JP3231771B2 - エネルギ回収装置 - Google Patents
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Classifications
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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
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/14—Energy-recuperation means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
-
- 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
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1の前提部分の特徴を有する、作業
機械のエネルギ、特に位置エネルギを回収する装置に関
するものである。
機械のエネルギ、特に位置エネルギを回収する装置に関
するものである。
この種類の装置は、英国特許第1,231,585号により知
られている。
られている。
パワーショベルに用いられるこの公知の装置におい
て、アームが下降すると動作シリンダ内の流体圧エネル
ギの一部がリザーバに蓄えられ、制御キーによって制御
されるアームが所定の位置を越えた場合に、その越えた
流体量がタンクに戻される。次に、アームを持ち上げる
ために、リザーバ内に蓄えられたエネルギが、貯蔵流体
の形で、動作シリンダを支援するために再びこの動作シ
リンダに放出される。この公知の装置によっては、リザ
ーバからの有用なエネルギ回収を言うに足る規模で行う
ことはできない。
て、アームが下降すると動作シリンダ内の流体圧エネル
ギの一部がリザーバに蓄えられ、制御キーによって制御
されるアームが所定の位置を越えた場合に、その越えた
流体量がタンクに戻される。次に、アームを持ち上げる
ために、リザーバ内に蓄えられたエネルギが、貯蔵流体
の形で、動作シリンダを支援するために再びこの動作シ
リンダに放出される。この公知の装置によっては、リザ
ーバからの有用なエネルギ回収を言うに足る規模で行う
ことはできない。
他の公知の位置エネルギ回収装置では、このエネルギ
は比例流体圧分配器システムを用いて静流体圧エネルギ
の形で蓄えられる。この種類の装置は、複雑であり採算
が取れない。
は比例流体圧分配器システムを用いて静流体圧エネルギ
の形で蓄えられる。この種類の装置は、複雑であり採算
が取れない。
もう一つの公知の位置エネルギ回収装置(ポーランド
国特許明細書第127,710号)では、動作部材が追加の単
動流体圧リニアモータ(動作シリンダ)を備えており、
このリニアモータが機枠と動作部材との間に支持され
て、流体圧アキュムレータと接続され、また分配器を介
して容器または流体圧発生器と接続されている。この装
置の場合も、短所は調達コストが、特に追加のリニアモ
ータと分配器に関して比較的高く、それが装置の採算性
も低くしている点である。
国特許明細書第127,710号)では、動作部材が追加の単
動流体圧リニアモータ(動作シリンダ)を備えており、
このリニアモータが機枠と動作部材との間に支持され
て、流体圧アキュムレータと接続され、また分配器を介
して容器または流体圧発生器と接続されている。この装
置の場合も、短所は調達コストが、特に追加のリニアモ
ータと分配器に関して比較的高く、それが装置の採算性
も低くしている点である。
他の公知の位置エネルギ回収装置(技術的著作権268,
933)では、動作部材がアキュムレータ/蓄圧式リニア
モータを備え、そのピストン室が圧縮ガスで満たされ、
同様の貯蔵容器と連通している。この装置は、意図しな
いガス漏れに対して完全に密封できないため、この装置
は比較的短時間の後にその機能を失うことがある。ま
た、パワーショベルの動作部材の位置に関してガス圧が
可変なため、その静的耐荷力は一定ではない。さらに、
追加の液圧動作シリンダと組み合わせる場合のみ、機械
の最大作用上昇力を得ることが可能である。
933)では、動作部材がアキュムレータ/蓄圧式リニア
モータを備え、そのピストン室が圧縮ガスで満たされ、
同様の貯蔵容器と連通している。この装置は、意図しな
いガス漏れに対して完全に密封できないため、この装置
は比較的短時間の後にその機能を失うことがある。ま
た、パワーショベルの動作部材の位置に関してガス圧が
可変なため、その静的耐荷力は一定ではない。さらに、
追加の液圧動作シリンダと組み合わせる場合のみ、機械
の最大作用上昇力を得ることが可能である。
引用された特開昭60−250128号公報(A−60−25012
8)の装置は、リザーバと連結した動作シリンダのピス
トン室とリザーバとの間にスイッチ装置があるエネルギ
回収装置である。この公知の装置において、リザーバと
連結している動作シリンダのピストン側流体量が完全に
リザーバに放出され、しかもこのような動作が相前後し
て何回も繰り返されるので、正確に定量可能なエネルギ
量を後の呼び戻しのためにリザーバに貯蔵できる。しか
し、実用的実験において、このような構成は、満足すべ
きエネルギ回収を達成するには十分ではないことが分か
った。
8)の装置は、リザーバと連結した動作シリンダのピス
トン室とリザーバとの間にスイッチ装置があるエネルギ
回収装置である。この公知の装置において、リザーバと
連結している動作シリンダのピストン側流体量が完全に
リザーバに放出され、しかもこのような動作が相前後し
て何回も繰り返されるので、正確に定量可能なエネルギ
量を後の呼び戻しのためにリザーバに貯蔵できる。しか
し、実用的実験において、このような構成は、満足すべ
きエネルギ回収を達成するには十分ではないことが分か
った。
この種の動作部材の位置エネルギまたは運動エネルギ
を回収する公知のすべての装置のもう一つの短所は、動
作部材が下降する際に作用力が減少する点である。
を回収する公知のすべての装置のもう一つの短所は、動
