EP3026271A1 - Movement compensation device - Google Patents

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EP3026271A1
EP3026271A1 EP15195530.9A EP15195530A EP3026271A1 EP 3026271 A1 EP3026271 A1 EP 3026271A1 EP 15195530 A EP15195530 A EP 15195530A EP 3026271 A1 EP3026271 A1 EP 3026271A1
Authority
EP
European Patent Office
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hydraulic
compensation device
movement
motion compensation
vessel
Prior art date
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Granted
Application number
EP15195530.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3026271B1 (en
Inventor
Thomas Wintjes
Lambert Romijnders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3026271A1 publication Critical patent/EP3026271A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3026271B1 publication Critical patent/EP3026271B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F15B11/0426—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in" by controlling the number of pumps or parallel valves switched on
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/02—Devices for facilitating retrieval of floating objects, e.g. for recovering crafts from water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/20515—Electric motor
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    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20569—Type of pump capable of working as pump and motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Definitions

  • the invention relates to a motion compensation device according to the preamble of patent claim 1.
  • hydraulic accumulator in particular gas-loaded, hydraulic piston accumulator used, which are used as a gas spring for force equalization or as a component for storing energy.
  • a hydraulic fluid is pressed against a gas, usually nitrogen or air, into a container.
  • gas and hydraulic fluid are separated by a sealing piston.
  • the gas spring is used to equalize a passive load, with a separate active part of the motion compensation devices, which uses a hydraulic accumulator for energy storage, used for motion compensation.
  • the gas volume can be increased by one or more downstream pressure vessel.
  • the invention is based on the object to provide a motion compensation device that is quickly adaptable to a load change and can be avoided in the pressure changes due to temperature fluctuations and changes in volume.
  • a motion compensation device includes a hydraulic actuator provided to support a load. Furthermore, the movement compensation device according to the invention comprises a supply device which has at least one drive device with at least one hydromachine which can be fluidically connected to the hydraulic actuator and which can be operated both as a pump and as a hydraulic motor and by the hydraulic actuator pressure medium in operation as a pump is supplied and driven in an operation as a hydraulic motor of flowing back from the hydraulic actuator pressure medium.
  • the drive device has a flywheel which can be coupled to the hydraulic machine both in pump operation and in engine operation of the hydraulic machine.
  • the drive device preferably has two or more fluidically, in particular four hydraulic machines arranged parallel to one another.
  • An advantage of the present invention is that the motion compensation device according to the invention is quickly adaptable to a load change.
  • the energy stored in the flywheel is higher, the higher the speed and the greater the inertial mass of the flywheel.
  • the stored energy increases with the square of the speed increases. Large amounts of energy can be stored and returned very quickly.
  • the at least one hydraulic machine is a hydraulic machine whose stroke volume is adjustable from a positive value above the value zero to a negative value, so that the hydraulic machine can be operated while maintaining the direction of rotation as a pump and as a hydraulic motor. There are then no valves necessary to exchange the connections of the hydraulic machine in their function as a high pressure port and low pressure port.
  • the drive device has a particular electric motor for driving the flywheel.
  • hydraulic and / or mechanical losses in the motion compensation device according to the invention can be compensated with the drive.
  • the drive is a variable speed electric motor, that is, an electric motor whose speed is arbitrarily adjustable by means of an electrical control device.
  • the supply device can have a plurality of fluidically connected drive devices, so that the energy to be stored can be distributed to a plurality of drive devices. This not only has a cost-saving effect on the design of the individual flywheels, but also offers the advantage of a redundant design.
  • one or more drive means may be wholly or partially brought into an inoperative or neutral operating condition.
  • a drive device may be wholly or partially rendered ineffective by shutting off the fluidic connection between all its hydraulic machines or the fluidic connection between some of the hydraulic machines and the hydraulic actuator.
  • Another way to make a drive device completely or partially ineffective is that all hydraulic machines or less than all hydraulic machines of a drive device are set to a stroke volume zero.
  • the change in the load is a function of a pressure in a high pressure side working space of the hydraulic actuator or in a fluidically connected thereto Pressure chamber can be determined.
  • the change in the load in response to a change in length of a support element for example a rope can be determined.
  • a load change occurs, for example, in a stepwise loading or unloading of a container which is held by the support member, for example, hangs on a wire rope.
  • a load change or a movement change occurs, for example, in the case of a wave-induced lifting movement of the motion compensation device when it is mounted on a ship. This is due to inertia caused by additional burden or relief of the support element.
  • the changes in pressure caused by such load changes in the high pressure side working space of the hydraulic actuator, or in the pressure chamber fluidly connected thereto, are advantageously a measure of the amount and direction of change in the effective length of the support member required to maintain a position of the load. that is, whether the effective length is shortened or lengthened and how much.
  • a load in the context of the invention a payload or a person load is to be understood.
  • the supply device has a charge pump for supplying pressure medium to at least one of the drive devices.
  • the charge pump always ensures sufficient suction pressure and thus contributes to rapid adaptation to the pressure changes caused by the above-mentioned load changes.
  • the hydraulic actuator is linearly actuated, for example, a hydraulic cylinder, in particular a differential cylinder, or it is rotationally actuated, for example, a rotating hydraulic machine, in particular as part of a hydraulic winch.
  • a movement of a ship on the water with respect to the held by the support member, in particular hanging load or with respect to a second ship located on the water on the compensatory mounted on at least one of the ships movement compensation device compensated.
  • waiting times on the high seas can be reduced, which are caused by high waves, which would otherwise make loading or unloading onto a platform or from a second ship or to a second ship unsafe or impossible.
  • the movement advantageously includes or is advantageously limited to a lifting movement of the vessel, a sideways movement of the vessel, a forward / backward movement of the vessel, a rolling motion of the vessel about its longitudinal axis, a pitching motion of the vessel about its transverse axis and / or a yawing motion of the vessel Ship around its vertical axis.
  • the various movements are advantageously transmitted via a lever system in a suitable manner to the motion compensation device, so that a multi-degree of freedom having motion compensation device is available.
  • the motion compensation for a degree of freedom up to six degrees of freedom can take place.
  • the linearly actuable actuator for example a hydraulic cylinder, in particular a differential cylinder, is advantageously aligned horizontally or vertically.
  • the hydraulic actuator advantageously compensates for the ship's movements together with the motion compensation device and thus maintains its alignment.
  • the movement compensation device can be used in the event of a power interruption as an uninterruptible power supply, since in this case energy stored in the flywheel can be called up.
