invention, and - Figures 4, 5 and 6 are alternative modes of
realization of the cylinders of storage of fluid under pres
sion used in the device according to the invention.

I1 doit être bien entendu toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It should be understood, however, that these drawings and the corresponding descriptive parts, are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they do not in any way constitute a limitation.

Selon l'invention, le dispositif de levage de charge représenté à la figure 1 comporte le vérin 1 de levage dont la chambre de compression est reliée par un circuit 2 à une vanne 3 de commutation dont le tiroir 3a est commandé manuellement gracie à un levier 3b. According to the invention, the load lifting device shown in Figure 1 comprises the lifting cylinder 1 whose compression chamber is connected by a circuit 2 to a switching valve 3 whose drawer 3a is manually controlled thanks to a lever 3b.

Ce tiroir 3b comporte trois passages 4, 5 et 6 qui permettent de relier le circuit 2 à trois circuits 7, 8 et 9. En position intermédiaire comme représenté à la figure 1, le passage 5 relie le circuit 2 au circuit 8 pour le passage du fluide du vérin 1 vers un vérin 10 de stockage de fluide sous pression lors de l'abaisse ment de la charge portée par le vérin 1 ; ce circuit 8 est muni d'un clapet antiretour 11 empêchant le fluide de s'écouler du vérin 10 vers'le vérin 1. This drawer 3b has three passages 4, 5 and 6 which make it possible to connect the circuit 2 to three circuits 7, 8 and 9. In the intermediate position as shown in FIG. 1, the passage 5 connects the circuit 2 to the circuit 8 for the passage of the fluid from the jack 1 to a jack 10 for storing pressurized fluid when the load carried by the jack 1 is lowered; this circuit 8 is provided with a non-return valve 11 preventing the fluid from flowing from the jack 10 towards the jack 1.

En position du levier 3b poussé vers la droite, le passage 4 relie le circuit 2 au circuit 7 d'alimentation en fluide sous pression du vérin 1 pour le levage de la charge. In position of the lever 3b pushed to the right, the passage 4 connects the circuit 2 to the circuit 7 for supplying pressurized fluid to the jack 1 for lifting the load.

Ce circuit 7 est relié d'une part au vérin 10 de stockage de fluide sous pression et, d'autre part, à une source de fluide sous pression composée d'un réservoir 12 et d'une pompe 13; des clapets antiretour 14 et 15 empêchent le fluide sous pression de retourner du circuit 8 vers le vérin 10 et la pompe 13. This circuit 7 is connected on the one hand to the actuator 10 for storing fluid under pressure and, on the other hand, to a source of fluid under pressure composed of a reservoir 12 and a pump 13; non-return valves 14 and 15 prevent the pressurized fluid from returning from the circuit 8 to the jack 10 and the pump 13.

La pompe qui fonctionne grâce à une batterie 16 se met en marche automatiquement dès que le levier 3b appuie sur un micro-contact 17 qui actionne un relais 18 de mise sous tension de la pompe 13, un interrupteur 19 placé sur le levier permettant de couper le circuit d'excitation du relais 18. The pump which operates by means of a battery 16 starts automatically when the lever 3b presses on a micro-contact 17 which actuates a relay 18 for energizing the pump 13, a switch 19 placed on the lever making it possible to cut the excitation circuit of relay 18.

En position tirée vers la gauche du levier 3b, le passage 6 met le circuit 2 en communication avec le circuit 9 de retour du fluide vers le réservoir 12; ce circuit comporte un clapet antiretour 20. Le circuit 9 est également relié au vérin 10 par l'intermédiaire d'une électrovanne 21 et d'un clapet antiretour 22 pour permettre, par actionnement de l'interrupteur 23, l'écoulement du fluide du vérin 10 vers le réservoir 12. In the position pulled to the left of the lever 3b, the passage 6 places the circuit 2 in communication with the circuit 9 for the return of the fluid to the reservoir 12; this circuit includes a non-return valve 20. The circuit 9 is also connected to the jack 10 by means of a solenoid valve 21 and a non-return valve 22 to allow, by actuation of the switch 23, the flow of the fluid from the cylinder 10 to tank 12.