作部材が下降する際に作用力が減少する点である。
本発明の目的は、従来の技術から出発し、公知のエネ
ルギ回収装置の長所を維持しながら、改善されたエネル
ギ回収装置を提供することである。
ルギ回収装置の長所を維持しながら、改善されたエネル
ギ回収装置を提供することである。
上記目的は、請求項1の特徴により全体において達成
される。請求項1の特徴部分に従い、流体圧動作シリン
ダのピストン室が、特にカートリッジ弁としてのシート
弁を介して流体圧リザーバと連結されており、このカー
トリッジ弁が制御分配器と協働し、この制御分配器が制
御装置の一部として圧力リレーに接続されていること、
および前記制御装置の制御入力部が低圧分岐管に接続さ
れており、この低圧分岐管が、特にブームとしての作業
機械の可動部分と協働することによって、従来公知の装
置におけるより多くのエネルギが回収可能であることが
分かった。装置の操作挙動も改善され、必要な回路の規
模が最適化されている。
される。請求項1の特徴部分に従い、流体圧動作シリン
ダのピストン室が、特にカートリッジ弁としてのシート
弁を介して流体圧リザーバと連結されており、このカー
トリッジ弁が制御分配器と協働し、この制御分配器が制
御装置の一部として圧力リレーに接続されていること、
および前記制御装置の制御入力部が低圧分岐管に接続さ
れており、この低圧分岐管が、特にブームとしての作業
機械の可動部分と協働することによって、従来公知の装
置におけるより多くのエネルギが回収可能であることが
分かった。装置の操作挙動も改善され、必要な回路の規
模が最適化されている。
本発明の装置の好ましい実施例では、リザーバと連結
した動作シリンダのピストン室と、リザーバそれ自体と
の間に、流体圧操作可能なスイッチ装置がある。
した動作シリンダのピストン室と、リザーバそれ自体と
の間に、流体圧操作可能なスイッチ装置がある。
特に好ましい別の実施例では、リザーバに接続された
動作シリンダのピストン室と、このリザーバとの間に、
タンク接続口を有する流体圧操作可能な切り換え装置が
接続されており、スイッチ装置と切り換え装置とが直列
に相前後して接続されている。
動作シリンダのピストン室と、このリザーバとの間に、
タンク接続口を有する流体圧操作可能な切り換え装置が
接続されており、スイッチ装置と切り換え装置とが直列
に相前後して接続されている。
本発明の特に好ましい別の実施例では、リザーバと連
結した動作シリンダのピストン室が、他方の動作シリン
ダのピストン室と、流体案内管によって連結しており、
この流体案内管に逆止弁、またはいわゆる一方向弁が取
り付けられている。この一方向弁に、好ましくは絞り部
材が直列に流体接続されており、互いに連通している選
択された流体圧リニアユニットのピストンロッド室の戻
り管または分岐管が、流体圧機械系の分配器を介して、
一方向弁によって流体圧アキュムレータに取り付けられ
た流体圧リニアモータのピストン室と連結しており、そ
の結果この戻り管または分岐管が圧力弁を介して流体容
器に接続している。
結した動作シリンダのピストン室が、他方の動作シリン
ダのピストン室と、流体案内管によって連結しており、
この流体案内管に逆止弁、またはいわゆる一方向弁が取
り付けられている。この一方向弁に、好ましくは絞り部
材が直列に流体接続されており、互いに連通している選
択された流体圧リニアユニットのピストンロッド室の戻
り管または分岐管が、流体圧機械系の分配器を介して、
一方向弁によって流体圧アキュムレータに取り付けられ
た流体圧リニアモータのピストン室と連結しており、そ
の結果この戻り管または分岐管が圧力弁を介して流体容
器に接続している。
流体圧動作シリンダのピストン室が、サドル弁、制御
分配器もしくはまた圧力リレーによって構成された制御
装置によって流体圧アキュムレータと接続されており、
この装置の制御入力部が動作部材から出た低圧分岐管に
接続されている。制御装置の制御分配器のタンク接続口
と、この装置と接続した流体圧動作シリンダのピストン
室との間に、シャトル弁または逆転弁が設けられてい
て、シャトル弁の出口側が供給管に接続されている。制
御分配器のタンク接続口は、動作シリンダの互いに連結
しているピストンロッド室と連通していて、これらのピ
ストンロッド室はさらに流体圧操作可能なシリンダと接
続されており、このシリンダの対称軸が好ましくは安全
弁のコーンの対称軸と同一であり、このシリンダのピス
トンが、圧力流体を安全弁に供給する側でこの安全弁の
コーンの端面に支えられている。
分配器もしくはまた圧力リレーによって構成された制御
装置によって流体圧アキュムレータと接続されており、
この装置の制御入力部が動作部材から出た低圧分岐管に
接続されている。制御装置の制御分配器のタンク接続口
と、この装置と接続した流体圧動作シリンダのピストン
室との間に、シャトル弁または逆転弁が設けられてい
て、シャトル弁の出口側が供給管に接続されている。制
御分配器のタンク接続口は、動作シリンダの互いに連結
しているピストンロッド室と連通していて、これらのピ
ストンロッド室はさらに流体圧操作可能なシリンダと接
続されており、このシリンダの対称軸が好ましくは安全
弁のコーンの対称軸と同一であり、このシリンダのピス
トンが、圧力流体を安全弁に供給する側でこの安全弁の
コーンの端面に支えられている。
建設機械または農業機械の動作部材の位置エネルギを
回収するための本発明の装置の主要な長所は、ブームを
昇降させるために、それらの機械を流体圧リニアモータ
(動作シリンダ)の一つと接続することによって、比較
的高い動作圧力と比較的低い流量の圧力流体を用いるこ
とができる点であり、その結果として製造コストを引き
下げると同時に装置の効率を上げ、そうすることによっ
て総じて装置の採算性が高められている。さらに、装置
は総じてコンパクトで比較的小さい構造ユニットである
点が有利であり、この構造ユニットは場合によって納入
済みの作業機械に後から取り付けるための追加装置とし
ても使用できる。最後に、本発明の装置により、たとえ
ば当該機械のブームとしての動作部材を昇降させる際