  • the motion compensation device according to the invention can be used, for example, for applications which have a maximum cycle time of about 60 seconds and in which energy recovery is possible.
  • FIG. 1 a diagram of a motion compensation device according to the invention.
  • movement compensation device 1 includes a hydraulic actuator 2, which is formed here linearly actuated and as a differential cylinder.
  • the actuator may be rotatably actuated, for example as a hydraulic winch.
  • the hydraulic actuator 2 To supply the hydraulic actuator 2 with a pressure medium, the latter is fluidically connected with its high-pressure-side working space 3 to a supply device 4 which contains two drive devices 6 connected in parallel and a hydraulic pump 8.
  • the drive devices 6 can be fluidically separated in the motion compensation device 1 according to the invention, each with a switching valve 10 from the hydraulic actuator 2.
  • each individual drive device 6 can be switched to a freewheeling operation or neutral operation, depending on the load condition and / or energy requirement, in the motion compensating device 1 according to the invention for increasing the efficiency.
  • each drive device 6 four fluidly connected in parallel hydraulic machines 12 are included, which can be coupled to a flywheel 14 of the drive device 6.
  • two hydraulic machines 12 are arranged on each side of the flywheel 14 and in each case with the flywheel 14 can be coupled.
  • the hydraulic machines 12 are designed as units with adjustable displacement and operated as a pump or as a motor.
  • the stroke volume is adjustable over the value zero between positive values and negative values. Due to the possibility of setting a hydraulic machine 12 to a stroke volume zero, a drive device 6 can also be partially deactivated.
  • switching valve 10 would also be possible if the switching valve 10 were not assigned to all hydraulic machines 2 of a drive device 6, but a plurality of switching valves 10 would be provided, each associated with only a smaller than the maximum number of hydraulic machines drive means 6, for example one or two hydraulic machines would.
  • Each drive device includes an electric motor 16 whose speed can be adjusted or regulated with the aid of an electrical control device and by which the respective flywheel can be driven.
  • the energy losses of the system can be compensated with the electric motor 16.
  • the electric motor increases the speed of the flywheel, if necessary, and at the beginning of operation.
  • the hydraulic pump 8 Upstream of the hydraulic machines 12 is the hydraulic pump 8, which sucks pressure medium from a tank 22 and delivers it to a low-pressure line, to which the hydraulic machines 12 are connected with their respective low-pressure connection fluidically remote from the switching valves 10.
  • a hydraulic accumulator 18 To the low pressure line a hydraulic accumulator 18 is connected.
  • the hydraulic pump ensures as a charge pump together with the hydraulic accumulator 18 a sufficient pressure medium supply of the hydraulic machines 12 in the suction area.
  • a pressure relief valve 20 is also connected, whose output is connected to the tank 22 and by the pressure in the low pressure line is limited to, for example, 20 bar.
  • the support member may be a wire rope which extends around the differential cylinder so provided on both ends (end of the piston rod and end cylinder housing) pulleys, that an extension of the differential cylinder causes a shortening of an effective length of the wire.
  • the effective length of the wire rope extends between the differential cylinder and the load.
  • a rotatably operable hydraulic actuator 2 for example a hydraulic winch
  • the wire rope extends between the winch and the load.
  • a shortening of the effective length of the wire rope takes place via a rotation of the winch in a first direction of rotation, so that the wire rope is further wound up on the winch.
  • the movement compensating device 1 is mounted on the ship for compensating for waves caused by waves
  • a lifting of the ship by a shaft causes a load change in the wire rope, here an increased load of the wire rope due to the mass inertia effect on the load.
  • the pressure arising in a high-pressure-side working space 3 of the hydraulic actuator 2, here the differential cylinder increases.
  • the hydraulic machines 12 are operated as a motor and the differential cylinder retracts.
  • the alternative used for the differential cylinder winds winds in this case from wire rope.
  • the amount of pressure change is a measure of the amount of extension of the effective length.
  • the coupled flywheel 14 is driven and stores the energy from the pressure medium, which flows when retracting the differential cylinder from the high-pressure side working space 3.
  • the pressure medium flows via the pressure relief valve 20 into the tank 22, wherein upstream of the pressure relief valve 20, the pressure of 20 bar is maintained.
  • cylinder chamber 24 of the differential cylinder with the atmosphere or a gas reservoir, once assuming that the cylinder chamber 24 is filled with gas or air.
  • cylinder chamber 24 filled with hydraulic fluid it is fluidly connected to the tank 22 or possibly a second tank to suck it from hydraulic fluid and can deliver there.
  • the cylinder space 24 should have as little influence as possible on the movement compensation device 1 according to the invention and is therefore advantageously filled with gas, for example air.
  • a lowering of the ship by a wave trough also causes a load change in the wire, here a reduced load on the wire because of the inertia effect on the load.
  • the pressure occurring in the high-pressure-side working space 3 of the hydraulic actuator 2 in this case the differential cylinder, is reduced.
  • a shortening of the effective length of the wire rope is effected in response to the pressure change caused by the load change by operating the hydraulic machines 12 driven by the coupled flywheel 14 as a pump.
  • the hydraulic machines 12 can be driven by the drive 16 designed as a variable-speed electric motor.
  • Pressure fluid flows into the high-pressure side working space 3, the differential cylinder extends and thus reduces the effective length.
  • the alternative used to the differential cylinder winds wrapped in this case wire rope.
  • the amount of pressure change is a measure of the amount of shortening of the effective length.
  • Hydraulic and / or mechanical losses in the motion compensation device 1 according to the invention can advantageously be compensated for via the electric motor 16 which can be controlled or regulated by an electrical control unit in its speed. If necessary, the electric motor drives the flywheel 14 and / or the hydraulic machines 12 operating as pumps.
  • the change in the load can be determined as a function of a change in length of the support element, for example via a strain measurement on the support element, here on the wire rope.
  • a motion compensation device for maintaining a position of a load in which energy recovery is via a flywheel.
  • the invention has a hydraulic actuator, which is connectable via a provided for receiving a load support member of the motion compensation device with the load, and a supply device, via which the hydraulic actuator can be supplied with a pressure medium.
  • An effective length of the support element can be shortened or extended as a function of a change in the load via the hydraulic actuator.
  • the supply device has at least one drive device with at least one hydraulic machine which can be operated as a pump or as a motor.
  • the drive device has a flywheel which can be coupled to the hydraulic machine, by way of which the hydraulic actuator can be driven.

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Abstract

Offenbart ist eine Bewegungsausgleichsvorrichtung mit einem hydraulischen Aktuator, von dem eine Last abgestützt wird, und mit einer Versorgungseinrichtung, über die der hydraulische Aktuator mit einem Druckmittel versorgbar ist. Weiter weist die Versorgungseinrichtung mindestens eine Antriebseinrichtung mit mindestens einer Hydromaschine auf, die als eine Pumpe oder als ein Motor betreibbar und mit einem Schwungrad koppelbar ist.Disclosed is a motion compensation device with a hydraulic actuator, from which a load is supported, and with a supply device, via which the hydraulic actuator can be supplied with a pressure medium. Furthermore, the supply device has at least one drive device with at least one hydraulic machine, which can be operated as a pump or as a motor and can be coupled to a flywheel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsausgleichsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a motion compensation device according to the preamble of patent claim 1.