Le vérin 10 de stockage, en se remplissant, comprime un ressort 10a dont la poussée est légèrement inférieure à la poussée du fluide sous pression du vérin 1 pour permettre l'écoulement du fluide du vérin 1 vers le vérin 10 en conservant une pression de fluide suffisant pour actionner le vérin lors d'un levage ultérieur d'une charge plus faible; dans le cas d'une charge identique, la pompe doit être mise en action. Cette pompe pourrait d'ailleurs être intercalée entre le vérin 10 et le vérin 1 sur le circuit 7 pour augmenter la pression du fluide provenant du vérin 10. The storage cylinder 10, by filling, compresses a spring 10a whose thrust is slightly less than the thrust of the fluid under pressure from the cylinder 1 to allow the fluid to flow from the cylinder 1 to the cylinder 10 while maintaining a fluid pressure sufficient to actuate the cylinder during subsequent lifting of a lower load; in the case of an identical load, the pump must be activated. This pump could moreover be interposed between the jack 10 and the jack 1 on the circuit 7 to increase the pressure of the fluid coming from the jack 10.

Dans le dispositif représenté à la figure 2, le fonctionnement est à commande électrique, la vanne de commutation 3 est remplacée par des électrovannes 24, 25 et 26. In the device shown in FIG. 2, the operation is electrically controlled, the switching valve 3 is replaced by solenoid valves 24, 25 and 26.

L'électrovanne 24 relie le circuit 2 au circuit 8 de passage du fluide sous pression vers le vérin 10 de stockage. The solenoid valve 24 connects the circuit 2 to the circuit 8 for passage of the pressurized fluid to the storage cylinder 10.

L'électrovanne 25 est à deux voies : une voie relie le circuit 2 par l'intermédiaire de l'électrovanne 26 au circuit 7 d'alimentation du vérin 1 et l'autre voie relie le circuit 2 au circuit g de retour du fluide au réservoir 12. The solenoid valve 25 is two-way: one track connects the circuit 2 via the solenoid valve 26 to the circuit 7 for supplying the actuator 1 and the other track connects the circuit 2 to the circuit g for return of the tank 12.

La pompe 13 d'alimentation envoie le fluide sous pression vers l'électrovanne 26 par l'intermédiaire d'une électrovanne 27 et du clapet antiretour 15, le clapet antiretour 14 étant sur le circuit du fluide provenant du vérin 10. The feed pump 13 sends the pressurized fluid to the solenoid valve 26 via a solenoid valve 27 and the non-return valve 15, the non-return valve 14 being on the circuit of the fluid coming from the jack 10.

La pompe 13 peut également alimenter directement les vérins 1 et 10 par l'intermédiaire d'une électrovanne 28 et de deux clapets antiretour 29 et 30. The pump 13 can also directly supply the jacks 1 and 10 via a solenoid valve 28 and two non-return valves 29 and 30.

Le dispositif comporte également comme à la figure 1 l'électrovanne 21 et son interrupteur 23 de commande pour la décharge du vérin 10 dans le réservoir 12. The device also includes, as in FIG. 1, the solenoid valve 21 and its control switch 23 for discharging the jack 10 in the tank 12.

Le dispositif est commandé à l'aide de deux basculeurs 31 et 32 ayant chacun deux contacts interrupteurs 31a et 31b, 32a et 32b. The device is controlled using two rockers 31 and 32 each having two switch contacts 31a and 31b, 32a and 32b.

Le contact 31a commande l'électrovanne 24 pour permettre l'écoulement du fluide du vérin 1 vers le vérin 10 de stockage. The contact 31a controls the solenoid valve 24 to allow the fluid to flow from the cylinder 1 to the storage cylinder 10.

Le contact 31b commande l'électrovanne 26 et par l'intermédiaire du contact 32b, l'électrovanne 27 et le relais 18 de mise en marche de la pompe 13. Le contact 31b commande donc l'écoulement du fluide du vérin 10 vers le vérin 1 et par actionnement du contact 32b, l'alimentation du vérin 1 par la pompe 13. Enfin, le contact 32a commande l'électr,ovanne 25 pour la décharge du vérin 1 dans le réservoir 12. The contact 31b controls the solenoid valve 26 and by means of the contact 32b, the solenoid valve 27 and the relay 18 for starting the pump 13. The contact 31b therefore controls the flow of fluid from the jack 10 to the jack 1 and by actuation of the contact 32b, the supply of the jack 1 by the pump 13. Finally, the contact 32a controls the electr, ovane 25 for the discharge of the jack 1 in the tank 12.

Le dispositif comporte également un interrupteur 33 qui commande le relais 18 et l'électrovanne 28 pour mettre sous pression le vérin 1 de levage et le vérin 10 de stockage. The device also includes a switch 33 which controls the relay 18 and the solenoid valve 28 for pressurizing the lifting cylinder 1 and the storage cylinder 10.