に、理論的に利用可能な作用力のすべてを使用すること
が可能である。
回収するための本発明の装置の主要な長所は、ブームを
昇降させるために、それらの機械を流体圧リニアモータ
(動作シリンダ)の一つと接続することによって、比較
的高い動作圧力と比較的低い流量の圧力流体を用いるこ
とができる点であり、その結果として製造コストを引き
下げると同時に装置の効率を上げ、そうすることによっ
て総じて装置の採算性が高められている。さらに、装置
は総じてコンパクトで比較的小さい構造ユニットである
点が有利であり、この構造ユニットは場合によって納入
済みの作業機械に後から取り付けるための追加装置とし
ても使用できる。最後に、本発明の装置により、たとえ
ば当該機械のブームとしての動作部材を昇降させる際
に、理論的に利用可能な作用力のすべてを使用すること
が可能である。
以下に、本発明の装置を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
図1から図8は、エネルギ回収装置の種々の実施例の
回路図である。
回路図である。
図1は、作業装置2を昇降させるための、直線的に作
動する二つの流体圧モータまたは動作シリンダ5を有す
る、本発明の装置の実施例を示す。たとえば流体圧パワ
ーショベルとての作業装置2のアームは、さらに少なく
とももう一つの直線的に作動する流体圧モータまたは動
作シリンダ3を備えている。駆動シリンダ3は複動式か
つ機械的に構成されており、リンク結合により、フレー
ム1と作業装置2のアームとの間に取り付けられてい
る。動作シリンダ3のピストン室32は圧縮流体で満たさ
れ、安全弁20と流体容器9に接続された吸い込み弁また
は逆止弁11とを備えた流体圧リザーバ4に接続されてい
る。動作シリンダ3のピストンロッド室31も液体が満た
され、作業装置2と協働するもう一つの動作シリンダ5
のピストンロッド室51と接続されている。動作シリンダ
3および5は、本質的に等しく構成されている。
動する二つの流体圧モータまたは動作シリンダ5を有す
る、本発明の装置の実施例を示す。たとえば流体圧パワ
ーショベルとての作業装置2のアームは、さらに少なく
とももう一つの直線的に作動する流体圧モータまたは動
作シリンダ3を備えている。駆動シリンダ3は複動式か
つ機械的に構成されており、リンク結合により、フレー
ム1と作業装置2のアームとの間に取り付けられてい
る。動作シリンダ3のピストン室32は圧縮流体で満たさ
れ、安全弁20と流体容器9に接続された吸い込み弁また
は逆止弁11とを備えた流体圧リザーバ4に接続されてい
る。動作シリンダ3のピストンロッド室31も液体が満た
され、作業装置2と協働するもう一つの動作シリンダ5
のピストンロッド室51と接続されている。動作シリンダ
3および5は、本質的に等しく構成されている。
図2および図3に従う別の実施例として、動作シリン
ダ3のピストン室32と、たとえばダイアフラムリザーバ
およびバブルリザーバとしての流体圧リザーバ4との間
に、流体圧操作可能なスイッチ装置6が接続されてお
り、切り換え装置8とこのスイッチ装置6とが直列に相
前後して回路に組み込むことができる。直線的に作動す
る複動式動作シリンダ3のピストン室32が、スイッチ装
置6の手前で、圧力制御弁としての安全弁7を通して液
体容器9に接続されている。流体圧スイッチ装置6は、
たとえば2/2切り換え弁としての分配器であり、流体圧
信号のほかに電気信号によっても操作できるが、この電
気信号は作業者が作業装置2を上昇または下降させるた
めに制御装置を上昇位置または下降位置に旋回させるこ
とによって発生される。
ダ3のピストン室32と、たとえばダイアフラムリザーバ
およびバブルリザーバとしての流体圧リザーバ4との間
に、流体圧操作可能なスイッチ装置6が接続されてお
り、切り換え装置8とこのスイッチ装置6とが直列に相
前後して回路に組み込むことができる。直線的に作動す
る複動式動作シリンダ3のピストン室32が、スイッチ装
置6の手前で、圧力制御弁としての安全弁7を通して液
体容器9に接続されている。流体圧スイッチ装置6は、
たとえば2/2切り換え弁としての分配器であり、流体圧
信号のほかに電気信号によっても操作できるが、この電
気信号は作業者が作業装置2を上昇または下降させるた
めに制御装置を上昇位置または下降位置に旋回させるこ
とによって発生される。
流体圧切り換え装置8は、たとえば3/2切り換え弁と
しての分配器であり、これも流体圧信号または電気信号
によって操作可能であり、この電気信号は作業装置2の
動作シリンダ3もしくは5の直列されたピストン室31お
よび51内の昇圧によって誘起される。
しての分配器であり、これも流体圧信号または電気信号
によって操作可能であり、この電気信号は作業装置2の
動作シリンダ3もしくは5の直列されたピストン室31お
よび51内の昇圧によって誘起される。
停止状態においては、アームまたはブームとしての作
業装置2の静的耐荷力は、衝撃を低下するために、機械
の流体圧系の安全弁上で調整された、作業装置2の関連
する動作シリンダ5のピストン室52に作用又は反作用す
る静圧によって確率され、さらにその静的耐荷力は、貯
蔵式流体圧モータまたは動作シリンダ3のピストン室32
内で作用する、流体圧リザーバ4内の瞬間的動作圧力に
よって調節される。
業装置2の静的耐荷力は、衝撃を低下するために、機械
の流体圧系の安全弁上で調整された、作業装置2の関連
する動作シリンダ5のピストン室52に作用又は反作用す
る静圧によって確率され、さらにその静的耐荷力は、貯
蔵式流体圧モータまたは動作シリンダ3のピストン室32
内で作用する、流体圧リザーバ4内の瞬間的動作圧力に
よって調節される。
別の実施例では、作業装置2の停止状態において、流
体圧スイッチ装置6は錠止位置に調節される。作業装置
2の下降行程における静的耐荷力は、流体圧系の安全弁
上に働く最大圧力によって定められ、この圧力は動作シ
リンダ5のピストン室52内に作用し、さらに動作シリン
ダ3のピストン室32内に作用する安全弁7上に働く静圧
を通して作用する。安全弁7の圧力が、作業機械の流体
圧系の安全弁の圧力と一致するか、好ましくは等しく調
