WO2014029635A1 - Mass body drive unit with hydraulic energy recovery circuit - Google Patents

Mass body drive unit with hydraulic energy recovery circuit Download PDF

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WO2014029635A1
WO2014029635A1 PCT/EP2013/066677 EP2013066677W WO2014029635A1 WO 2014029635 A1 WO2014029635 A1 WO 2014029635A1 EP 2013066677 W EP2013066677 W EP 2013066677W WO 2014029635 A1 WO2014029635 A1 WO 2014029635A1
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accumulator
working cylinder
cylinder
mass body
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Daniel Bunge
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Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH & Co. KG
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    • F15B2211/3057—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having two valves, one for each port of a double-acting output member
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    • 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 hydraulically driven arrangement for linear movement of a mass body, consisting of a piston having at least one adapted to cooperate with the mass body piston rod having double-acting cylinder, as a due to its subdivision by the piston a large and a small displacement exhibiting control cylinder for the an acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body is set up and connected to a pump and a tank having a hydraulic control circuit, in addition, a battery having means for supplying the drive energy for the piston of the working cylinder during the acceleration phase of the Mass body is provided from the accumulator and for charging the accumulator during the braking phase of the mass body.
  • WO 93/1 1363 AI known.
  • the device described therein relates to a hydraulically operated working machine, which brings about a lifting and lowering of the working means by means of a double-acting and connected by means of a one-sided piston rod with a working cylinder working cylinder.
  • the two rod-side, smaller displacements of both cylinders, both the drive cylinder and the control cylinder, are fluidly connected to each other and connected together to a hydraulic control circuit. This is to ensure that the displaced from the rodless larger displacement of the working cylinder when lowering the working fluid can be completely stored in the accumulator.
  • Such a piston with a one-sided piston rod exhibiting, double-acting working cylinder is used for linear movement of a mass body such as an inlet and pressure flap in plastic injection molding machines, wherein the piston rod of the working cylinder for driving the mass body is connected thereto.
  • a mass body such as an inlet and pressure flap in plastic injection molding machines
  • the piston rod of the working cylinder for driving the mass body is connected thereto.
  • the forward travel is controlled with an extension of the piston rod and the reverse drive with retraction of the piston rod, each movement in both directions of movement of the mass body an acceleration phase, a driving phase and a braking phase to achieve Includes end position of the mass body.
  • the invention is therefore based on the object to make available a hydraulically driven arrangement with energy recovery according to the generic features for the linear movement of a corresponding to DE 1 0 2008 059 436 B3 mass used in their two directions of movement.
  • the invention provides in its basic idea that a control valve for sequential control of the individual phases of movement of the mass body in its two directions of movement is connected to both cylinder displacements of the working cylinder via a respective outgoing cylinder, each control valve in its individual switching positions with the connection of the pump in each case connected displacement of the working cylinder and a complete blocking of all connections and the large displacement associated control valve additionally allows a connection of the large capacity with the tank, and wherein two displacements of the working cylinder is assigned a common accumulator, both under involvement of a from the displacements directed to the accumulator directional passage having check valve connected to the leading of the control valves to the displacements of the working cylinder cylinder lines as well as an e connected in a blocking position and a flow position switchable shut-off valve having supply line leading from the pump to the control valves feed lines is connectable.
  • the invention is based on the principle that for the control of the movement of the piston in the working cylinder in the two directions of movement as a hydraulic control circuit including the integration of aufschaltbaren both displacements of the working cylinder accumulator each displacement of the working cylinder only one control valve is assigned, which in each case for Movement of the piston in the individual movement phases in its the desired phase of movement of the piston corresponding control position must be brought.
  • Einspei sungs Reifenen, therefore connected to the primary control circuit for controlling the working cylinder, so that the accumulated in the accumulator for the acceleration fluid volume by switching the check valve in the flow position on the associated control valve the in each case it can be acted upon by connected displacement of the working cylinder.
  • an implementation of the arrangement according to the invention makes it possible, for example, to extend the acceleration phase of the piston to half of its possible movement in the working cylinder and to use the other half of the movement path for the braking phase and thus for energy recovery, where the two displacements of the working cylinder in common associated accumulator is to be designed so that the accumulator half of the maximum volume of? can store large displacement of the working cylinder, without being crowded.
