DE102016002134A1 - Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie sowie Arbeitsmaschine mit entsprechender Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie sowie Arbeitsmaschine mit entsprechender Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie bei einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Differenzialzylinder sowie eine entsprechende Arbeitsmaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie sowie eine Arbeitsmaschine mit einer entsprechenden Vorrichtung.
  • Bei den bekannten Verschaltungen von Hydraulikzylindern in mobilen Arbeitsmaschinen wird das Einfahren von Hydraulikzylindern bei drückender Last (z. B. Hub drucklos senken) durch eine Drosselsteuerung realisiert. Hierbei wird die potentielle Energie, welche durch die Last auf den Zylinder definiert wird, durch die Drosselung des unter Druck stehenden Volumenstroms in Wärme umgesetzt. Durch den Vorgang wird die vorhandene potentielle Energie vernichtet. Durch den Umsatz in Wärme muss ferner nachteilig zusätzliche Kühlleistung innerhalb der Maschine aufgebracht werden.
  • Eine gängige Ausführung der Hydraulikzylinder bei mobilen Arbeitsmaschinen ist der Differentialzylinder. Wird dieser mit Hilfe einer Drosselsteuerung und drückender Last eingefahren, muss sichergestellt werden, dass eine Nachfüllung der stangenseitigen Zylinderkammer gewährleistet ist. Dies ist mit der Aufschaltung eines entsprechenden Versorgungsvolumenstroms durch die Arbeitspumpen möglich.
  • Zusätzlich oder alternativ kann durch eine Rückführung des abgedrosselten Volumenstroms eine entsprechende Nachfüllung der stangenseitigen Zylinderkammern durchgeführt werden. Durch die Rückführung des abgedrosselten Volumenstroms wird eine Teilung des Volumenstroms entsprechend dem Flächenverhältnis der Hydraulikzylinder bzw. entsprechend dem Volumenverhältnis der Kammern des Hydraulikzylinders vorgenommen. Hierbei fließt ein Teil des Volumenstroms in die stangenseitigen Kammern der Zylinder und der andere Teil wird in den Tank geleitet.
  • Soll die beim Absenkvorgang der Hubzylinder freiwerdende potentielle Energie gespeichert werden, so besteht Interesse daran, einen möglichst großen Teil der vorhandenen Energie zu speichern. In der Hydraulik entspricht dies möglichst großen Volumenströmen unter möglichst hohem Druck. Die bekannten hydraulischen Verschaltungen, welche die Rückführung eines Teils des bodenseitigen Volumenstroms in die stangenseitigen Kammern der Hydraulikzylinder realisieren, reduzieren den Volumenstrom, welcher für eine Abspeicherung zur Verfügung stehen kann.
  • Aktuell existieren unterschiedliche Lösungen zur Speicherung der potentiellen Energie bei Senken des Auslegers von mobilen hydraulischen Arbeitsmaschinen.
  • In der Druckschrift US 2013/0081383 wird eine Lösung beschrieben, in welcher einer von zwei Zylindern zur Speicherung von Energie verwendet wird. Hier wird eine Verdrängermaschine im geschlossenen. Kreislauf verwendet, um mit der Rücklaufmenge des zweiten Zylinders die stangenseitigen Kammern beider Zylinder nachzufüllen. Ein Nachteil der hier beschriebenen Erfindung ist der nicht vorhandene Austausch von Öl auf der Bodenseite des Hydraulikzylinders, welcher mit dem Speicher verbunden ist. Das Ölvolumen wird nur zwischen Hydraulikspeicher und Bodenseite des Zylinders bewegt.
  • Innerhalb einer Verschaltung von Druckschrift DE 10 2012 009 668 wird bei Einfahren der Zylinder eine hydraulische Pumpe genutzt, um die Nachfüllung der stangenseitigen Kammern zu gewährleisten. Die Nachfüllung durch die Aufbringung von hydraulischer Leistung entspricht nicht einer energieeffizienten Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher.
  • Ebenfalls ist die Aufnahme der potentiellen Energie des Auslegers durch einen gasgefüllten Zylinder möglich ( DE 10 2010 051 665 ). Im Rahmen dieser Erfindung ist die zusätzliche Integration eines Gaszylinders in die Maschine notwendig, was einen hohen Integrationsaufwand bedeutet.