整されていることが得策である。作業装置2の衝撃低下
のための静的耐荷力は、作業機械の流体圧系の安全弁上
に働き、ピストンロッド室31および51内で作用し、かつ
動作シリンダ3と5に作用する静圧によってのみ定めら
れる。そうすることによって、この実施例では、両側で
より高い静的耐荷力が達成される。作業装置2が下降す
るとき、機械の流体圧系から出た圧力流体が、動作シリ
ンダ5のそれぞれのピストンロッド室51と、貯蔵式流体
圧モータまたは動作シリンダ3のピストンロッド室31に
供給される。圧力流体は、ピストン室52から、機械の流
体圧系を通って液体容器9に押し出され、充填液体は動
作シリンダ3のピストン室32から流体圧リザーバ4内に
押し出される。流体圧リザーバ4内の液体の圧力によっ
て、動作シリンダ3のピストンが持ち上げられ、それに
よって作業装置2の下降が制限されるが、流体圧リザー
バ4に蓄えられたエネルギは消費されない。
体圧スイッチ装置6は錠止位置に調節される。作業装置
2の下降行程における静的耐荷力は、流体圧系の安全弁
上に働く最大圧力によって定められ、この圧力は動作シ
リンダ5のピストン室52内に作用し、さらに動作シリン
ダ3のピストン室32内に作用する安全弁7上に働く静圧
を通して作用する。安全弁7の圧力が、作業機械の流体
圧系の安全弁の圧力と一致するか、好ましくは等しく調
整されていることが得策である。作業装置2の衝撃低下
のための静的耐荷力は、作業機械の流体圧系の安全弁上
に働き、ピストンロッド室31および51内で作用し、かつ
動作シリンダ3と5に作用する静圧によってのみ定めら
れる。そうすることによって、この実施例では、両側で
より高い静的耐荷力が達成される。作業装置2が下降す
るとき、機械の流体圧系から出た圧力流体が、動作シリ
ンダ5のそれぞれのピストンロッド室51と、貯蔵式流体
圧モータまたは動作シリンダ3のピストンロッド室31に
供給される。圧力流体は、ピストン室52から、機械の流
体圧系を通って液体容器9に押し出され、充填液体は動
作シリンダ3のピストン室32から流体圧リザーバ4内に
押し出される。流体圧リザーバ4内の液体の圧力によっ
て、動作シリンダ3のピストンが持ち上げられ、それに
よって作業装置2の下降が制限されるが、流体圧リザー
バ4に蓄えられたエネルギは消費されない。
別の実施例において、作業装置が下降すると動作部材
の抵抗力は、リンクされたピストンロッド室31および51
内の圧力がゼロ以上に上昇するようになっており、それ
によって流体圧切り換え装置8の切り換えが行われ、こ
の切り換え装置はピストン室32を液体容器9と連結し、
このピストン室32をリザーバ4から切り離す。その結
果、作業装置2の下降とともに、作用力が高くなる。作
業装置2が上昇するときは、圧力流体がそれぞれのピス
トン室52に供給され、それによって作業装置2が持ち上
げられ、かつリザーバ4内のガスと液体の圧力により、
それぞれの動作シリンダ3の必要な直線的運動のため
に、エネルギが取り出され、利用される。
の抵抗力は、リンクされたピストンロッド室31および51
内の圧力がゼロ以上に上昇するようになっており、それ
によって流体圧切り換え装置8の切り換えが行われ、こ
の切り換え装置はピストン室32を液体容器9と連結し、
このピストン室32をリザーバ4から切り離す。その結
果、作業装置2の下降とともに、作用力が高くなる。作
業装置2が上昇するときは、圧力流体がそれぞれのピス
トン室52に供給され、それによって作業装置2が持ち上
げられ、かつリザーバ4内のガスと液体の圧力により、
それぞれの動作シリンダ3の必要な直線的運動のため
に、エネルギが取り出され、利用される。
作業装置の位置エネルギを回収する本発明の装置は、
建設機械や土木機械に好適に応用できるが、その場合に
図1に従う実施例は、作業装置の大きい実効力が要求さ
れる機械、たとえば装入機、巻き上げ機関、万能液圧パ
ワーショベルならびに積み降ろし装置および掘削装置に
対して特に有利である。
建設機械や土木機械に好適に応用できるが、その場合に
図1に従う実施例は、作業装置の大きい実効力が要求さ
れる機械、たとえば装入機、巻き上げ機関、万能液圧パ
ワーショベルならびに積み降ろし装置および掘削装置に
対して特に有利である。
図2に従う実施例は、それぞれの作業装置の上昇イン
パルス力に働く負荷が小さく、重要な動作部材の自動駆
動手段を備えた機械、たとえばバックホウ付き液圧パワ
ーショベルに対して特に有利である。
パルス力に働く負荷が小さく、重要な動作部材の自動駆
動手段を備えた機械、たとえばバックホウ付き液圧パワ
ーショベルに対して特に有利である。
図3に従う実施例は、図2の対象について説明したの
と同じ応用にとって有利であるが、しかし力は、移動力
または並進運動力が機械の作業部材に直接及ぼされるの
と同時に作業装置の下降と共に使用される。
と同じ応用にとって有利であるが、しかし力は、移動力
または並進運動力が機械の作業部材に直接及ぼされるの
と同時に作業装置の下降と共に使用される。
その他の実施例は、図4以下の対象である。これらの
場合でも、たとえばパワーショベルの流体圧操作ショベ
ルとしての動作部材が、機枠1とブーム2との間に支持
された、2つの同一の流体圧リニアモータまたは動作シ
リンダ3および5を備えているのが好ましい。少なくと
も一つの流体圧動作シリンダ3がそのピストン室32を通
して、流体圧アキュムレータ4と接続されており、流体
圧動作シリンダ3は安全弁7を備えている。上記の動作
シリンダ5もしくは3のピストン室52および32は、1方
向弁またはチェック弁14を介して互いに連通している。
場合でも、たとえばパワーショベルの流体圧操作ショベ
ルとしての動作部材が、機枠1とブーム2との間に支持
された、2つの同一の流体圧リニアモータまたは動作シ
リンダ3および5を備えているのが好ましい。少なくと
も一つの流体圧動作シリンダ3がそのピストン室32を通
して、流体圧アキュムレータ4と接続されており、流体
圧動作シリンダ3は安全弁7を備えている。上記の動作
シリンダ5もしくは3のピストン室52および32は、1方
向弁またはチェック弁14を介して互いに連通している。