Bei bekannten Bewegungsausgleichsvorrichtungen kommen Hydrospeicher, insbesondere gasbelastete, hydraulische Kolbenspeicher zur Anwendung, die als Gasfeder zum Kraftausgleich oder als Komponente zur Speicherung von Energie eingesetzt werden. Bei einem Kolbenspeicher wird eine Hydraulikflüssigkeit gegen ein Gas, in der Regel Stickstoff oder Luft, in einen Behälter gepresst. Gas und Hydraulikflüssigkeit sind beispielsweise durch einen abdichtenden Kolben getrennt. Die Gasfeder dient zum Ausgleichen einer passiven Last, wobei ein separater aktiver Teil der Bewegungsausgleichsvorrichtungen, der einen Hydrospeicher zur Energiespeicherung nutzt, zum Bewegungsausgleich dient. Um das Speichervolumen der Gasfeder zu vergrößern, kann das Gasvolumen durch eine oder mehrere nachgeschaltete Druckbehälter vergrößert werden.In known motion compensation devices are hydraulic accumulator, in particular gas-loaded, hydraulic piston accumulator used, which are used as a gas spring for force equalization or as a component for storing energy. In a piston accumulator, a hydraulic fluid is pressed against a gas, usually nitrogen or air, into a container. For example, gas and hydraulic fluid are separated by a sealing piston. The gas spring is used to equalize a passive load, with a separate active part of the motion compensation devices, which uses a hydraulic accumulator for energy storage, used for motion compensation. To increase the storage volume of the gas spring, the gas volume can be increased by one or more downstream pressure vessel.

Diese bekannten hydraulischen Kolbenspeicher haben den Nachteil, dass das Gas in dem Kolbenspeicher bei Temperaturschwankungen und Volumenänderungen relativ hohen Druckänderungen unterliegt.These known hydraulic piston accumulators have the disadvantage that the gas in the piston accumulator is subject to relatively high pressure changes in the case of temperature fluctuations and volume changes.

Weitere Nachteile der bekannten Kolbenspeicher sind, dass zur Aufrechterhaltung eines Drucks und/oder zur Anpassung an eine durch eine Laständerung bedingte Druckänderung viele Kompressoren und Druckbehälter benötigt werden, was einen erhöhten Platzbedarf und ein erhöhtes Gewicht zur Folge hat. Außerdem ist die Anpassung an eine solche Druckänderung, insbesondere an eine größere Druckänderung, mit einem Kolbenspeicher relativ langsam, insbesondere bei einer erforderlichen Druckerhöhung, da Kompressoren einen relativ schlechten Wirkungsgrad haben.Further disadvantages of the known piston accumulators are that many compressors and pressure vessels are required to maintain a pressure and / or to adapt to a change in pressure caused by a change in load, which results in an increased space requirement and increased weight. In addition, the adaptation to such a pressure change, in particular to a larger pressure change, with a piston accumulator is relatively slow, especially at a required pressure increase, since compressors have a relatively poor efficiency.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Bewegungsausgleichsvorrichtung zu schaffen, die schnell an eine Laständerung anpassbar ist und bei der Druckänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen und Volumenänderungen vermieden werden können.In contrast, the invention is based on the object to provide a motion compensation device that is quickly adaptable to a load change and can be avoided in the pressure changes due to temperature fluctuations and changes in volume.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bewegungsausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a motion compensation device having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the motion compensation device according to the invention are described in the further subclaims.

Eine Bewegungsausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen hydraulischen Aktuator, der zur Abstützung einer Last vorgesehen ist. Weiter enthält die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung eine Versorgungseinrichtung, die mindestens eine Antriebseinrichtung mit mindestens einer mit dem hydraulischen Aktuator fluidisch verbindbaren in ihrem Hubvolumen verstellbaren Hydromaschine aufweist, die sowohl als Pumpe als auch als Hydromotor betreibbar ist und von der in einem Betrieb als Pumpe dem hydraulischen Aktuator Druckmittel zugeführt wird und die in einem Betrieb als Hydromotor von von dem hydraulischen Aktuator zurückfließendem Druckmittel angetrieben. Erfindungsgemäß weist die Antriebseinrichtung ein sowohl im Pumpenbetrieb als auch im Motorbetrieb der Hydromaschine mit der Hydromaschine koppelbares Schwungrad auf. Bevorzugt weist die Antriebseinrichtung zwei oder mehr fluidisch, insbesondere vier parallel zueinander angeordnete Hydromaschinen auf.A motion compensation device according to the present invention includes a hydraulic actuator provided to support a load. Furthermore, the movement compensation device according to the invention comprises a supply device which has at least one drive device with at least one hydromachine which can be fluidically connected to the hydraulic actuator and which can be operated both as a pump and as a hydraulic motor and by the hydraulic actuator pressure medium in operation as a pump is supplied and driven in an operation as a hydraulic motor of flowing back from the hydraulic actuator pressure medium. According to the invention, the drive device has a flywheel which can be coupled to the hydraulic machine both in pump operation and in engine operation of the hydraulic machine. The drive device preferably has two or more fluidically, in particular four hydraulic machines arranged parallel to one another.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung schnell an eine Laständerung anpassbar ist. Die in dem Schwungrad gespeicherte Energie ist umso höher, je höher die Drehzahl und je größer die träge Masse des Schwungrads ist. Die gespeicherte Energie nimmt mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt. Große Mengen an Energie sind sehr schnell speicherbar und wieder abgebbar.An advantage of the present invention is that the motion compensation device according to the invention is quickly adaptable to a load change. The energy stored in the flywheel is higher, the higher the speed and the greater the inertial mass of the flywheel. The stored energy increases with the square of the speed increases. Large amounts of energy can be stored and returned very quickly.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung sind ein geringerer Platzbedarf, geringeres Gewicht, geringerer Energieverbrauch aufgrund der geringen installierten Leistung und ein geringerer gerätetechnischer Aufwand.Further advantages of the motion compensation device according to the invention are a smaller footprint, lower weight, lower energy consumption due to the low installed power and a lesser technical equipment effort.

Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Hydromaschine eine Hydromaschine ist, deren Hubvolumen von einem positiven Wert über den Wert null zu einem negativen Wert verstellbar ist, so dass die Hydromaschine unter Beibehaltung der Drehrichtung als Pumpe und als Hydromotor betreibbar ist. Es sind dann keine Ventile notwendig, um die Anschlüsse der Hydromaschine in ihrer Funktion als Hochdruckanschluss und Niederdruckanschluss zu vertauschen.Advantageously, the at least one hydraulic machine is a hydraulic machine whose stroke volume is adjustable from a positive value above the value zero to a negative value, so that the hydraulic machine can be operated while maintaining the direction of rotation as a pump and as a hydraulic motor. There are then no valves necessary to exchange the connections of the hydraulic machine in their function as a high pressure port and low pressure port.

