DE2500635A1

DE2500635A1 - Hydraulik-einrichtung

Info

Publication number: DE2500635A1
Application number: DE19752500635
Authority: DE
Inventors: Ives Coeurderoy
Original assignee: Poclain SA
Current assignee: Poclain SA
Priority date: 1974-01-14
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1975-07-17
Also published as: BR7500168A; FR2324899A1; JPS50118301A; US3922854A; ES433797A1; GB1493161A; BE824525A; FR2324899B1; IT1026247B

Description

Ba 3123

S.A. Poclain, Le Plessis-Belleville, Prankrei ch

Hydraulik-EInrichtung

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Hydraulik-Einrichtung, in der Mittel zur Verwirklichung einer Energiespeicherung vorgesehen sind, wenn die durch die Sammelvorrichtungen angewendete Leistung gegenüber der installierten Leistung klein ist, und bei der Mittel vorhanden sind, um diese Energie weider zurückzuführen, bei einer Zunahme der installierten Leistung, die' vollkommen ausgenutzt wird.

Bei bestimmten Einrichtungstypen und insbesondere bei den Baumaschinen für Bauarbeiten der öffentlichen Hand ist es aus Gründen der Rentabilität vorteilhaft, so oft wie nur möglich die gesamte installierte Leistung dieser Maschinen auszunutzen. Nun verlangen bestimmte Arbeiten oder bestimmte Arbeitsphasen nicht die maximale Ausnutzung der installierten Leistung, insbesondere wenn die Widerstandskraft unterhalb der Kapazität der Maschine liegt. Andererseits dagegen ist eine Zunahme der Leistung während eines kurzen Zeitabschnittes erforderlich, damit beispielsweise eine Widerstandskraft zum Herausziehen einer Erdmenge überwunden wird, die leicht über den maximalen Möglichkeiten der Maschine liegt.

Die Erfindung geht aus von einer Hydraulik-Einrichtung mit einem Motor, der wenigstens eine Hauptpumpe und wenigstens eine Zusatzpumpe antreibt, wobei die Hauptpumpe in wenigstens eine Sammelvorrichtung fördert und wobei die

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ORJGlNAL INSPECTED

Abströmleitung der Zusatzpumpe mit einem Drucksammler verbunden Ist.

Gekennzeichnet Ist die Erfindung dadurch, daß ein erster Verteiler mit zwei Stellungen in der Abströmleitung .der Zusatzpumpe angeordnet ist und die. Verbindung dieser Zusatzpumpe in seiner ersten Stellung zu dem Drucksammler und in seiner zweiten Stellung zu einem Behälter sicherstellt, und daß zwischen diesem ersten Verteiler und dem Drucksammler eine Leitung abgezweigt ist, die mit einer Zuführleitung der Sammelvorrichtung in Verbindung steht und mit einem zweiten Verteiler mit zwei Stellungen versehen ist, der in seiner ersten Stellung das Schließen und In seiner zweiten Stellung das öffnen dieser Leitung sicherstellt, wobei ein Flüssigkeitsdruck-Anzeigegerät In der Zuführleitung der Sammelvorrichtung angeordnet ist und durch Zwischenschaltung einer logischen Einrichtung die. Auswahl der Stellungen des ersten und des zweiten Verteilers steuert.

Die Erfindung schlägt also vor, wenigstens einen Teil der installierten Leistung zu verwenden, der bei der Hauptarbelt der Arbeiten der obengenannten ersten Art nicht zur Verfügung gestellt war, mit dem Ziel der Speicherung und Wiedereinsetzung bei der Ausführung von Arbeiten der obengenannten zweiten Art.

Im folgenden sei die Erfindung im Zusammenhang mit einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Ausfuhrungsform anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Pig. 1 eine Schemadarstellung einer Hydraulik-Einrichtung gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 eine graphische Darstellung bei einem möglichen Verlauf der Leistung als Funktion des Druckes bei einer erfindungsgemäßen Hydraulik-Einrichtung.