一つの実施例において、チェンク弁14は、たとえば調
整可能な絞り弁、オリフィス板または絞りノズルとして
の絞り部材15と直列に接続されている。場合により、ピ
ストン室52および32は、自由に指定できる絞り形状を介
して互いに連結されている。動作シリンダ5もしくは3
の互いに連結されたピストンロッド室51および31から出
ている戻り管または分岐管12は、流体圧機械系の分配器
の後ろで、液圧動作シリンダ3のピストン室32と、1方
向弁またはチェック弁11を介して連結されている。その
ために、分岐管12は、作業機械の流体圧標準系の分岐管
12内で中間圧力に調整された圧力弁10を通して、液体容
器9と連通している。
整可能な絞り弁、オリフィス板または絞りノズルとして
の絞り部材15と直列に接続されている。場合により、ピ
ストン室52および32は、自由に指定できる絞り形状を介
して互いに連結されている。動作シリンダ5もしくは3
の互いに連結されたピストンロッド室51および31から出
ている戻り管または分岐管12は、流体圧機械系の分配器
の後ろで、液圧動作シリンダ3のピストン室32と、1方
向弁またはチェック弁11を介して連結されている。その
ために、分岐管12は、作業機械の流体圧標準系の分岐管
12内で中間圧力に調整された圧力弁10を通して、液体容
器9と連通している。
図5は、もう一つの変形例を示すが、動作シリンダ3
のピストン室32は流体圧アキュムレータまたはリザーバ
4と制御装置65を介して接続されている。制御装置65は
サドル弁またはカートリッジ弁61、4/2方向弁としての
制御分配器62、および場合により圧力リレー63を有する
が、この圧力リレーは電気的に励磁可能な分配器62の場
合は電気的リミットスイッチによっても構成できる。
のピストン室32は流体圧アキュムレータまたはリザーバ
4と制御装置65を介して接続されている。制御装置65は
サドル弁またはカートリッジ弁61、4/2方向弁としての
制御分配器62、および場合により圧力リレー63を有する
が、この圧力リレーは電気的に励磁可能な分配器62の場
合は電気的リミットスイッチによっても構成できる。
制御装置65の制御入力部64は、電気的リミットスイッ
チが使用される場合にはブーム2と協働する低圧分岐管
13と流体圧接続されている。ばね付勢された接点が、ブ
ーム2を移動させ又は解放するために流体圧機械系の分
配器セクションのプレートと機械的に結合された可動部
分に直接的に、または伝達範囲内に導入される。
チが使用される場合にはブーム2と協働する低圧分岐管
13と流体圧接続されている。ばね付勢された接点が、ブ
ーム2を移動させ又は解放するために流体圧機械系の分
配器セクションのプレートと機械的に結合された可動部
分に直接的に、または伝達範囲内に導入される。
図6では、制御分配器62の管路Tと、制御装置65に接
続された流体圧作動シリンダ3のピストン室32との間に
シャトル弁16が組み込まれており、シャトル弁16の出口
は制御分配器62の供給路Pと連通している。制御分配器
62の、タンクにつながる管路Tは、さらに互いに連通す
るピストンロッド室31および51に接続しており、これら
は流体圧操作可能な操作シリンダ17と接続されている。
このシリンダ17の縦対称軸は、安全弁7のコーンの延長
されたそのような軸と同一である。流体圧操作可能な操
作シリンダ17のピストン18は、安全弁7のコーンの動作
部分の直径に対応する直径を有することが好ましく、ま
た圧力流体を安全弁7に供給する側でこの弁7のコーン
端面に支持されている。
続された流体圧作動シリンダ3のピストン室32との間に
シャトル弁16が組み込まれており、シャトル弁16の出口
は制御分配器62の供給路Pと連通している。制御分配器
62の、タンクにつながる管路Tは、さらに互いに連通す
るピストンロッド室31および51に接続しており、これら
は流体圧操作可能な操作シリンダ17と接続されている。
このシリンダ17の縦対称軸は、安全弁7のコーンの延長
されたそのような軸と同一である。流体圧操作可能な操
作シリンダ17のピストン18は、安全弁7のコーンの動作
部分の直径に対応する直径を有することが好ましく、ま
た圧力流体を安全弁7に供給する側でこの弁7のコーン
端面に支持されている。
モータおよび流体圧発生器の出力は、より性能の低い
駆動ユニットを使用するか、または調整の変更、たとえ
ばディーゼルモータのインジェクションポンプの制御レ
バー接点の切り替えによりモータ回転数を下げることに
よって減らすことができる。
駆動ユニットを使用するか、または調整の変更、たとえ
ばディーゼルモータのインジェクションポンプの制御レ
バー接点の切り替えによりモータ回転数を下げることに
よって減らすことができる。
図4の実施例のように、ブーム2が中立位置にあると
き、ブームの下降のための静的耐荷力は、液体圧機械系
の二次安全弁に採用されて作業シリンダ5のピストン室
52で作用する圧力によって、および流体圧アキュムレー
タ4内で生み出されて流体圧動作シリンダ3のピストン
室32内で作用する瞬間的圧力によって規定されており、
後者の圧力はブーム2のそれぞれの位置に応じて可変で
ある。
き、ブームの下降のための静的耐荷力は、液体圧機械系
の二次安全弁に採用されて作業シリンダ5のピストン室
52で作用する圧力によって、および流体圧アキュムレー
タ4内で生み出されて流体圧動作シリンダ3のピストン
室32内で作用する瞬間的圧力によって規定されており、
後者の圧力はブーム2のそれぞれの位置に応じて可変で
ある。
図5および図6に示された変形例では、制御装置65は
ブーム2を中立位置に設定している。やはりブーム2の
下降のための、耐荷力は流体圧機械系の二次安全弁上に
作用する圧力によって、および安全弁7上に作用する圧
力によって規定されている。安全弁7の圧力は、流体圧
機械系の圧力に等しく調整されていることが好ましい。
ブーム2を中立位置に設定している。やはりブーム2の
下降のための、耐荷力は流体圧機械系の二次安全弁上に
作用する圧力によって、および安全弁7上に作用する圧
力によって規定されている。安全弁7の圧力は、流体圧