Vorteilhafterweise weist die Antriebseinrichtung zusätzlich zu der mindestens einen Hydromaschine einen insbesondere elektrischen Motor zum Antreiben des Schwungrads auf. Mit dem Antrieb können insbesondere hydraulische und/oder mechanische Verluste in der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung ausgeglichen werden. Bevorzugt ist der Antrieb ein drehzahlvariabler Elektromotor, also ein Elektromotor, dessen Drehzahl mit Hilfe eines elektrischen Steuergeräts willkürlich einstellbar ist.Advantageously, in addition to the at least one hydraulic machine, the drive device has a particular electric motor for driving the flywheel. In particular, hydraulic and / or mechanical losses in the motion compensation device according to the invention can be compensated with the drive. Preferably, the drive is a variable speed electric motor, that is, an electric motor whose speed is arbitrarily adjustable by means of an electrical control device.

Die Versorgungseinrichtung kann mehrere fluidisch parallelgeschaltete Antriebseinrichtungen aufweisen, so dass die zu speichernde Energie auf mehrere Antriebseinrichtungen verteilt werden kann. Dies wirkt sich nicht nur kosteneinsparend auf die Konstruktion der einzelnen Schwungräder aus, sondern bietet auch den Vorteil einer redundanten Auslegung.The supply device can have a plurality of fluidically connected drive devices, so that the energy to be stored can be distributed to a plurality of drive devices. This not only has a cost-saving effect on the design of the individual flywheels, but also offers the advantage of a redundant design.

Vorteilhafterweise können eine oder mehrere Antriebseinrichtungen ganz oder teilweise in einen unwirksamen oder neutralen Betriebszustand gebracht werden. Je nachdem, wie viel Leistung vom System angefordert oder abgegeben wird, ist so lediglich die jeweils benötigte Anzahl von Antriebseinrichtungen oder Teilen von Antriebseinrichtungen wirksam und der Wirkungsgrad ist optimiert. Eine Antriebseinrichtung kann zum Beispiel dadurch ganz oder teilweise unwirksam gemacht werden, dass die fluidische Verbindung zwischen allen ihren Hydromaschinen oder die fluidische Verbindung zwischen einigen der Hydromaschinen und dem hydraulischen Aktuator abgesperrt wird. Eine andere Möglichkeit, eine Antriebseinrichtung ganz oder teilweise unwirksam zu machen, besteht darin, dass alle Hydromaschinen oder weniger als alle Hydromaschinen einer Antriebsvorrichtung auf ein Hubvolumen null gestellt werden.Advantageously, one or more drive means may be wholly or partially brought into an inoperative or neutral operating condition. Depending on how much power is requested or delivered by the system, so only the respectively required number of drive means or parts of drive means is effective and the efficiency is optimized. For example, a drive device may be wholly or partially rendered ineffective by shutting off the fluidic connection between all its hydraulic machines or the fluidic connection between some of the hydraulic machines and the hydraulic actuator. Another way to make a drive device completely or partially ineffective, is that all hydraulic machines or less than all hydraulic machines of a drive device are set to a stroke volume zero.

Vorteilhafterweise ist die Änderung der Last in Abhängigkeit eines Druckes in einem hochdruckseitigen Arbeitsraum des hydraulischen Aktuators oder in einem damit fluidisch verbundenen Druckraum ermittelbar. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Änderung der Last in Abhängigkeit einer Längenänderung eines Tragelements, zum Beispiel eines Seils ermittelbar. Eine Laständerung tritt beispielsweise bei einem schrittweisen Beladen oder Entladen eines Behälters auf, der von dem Tragelement gehalten ist, beispielsweise an einem Drahtseil hängt. Alternativ oder zusätzlich dazu tritt eine Laständerung oder eine Bewegungsänderung beispielsweise bei einer durch Wellengang bedingte Hubbewegung der Bewegungsausgleichsvorrichtung auf, wenn diese auf einem Schiff montiert ist. Grund hierfür ist eine durch Massenträgheit bedingte, zusätzliche Belastung beziehungsweise Entlastung des Tragelements. Die durch derartige Laständerungen bedingten Druckänderungen in dem hochdruckseitigen Arbeitsraum des hydraulischen Aktuators, oder in dem damit fluidisch verbundenen Druckraum, sind vorteilhafterweise ein Maß für den Betrag und die Richtung der Änderung der wirksamen Länge des Tragelements, die zum Beibehalten einer Position der Last erforderlich ist, das heißt, ob die wirksame Länge verkürzt oder verlängert wird und um wie viel. Als eine Last im Sinne der Erfindung ist eine Nutzlast oder eine Personenlast zu verstehen.Advantageously, the change in the load is a function of a pressure in a high pressure side working space of the hydraulic actuator or in a fluidically connected thereto Pressure chamber can be determined. Alternatively or additionally, the change in the load in response to a change in length of a support element, for example a rope can be determined. A load change occurs, for example, in a stepwise loading or unloading of a container which is held by the support member, for example, hangs on a wire rope. Alternatively or additionally, a load change or a movement change occurs, for example, in the case of a wave-induced lifting movement of the motion compensation device when it is mounted on a ship. This is due to inertia caused by additional burden or relief of the support element. The changes in pressure caused by such load changes in the high pressure side working space of the hydraulic actuator, or in the pressure chamber fluidly connected thereto, are advantageously a measure of the amount and direction of change in the effective length of the support member required to maintain a position of the load. that is, whether the effective length is shortened or lengthened and how much. As a load in the context of the invention, a payload or a person load is to be understood.

Vorteilhafterweise weist die Versorgungseinrichtung eine Ladepumpe zur Druckmittelversorgung mindestens einer der Antriebseinrichtungen auf. Die Ladepumpe gewährleistet immer ausreichenden Saugdruck und trägt somit zur schnellen Anpassung an die durch die oben genannten Laständerungen bedingten Druckänderungen bei.Advantageously, the supply device has a charge pump for supplying pressure medium to at least one of the drive devices. The charge pump always ensures sufficient suction pressure and thus contributes to rapid adaptation to the pressure changes caused by the above-mentioned load changes.

Vorteilhafterweise ist der hydraulische Aktuator linear betätigbar, beispielsweise ein Hydrozylinder, insbesondere ein Differentialzylinder, oder er ist rotatorisch betätigbar, beispielsweise eine drehende Hydromaschine, insbesondere als Teil einer hydraulischen Winde.Advantageously, the hydraulic actuator is linearly actuated, for example, a hydraulic cylinder, in particular a differential cylinder, or it is rotationally actuated, for example, a rotating hydraulic machine, in particular as part of a hydraulic winch.