  • other capacity designs are also possible and encompassed by the inventive principle.
  • the feed lines leading from the pump to the two control valves consist of a connection line connecting the two control valves and a delivery line which leads into a node into the connection line, wherein the switched-off valve having the inlet line for connecting the accumulator with the feed lines opens into the connecting line.
  • connection line on the one hand from the already mentioned DE 1 0 2008 059 436 B3 resulting feedback circuit is realized with a supply of displaced during extension of the piston rod in the working cylinder from the small displacement fluid in the large displacement of the working cylinder ; on the other hand, if the common accumulator is connected to this pump-side connecting line, the energy stored in the accumulator can be used for the acceleration phase of the working cylinder in the two directions of movement, because the volume stored in the accumulator via the supply line in the connecting line and then via each of the control valves connected thereto directed and thus the desired displacement of the working cylinder can be supplied.
  • the check valve having connecting line is connected to the brake line, wherein in the connected between the node and the cylinder connected to the large displacement cylinder portion of the brake line a directed to the connected accumulator passage direction having check valve is turned on. Due to this circuit, an automatic division of the displaced from the large displacement volume flow in the accumulator and in the small displacement of the working cylinder takes place in the braking phase when retracting the piston rod, without the need for a control for this.
  • the two control valves are constructed identical as standardized 4/3 -way valves, in which in each case to a port, the cylinder line to a port
  • the leading away from the pump line branches into the used for supplying the working cylinder delivery line and leading to an additional accumulator line branch, the outgoing from the branch, used to supply the working cylinder delivery line
  • Check valve is turned on with a direction of the working cylinder directed passage direction.
  • FIG. 1 shows a hydraulic drive arrangement for a mass body with a piston having a piston rod on one side and working cylinder connected to the displacements of the working cylinder control valves in a schematic representation of the associated hydraulic circuit at standstill of the piston in the working cylinder,
  • FIG. 2 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 1 in the switching position of the control valves for the travel phase of the piston with extension of the piston rod without connecting the accumulator
  • FIG. 3 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 2 in the switching position of the control valves in the acceleration phase of the piston with connection of the accumulator
  • FIG. 4 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 2 in the switching position of the control valves in the braking phase of the piston
  • FIG. 5 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 1 in the switching position of the control valves in the driving phase of the piston with retraction of the piston rod without connecting the accumulator
  • FIG. 6 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 5 in the circuit of the control valves in the acceleration phase of the piston with connection of the accumulator
  • FIG. 5 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 1 in the switching position of the control valves in the driving phase of the piston with retraction of the piston rod without connecting the accumulator
  • FIG. 6 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 5 in the circuit of the control valves in the acceleration phase of the piston with connection of the accumulator
  • Fig. 7 the hydraulic cal drive arrangement according to Figure 5 in the switching position of the control valves in the braking phase of the piston.
  • a working cylinder 1 1 is provided as a piston 12 connected thereto, one-sided and with the mass body 1 0 connected piston rod 1 3 exhibiting cylinder is formed, so that in the working cylinder 1 1 a large, because rodless displacement 14 and a small rod-side displacement 1 5 sets.
  • each control valve 16, 1 7 a port 1 8 for a connected to the respective displacement 14, 1 5 leading cylinder line 19 a and 1 9 b.
  • a second port 20 serves to connect a tank line 21, and a respective third port 22 in both control valves 26 and 27 is connected to the ends of a connecting line 23 connecting these ports.
  • a node 23 a is turned on, in which a coming from a pump assembly delivery line 24 opens into which a check valve 25 with a to the Control valves 1 6, 1 7 geri chteten forward direction is turned on.
  • Another, from the branch 26 outgoing control line 47 has a pressure relief valve 30 for controlling the system pressure and is connected to the tank 29.
  • Both displacers 1 4, 1 5 of the working cylinder 1 0 is associated with a common accumulator 3 1, which is connected via a branch line 32 and a branch 33 and a subsequent connection to the junction 33 connecting line 36 to a brake line 38 which the two of the control valve 1 6, 1 7 for each connected displacement 14, 1 5 leading cylinder lines 1 9a, 1 9b interconnected.