機械系の圧力に等しく調整されていることが好ましい。
図4および図5の実施例においては、ブーム2の下降
のために、静的耐荷力は、液体圧アキュムレータ4内の
瞬間的圧力に比例する上昇力に対し、ブームが中立位置
になるまで下げられる。この圧力は流体圧リニアモータ
または動作シリンダ3のピストン室32内で作用し、ブー
ム2の設定に応じて可変である。
のために、静的耐荷力は、液体圧アキュムレータ4内の
瞬間的圧力に比例する上昇力に対し、ブームが中立位置
になるまで下げられる。この圧力は流体圧リニアモータ
または動作シリンダ3のピストン室32内で作用し、ブー
ム2の設定に応じて可変である。
図6の実施例に示されたようにブーム2が中立位置に
あるとき、ブーム2を上昇するために、完全な静的耐荷
力が形成される。なぜならば、安全弁7のコーン端面を
形成しているピストン18が、連通するピストンロッド室
31および51内の十分な圧力のもとでこのバルブ7の安全
圧力をゼロまで引き下げるからであるが、このとき同時
にこの圧力は制御装置65のサドル弁またはカートリッジ
弁61を閉じ、これが流体圧アキュムレータ4内の圧力低
下および流体圧エネルギの損失を防ぐのを助ける。操作
装置またはブーム2の始動装置を旋回させると、圧力流
体がピストン室52から流体圧機械系の分配器によって液
体容器9に押し出され、ピストン室32からは流体圧アキ
ュムレータ4に直接、または制御装置65の開いたカート
リッジ弁61を介して押し出される。流体圧アキュムレー
タ4内の圧力により、流体圧リニアモータ3のピストン
が持ち上げられ、その圧力はまたピストン室32内にも作
用し、その後ビーム2はエネルギを浪費することなく一
定限度内でのみ下降される。なぜならば、このエネルギ
は流体圧アキュムレータ4に新たに蓄えられるからであ
る。
あるとき、ブーム2を上昇するために、完全な静的耐荷
力が形成される。なぜならば、安全弁7のコーン端面を
形成しているピストン18が、連通するピストンロッド室
31および51内の十分な圧力のもとでこのバルブ7の安全
圧力をゼロまで引き下げるからであるが、このとき同時
にこの圧力は制御装置65のサドル弁またはカートリッジ
弁61を閉じ、これが流体圧アキュムレータ4内の圧力低
下および流体圧エネルギの損失を防ぐのを助ける。操作
装置またはブーム2の始動装置を旋回させると、圧力流
体がピストン室52から流体圧機械系の分配器によって液
体容器9に押し出され、ピストン室32からは流体圧アキ
ュムレータ4に直接、または制御装置65の開いたカート
リッジ弁61を介して押し出される。流体圧アキュムレー
タ4内の圧力により、流体圧リニアモータ3のピストン
が持ち上げられ、その圧力はまたピストン室32内にも作
用し、その後ビーム2はエネルギを浪費することなく一
定限度内でのみ下降される。なぜならば、このエネルギ
は流体圧アキュムレータ4に新たに蓄えられるからであ
る。
たとえば掘削の際に地表の抵抗に抗してブーム2が下
降するとき、作用下降力は、流体圧アキュムレータ4内
で生み出されてピストン室32内で作用する圧力に比例し
た上昇力に応答して減少する。
降するとき、作用下降力は、流体圧アキュムレータ4内
で生み出されてピストン室32内で作用する圧力に比例し
た上昇力に応答して減少する。
図6において、ブーム2が下降するとき、地面の抵抗
に基づき、完全な作用下降力が達成される。なぜなら
ば、安全弁7のコーン端面を操作するピストン18が、連
通するピストンロッド室31およ51内の全圧力によってこ
のバルブの安全圧力をゼロまで引き下げるからである
が、このとき同時にこの圧力が制御装置65のサドル弁ま
たはカートリッジ弁61の閉鎖動作を引き起こし、これが
圧力の低下を減少させ、流体圧アキュムレータ4からの
流体圧力エネルギの損失を減少している。
に基づき、完全な作用下降力が達成される。なぜなら
ば、安全弁7のコーン端面を操作するピストン18が、連
通するピストンロッド室31およ51内の全圧力によってこ
のバルブの安全圧力をゼロまで引き下げるからである
が、このとき同時にこの圧力が制御装置65のサドル弁ま
たはカートリッジ弁61の閉鎖動作を引き起こし、これが
圧力の低下を減少させ、流体圧アキュムレータ4からの
流体圧力エネルギの損失を減少している。
ブーム2の操作部を旋回させると、圧力流体が流体機
械系からピストン室52に送られ、それがブーム2の上昇
を引き起こすが、この場合このブームは、流体圧アキュ
ムレータ4内で生み出されて流体圧動作シリンダ3のピ
ストンに直接または制御装置65の開いたサドル弁または
カートリッジ弁61を介して作用する圧力によって持ち上
げられるが、そうすることによって流体圧アキュムレー
タ4内にあらかじめ蓄えられているエネルギが完全に利
用される。流体圧アキュムレータ4内の圧力がピストン
室52内の圧力値以下に下がってる間、流体圧リニアモー
タ3のピストン室32は、チェック弁14を介して、場合に
よっては絞り部材15も介して圧力流体を供給され、それ
によって機器の漏れ箇所によって引き起こされる圧力流
体の損失が少なくとも補償される。他方で、絞り部材15
がより大きく開くことによって生じることがある圧力流
体過剰により、ブーム2の上昇が最小の場合でも、流体
圧アキュムレータ4内で完全な動作圧力を形成すること
が確保される。絞り部材15がもっと大きく開き、もしく
は絞り部材が動かなくなると、ピストン室52および32内
の圧力をバランスさせるために、ブーム2を特定の位置
に持ち上げるときに2つの室52,32の圧力流体は流体圧
機械系からのみ供給され、それによってブーム2の完全
な作用上昇力を形成することが保証される。その際、同
時に流体圧アキュムレータ4が閉じ、その圧力は圧力バ
ランスレベルを越えないが、このピストン室32および52
内の圧力バランスはブーム2の最高位置においても動作
シリンダによって達成できる。
械系からピストン室52に送られ、それがブーム2の上昇
を引き起こすが、この場合このブームは、流体圧アキュ
ムレータ4内で生み出されて流体圧動作シリンダ3のピ
ストンに直接または制御装置65の開いたサドル弁または