Vorteilhaft ist eine Bewegung eines Schiffes auf dem Wasser in Bezug auf die von dem Tragelement gehaltene, insbesondere hängende Last oder in Bezug auf ein sich auf dem Wasser befindliches zweites Schiff über die auf mindestens einem der Schiffe montierte Bewegungsausgleichsvorrichtung ausgleichbar. Durch den erfindungsgemäßen Bewegungsausgleich sind Wartezeiten auf hoher See reduzierbar, die durch hohen Wellengang entstehen, der ansonsten ein Beladen von einer oder ein Entladen auf eine Plattform oder von einem zweiten Schiff oder auf ein zweites Schiff unsicher oder unmöglich machen würde.Advantageously, a movement of a ship on the water with respect to the held by the support member, in particular hanging load or with respect to a second ship located on the water on the compensatory mounted on at least one of the ships movement compensation device compensated. By the compensation of movement according to the invention, waiting times on the high seas can be reduced, which are caused by high waves, which would otherwise make loading or unloading onto a platform or from a second ship or to a second ship unsafe or impossible.

Die Bewegung schließt vorteilhafterweise ein oder ist vorteilhafterweise begrenzt auf eine Hubbewegung des Schiffes, eine Seitwärtsbewegung des Schiffes, eine Vorwärts/Rückwärts-Bewegung des Schiffes, eine Rollbewegung des Schiffes um seine Längsachse, eine Stampfbewegung des Schiffes um seine Querachse und/oder eine Gierbewegung des Schiffes um seine vertikale Achse.The movement advantageously includes or is advantageously limited to a lifting movement of the vessel, a sideways movement of the vessel, a forward / backward movement of the vessel, a rolling motion of the vessel about its longitudinal axis, a pitching motion of the vessel about its transverse axis and / or a yawing motion of the vessel Ship around its vertical axis.

Die verschiedenen Bewegungen werden vorteilhafterweise über ein Hebelsystem in geeigneter Weise auf die Bewegungsausgleichsvorrichtung übertragen, so dass eine mehrere Freiheitsgrade aufweisende Bewegungsausgleichsvorrichtung zur Verfügung steht. Je nach den Anforderungen an ein System kann der Bewegungsausgleich für einen Freiheitsgrad bis zu sechs Freiheitsgraden stattfinden.The various movements are advantageously transmitted via a lever system in a suitable manner to the motion compensation device, so that a multi-degree of freedom having motion compensation device is available. Depending on the requirements of a system, the motion compensation for a degree of freedom up to six degrees of freedom can take place.

Je nach zur Verfügung stehendem Bauraum und konstruktiver Ausführung des hydraulischen Aktuators kann dieser beliebig ausgerichtet sein. Der linear betätigbare Aktuator, beispielsweise ein Hydraulikzylinder, insbesondere ein Differentialzylinder, ist vorteilhafterweise horizontal oder vertikal ausgerichtet. Der hydraulische Aktuator gleicht vorteilhafterweise die Schiffsbewegungen zusammen mit der Bewegungsausgleichsvorrichtung aus und behält somit seine Ausrichtung bei.Depending on the available space and constructive design of the hydraulic actuator this can be arbitrarily aligned. The linearly actuable actuator, for example a hydraulic cylinder, in particular a differential cylinder, is advantageously aligned horizontally or vertically. The hydraulic actuator advantageously compensates for the ship's movements together with the motion compensation device and thus maintains its alignment.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung bei einer Netzunterbrechung als unterbrechungsfreie Energieversorgung nutzbar, da in diesem Fall im Schwungrad gespeicherte Energie abrufbar ist.Advantageously, the movement compensation device according to the invention can be used in the event of a power interruption as an uninterruptible power supply, since in this case energy stored in the flywheel can be called up.

Die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung ist beispielsweise für Anwendungen nutzbar die eine maximale Zyklusdauer von etwa 60 Sekunden haben und bei denen eine Energierückgewinnung möglich ist.The motion compensation device according to the invention can be used, for example, for applications which have a maximum cycle time of about 60 seconds and in which energy recovery is possible.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand der Figur dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.An embodiment of a movement compensation device according to the invention is shown in the drawing. With reference to the figure of this drawing, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigt
Figur 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung.It shows
FIG. 1 a diagram of a motion compensation device according to the invention.

Die in Figur 1 dargestellte Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 enthält einen hydraulischen Aktuator 2, der hier linear betätigbar ausgebildet ist und zwar als ein Differentialzylinder. Alternativ dazu kann der Aktuator rotatorisch betätigbar ausgebildet sein, beispielsweise als eine hydraulische Winde.In the FIG. 1 illustrated movement compensation device 1 includes a hydraulic actuator 2, which is formed here linearly actuated and as a differential cylinder. Alternatively, the actuator may be rotatably actuated, for example as a hydraulic winch.

Zur Versorgung des hydraulischen Aktuators 2 mit einem Druckmittel ist dieser mit seinem hochdruckseitigem Arbeitsraum 3 fluidisch mit einer Versorgungseinrichtung 4 verbunden, die zwei parallelgeschaltete Antriebseinrichtungen 6 und eine Hydropumpe 8 enthält. Die Antriebseinrichtungen 6 sind je nach Lastzustand und/oder Energiebedarf in der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 jeweils mit einem Schaltventil 10 von dem hydraulischen Aktuator 2 fluidisch trennbar. Weiter kann jede einzelne Antriebseinrichtung 6 je nach Lastzustand und/oder Energiebedarf in der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 zur Erhöhung des Wirkungsgrads in einen Freilaufbetrieb oder Neutralbetrieb geschaltet werden.To supply the hydraulic actuator 2 with a pressure medium, the latter is fluidically connected with its high-pressure-side working space 3 to a supply device 4 which contains two drive devices 6 connected in parallel and a hydraulic pump 8. Depending on the load condition and / or energy requirement, the drive devices 6 can be fluidically separated in the motion compensation device 1 according to the invention, each with a switching valve 10 from the hydraulic actuator 2. Furthermore, each individual drive device 6 can be switched to a freewheeling operation or neutral operation, depending on the load condition and / or energy requirement, in the motion compensating device 1 according to the invention for increasing the efficiency.