In Fig. 1 erkennt man einen Motor 1, auf dessen Ausgangswelle 2 einerseits eine Gruppe von η Hauptpumpen a...n und andererseits eine Gruppe von Zusatzpumpen aufgekeilt sind, von denen nur eine einzige Zusatzpumpe 3 (zwecks Erleichterung des Verständnisses der Erfindung) dargestellt ist. Die Hauptpumpen a....n stehen durch ihre Zuführleitungen a^....^ mit einem Behälter bzw. Tank 4 und durch ihre Abströmleitungen a₂....n₂ mit einem Zuführleitungsnetz bzw. einer Zuführleitung 5 einer Aufnahme- bzw. Sammelvorrichtung 6 in Verbindung.

Ein Zwischenorgan 7 ist in der Verbindung der Leitung 5 mit den einzelnen Leitungen a_?....n₂ vorgesehen, um in an sich bekannter Weise die Verbindung dieser Leitungen mit der genannten Leitung 5 genau und wahlweise sicherzustellen.

Die Zusatzpumpe 3 ist durch ihre Zuführleitung 3a mit dem Behälter bzw. Tank M und durch ihre, Abströmleitung 3b mit einem Drucksammler 8 verbunden. Ein Verteiler 9 mit zwei Stellungen ist in der Abströmleitung 3b zwischen der Pumpe 3 und dem Sammler 8 angeordnet. In seineijersten Stellung stellt dieser Verteiler eine Verbindung zwischen dem Sammler 8 und der Zusatzpumpe 3 her, während er in seiner zweiten Stellung die Verbindung zwischen dieser Abströmleitung 3b mit dem Behälter H herstellt, wobei der Sammler 8 isoliert bzw. abgeschaltet ist.

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-H-

Eine Leitung 10, die von der Abströmleitung 3b zwischen dem Sammler 8 und dem Verteiler 9 abgezweigt ist, verbindet diese Abströmleitung 3b mit der Leitung 5· Diese Leitung

10 enthält ein Rückschlagventil 10a und einen Verteiler

11 mit einem Weg und zwei Stellungen, der in der Lage ist, in seiner ersten Stellung die Öffnung der Leitung 10 und in seiner zweiten Stellung die Schließung dieser Leitung 10 zu sichern.

Weiterhin ist ein Druckaufnahmegerät 12 in der Leitung 5 angeordnet und mit dem Eingang einer logischen Einheit 13 verbunden, deren Ausgänge mit einem Steuerelement 9a des Verteilers 9 bzw. einem Steuerelement 11a des Verteilers 11 verbunden sind.

Bei Fig. 2 handelt es sich um eine graphische Darstellung, auf der die Veränderungskurven der angewendeten Leistung als Funktion des erforderlichen Druckes veranschaulicht sind, und zwar für verschiedene Kapazitäten, die durch ein Gruppieren mehrerer Hauptpumpen untereinander erreicht werden. Man erkennt in der Ordinateneinteilung die Leistung W und in der Abszisseneinteilung den Druck p. Die unterschiedlichen Kapazitäten Q₁, Q₂, Q,, die erreicht werden können, sind in der Graphik durch Geraden dargestellt, und zwar durch die Relation W = pQ, in der Q mehrere feste Werte Q₁, Q„, Q,... wiedergeben kann. Man bezeichnet die an der Kraftmaschine installierte Leistung mit W ; sie korrespondiert mit der maximalen Nutzleistung, die durch den Antriebsmotor der Pumpen geleistet wird. Diese Graphik zeigt gut, daß man stets versucht, annähernd mit der maximal installierten Leistung zu arbeiten. Auf diese Weise, wenn man sich in einer Zone leichten Druckes befindet, ist die durch die Hauptpumpen .geförderte Kapazität Q₁ groß. Wenn der erreichte Druck

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P₁ so groß ist wie P₁XQ₁ = W , dann fördert man bei einer Kapazität Q₂ viel weniger als bei Q₁, und zwar in der Weise, daß der Motor nicht überlastet wird. Dabei gelangt man bis zur Kapazität Q zur kleinsten, die man mit einer Gruppe von installierten Pumpen fördern kann.