Le vérin 10 de stockage est calibré pour stocker le fluide à une pression déterminée fonction de la force du ressort 10a, mais le fluide est refoulé vers le vérin 10 avec une pression qui dépend du poids de la charge quand celle-ci s'abaisse. I1 est donc nécessaire de prévoir des vérins 10 de stockage ayant des ressorts 10a de calibre différent. The storage cylinder 10 is calibrated to store the fluid at a pressure determined as a function of the force of the spring 10a, but the fluid is discharged towards the cylinder 10 with a pressure which depends on the weight of the load when it drops. It is therefore necessary to provide storage cylinders 10 having springs 10a of different caliber.

A cet effet, comme représenté à la figure 3, le circuit 8 est branché sur une vanne manométrique 34 différentielle qui, suivant la pression qui lui est appliquée, dirige le fluide vers un vérin 35 de stockage basse pression ou vers un vérin 36 de stockage haute pression. Ces deux vérins sont évidemment raccordés au circuit 7,tandis que le clapet antiretour 11 est placé entre le relais 34 et chaque vérin 35 et 36. To this end, as shown in FIG. 3, the circuit 8 is connected to a differential pressure valve 34 which, depending on the pressure applied to it, directs the fluid to a low pressure storage cylinder 35 or to a storage cylinder 36 high pressure. These two jacks are obviously connected to the circuit 7, while the non-return valve 11 is placed between the relay 34 and each jack 35 and 36.

Le relais 34 peut être conçu pour plusieurs niveaux de pression auxquels correspondent respectivement plusieurs vérins de stockage. Relay 34 can be designed for several pressure levels to which several storage cylinders respectively correspond.

Les vérins ce stockage peuvent étre réalisés de différentes autres façons comme représenté aux figures 4, 5 et 6. A la figure 4, le vérin 10 de stockage comporte un premier piston 37 poussé par un ressort 10a prenant appui contre un second piston 38 lui-meme poussé par un ressort 39, les ressorts 10a et 39 ayant des résistances à la compression différentes, ce qui permet d'avoir un vérin de stockage à deux pressions différentes. On peut également, comme représenté aux figures 5 et 6, concevoir un vérin 1 de levage qui entoure le vérin 10 de stockage (figure 5) ou qui est entouré par le vérin 10 de stockage (figure 6). The storage jacks can be produced in different other ways as shown in FIGS. 4, 5 and 6. In FIG. 4, the storage jack 10 comprises a first piston 37 pushed by a spring 10a bearing against a second piston 38 itself even pushed by a spring 39, the springs 10a and 39 having different compressive strengths, which makes it possible to have a storage cylinder at two different pressures. It is also possible, as shown in FIGS. 5 and 6, to design a lifting cylinder 1 which surrounds the storage cylinder 10 (FIG. 5) or which is surrounded by the storage cylinder 10 (FIG. 6).

Pour mettre en charge les vérins de stockage, il peut être avantageux de récupérer l'énergie des moteurs équipant les appareils de levage, tels par exemple les moteurs d'entrainement des chariots élévateurs. A cet effet, on accouple les arbres de transmission de ces moteurs à des pompes de mise en pression des vérins 10 de stockage. To load the storage cylinders, it may be advantageous to recover the energy from the motors fitted to the lifting devices, such as for example the drive motors of the lift trucks. To this end, the transmission shafts of these motors are coupled to pressurization pumps of the storage jacks 10.

Ces pompes peuvent être alimentées soit en permanence pendant la marche des moteurs, ou seulement durant les ralentissements en tant que freins de récupération de l'énergie cinétique des moteurs lors de leur arrêt.These pumps can be supplied either permanently while the motors are running, or only during deceleration as brakes for recovering the kinetic energy of the motors when they are stopped.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention.  As is apparent from the above, the invention is in no way limited to those of its embodiments and of application which have just been described more explicitly; on the contrary, it embraces all the variants which may come to the mind of the technician in the matter, without departing from the framework, or the scope, of the present invention.

Claims (1)