  • Zur Einspeisung der gespeicherten hydraulischen Energie existieren aktuell unterschiedliche Möglichkeiten. In der Druckschrift WO 2013/180605 wird die direkte Einspeisung in den Lüfterkreislauf der Maschine beschrieben. Basierend auf dem Betriebspunkt des Lüftekreislaufes ist es notwendig, den zugeführten Volumenstrom vom Hydraulikspeicher zum Lüfterkreislauf abzudrosseln. Hierbei werden Drosselverluste verursacht und somit die Menge der wiederverwendbaren hydraulischen Energie reduziert.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, die gespeicherte hydraulische Energie direkt zur Versorgung der Arbeitspumpen zu verwenden. Dieses wird in der Druckschrift DE 10 2005 052 108 beschrieben. Hierbei ist eine Schaltung notwendig, welche die Saugseite der Arbeitspumpe entweder mit dem Hydrauliktank oder dem Hydraulikspeicher verbindet. Wird die Pumpe nicht über den Hydraulikspeicher versorgt, treten durch das Ventil Druckverluste auf, welche den Ansaugdruck der Pumpe beeinflussen und somit ungünstige Betriebsbedingungen hervorrufen können. Zudem muss eine Kühlung und Filterung zwischen Hydraulikspeicher und Ansaugung vorgesehen werden.
  • Die bekannten hydraulischen Verschaltungen können entsprechend folgende Nachteile aufweisen:
    • 1. Die potentielle Energie des Hubsenk-Vorgangs wird durch den Drosselvorgang vernichtet und kann nicht für andere Prozesse verwendet werden.
    • 2. Die potentielle Energie des Hubsenk-Vorgangs wird in Form von Wärmeenergie in das Hydrauliksystem eingebracht und muss anschließend durch entsprechende Kühleinrichtungen erneut abgeführt werden. Diese Vorgänge sind ebenfalls energieverbrauchend.
    • 3. Die Aufteilung des bodenseitigen Volumenstroms bei Absenken der Hubzylinder führt zu einer Verringerung des möglichen Potentials an speicherbarer Energie.
  • Vor dieser Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, die potentielle Energie, welche durch die drückende Last auf die Hydraulikzylinder bzw. auf den Hydraulikzylinder definiert ist, zu speichern und gegebenenfalls eine energieeffiziente Nachfüllung der stangenseitigen Kammern der Hydraulikzylinder zu gewährleisten. Hierdurch wird die Menge der speicherbaren potentiellen Energie maximiert, welche für andere Aufgaben innerhalb der Arbeitsmaschine verwendet werden kann. Weiterhin kann die aufgewendete Kühlleistung verringert werden, da durch das Kühlsystem innerhalb der Maschine weniger Verlustwärme abgeführt werden muss. Basierend hierauf kann der gesamte Betrieb der hydraulischen Arbeitsmaschine energieeffizienter gestaltet werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie bei einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Differentialzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Demnach ist eine Vorrichtung mit wenigstens einer Speichervorrichtung mit wenigstens einem Hochdruck- und wenigstens einem Niederdruck-Speicher zur Energiespeicherung der potentiellen Energie des mindestens einen unter drückender Last einfahrenden Differentialzylinders vorgesehen.
  • Bervorzugt kann vorgesehen sein, dass die die Vorrichtung wengstens eine Regenerations-Verschaltung zur Rückführung von Hydraulikflüssigkeit in die Stangenseite des Differentzialzylinders umfasst, wobei die Regenerations-Verschaltung und die Speichervorrichtung insbesondere parallel zueinander angeordnet sind, und/oder dass die Speicher jeweils über lediglich ein Ventil und entsprechende Leitungen mit dem Differentialzylinder gekoppelt sind.