  • the opening in a node 39 of the brake pipe 38 connecting line 36 divides the brake line 38 in a lying between the node 39 and the large displacement 14 leading cylinder line 19a line section 40 and in between the node 39 and the small displacement 1 5 leading cylinder line
  • a check valve 41 is turned on in the line section 40 with a directed from the cylinder line 19 a to node 39 passage direction, and it is in the connecting line 36, a check valve 37 is turned on with a node 39 to the accumulator 3 1 directed forward direction ,
  • the accumulator 3 1 is connected via an outgoing from the end of the stub 32 branch 33 supply 34 to the on the pump side of the control valves 1 6, 1 7 extending connecting line 23, wherein in the supply line 34 between a blocking position (switching position I ) and a flow position (switching position II) switchable shut-off valve 35 is turned on, which is designed as a 2/2 -way seat valve in a seat-tight design.
  • both control valves 1 6, 1 7 are brought into their switching position I, in which the terminals 22 and 1 8 both control valves 16, 1 7 are connected to each other, thus also the connecting line 23 is connected to the two cylinder lines 19 a, 1 9 b ,
  • the pump 45 flows through the pump 45 via the feed line 24 into the connecting line 23 fed fluid via the associated cylinder line 1 a in the large displacement of the working cylinder 1 1 1 and thus moves the piston 1 2 to the right.
  • a braking of the piston movement should take place, and for this purpose, the switching position shown in FIG. 4 is controlled, in which the blocking valve 35 is switched back into its locking position.
  • the braking phase is effected by the fact that the discharge of the small displacement 1 5 interrupted by switching the control valve 1 7 in its blocking of all connections realizing switching position II and thereby a back pressure is built up; at the same time, the fluid displaced from the small displacement 1 5 is used to charge the accumulator 3 1.
  • the small displacement 1 5 must be connected to the pump 45, and it must be taken care of a derivative of the displaced from the large displacement of hydraulic fluid 14.
  • the control valve 1 7 is again brought into its switching position I with a connection of the connecting line 23 and the cylinder line 1 9b, while the control valve 16 is simultaneously switched to its switching position III, in which the cylinder line 19a is connected to the tank line 21.
  • the pump 45 delivers hydraulic fluid in the small displacement of the working cylinder 1 1 1 1 and moves the piston 1 2 to the left, while the displaced from the large displacement 14 fluid flows through the cylinder line 1 9a and the tank line 21 to the tank 29.
  • the blocking valve 35 is in turn switched to its switching position II with a connection of the accumulator 3 1 to the connecting line 23, so that the accumulator in the third 1 stored fluid is directed in the direction of the small displacement 1 5 in the sense of accelerating the piston movement.
  • the switching position III of the control valve 1 6 with a discharge of the large displacement 14 to the tank remains unchanged.
  • the check valve 35 is returned to its blocking position (shift position I).
  • the volume displaced from the large displacement 14 automatically divides as needed into a flowing under passing the check valve 37 in the connection line 36 in the accumulator 3 1 partial flow and in a small displacement 1 fifth flowing partial flow, so that in this braking phase, the demand is reduced to be requested by the pump 45 to the small displacement 1 5 hydraulic fluid.
  • the required pump power of the pump 45 can be reduced in the embodiment in that the conveying line 24 promotional pump 45 is still associated with an additional accumulator 28, which takes on the supply of the working cylinder 1 1 with hydraulic fluid part of the pump power and in him Stored amount of fluid feeds, while the pump 45 stops on the line branch 27, the additional accumulator 28 again at standstill of the piston.