In jeder Antriebseinrichtung 6 sind vier fluidisch parallelgeschaltete Hydromaschinen 12 enthalten, die mit einem Schwungrad 14 der Antriebseinrichtung 6 koppelbar sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Hydromaschinen 12 auf jeder Seite des Schwungrads 14 angeordnet und jeweils mit dem Schwungrad 14 koppelbar. Die Hydromaschinen 12 sind als Einheiten mit verstellbarem Hubvolumen ausgebildet und als Pumpe oder als Motor betreibbar. Das Hubvolumen ist über den Wert null zwischen positiven Werten und negativen Werten verstellbar. Durch die Möglichkeit, eine Hydromaschine 12 auf ein Hubvolumen null zu stellen, kann eine Antriebseinrichtung 6 auch teilweise unwirksam geschaltet werden. Dies wäre auch möglich, wenn das Schaltventil 10 nicht allen Hydromaschinen 2 einer Antriebseinrichtung 6 zugeordnet wäre, sondern mehrere Schaltventile 10 vorgesehen wären, von denen jedes nur einer geringeren als der maximalen Zahl der Hydromaschinen einer Antriebseinrichtung 6, zum Beispiel einer oder zwei Hydromaschinen, zugeordnet wäre.In each drive device 6 four fluidly connected in parallel hydraulic machines 12 are included, which can be coupled to a flywheel 14 of the drive device 6. In the illustrated embodiment, two hydraulic machines 12 are arranged on each side of the flywheel 14 and in each case with the flywheel 14 can be coupled. The hydraulic machines 12 are designed as units with adjustable displacement and operated as a pump or as a motor. The stroke volume is adjustable over the value zero between positive values and negative values. Due to the possibility of setting a hydraulic machine 12 to a stroke volume zero, a drive device 6 can also be partially deactivated. This would also be possible if the switching valve 10 were not assigned to all hydraulic machines 2 of a drive device 6, but a plurality of switching valves 10 would be provided, each associated with only a smaller than the maximum number of hydraulic machines drive means 6, for example one or two hydraulic machines would.

Zu jeder Antriebseinrichtung gehört ein Elektromotor 16, dessen Drehzahl mit Hilfe eines elektrischen Steuergeräts einstellbar oder regelbar ist und von dem das jeweilige Schwungrad antreibbar ist. Die Energieverluste des Systems können mit dem Elektromotor 16 ausgeglichen werden. Der Elektromotor erhöht die Drehzahl des Schwungrads, wenn dies notwendig ist, und zu Beginn des Betriebs.Each drive device includes an electric motor 16 whose speed can be adjusted or regulated with the aid of an electrical control device and by which the respective flywheel can be driven. The energy losses of the system can be compensated with the electric motor 16. The electric motor increases the speed of the flywheel, if necessary, and at the beginning of operation.

Den Hydromaschinen 12 vorgeschaltet ist die Hydropumpe 8, die Druckmittel aus einem Tank 22 ansaugt und es an eine Niederdruckleitung abgibt, an die die Hydromaschinen 12 mit ihrem jeweiligen den Schaltventilen 10 fluidisch abgelegenen Niederdruckanschluss angeschlossen sind. An die Niederdruckleitung ist ein Hydrospeicher 18 angeschlossen. Die Hydropumpe gewährleistet als Ladepumpe zusammen mit dem Hydrospeicher 18 eine ausreichende Druckmittelversorgung der Hydromaschinen 12 im Saugbereich. An die Niederdruckleitung ist außerdem ein Druckbegrenzungsventil 20 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Tank 22 verbunden ist und durch das der Druck in der Niederdruckleitung auf zum Beispiel 20 bar begrenzt ist.Upstream of the hydraulic machines 12 is the hydraulic pump 8, which sucks pressure medium from a tank 22 and delivers it to a low-pressure line, to which the hydraulic machines 12 are connected with their respective low-pressure connection fluidically remote from the switching valves 10. To the low pressure line a hydraulic accumulator 18 is connected. The hydraulic pump ensures as a charge pump together with the hydraulic accumulator 18 a sufficient pressure medium supply of the hydraulic machines 12 in the suction area. To the low pressure line, a pressure relief valve 20 is also connected, whose output is connected to the tank 22 and by the pressure in the low pressure line is limited to, for example, 20 bar.

Nicht dargestellt ist das Tragelement, mit dem die ebenfalls nicht dargestellte Last an der Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 aufgenommen ist. Das Tragelement kann ein Drahtseil sein, das derart über an beiden Enden (Ende Kolbenstange und Ende Zylindergehäuse) des Differentialzylinders vorgesehenen Umlenkrollen um den Differentialzylinder verläuft, dass ein Ausfahren des Differentialzylinders eine Verkürzung einer wirksamen Länge des Drahtseils bewirkt. Die wirksame Länge des Drahtseils erstreckt sich zwischen dem Differentialzylinder und der Last. Im Fall dass ein rotatorisch betätigbarer hydraulischer Aktuator 2, beispielsweise eine hydraulische Winde, zum Einsatz kommt, erstreckt sich das Drahtseil zwischen der Winde und der Last. Eine Verkürzung der wirksamen Länge des Drahtseils erfolgt über eine Drehung der Winde in einer ersten Drehrichtung, so dass das Drahtseil weiter auf die Winde aufgewickelt wird.Not shown is the support element, with which the load, also not shown, is added to the motion compensation device 1. The support member may be a wire rope which extends around the differential cylinder so provided on both ends (end of the piston rod and end cylinder housing) pulleys, that an extension of the differential cylinder causes a shortening of an effective length of the wire. The effective length of the wire rope extends between the differential cylinder and the load. In the case that a rotatably operable hydraulic actuator 2, for example a hydraulic winch, is used, the wire rope extends between the winch and the load. A shortening of the effective length of the wire rope takes place via a rotation of the winch in a first direction of rotation, so that the wire rope is further wound up on the winch.

Eine Verlängerung des Drahtseils erfolgt analog zu dem oben beschriebenen in umgekehrter Weise: Bei dem Differentialzylinder über ein Einfahren des Differentialzylinders, bei der Winde über eine Drehung der Winde in einer zweiten Drehrichtung, so dass das Drahtseil von der Winde abgewickelt wird. Diese Bewegungen finden dabei unter Wirkung der Last statt.An extension of the wire rope is analogous to that described above in the reverse manner: In the differential cylinder on a retraction of the differential cylinder in the winch over a rotation of the winch in a second direction of rotation, so that the wire rope is unwound from the wind. These movements take place under the action of the load.

Ist die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 zum Ausgleichen von durch Wellengang bedingten Bewegungen eines Schiffes auf dem Schiff montiert, bedingt ein Anheben des Schiffes durch eine Welle eine Laständerung im Drahtseil, hier eine erhöhte Belastung des Drahtseils wegen der Massenträgheitswirkung auf die Last. Dadurch erhöht sich der in einem hochdruckseitigen Arbeitsraum 3 des hydraulischen Aktuators 2, hier des Differentialzylinders, entstehende Druck. Damit die Last ihre vor der Hubbewegung des Schiffes eingenommene Position behält, wird in Abhängigkeit von der durch die Laständerung hervorgerufenen Druckänderung eine Verlängerung der wirksamen Länge des Drahtseils dadurch herbeigeführt, dass die Hydromaschinen 12 als Motor betrieben werden und der Differentialzylinder einfährt. Die alternativ zum Differentialzylinder eingesetzte Winde wickelt in diesem Fall Drahtseil ab. Die Höhe der Druckänderung ist ein Maß für den Betrag der Verlängerung der wirksamen Länge.If the movement compensating device 1 according to the invention is mounted on the ship for compensating for waves caused by waves, a lifting of the ship by a shaft causes a load change in the wire rope, here an increased load of the wire rope due to the mass inertia effect on the load. As a result, the pressure arising in a high-pressure-side working space 3 of the hydraulic actuator 2, here the differential cylinder, increases. In order for the load to retain its position occupied before the lifting movement of the ship, it becomes dependent on the load change caused by the load Pressure change caused an extension of the effective length of the wire rope, characterized in that the hydraulic machines 12 are operated as a motor and the differential cylinder retracts. The alternative used for the differential cylinder winds winds in this case from wire rope. The amount of pressure change is a measure of the amount of extension of the effective length.