  • Für die Energiespeicherung (Speicherschaltung) ist die Bereitstellung von zwei Speichern mit unterschiedlichem Druckniveau notwendig. Bei Betrieb der Speicheranlage wird das unter Hochdruck stehende Öl, welches aus der Bodenseite des Differentialzylinders entweicht, in dem Hochdruckspeicher gespeichert. Durch das Einfahren des Zylinders muß Öl auf der Stangenseite nachgefüllt werden. Das erfolgt über das Ölvolumenaus dem Niederdruckspeicher. Die beiden Speicher (Hochdruck- und Niederdruckspeicher) sind während des Speichervorgangs im parallelen Betrieb.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist denkbar, dass mittels der Regenerationsverschaltung Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikspeicher und/oder aus der Bodenseite des Differentialzylinders in dessen Stangenseite strömt Der Begriff der Rekupertationsvorrichtung bzw. Rekuperationsverschaltung kann auf die Speicherung von Energie in den Speichern bezogen sein. Der Begriff der Regenerations-Verschaltung beschreibt speziell die Rückführung von Hydraulikflüssigkeit in die Stangenseite des Differentialzylinders.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist denkbar, dass die Hydraulikflüssigkeit gedrosselt in die Stangenseite einströmt und/oder dass die Energierekuperation auf dem gesamten Einfahrweg oder nur auf einem Teil des Einfahrweges des Differentialzylinders erfolgt. Durch die Drosselung der Hydraulikflüssigkeit ist es möglich, beispielsweise Hydraulikflüssigkeit aus der Bodenseite des Differentialzylinders an die Druckverhältnisse der Stangenseite des Differentialzylinders anzupassen und so angepasst von der Boden- in die Stangenseite zu leiten. Allgemein ermöglicht die Drosselung das Zuführen von Hydraulikflüssigkeit von der Bodenseite des Differentialzylinders in die Stangenseite des Differentialzylinders.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es denkbar, dass ein mit dem Hochdruck-Speicher verbundener Unterstützungsmotor zur Energieeinspeisung in den Antriebsstrang der Arbeitsmaschine vorgesehen ist. Damit kann unabhängig von den weiteren üblichen Einrichtungen der Arbeitsmaschine eine Energierekuperation mittels des Unterstützungsmotors erfolgen, welcher dabei Druckenergie in Bewegungsenergie umwandelt, die sonstigen Peripheriegeräten der Arbeitsmaschine zugeführt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Unterstützungsmotor als proportional verstellbarer Motor, als schaltend verstellbarer Motor oder als Motor mit konstantem Schluckvolumen ausgestaltet ist und/oder dass der Hydraulikspeicher als Blasenspeicher, Kolbenspeicher, Membranspeicher oder als Federspeicher ausgestaltet ist.
  • Die Erfindung richtet sich auch auf eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Bagger mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Vorrichtung für den Regelbetrieb der Arbeitsmaschine nicht erforderlich ist. Die Vorrichtung kann dabei als Add-on Lösung auch nachträglich mit der ansonsten voll funktionsfähigen Arbeitsmaschine gekoppelt werden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der beispielhaft gezeigten Ausführung der einzigen Figur aufgezeigt:
  • 1 zeigt den schematischen Hydraulikkreislauf eines Ausführungsbeispiels der hier beschriebenen Erfindung. Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein oder mehrere Differentialzylinder 1 unter drückender Last eingefahren werden können und dabei die vorhandene potentielle Energie mit Hilfe von wenigstens zwei Hydraulikspeichern zu einem großen Teil gespeichert werden kann.
  • Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass ein oder mehrere Differentialzylinder 1 unter drückender Last eingefahren werden können und dabei die Befüllung der Stangenseiten 2 der Zylinder 1 sehr energieeffizient ausgeführt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein oder mehrere Niederdruck-Speicher 6 mit den Stangenseiten 2 der Differentialzylinder 1 während des Einfahrvorgangs verbunden werden können.
  • Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass ein oder mehrere Differentialzylinder 1 unter drückender Last eingefahren werden können, ohne dass die Hydraulikspeicher 6, 19 und Hydraulikventile zur Speicherung der potentiellen Energie, bzw. zur Versorgung der Stangenseiten aktiviert sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die gezeigte Hydraulikschaltung über eine Regenerations-Verschaltung verfügt, welche den bodenseitigen Ölvolumenstrom abdrosselt und den entsprechenden Ölvolumenstrom den Stangenseiten 2 zuführt.
  • Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass durch die Kombination der Verschaltung der Differentialzylinder 1 mit den Hydraulikspeichern 6, 19 zur Energiespeicherung, zur Versorgung der Stangenseiten 2 und der Regenerations-Verschaltung die Möglichkeit gegeben ist, den Energiespeichervorgang nur auf einem Teil des Einfahrweges der Differentialzylinder 1 unter drückender Last durchzuführen.
  • Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich auch dadurch aus, dass die gespeicherte Energie des Absenkvorgangs des einen Differentialzylinders 1 oder von mehreren Differentialzylindern 1 wiederverwendet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Hydraulikmotor 15 bzw. Unterstützungsmotor 15 mit dem entsprechenden Hochdruck-Speicher 19 verbunden werden kann und die im Hochdruck-Speicher 19 enthaltene Energie zur Unterstützung der Primärantriebsquelle (Dieselmotor oder Elektromotor 16) in den Antriebsstrang der Maschinen eingespeist werden kann.
  • Das Ausführungsbeispiel zeichnet sich zudem dadurch aus, dass es in den Antriebsstrang einer Maschine integriert werden kann, ohne die Funktionen des Antriebsstrangs derart zu beeinflussen, dass die vollständige Funktionsfähigkeit der Maschine von der Erfindung abhängt. Dies bedeutet, dass die Maschine auch ohne die Funktionsfähigkeit der Erfindung einwandfrei betrieben werden kann.
  • Bei Inbetriebnahme der Maschine liegen im Hochdruckspeicher 19 und Niederdruckspeicher 6 die jeweiligen Vorspanndrücke an. Bevor der erste Speichervorgang gestartet werden kann, muss in dem Niederdruckspeicher 6 der obere Arbeitsdruck des Niederdruckspeichers 6 anliegen, welcher durch eine entsprechende Zuführung von Ölmenge in den Niederdruckspeicher 6 erreicht wird. Hierzu kann der Differentialzylinder 1 ausgefahren werden. Dies erfolgt durch Erzeugung von Volumenstrom mit der Arbeitspumpe 14 und einer entsprechenden Ansteuerung des Steuerschiebers 11. Während dieser Bewegung ist das Stauventil 10 geschlossen und der gesamte austretende Volumenstrom aus der Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 wird durch das Niederdruckspeicherventil 7 in den Niederdruckspeicher 6 geleitet. Ist der obere Betriebsdruck des Niederdruckspeichers 6 erreicht, wird das Stauventil 10 geöffnet und das Niederdruckspeicherventil 7 geschlossen. Der austretende Volumenstrom aus der Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 wird nun über den Steuerschieber 11 zurück in den Tank 13 geleitet.
  • Soll der Speichervorgang gestartet werden, muss an dem Differentialzylinder 1 eine äußere Kraft anliegen, die zum Einfahren des Zylinders 1 führt. Hierdurch wird ein Druck auf der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 aufgebaut, welcher die vorhandene potentielle Energie definiert. Diese potentielle Energie soll durch den Hochdruckspeicher 19 aufgenommen werden. Durch das proportional verstellbare hydraulische Hochdruckspeicherventil 20, wird eine Verbindung zwischen der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 und dem Hochdruckspeicher 19 geschaffen. Durch das proportional verstellbare hydraulische Niederdruckspeicherventil 7 wird eine Verbindung zwischen Stangenseite 2 der Differentialzylinders 1 und dem Niederdruckspeicher 6 geschaffen. Durch die proportionale Verstellung des Hochdruckspeicherventils 20 kann die Einfahrgeschwindigkeit des Differentialzylinders 1 eingestellt werden. Bei der Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 wird der austretende Volumenstrom der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 über das Hochdruckspeicherventil 20 in den Hochdruckspeicher 19 geleitet und führt dort zum Druckanstieg. Durch die Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 vergrößert sich das Volumen der stangenseitigen Kammer 2 des Differentialzylinders 1. Die Nachfüllung der notwendigen Ölmenge wird über das Niederdruckspeicherventil 7 aus dem Niederdruckspeicher 6 ermöglicht.