Demzufolge sei festgestellt, daß die Anwendung der maximal installierten Leistung nicht nur punktartig ist, sondern mit den Produkten Q₁ x P₁, Q₂ x P₂ > Q-* ^x P-* ··· entspricht. In all diesen Intervallen, die zwischen diesen Punkten existieren, findet man diesseits die maximale Leistung. Die Erfindung versucht ein Maximum der verfügbaren Leistung anzuwenden.

Durch Placierung hauptsächlich in der Zone A der in Fig. 2 dargestellten Graphik erkennt man, daß, so lange nicht der Druck P₁ in der Schaltungs-Sammelvorrichtung erreicht ist, man nicht mit der maximalen Leistung arbeitet Man könnte den Wert der Förderung bzw. Kapazität Q₁ in der Weise steigern, daß man, indem die Gerade, die geneigt ist, auf- bzw. nachgerichtet wird, diese Zone A verkleinert. Man muß aber mit einem großen Belastungs- bzw. Füllungsverlust rechnen, wenn die Kapazität zu groß ist und sehr starke Reibungsverluste auftreten, die eine obere Grenze zu dem Wert dieser Kapazität Q₁ bilden, der einen guten Wirkungsgrad gewährleistet.

Man hat sich daher einem System zum Ansammeln und Wiederabgeben der Energie zugewandt, und zwar in der Weise, wie es in Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Zu-' satzpumpe 3 kann eine bestimmte bekannte Flüssigkeitskapazität fördern, um den Sammler 8 zu füllen, dessen maximaler Druck ebenfalls bekannt ist. Man kennt daher die

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Leistung W . die die Zusatzpumpe 3 maximal verbraucht. Diese Leistung W ist von W an auf der Graphik der Fig.

α. Ο

veranschaulicht.

Unter der Annahme, daß sich der Motor 1 dreht, fördern die η Hauptpumpen in die Leitung 5 mit einer Kapazität Q₁ und die Zusatzpumpe 3 fördert über die Leitung 3b in den Drucksammler 8, wobei der Verteiler 9 sich in seiner Position zum öffnen der entsprechenden Leitung befindet, während der Verteiler 11 die Leitung 10 schließt. Man weiß, daß die durch die Pumpe 3 aufgenommene Leistung niemals über den Wert W₀ steigen wird; so lange der in der Leitung 5 herrschende Druck den Wert ρ ¹^ (Fig. 2) nicht erreicht hat, wird daher der Motor nicht überlastet werden. Wenn das Druckaufnahmegerät 12 diesen Wert p'^ ,,anzeigt, steuert die logische Einheit 13 den Verteiler im Sinne einer Unterbrechung der Leitung 3b· Die Zusatzpumpe 3 fördert dann in Richtung des Behälters 4 und die Leistung, die sie verbraucht, ist Null, abgesehen von den Reibungen. Die verfügbare Leistung am Ausgang des Motors 1, an seiner Welle 2, steht daher gleichförmig den η Hauptpumpen zur Verfügung.

Wenn der Druck in der Leitung 5 den Wert P₁ erreicht, arbeitet er in einer neuen Gruppierung innerhalb der η Hauptpumpen in der Weise, daß er eine Kapazität Q₂ erreicht. Wie man in der Graphik der Fig. 2 sieht, liegt die angewendete Leistung zwischen P₁ und p₂ unterhalb der installierten Leistung W_Q. In dem Maß wie diese Leistung unterhalb W - W liegt, kann man dabei einen Teil verwenden, um die Zusatzpumpe 3 in den Drucksammler 8 arbeiten bzw. fördern zu lassen. Wenn daher das Druckaufnahmegerät 12 den Druck p₂ registriert, dann steuert die logische Einheit 13 das öffnen der Leitung 3b, indem es auf das Steuerelement 9a des Verteilers 9 einwirkt. Bei dem durch

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das Gerät 12 angezeigten Druck p'₂ ergibt sich dieselbe Operationsfolge wie beim Druck p^f. und es handelt sich dabei um dieselben Gründe, d.h. der Behälter H wird zum Abfluß der Pumpe 3·

Die Funktion dieser Einrichtung setzt sich auf dieselbe Weise fort, bis man.auf der Graphik der Fig. 2 die Gerade mit der minimalen Kapazität erreicht hat.