Im Motorbetrieb der Hydromaschinen 12 wird das angekoppelte Schwungrad 14 angetrieben und speichert die Energie aus dem Druckmittel, das beim Einfahren des Differentialzylinders aus dessen hochdruckseitigem Arbeitsraum 3 strömt.During engine operation of the hydraulic machines 12, the coupled flywheel 14 is driven and stores the energy from the pressure medium, which flows when retracting the differential cylinder from the high-pressure side working space 3.

Von der Niederdruckseite der Hydromaschinen 12 strömt das Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil 20 in den Tank 22, wobei stromauf des Druckbegrenzungsventils 20 der Druck von 20 bar aufrechterhalten wird.From the low pressure side of the hydraulic machines 12, the pressure medium flows via the pressure relief valve 20 into the tank 22, wherein upstream of the pressure relief valve 20, the pressure of 20 bar is maintained.

Nicht dargestellt ist eine Verbindung eines niederdruckseitigen Zylinderraums 24 des Differentialzylinders mit der Atmosphäre oder einem Gasreservoir, wenn man einmal annimmt, dass der Zylinderraum 24 mit Gas oder Luft gefüllt ist. Ist Zylinderraum 24 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, so ist er mit dem Tank 22 oder gegebenenfalls einem zweiten Tank fluidisch verbunden, um Hydraulikflüssigkeit daraus nachsaugen und dorthin abgeben zu können. Der zylinderraum 24 soll einen möglichst geringen Einfluss auf die erfindungsgemäße Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 haben und ist deswegen vorteilhafterweise mit Gas, beispielsweise Luft, gefüllt.Not shown is a connection of a low-pressure side cylinder chamber 24 of the differential cylinder with the atmosphere or a gas reservoir, once assuming that the cylinder chamber 24 is filled with gas or air. Is cylinder chamber 24 filled with hydraulic fluid, it is fluidly connected to the tank 22 or possibly a second tank to suck it from hydraulic fluid and can deliver there. The cylinder space 24 should have as little influence as possible on the movement compensation device 1 according to the invention and is therefore advantageously filled with gas, for example air.

Ein Absenken des Schiffes durch ein Wellental bedingt ebenfalls eine Laständerung im Drahtseil, hier eine verringerte Belastung des Drahtseils wegen der Massenträgheitswirkung auf die Last. Dadurch verringert sich der in dem hochdruckseitigen Arbeitsraum 3 des hydraulischen Aktuators 2, hier des Differentialzylinders, entstehende Druck. Damit die Last ihre vor der Hubbewegung des Schiffes eingenommene Position behält, wird in Abhängigkeit von der durch die Laständerung hervorgerufenen Druckänderung eine Verkürzung der wirksamen Länge des Drahtseils dadurch herbeigeführt, dass die Hydromaschinen 12 von dem angekoppelten Schwungrad 14 angetrieben als Pumpe betrieben werden. Alternativ oder zusätzlich können die Hydromaschinen 12 von dem als drehzahlvariablen Elektromotor ausgebildeten Antrieb 16 angetrieben werden. Druckmittel strömt in den hochdruckseitigen Arbeitsraum 3, der Differentialzylinder fährt aus und verringert so die wirksame Länge. Die alternativ zum Differentialzylinder eingesetzte Winde wickelt in diesem Fall Drahtseil auf. Die Höhe der Druckänderung ist ein Maß für den Betrag der Verkürzung der wirksamen Länge.A lowering of the ship by a wave trough also causes a load change in the wire, here a reduced load on the wire because of the inertia effect on the load. As a result, the pressure occurring in the high-pressure-side working space 3 of the hydraulic actuator 2, in this case the differential cylinder, is reduced. In order for the load to retain its position occupied prior to the lifting movement of the ship, a shortening of the effective length of the wire rope is effected in response to the pressure change caused by the load change by operating the hydraulic machines 12 driven by the coupled flywheel 14 as a pump. Alternatively or additionally, the hydraulic machines 12 can be driven by the drive 16 designed as a variable-speed electric motor. Pressure fluid flows into the high-pressure side working space 3, the differential cylinder extends and thus reduces the effective length. The alternative used to the differential cylinder winds wrapped in this case wire rope. The amount of pressure change is a measure of the amount of shortening of the effective length.

Aus dem niederdruckseitigen Arbeitsraum 24 strömt Gas in die Atmosphäre oder Hydraulikflüssigkeit in die gegebenenfalls zweite Druckmittelsenke.From the low-pressure side working space 24 gas flows into the atmosphere or hydraulic fluid in the optionally second pressure medium sinks.

Hydraulische und/oder mechanische Verluste in der erfindungsgemäßen Bewegungsausgleichsvorrichtung 1 können vorteilhafterweise über den durch ein elektrisches Steuergerät in seiner Drehzahl steuerbaren oder regelbaren Elektromotor 16 ausgeglichen werden. Der Elektromotor treibt erforderlichenfalls das Schwungrad 14 und/oder die als Pumpen arbeitenden Hydromaschinen 12 an.Hydraulic and / or mechanical losses in the motion compensation device 1 according to the invention can advantageously be compensated for via the electric motor 16 which can be controlled or regulated by an electrical control unit in its speed. If necessary, the electric motor drives the flywheel 14 and / or the hydraulic machines 12 operating as pumps.

Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Druckänderung ist die Änderung der Last in Abhängigkeit einer Längenänderung des Tragelement ermittelbar, beispielsweise über eine Dehnungsmessung am Tragelement, hier am Drahtseil.Alternatively or in addition to the pressure change described above, the change in the load can be determined as a function of a change in length of the support element, for example via a strain measurement on the support element, here on the wire rope.