  • Wird die Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 angehalten, so werden das Hochdruckspeicherventil 20 und das Niederdruckspeicherventil 7 geschlossen. Der Hochdruckspeicher 19 enthält nun das unter Druck stehende Ölvolumen, welches während der Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 aus der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 verdrängt wurde.
  • Bei Abschluss des Speichervorgangs ist der Arbeitsdruck im Niederdruckspeicher 6 abgesunken, da entsprechendes Ölvolumen aus dem Niederdruckspeicher 6 über das Niederdruckspeicherventil 7 in die Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 geleitet wurde.
  • Folgt im Arbeitszyklus der Maschine eine Ausfahrbewegung des Differentialzylinders 1, über eine entsprechende Ansteuerung der Arbeitspumpe 14 und des Steuerschiebers 11, wird das Stauventil 10 geschlossen und der gesamte austretende Volumenstrom aus der Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 wird durch das Niederdruckspeicherventil 7 in den Niederdruckspeicher 6 geleitet. Ist der obere Betriebsdruck des Niederdruckspeichers 6 erreicht, wird das Stauventil 10 geöffnet und das Niederdruckspeicherventil 7 geschlossen. Der austretende Volumenstrom aus der Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 wird nun über den Steuerschieber 11 zurück in den Tank 13 geleitet.
  • Abhängig von der Größe des Niederdruckspeichers 6 und des Hochdruckspeichers 19 ist ein Speichern der potentiellen Energie auf dem gesamten oder auch auf einem Teil des Hubes des Differentialzylinders 1 möglich. Sind die hydraulischen Speicher 6 und 19 nur für einen Teil des Hubes des Differentialzylinders 1 ausgelegt und die Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 soll weiter erfolgen, als die Auslegung der hydraulischen Speicher 6 und 19 es zulässt, kommt eine Regenerations-verschaltung zum Einsatz. Diese beinhaltet das Bremsventil 8, welches mit der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 verbunden ist, das Rückschlagventil 9 und das Vorspannventil 12. Durch proportionale Ansteuerung des Bremsventils 8 wird der Volumenstrom aus der bodenseitigen Kammer 4 des Differentialzylinders 1 über das Rückschlagventil 9 in die stangenseitige Kammer 2 des Differentialzylinders 1 geleitet. Die überschüssige Ölmenge aus der Bodenseite 4 des Differentialzylinders 1 wird bei einstellbarem Vorspanndruck über das Vorspannventil 12 in den Tank 13 geleitet. Damit gewährleistet die Regenerations-verschaltung, dass das Einfahren des Differentialzylinders 1 auch möglich ist, wenn ein Defekt an Hochdruckspeicher 19 und/oder Niederdruckspeicher 6 vorliegt oder der Niederdruckspeicher 6 nach Inbetriebnahme der Maschine noch nicht auf seinen oberen Arbeitsdruck vorgespannt wurde.
  • Nach dem Speichervorgang kann die Energie des unter Druck stehenden Ölvolumens im Hochdruckspeicher 19 wieder in den Antriebsstrang der Maschine eingespeist werden. Hierzu wird der Unterstützungsmotor 15 über das hydraulische Unterstützungsmotorventil 18 mit dem Hochdruckspeicher 19 verbunden. Der Unterstützungsmotor 15 kann direkt auf dem Verteilergetriebe 17 der Maschine angebracht und mit einer durch den Antriebsmotor 16 eingeprägten Drehzahl betrieben werden. Abhängig von dem Schluckvolumen des Unterstützungsmotors 15 wird dann entsprechend der Betriebszustände des Hochdruckspeichers 19 Energie in den Antriebsstrang der Maschine eingespeist. Bei Abschluss des Einspeisevorgangs wird das Unterstützungsmotorventil 18 geschlossen und somit die Verbindung zwischen Hochdruckspeicher 19 und Unterstützungsmotor 15 getrennt.
  • Soll im Zyklus der Maschine eine Einfahrbewegung des Differentialzylinders 1 erfolgen, bei welcher der Volumenstrom der Arbeitspumpe 14 durch eine entsprechende Ansteuerung des Steuerschiebers 11 auf die Stangenseite 2 des Differentialzylinders 1 geleitet werden soll, werden das Niederdruckspeicherventil 7 geschlossen und das Stauventil 10 geöffnet gehalten.