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Abstract

The invention relates to a hydraulically driven arrangement for linearly moving a mass body (10), the arrangement consisting of a working cylinder (11) driving the mass body (10) and connected to a hydraulic control unit for that purpose. A device having an accumulator (31) is additionally connected to the working cylinder (11). The invention is characterised in that a control valve (16, 17) for sequentially actuating the individual movement phases of the mass body (10) in the two directions of movement thereof is connected to each of the two swept volumes (14, 15) of the working cylinder (11) via a respective cylinder line (19a, b) outgoing therefrom. In the individual switching positions, each control valve (16, 17) enables the connection of the pump to the respective connected swept volume (14, 15) of the working cylinder (11) and a complete blocking of all connections, and the control valve (16) associated with the large swept volume (14) additionally enables a connection of the large swept volume (14) to the tank (29). A common accumulator (31) is associated with the two swept volumes (14, 15) of the working cylinder (11). The accumulator is connected, with interposition of a check valve (37) having a passage direction directed from the swept volumes (14, 15) to the accumulator (31), to the cylinder lines (19a, b) leading from the control valves (16, 17) to the swept volumes (14, 15) of the working cylinder (11), and further can be connected, via an interposed supply line (34) having a cut-off valve (35) switchable into a blocking position and a passage position, to feed lines leading from the pump (45) to the control valves (16, 17).

Description

Massekörperantrieb mit hydraulischer Energierückgewinnungsschaltung  Mass body drive with hydraulic energy recovery circuit
B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Anordnung zum linearen Bewegen eines Massekörpers, bestehend aus einem einen Kolben mit wenigstens einer zum Zusammenwirken mit dem Massekörper eingerichteten Kolbenstange aufweisenden, doppelt wirkenden Arbeitszylinder, der als aufgrund seiner Unterteilung durch den Kolben einen großen und einen kleinen Hubraum aufweisender Steuerzylinder für die eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase aufweisende Bewegung des Massekörpers eingerichtet und dazu mit einem eine Pumpe sowie einen Tank aufweisenden hydraulischen Steuerkreis verbunden ist, wobei zusätzlich eine einen Akkumulator aufweisende Einrichtung zum Liefern der Antriebsenergie für den Kolben des Arbeitszylinders während der Beschleunigungsphase des Massekörpers aus dem Akkumulator und zum Aufladen des Akkumulators während der Bremsphase des Massekörpers vorgesehen ist. The invention relates to a hydraulically driven arrangement for linear movement of a mass body, consisting of a piston having at least one adapted to cooperate with the mass body piston rod having double-acting cylinder, as a due to its subdivision by the piston a large and a small displacement exhibiting control cylinder for the an acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body is set up and connected to a pump and a tank having a hydraulic control circuit, in addition, a battery having means for supplying the drive energy for the piston of the working cylinder during the acceleration phase of the Mass body is provided from the accumulator and for charging the accumulator during the braking phase of the mass body.
Eine derartige Anordnung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der Such an arrangement with the aforementioned features is known from
WO 93/1 1363 A I bekannt. Die darin beschriebene Vorrichtung bezieht sich auf eine hydraulisch betriebene Arbeitsmaschine, die mittels eines doppelt wirkenden und mittels einer einseitigen Kolbenstange mit einer Arbeitseinrichtung verbundenen Arbeitszylinders ein Heben und Senken der Arbeitseinrichtung herbeiführt. Zur Rückgewinnung der Lageenergie dieser Arbeitseinrichtung in deren angehobener Stellung ist der als Antriebszylinder für die Bewegung der Arbeitseinrichtung anzusprechende Arbeitszylinder mit seinem stangenlosen großen Hubraum an einen hydraulischen Akkumulator angeschlossen, so dass einerseits beim Heben der Arbeitseinrichtung der Akkumulator die gespeicherte Energie in den Arbeitszylinder einspeist, während andererseits beim Senken der Arbeitseinrichtung der Akkumulator durch das aus dem stangenlosen größeren Hubraum des Arbeitszylinders verdrängte Fluid aufgeladen wird und dabei aufgrund des sich aufbauenden Drucks zusätzlich als Bremse für die Bewegung des Kolbens im Antriebszylinder und damit der Arbeitseinrichtung dient. Zur Steuerung der Bewegung der Arbeitseinrichtung ist parallel zu dem Antriebszylinder ein an eine Pumpe angeschlossener, mit dem Antriebszylinder übereinstimmend ausgebildeter Steuerzylinder angeordnet. Die beiden stangenseitigen, kleineren Hubräume beider Zylinder, sowohl des Antriebszylinders wie auch des Steuerzylinders, sind miteinander fluidführend verbunden und gemeinsam an einen hydraulischen Steuerkreis angeschlossen. Damit soll erreicht werden, dass sich das aus dem stangenlosen größeren Hubraum des Arbeitszylinders beim Senken der Arbeitseinrichtung verdrängte Fluid vollständig in den Akkumulator einspeichern