カートリッジ弁61を介して作用する圧力によって持ち上
げられるが、そうすることによって流体圧アキュムレー
タ4内にあらかじめ蓄えられているエネルギが完全に利
用される。流体圧アキュムレータ4内の圧力がピストン
室52内の圧力値以下に下がってる間、流体圧リニアモー
タ3のピストン室32は、チェック弁14を介して、場合に
よっては絞り部材15も介して圧力流体を供給され、それ
によって機器の漏れ箇所によって引き起こされる圧力流
体の損失が少なくとも補償される。他方で、絞り部材15
がより大きく開くことによって生じることがある圧力流
体過剰により、ブーム2の上昇が最小の場合でも、流体
圧アキュムレータ4内で完全な動作圧力を形成すること
が確保される。絞り部材15がもっと大きく開き、もしく
は絞り部材が動かなくなると、ピストン室52および32内
の圧力をバランスさせるために、ブーム2を特定の位置
に持ち上げるときに2つの室52,32の圧力流体は流体圧
機械系からのみ供給され、それによってブーム2の完全
な作用上昇力を形成することが保証される。その際、同
時に流体圧アキュムレータ4が閉じ、その圧力は圧力バ
ランスレベルを越えないが、このピストン室32および52
内の圧力バランスはブーム2の最高位置においても動作
シリンダによって達成できる。
図4から図6に従う本発明の装置も、好ましくは建設
機械および農業機械、しかし特に動作圧力が比較的高く
動作部材を昇降させるための少なくとも二つの流体圧リ
ニアモータを有する流体圧パワーショベルおよび装入機
で、動作部材の位置エネルギを回収するのに適してい
る。
機械および農業機械、しかし特に動作圧力が比較的高く
動作部材を昇降させるための少なくとも二つの流体圧リ
ニアモータを有する流体圧パワーショベルおよび装入機
で、動作部材の位置エネルギを回収するのに適してい
る。
絞り部材15を有する実施例は、ブームの作用上昇力に
対する要求が比較的高い装入機、およびブームの昇降頻
度が少なく不規則な流体圧パワーショベルのいわゆる掘
り下げ装置に適している。制御装置65を有する実施例
は、労働保護又は安全の増加に寄与する。さらに、図6
に従う実施例は、特に動作部材の作用下降力に対する要
求が高い機械に適している。
対する要求が比較的高い装入機、およびブームの昇降頻
度が少なく不規則な流体圧パワーショベルのいわゆる掘
り下げ装置に適している。制御装置65を有する実施例
は、労働保護又は安全の増加に寄与する。さらに、図6
に従う実施例は、特に動作部材の作用下降力に対する要
求が高い機械に適している。
本発明の装置の時に有利なもう一つの実施例が、図7
および図8に示されている。そこに示されているカート
リッジ弁またはシール又はガスケットのないシート弁の
面積比は1:12である。この問題の最適な解決を得るため
に、ピストン室31および51のロッド側容積は、動作シリ
ンダ32もしくは52のピストン側の容積より大きく設計さ
れている。この場合、二つの動作シリンダの自由なリン
グ面が、一つのシリンダの作用可能なピストン面より大
きくなるように配慮されていることが好ましい。図7に
示されている圧力リレーまたは圧力スイッチ63は、前制
御装置からライン40を通してサーボ装置によって作用可
能であり、機械の第2の制御ブロックへの分岐管41を有
する。第2の制御ブロックは、ピストンロッド室から出
ている戻り管42を有し、その戻り管は機械の流体圧系43
に接続されていて、少なくとも一つの流体供給ポンプと
タンクと分岐管とを有する。第2の制御ブロック44は流
体圧系43に接続されると共にピストンロッド室31と51間
の連通リンク部に接続されている。第1の制御ブロック
からの戻り管45は、図7の右上に示されている。さら
に、供給ポンプとタンクに接続されている、少なくとも
もう一つの制御ブロック46が、動作シリンダ5のピスト
ン室52に接続されている。図7に示されている実施例
は、発生する圧力差100〜300barに特に適しており、図
6の実施例に対応した、図8に従う別の実施例は圧力差
180〜300barに特に適している。
および図8に示されている。そこに示されているカート
リッジ弁またはシール又はガスケットのないシート弁の
面積比は1:12である。この問題の最適な解決を得るため
に、ピストン室31および51のロッド側容積は、動作シリ
ンダ32もしくは52のピストン側の容積より大きく設計さ
れている。この場合、二つの動作シリンダの自由なリン
グ面が、一つのシリンダの作用可能なピストン面より大
きくなるように配慮されていることが好ましい。図7に
示されている圧力リレーまたは圧力スイッチ63は、前制
御装置からライン40を通してサーボ装置によって作用可
能であり、機械の第2の制御ブロックへの分岐管41を有
する。第2の制御ブロックは、ピストンロッド室から出
ている戻り管42を有し、その戻り管は機械の流体圧系43
に接続されていて、少なくとも一つの流体供給ポンプと
タンクと分岐管とを有する。第2の制御ブロック44は流
体圧系43に接続されると共にピストンロッド室31と51間
の連通リンク部に接続されている。第1の制御ブロック
からの戻り管45は、図7の右上に示されている。さら
に、供給ポンプとタンクに接続されている、少なくとも
もう一つの制御ブロック46が、動作シリンダ5のピスト
ン室52に接続されている。図7に示されている実施例
は、発生する圧力差100〜300barに特に適しており、図
6の実施例に対応した、図8に従う別の実施例は圧力差
180〜300barに特に適している。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 3/43 E02F 9/22 F15B 11/00 F15B 21/14
Claims (7)
- 【請求項1】作業機械のエネルギ、特に位置エネルギを
回収する装置であって、流体圧リザーバ(4)に接続さ
れた流体圧操作可能な動作シリンダ(3)を有し、少な
くとももう一つの動作シリンダ(5)があり、それぞれ
の動作シリンダ(3,5)がロッド側で流通するように互
いに連結されていて、少なくとも一つのポンプを有する