Nimmt man an, die Kapazität Q₇. sei die minimale Kapazität und der Druck p, sei der maximale Druck, der bei dieser Kapazität durch die Einrichtung erreicht wird, dann kann man an diesem Punkt dank der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Leistungszunahme bestimmen. In der Tat befindet sich der Verteiler 9 in seiner Stellung zum Abschließen der Leitung 3b, und wenn das Gerät 12 den Druck p, anzeigt, dann steuert die logische Einheit 13 die Leitung 10 in ihrer Öffnungsstellung, und zwar über den Verteiler 11. Zwei Möglichkeiten können sich dann ergeben: Entweder ist der Sammler 8 - der auf regulierbare Art auf einen Druck oberhalb des Wertes p., tariert ist - vollkommen gefüllt und die in ihm enthaltene Flüssigkeit kann durch das Rückschlagventil 10a in Richtung der Leitung 5 ausströmen, was die gewünschte Leistungszunahme mit sich bringt, oder der Sammler 8 ist nicht vollkommen gefüllt und die in ihm enthaltene Flüssigkeit steht unter einem Druck, der zu gering ist, als daß sie durch das Ventil 10a hindurchströmen kann, und es passiert nichts. Im zweiten Falle ist es notwendig, daß die Maschine zu den Arbeitsphasen zurückkehrt, indem sie nur eine Leistung unterhalb W_ - W₀ anwendet, damit die verfügbare Leistung

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verwendet werden kann, um den Sammler 8 komplett zu füllen.

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Die Erfindung besteht somit darin, mit Hilfe einer Einrichtung die Energie zu speichern, indem die ganze oder ein Teil der installierten, nicht verwendeten
Leistung durch die Gruppe der Hauptpumpen gespeichert und dann wieder eingesetzt wird, wenn die installierte Leistung vollkommen angewendet wird. Diese Einrichtung hat den Vorteil,-die Rentabilität einer hydraulischen Anlage, insbesondere bei einer (Antriebs-) Maschine bei Bauarbeiten der öffentlichen Hand, zu verbessern. In
diesem Bereich kann sie eine interessante Anwendung
finden.

Im Rahmen der Erfindung sind natürlich noch andere Varianten möglich, wobei das vorstehende Ausführungsbeispiel keine Begrenzung darstellt".

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Claims

Patentansprüche

1.JHydraulik-Einrichtung mit einem Motor, der wenigstens ^—' eine Hauptpumpe und wenigstens eine Zusatzpumpe antreibt, wobei die Hauptpumpe in wenigstens eine Sammelvorrichtung fördert und wobei die Abströmleitung der Zusatzpumpe mit einem Drucksammler verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Verteiler (9) mit zwei Stellungen in der Abströmleitung -(3b) der Zusatzpumpe (3) angeordnet ist und die Verbindung dieser Zusatzpumpe in seiner ersten Stellung zu dem Drucksammler (8) und in seiner zweiten Stellung zu einem Behälter (M) sicherstellt, und daß zwischen diesem ersten Verteiler (9) und dem Drucksammler (8) eine Leitung (10) abgezweigt ist, die mit einer Zuführleitung (5) der Sammelvorrichtung (6) in Verbindung steht und mit einem zweiten Verteiler (11) mit zwei Stellungen versehen ist, der in seiner ersten Stellung das Schließen und in seiner zweiten Stellung das öffnen dieser Leitung (10) sicherstellt, wobei ein Flüssigkeitsdruck-Anzeigegerät (12) in der Zuführleitung (5) der Sammelvorrichtung (6) angeordnet ist und durch Zwischenschaltung einer logischen Einrichtung (13) die Auswahl der Stellungen des ersten und des zweiten Verteilers (9 bzw. 11) steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (10a) in der Leitung (10)

ten
angeordnet ist, das ein Flüssigkeitsdurchfluß dieser

Leitung in Richtung des Drucksammlers (8) verhindert.

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