lässt. WO 93/1 1363 AI known. The device described therein relates to a hydraulically operated working machine, which brings about a lifting and lowering of the working means by means of a double-acting and connected by means of a one-sided piston rod with a working cylinder working cylinder. To recover the potential energy of this working device in its raised position of the angezusprechende as a drive cylinder for the movement of the working cylinder working cylinder with its rodless large capacity is connected to a hydraulic accumulator, so that on the one hand when lifting the working device of the accumulator feeds the stored energy into the cylinder while On the other hand, when lowering the working device of the accumulator is charged by the displaced from the rodless larger displacement of the working cylinder fluid and additionally serves as a brake for the movement of the piston in the drive cylinder and thus the working device due to the building up pressure. In order to control the movement of the working device, a control cylinder connected to a pump and coinciding with the drive cylinder is arranged parallel to the drive cylinder. The two rod-side, smaller displacements of both cylinders, both the drive cylinder and the control cylinder, are fluidly connected to each other and connected together to a hydraulic control circuit. This is to ensure that the displaced from the rodless larger displacement of the working cylinder when lowering the working fluid can be completely stored in the accumulator.
Mit der bekannten Anordnung ist insbesondere der Nachteil verbunden, dass die Energierückgewinnung j eweils nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens des Arbeitszylinders, nämlich beim Senken der Arbeitseinrichtung, möglich ist und entsprechend die gespeicherte Energie auch nur beim Heben der Arbeitseinrichtung nutzbar ist. Damit lässt sich diese Auslegung eines hydraulischen Massekörperantriebs nicht auf solche Einsatzzwecke anwenden, bei denen es um eine Hin- und Herbewegung einer großen Masse in zwei Bewegungsrichtungen geht. Ein solcher Einsatzzweck ergibt sich beispielsweise aus der DE 1 0 2008 059 436 B3 , in der ein hydraulisches Steuerventil für einen einseitig arbeitenden Differentialzylinder beschrieben ist. Ein solcher einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisender, doppelt wirkende Arbeitszylinder wird zum linearen Bewegen eines Massekörpers wie beispielsweise einer Einlass- und Druckklappe bei Kunststoffspritzmaschinen eingesetzt, wobei die Kolbenstange des Arbeitszylinders für den Antrieb des Massekörpers mit diesem verbunden ist. Über das in der DE 1 0 2008 059 436 B3 beschriebene Steuerventil wird die Vorwärtsfahrt mit einem Ausfahren der Kolbenstange sowie die Rückwärtsfahrt mit einem Einfahren der Kolbenstange gesteuert, wobei jeder Bewegungsvorgang in beiden Bewegungsrichtungen des Massekörpers eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase sowie eine Bremsphase zum Erreichen der Endstellung des Massekörpers umfasst. Soweit unterschiedlich großen Hubräume des Arbeitszylinders über das zwischengeschaltete Steuerventil an eine Pumpe sowie einen Tank anschließbar sind, ist das in der DE 10 2008 059 436 B3 im Einzelnen beschriebene Steuerventil mit einer Rückspeiseschaltung für das bei der Vorwärtsfahrt des Kolbens im Arbeitszylinder aus dessen kleinem Hubraum verdrängte Fluid ausgerüstet, mittels der das verdrängte Fluid unmittelbar dem großen Hubraum des Arbeitszylinders zugeführt und insoweit die Pumpe entlastet wird. With the known arrangement, in particular, the disadvantage is connected that the energy recovery in each case only in a direction of movement of the piston of the working cylinder, namely when lowering the working device, is possible and according to the stored energy can be used only when lifting the working device. Thus, this design of a hydraulic mass body drive can not apply to such applications, which is about a reciprocating motion of a large mass in two directions of movement. Such an application arises, for example, from DE 1 0 2008 059 436 B3, in which a hydraulic control valve for a single-sided differential cylinder is described. Such a piston with a one-sided piston rod exhibiting, double-acting working cylinder is used for linear movement of a mass body such as an inlet and pressure flap in plastic injection molding machines, wherein the piston rod of the working cylinder for driving the mass body is connected thereto. Via the control valve described in DE 1 0 2008 059 436 B3 the forward travel is controlled with an extension of the piston rod and the reverse drive with retraction of the piston rod, each movement in both directions of movement of the mass body an acceleration phase, a driving phase and a braking phase to achieve Includes end position of the mass body. As far as different sized displacement of the working cylinder via the intermediate control valve to a pump and a tank can be connected, the control valve described in detail in DE 10 2008 059 436 B3 with a feedback circuit for the displaced during the forward movement of the piston in the working cylinder from the small displacement Fluid equipped, by means of which the displaced fluid is supplied directly to the large displacement of the working cylinder and as far as the pump is relieved.