  • Im Kreislauf kommen mindestens eine Arbeitspumpe und mindestens ein Steuerschieber vor.
  • Als Hydraulikspeicher können alle Arten von Hydraulikspeichern verwendet werden. Denkbar sind Ausführungen als Blasenspeicher, Kolbenspeicher, Membranspeicher oder Federspeicher.
  • Ebenfalls ist die Erfindung nicht beschränkt auf eine Art des Energiespeichermediums. Bei Blasen- und Kolbenspeichern werden meist Stickstoff oder Stickstoff-Mischungen eingesetzt.
  • Ebenfalls können zum Aufbau dieser Erfindung Kombinationen von unterschiedlichen Speicherarten verwendet werden.
  • Die gezeigten Ventile sind als einzelne 2/2-Wege-Ventile oder auch als Kombination auf einer Ventilstange einsetzbar. Hierbei ist ebenfalls eine proportionale oder schaltenden Ansteuerung möglich.
  • Der Unterstützungsmotor kann als Ausführung mit proportional verstellbarem, schaltend verstellbarem oder auch konstantem Schluckvolumen zum Einsatz kommen.
  • Der Unterstützungsmotor 15 kann, wie gezeigt, direkt auf dem Verteilergetriebe der Maschine angeordnet sein. Weiterhin ist denkbar, dass der Unterstützungsmotor 15 auf anderen drehenden Einheiten sowie direkt auf dem Antriebsmotor angebracht ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hubzylinder
    2
    Zylinderkammer Stangenseite
    3
    Anschluss Stangenseite Hubzylinder
    4
    Zylinderkammer Bodenseite
    5
    Anschluss Bodenseite Hubzylinder
    6
    Niederdruckspeicher
    7
    Niederdruckspeicherventil
    8
    Bremsventil
    9
    Rückschlagventil
    10
    Stauventil
    11
    Steuerschieber
    12
    Vorspannventil
    13
    Tank
    14
    Arbeitspumpe
    15
    Unterstützungsmotor
    16
    Antriebsmotor
    17
    Verteilergetriebe
    18
    Unterstützungsmotorventil
    19
    Hochdruckspeicher
    20
    Hochdruckspeicherventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102010051665 [0009]
    • WO 2013/180605 [0010]
    • DE 102005052108 [0011]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie bei einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Differentialzylinder (1), wobei die Vorrichtung wenigstens eine Speichervorrichtung mit wenigstens einem Hochdruck- (19) und wenigstens einem Niederdruck-Speicher (6) zur Energiespeicherung der potentiellen Energie des unter drückender Last einfahrenden Differentialzylinders (1) umfasst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine Regenerations-Verschaltung zur Rückführung von Hydraulikflüssigkeit in die Stangenseite (2) des Differentzialzylinders umfasst, wobei die Regenerations-Verschaltung und die Speichervorrichtung insbesondere parallel zueinander angeordnet sind, und/oder dass die Speicher (6, 19) jeweils über lediglich ein Ventil (7, 20) und entsprechende Leitungen mit dem Differentialzylinder gekoppelt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Regenerations-Verschaltung Hydraulikflüssigkeit aus dem Niederdruck-Speicher (6) und/oder aus der Bodenseite (4) des Differentialzylinders (1) in dessen Stangenseite (2) strömt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit gedrosselt in die Stangenseite (2) einströmt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierekuperation auf dem gesamten Einfahrweg oder nur auf einem Teil des Einfahrwegs des Differentialzylinders (1) erfolgt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Hochddruck-Speicher (19) verbundener Unterstützungsmotor (15) zur Energieeinspeisung in den Antriebsstrang der Arbeitsmaschine vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterstützungsmotor (15) als proportional verstellbarer Motor, als schaltend verstellbarer Motor oder als Motor mit konstantem Schluckvolumen ausgestaltet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikspeicher (6, 19) als Blasenspeicher, Kolbenspeicher, Membranspeicher oder als Federspeicher ausgestaltet ist.
  9. Arbeitsmaschine, insbesondere Bagger, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Arbeitsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für den Regelbetrieb der Arbeitsmaschine nicht erforderlich ist.
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