REVENDICATIONS lQ Dispositif de levage à récupération d'énergie caractérisé en ce qu'il comprend au moins un vérin (1) de levage alimenté en fluide sous pression, ce vérin (1) étant relié, lors de l'abaissement de la charge un autre vérin (10) ou chambre de stockage de fluide sous pression, le fluide de la chambre (10) servant à provoquer le levage ultérieur d'une charge portée par le vérin (1), un dispositif (3) de commutation reliant le vérin (1) et la chambre (10) qui sont reliés par deux circuits indépendants à un seul sens de circulation de fluide. 20- Dispositif de levage selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'une source (13) de fluide sous pression coopère avec le fluide sous pression de la chambre (10).CLAIMS lQ Energy recovery lifting device characterized in that it comprises at least one lifting cylinder (1) supplied with pressurized fluid, this cylinder (1) being connected, when the load is lowered, another jack (10) or pressurized fluid storage chamber, the fluid in the chamber (10) serving to cause the subsequent lifting of a load carried by the jack (1), a switching device (3) connecting the jack ( 1) and the chamber (10) which are connected by two independent circuits to a single direction of fluid circulation. 20- Lifting device according to Claim 1, characterized in that a source (13) of pressurized fluid cooperates with the pressurized fluid of the chamber (10). 30) Dispositif de levage selon la Revendication 1 ou la Revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commutation est une vanne (3) de commutation à au moins deux voies interposées entre le vérin (1) et la chambre (10), les deux voies (4-7) et (5-8) reliant le vérin (1) à la chambre(l0)et comportant chacune un clapet antiretour (11-14) permettant la circulation du fluide vers la chambre (10) pour une voie et vers la vanne (3) pour l'autre voie. 30) Lifting device according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the switching device is a switching valve (3) with at least two channels interposed between the jack (1) and the chamber (10), the two ways (4-7) and (5-8) connecting the actuator (1) to the chamber (10) and each comprising a non-return valve (11-14) allowing the circulation of the fluid towards the chamber (10) for one way and towards the valve (3) for the other channel. 4 - Dispositif de levage selon la Revendication 1 ou la Revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commutation comprend deux électrovannes(24 et 26) respectivement montées sur deux circuits (7 et 8) en dérivation reliant le vérin (1) à la chambre (10), chaque circuit (7 et 8) comportant un clapet antiretour (11 et 14) permettant la circulation du fluide dans le circuit (7) en sens inverse de celle dans le circuit (8). 4 - Lifting device according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the switching device comprises two solenoid valves (24 and 26) respectively mounted on two circuits (7 and 8) in bypass connecting the jack (1) to the chamber (10), each circuit (7 and 8) comprising a non-return valve (11 and 14) allowing the circulation of the fluid in the circuit (7) in the opposite direction to that in the circuit (8). so Dispositif selon la Revendication 3 ou la n / a Device according to Claim 3 or the Revendication 4, caractérisé en ce qu'un interrupteur commande la mise en marche d'une pompe 13 envoyant, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour (15), du fluide sous pression dans le circuit(7) d'alimentation du vérin (1).Claim 4, characterized in that a switch controls the starting of a pump 13 sending, via a non-return valve (15), pressurized fluid in the circuit (7) supplying the jack (1). 6 - Dispositif selon la Revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de décharge du vérin (1) et/ou de la chambre (10) vers le réservoir (12) dans lequel la pompe (13) puise le fluide. 6 - Device according to Claim 5, characterized in that it comprises at least one circuit for discharging the jack (1) and / or from the chamber (10) towards the tank (12) from which the pump (13) draws the fluid. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambre (10) est composée d'au moins un vérin agissant à l'encontre d'un ressort (lOa) calibré pour que le stockage du fluide soit fait à une pression déterminée. 7 - Device according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the chamber (10) is composed of at least one jack acting against a spring (lOa) calibrated so that the storage of the fluid be done at a certain pressure. 80- Dispositif selon la Revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs vérins (35-36) à ressorts de calibres différents, ces vérins étant reliés au circuit (8) du fluide en provenance du vérin de levage par une vanne (34) manométrique différentielle à autant de voies que de vérins (35 et 36). 80- Device according to Claim 7, characterized in that it comprises several jacks (35-36) with springs of different calibers, these jacks being connected to the circuit (8) of the fluid coming from the lifting jack by a valve (34 ) differential pressure gauge with as many tracks as cylinders (35 and 36). 90- Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambre (10) de stockage comporte un premier piston (37) poussé par un premier ressort (10a) prenant appui sur un second piston (38), lui-même poussé par un ressort (39) prenant appui sur le fond de la chambre (10) ou sur un troisième piston. 90- Device according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the storage chamber (10) comprises a first piston (37) pushed by a first spring (10a) bearing on a second piston (38), itself pushed by a spring (39) bearing on the bottom of the chamber (10) or on a third piston. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la chambre du vérin (10) de stockage est concentrique à la chambre du vérin (1) de levage. 10 - Device according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that the cylinder chamber (10) for storage is concentric with the cylinder chamber (1) for lifting. 11 - Dispositif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que la source (13) de fluide sous pression comprend au moins une pompe couplée à l'arbre de transmission d'un moteur d'entraînement du dispositif de levage.  11 - Device according to Claim 2, characterized in that the source (13) of pressurized fluid comprises at least one pump coupled to the transmission shaft of a drive motor of the lifting device.
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