Soweit die von einem derartigen Arbeitszylinder zu bewegenden Massekörper eine erhebliche Masse von beispielsweise 1 0 t oder mehr aufweisen können, ergeben sich für die Bewegung derart schwerer Massekörper erhebliche Anforderungen an die Auslegung des Arbeitszylinders, der entsprechende Stellkräfte aufbringen muss. Insbesondere beim Abbremsen eines Massekörpers im Anschluss an dessen Fahrphase entsteht eine erhebliche ungenutzte Verlustleistung, soweit zu Beginn der darauf folgenden erneuten Beschleunigungsphase die gesamte Bewegungsenergie dem Arbeitszylinder aus dem hydraulischen Versorgungssystem zur Verfügung zu stellen ist. Dies gilt insbesondere für die Bewegung des Massekörpers in dessen beiden Bewegungsrichtungen, bei denen jeweils eine Beschleuni- gungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase zu berücksichtigen ist, wobei zusätzlich die Beschleunigungsphase und die Bremsphase in der gleichen Bewegungsrichtung jeweils in den unterschiedlichen Hubräumen des Antriebszylinders wirksam ist. As far as the mass body to be moved by such a working cylinder can have a considerable mass of, for example, 1 0 t or more, the movement of such heavy mass bodies involves considerable demands on the design of the working cylinder, which must apply corresponding actuating forces. In particular, when braking a mass body following its driving phase creates a significant unused power loss, as far as the beginning of the subsequent re-acceleration phase, the entire kinetic energy is the working cylinder from the hydraulic supply system to provide. This applies in particular to the movement of the mass body in its two directions of movement, in each case an acceleration tion phase, a driving phase and a braking phase is to be considered, in addition, the acceleration phase and the braking phase in the same direction of movement in each case in the different displacements of the drive cylinder is effective.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch angetriebene Anordnung mit Energierückgewinnung gemäß den gattungsgemäßen Merkmalen für die lineare Bewegung einer entsprechend der DE 1 0 2008 059 436 B3 eingesetzten Masse in deren beiden Bewegungsrichtungen nutzbar zu machen. The invention is therefore based on the object to make available a hydraulically driven arrangement with energy recovery according to the generic features for the linear movement of a corresponding to DE 1 0 2008 059 436 B3 mass used in their two directions of movement.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind. The solution to this problem arises, including advantageous refinements and developments of the invention from the content of the claims, which are adjusted to this description.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass an beide Hubräume des Arbeitszylinders über eine j eweils davon abgehende Zylinderleitung ein Steuerventil zur sequenziellen Ansteuerung der einzelnen Bewegungsphasen des Massekörpers in dessen beiden Bewegungsrichtungen angeschlossen ist, wobei jedes Steuerventil in seinen einzelnen Schaltstellungen die Verbindung der Pumpe mit dem j eweils angeschlossenen Hubraum des Arbeitzylinders sowie eine vollständige Sperrung aller Anschlüsse ermöglicht und das dem großen Hubraum zugeordnete Steuerventil zusätzlich eine Verbindung des großen Hubraums mit dem Tank ermöglicht, und wobei beiden Hubräumen des Arbeitszylinders ein gemeinsamer Akkumulator zugeordnet ist, der sowohl unter Einschaltung eines eine von den Hubräumen zum Akkumulator gerichtete Durchlassrichtung aufweisenden Rückschlagventils mit den von den Steuerventilen zu den Hubräumen des Arbeitszylinders führenden Zylinderleitungen verbunden als auch über eine ein eingeschaltetes in eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung schaltbares Sperrventil aufweisende Zuleitung mit von der Pumpe zu den Steuerventilen führenden Einspei- sungsleitungen verbindbar ist. Die Erfindung beruht dabei auf dem Prinzip, dass für die Ansteuerung der Bewegung des Kolbens im Arbeitszylinder in dessen beiden Bewegungsrichtungen als hydraulischer Steuerkreis einschließlich der Einbindung des auf beide Hubräume des Arbeitszylinders aufschaltbaren Akkumulators jedem Hubraum des Arbeitszylinders nur ein Steuerventil zugeordnet