流体圧循環系に接続されており、さらにそれぞれ別の動
作シリンダ(5)がピストン側でもポンプを有する流体
圧循環系に接続されているエネルギ回収装置において、
流体圧動作シリンダ(3)のピストン室(32)が、特に
カートリッジ弁としてのシート弁(61)を介して流体圧
リザーバ(4)と連結されており、このカートリッジ弁
が制御分配器(62)と協働し、この制御分配器が制御装
置(65)の一部として圧力リレー(63)に接続されてい
ること、および前記制御装置(65)の制御入力部(64)
が低圧分岐管(13)に接続されており、作業機械の可動
部分であるブーム(2)の動きが、この低圧分岐管を介
して制御入力部(64)に伝えられることを特徴とするエ
ネルギ回収装置。 - 【請求項2】リザーバ(4)と連結した動作シリンダ
(3)のピストン室(32)と、このリザーバ(4)との
間に、スイッチ装置(6)があることを特徴とする請求
項1に記載の装置。 - 【請求項3】リザーバ(4)に接続された動作シリンダ
(3)のピストン室(32)と、このリザーバとの間に、
タンク接続口を有する切り換え装置(8)が接続されて
いることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項4】スイッチ装置(6)と切り換え装置(8)
とが直列に相前後して流体連結されていることを特徴と
する請求項2または3に記載の装置。 - 【請求項5】リザーバ(4)と連結した動作シリンダ
(3)のピストン室(32)が、他方の動作シリンダ
(5)のピストン室(52)と、流体案内管を通して連結
しており、この流体案内管に逆止弁(14)が取り付けら
れていることを特徴とする請求項1から4までのいずれ
か一項に記載の装置。 - 【請求項6】逆止弁(14)が絞り部材(15)と相前後し
て接続されていること、リザーバ(4)とこのリザーバ
に接続されたピストン室(32)との間の、流体圧回路の
一部をなす管に、分岐管(12)がもう一つの逆止弁(1
1)を用いて接続されていること、および前記分岐管(1
2)がさらに逆止弁(10)を介して液体容器(9)に接
続されていることを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】制御分配器(62)のタンク接続口(T)
と、リザーバ(4)と連結したシリンダ(3)のピスト
ン室(32)との間にシャトル弁(16)が設けられてい
て、このシャトル弁の出口側が制御分配器(62)の供給
管(P)に接続されており、他方では、制御分配器(6
2)のタンク接続口(T)が動作シリンダ(3もしくは
5)の連通しているピストンロッド室(31および51)と
連結していて、これらのピストンロッド室が操作シリン
ダ(17)と接続されていることを特徴とする請求項6に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS913680A CZ279137B6 (cs) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | Zařízení pro rekuperaci polohové energie praco vního zařízení stavebního, nebo zemního stroje |
CS3680-91 | 1991-12-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07504723A JPH07504723A (ja) | 1995-05-25 |
JP3231771B2 true JP3231771B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=5377577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50983593A Expired - Fee Related JP3231771B2 (ja) | 1991-12-04 | 1992-12-03 | エネルギ回収装置 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5477677A (ja) |
EP (1) | EP0615583B1 (ja) |
JP (1) | JP3231771B2 (ja) |
AT (1) | ATE164209T1 (ja) |
CZ (1) | CZ279137B6 (ja) |
DE (1) | DE59209243D1 (ja) |
DK (1) | DK0615583T3 (ja) |
ES (1) | ES2113443T3 (ja) |
GR (1) | GR3026601T3 (ja) |
SK (2) | SK368091A3 (ja) |
WO (1) | WO1993011363A1 (ja) |
Families Citing this family (69)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4438899C1 (de) * | 1994-10-31 | 1995-09-07 | Hydac Technology Gmbh | Energierückgewinnungsvorrichtung |
WO1997013948A1 (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-17 | Atoma International, Inc. | Hydraulic closure system for a motor vehicle and method for operating same |
DE19543876A1 (de) * | 1995-11-24 | 1997-05-28 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Hydroanlage eines Arbeitsgerätes |
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