Offenbart ist eine Bewegungsausgleichsvorrichtung zum Beibehalten einer Position einer Last, bei der eine Energierückgewinnung über eine Schwungmasse erfolgt. Die erfindungsgemäße hat einen hydraulischen Aktuator, der über ein zur Aufnahme einer Last vorgesehenes Tragelement der Bewegungsausgleichsvorrichtung mit der Last verbindbar ist, und eine Versorgungseinrichtung, über die der hydraulische Aktuator mit einem Druckmittel versorgbar ist. Eine wirksame Länge des Tragelements ist in Abhängigkeit einer Änderung der Last über den hydraulischen Aktuator verkürzbar oder verlängerbar. Die Versorgungseinrichtung weist mindestens eine Antriebseinrichtung mit mindestens einer Hydromaschine auf, die als eine Pumpe oder als ein Motor betreibbar ist. Erfindungsgemäß weist die Antriebseinrichtung ein mit der Hydromaschine koppelbares Schwungrad auf, über das der hydraulische Aktuator antreibbar ist.Disclosed is a motion compensation device for maintaining a position of a load in which energy recovery is via a flywheel. The invention has a hydraulic actuator, which is connectable via a provided for receiving a load support member of the motion compensation device with the load, and a supply device, via which the hydraulic actuator can be supplied with a pressure medium. An effective length of the support element can be shortened or extended as a function of a change in the load via the hydraulic actuator. The supply device has at least one drive device with at least one hydraulic machine which can be operated as a pump or as a motor. According to the invention, the drive device has a flywheel which can be coupled to the hydraulic machine, by way of which the hydraulic actuator can be driven.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BewegungsausgleichsvorrichtungMotion compensation device
22
hydraulischer Aktuatorhydraulic actuator
33
hochdruckseitiger Arbeitsraum des hydraulischen Aktuatorshigh-pressure side working space of the hydraulic actuator
44
Versorgungseinrichtungsupply
66
Antriebseinrichtungdriving means
88th
Ladepumpecharging pump
1010
Schaltventilswitching valve
1212
Hydromaschinehydromachine
1414
Schwungradflywheel
1616
Antriebdrive
1818
Druckspeicheraccumulator
2020
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
2222
Tanktank
2424
Zylinderraumcylinder space

Claims (10)

Bewegungsausgleichsvorrichtung mit einem hydraulischen Aktuator (2), der zur Abstützung einer Last dient, und mit einer Versorgungseinrichtung (4), die mindestens eine Antriebseinrichtung (6) mit mindestens einer mit dem hydraulischen Aktuator (2) fluidisch verbindbaren in ihrem Hubvolumen verstellbaren Hydromaschine (12) aufweist, die sowohl als Pumpe als auch als Hydromotor betreibbar ist und von der in einem Betrieb als Pumpe dem hydraulischen Aktuator (2) Druckmittel zugeführt wird und die in einem Betrieb als Hydromotor von von dem hydraulischen Aktuator (2) zurückfließendem Druckmittel angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) ein sowohl im Pumpenbetrieb als auch im Motorbetrieb der Hydromaschine (12) mit der Hydromaschine (12) koppelbares Schwungrad (14) aufweist.Motion compensation device with a hydraulic actuator (2), which serves to support a load, and with a supply device (4), the at least one drive means (6) with at least one hydraulically connectable with the hydraulic actuator (2) in its stroke volume adjustable hydraulic machine (12 ), which is operable both as a pump and as a hydraulic motor and is supplied from the in one operation as a pump to the hydraulic actuator (2) pressure medium and which is driven in an operation as a hydraulic motor of the hydraulic actuator (2) zurückfließendem pressure medium, characterized in that the drive device (6) has a flywheel (14) which can be coupled to the hydraulic machine (12) both in pump mode and in motor operation of the hydraulic machine (12). Bewegungsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Hydromaschine (12) eine Hydromaschine ist, deren Hubvolumen von einem positiven Wert über den Wert null zu einem negativen Wert verstellbar ist, so dass die Hydromaschine unter Beibehaltung der Drehrichtung als Pumpe und als Hydromotor betreibbar ist.Movement compensation device according to claim 1, wherein the at least one hydraulic machine (12) is a hydraulic machine, the stroke volume is adjustable from a positive value above the value zero to a negative value, so that the hydraulic machine is operated while maintaining the direction of rotation as a pump and a hydraulic motor. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Antriebseinrichtung (6) zusätzlich zu der mindestens einen Hydromaschine (12) einen Motor (16) zum Antreiben des Schwungrads (14) aufweist.A motion compensation device according to claim 1 or 2, wherein the drive means (6) comprises, in addition to the at least one hydraulic machine (12), a motor (16) for driving the flywheel (14). Bewegungsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Versorgungseinrichtung (4) mehrere parallelgeschaltete Antriebseinrichtungen (6) aufweist.A movement compensation device according to claim 1, 2 or 3, wherein the supply device (4) comprises a plurality of drive devices (6) connected in parallel. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine oder mehrere Antriebseinrichtungen (6) ganz oder teilweise in einen neutralen Betriebszustand versetzbar sind.Motion compensation device according to one of claims 1 to 4, wherein one or more drive means (6) are wholly or partially displaceable in a neutral operating condition. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Änderung der Last in Abhängigkeit eines Druckes in einem hochdruckseitigen Arbeitsraum (3) des hydraulischen Aktuators (2) oder in einem damit fluidisch verbundenen Druckraum ermittelbar ist.Movement compensation device according to one of the preceding claims, wherein the change of the load as a function of a pressure in a high pressure side working space (3) of the hydraulic actuator (2) or in a fluidically connected pressure chamber can be determined. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versorgungseinrichtung (4) eine Ladepumpe (8) zur Druckmittelversorgung mindestens einer der Antriebseinrichtungen (6) aufweist.Movement compensation device according to one of the preceding claims, wherein the supply device (4) has a charge pump (8) for supplying pressure medium to at least one of the drive devices (6). Bewegungsausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der hydraulische Aktuator (2) linear betätigbar oder rotatorisch betätigbar ist.Motion compensation device according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic actuator (2) is linearly actuated or rotationally actuated. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Bewegung eines Schiffes auf dem Wasser in Bezug auf die von dem Tragelement gehaltene Last oder in Bezug auf ein sich auf dem Wasser befindliches zweites Schiff über die auf mindestens einem der Schiffe montierte Bewegungsausgleichsvorrichtung ausgleichbar ist.A motion compensation device according to any one of the preceding claims, wherein movement of a vessel on the water relative to the load held by the support member or with respect to a second vessel on the water is compensatable via the motion compensation device mounted on at least one of the vessels. Bewegungsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Bewegung einschließt oder begrenzt ist auf eine Hubbewegung des Schiffes, eine Seitwärtsbewegung des Schiffes, eine Vorwärts/Rückwärts-Bewegung des Schiffes, eine Rollbewegung des Schiffes um seine Längsachse, eine Stampfbewegung des Schiffes um seine Querachse und/oder eine Gierbewegung des Schiffes um seine vertikale Achse.A motion compensation device according to claim 8, wherein the movement includes or is limited to a lifting movement of the vessel, a sideways movement of the vessel, a forward / backward movement of the vessel, a rolling motion of the vessel about its longitudinal axis, a pitching motion of the vessel about its transverse axis and / or a yawing motion of the ship about its vertical axis.
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