ist, welches j eweils zur Bewegung des Kolbens in dessen einzelnen Bewegungsphasen in seine der gewünschten Bewegungsphase des Kolbens entsprechende Steuerstellung gebracht werden muss. Erfindungsgemäß ist der Akkumulator unmittelbar an die pumpenseitig zu den beiden Steuerventilen führenden Einspei sungsleitungen, demnach an den primären Steuerkreis zur Steuerung des Arbeitszylinders, angeschlossen, so dass das im Akkumulator für den Beschleunigungsvorgang gespeicherte Fluidvolumen durch Schaltung des Sperrventils in dessen Durchflussstellung über das zugeordnete Steuerventil dem j eweils daran angeschlossenen Hubraum des Arbeitszylinders beaufschlagt werden kann. Damit ermöglicht eine Verwirklichung der erfindungsgemäßen Anordnung es beispielsweise, die Beschleunigungsphase des Kolbens bis auf die Hälfte seines möglichen Bewegungsweges im Arbeitszylinder auszudehnen und entsprechend die andere Hälfte des Bewegungsweges für die Bremsphase und damit für die Energierückgewinnung zu nutzen, wobei der den beiden Hubräumen des Arbeitszylinders gemeinsam zugeordnete Akkumulator so auszulegen ist, dass der Akkumulator die Hälfte des maximalen Volumens des? großen Hubraumes des Arbeitszylinders speichern kann, ohne überfüllt zu sein. Andere Kapazitätsauslegungen sind jedoch ebenfalls möglich und von dem erfindungsgemäßen Prinzip umfasst. Da der Akkumulator erfindungsgemäß gleichzeitig auch mit den von den Steuerventilen jeweils zu den angeschlossenen Hubräumen des Arbeitszylinders führenden Zylinderleitungen verbunden ist, erfolgt in der j eweiligen Bremsphase der Kolbenbewegung ein Aufladen des Akkumulators durch das aus dem j eweiligen Hubraum des Arbeitszylinders verdrängte und dem Akkumulator entsprechend zugeführte Fluid. Im Einzelnen kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die von der Pumpe zu den beiden Steuerventilen führenden Einspei- sungsleitungen aus einer zugeordnete Anschlüsse der beiden Steuerventile verbindenden Verbindungsleitung und einer in einen Knoten in die Verbindungsleitung mündenden, von der Pumpe kommenden Förderleitung bestehen, wobei die das eingeschaltete Sperrventil aufweisende Zuleitung zur Verbindung des Akkumulators mit den Einspeisungsleitungen in die Verbindungsleitung einmündet. Mit dieser zwischen den pumpenseitigen Anschlüssen der Steuerventile realisierten Verbindungsleitung ist einerseits die sich aus der bereits genannten DE 1 0 2008 059 436 B3 ergebende Rückspeiseschaltung mit einer Zufuhr des beim Ausfahren der Kolbenstange im Arbeitszylinder aus dessen kleinen Hubraum verdrängten Fluids in den großen Hubraum des Arbeitszylinders verwirklicht; soweit andererseits der gemeinsame Akkumulator an diese pumpenseitige Verbindungsleitung angeschlossen ist, kann die im Akkumulator gespeicherte Energie für die Beschleunigungsphase des Arbeitszylinders in dessen beiden Bewegungsrichtungen genutzt werden, weil das im Akkumulator gespeicherte Volumen über die Zuleitung in die Verbindungsleitung und dann über jedes der daran angeschlossenen Steuerventile geleitet und somit dem gewünschten Hubraum des Arbeitszylinders zugeführt werden kann. The invention provides in its basic idea that a control valve for sequential control of the individual phases of movement of the mass body in its two directions of movement is connected to both cylinder displacements of the working cylinder via a respective outgoing cylinder, each control valve in its individual switching positions with the connection of the pump in each case connected displacement of the working cylinder and a complete blocking of all connections and the large displacement associated control valve additionally allows a connection of the large capacity with the tank, and wherein two displacements of the working cylinder is assigned a common accumulator, both under involvement of a from the displacements directed to the accumulator directional passage having check valve connected to the leading of the control valves to the displacements of the working cylinder cylinder lines as well as an e connected in a blocking position and a flow position switchable shut-off valve having supply line leading from the pump to the control valves feed lines is connectable. The invention is based on the principle that for the control of the movement of the piston in the working cylinder in the two directions of movement as a hydraulic control circuit including the integration of aufschaltbaren both displacements of the working cylinder accumulator each displacement of the working cylinder only one control valve is assigned, which in each case for Movement of the piston in the individual movement phases in its the desired phase of movement of the piston corresponding control position must be brought. According to the accumulator directly to the pump side leading to the two control valves Einspei sungsleitungen, therefore connected to the primary control circuit for controlling the working cylinder, so that the accumulated in the accumulator for the acceleration fluid volume by switching the check valve in the flow position on the associated control valve the in each case it can be acted upon by connected displacement of the working cylinder. Thus, an implementation of the arrangement according to the invention makes it possible, for example, to extend the acceleration phase of the piston to half of its possible movement in the working cylinder and to use the other half of the movement path for the braking phase and thus for energy recovery, where the two displacements of the working cylinder in common associated accumulator is to be designed so that the accumulator half of the maximum volume of? can store large displacement of the working cylinder, without being crowded. However, other capacity designs are also possible and encompassed by the inventive principle. Since the accumulator according to the invention is also connected to the leading of the control valves to the connected displacements of the working cylinder cylinder lines takes place in the j eweiligen braking phase of the piston movement charging the accumulator by the displaced from the j eweiligen displacement of the working cylinder and the accumulator supplied accordingly fluid. In detail, according to one embodiment of the invention, it can be provided that the feed lines leading from the pump to the two control valves consist of a connection line connecting the two control valves and a delivery line which leads into a node into the connection line, wherein the switched-off valve having the inlet line for connecting the accumulator with the feed lines opens into the connecting line. With this between the pump-side connections of the control valves realized connection line on the one hand from the already mentioned DE 1 0 2008 059 436 B3 resulting feedback circuit is realized with a supply of displaced during extension of the piston rod in the working cylinder from the small displacement fluid in the large displacement of the working cylinder ; on the other hand, if the common accumulator is connected to this pump-side connecting line, the energy stored in the accumulator can be used for the acceleration phase of the working cylinder in the two directions of movement, because the volume stored in the accumulator via the supply line in the connecting line and then via each of the control valves connected thereto directed and thus the desired displacement of the working cylinder can be supplied.
Für die Aufladung des Akkumulators in der j eweiligen Bremsphase der Kolbenbewegung im Arbeitszylinder kann nach einem Ausführungsbei spiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die zu den beiden Hubräumen des Arbeitszylinders führenden Zylinderleitungen über eine gemeinsame Bremsleitung miteinander verbunden und der gemeinsame Akkumulator über eine in einen Knoten in die Bremsleitung mündende, das Rückschlagventil aufweisende Anschlussleitung an die Bremsleitung angeschlossen ist, wobei in den zwischen dem Knoten und der an den großen Hubraum angeschlossenen Zylinderleitung verlaufenden Abschnitt der Bremsleitung ein eine zum angeschlossenen Akkumulator gerichtete Durchlassrichtung aufweisendes Rückschlagventil eingeschaltet ist. Aufgrund dieser Schaltung findet in der Bremsphase beim Einfahren der Kolbenstange eine automatische Aufteilung des aus dem großen Hubraum verdrängten Volumenstroms in den Akkumulator und in den kleinen Hubraum des Arbeitszylinders statt, ohne dass es einer Steuerung dafür bedarf. For the charging of the accumulator in the j erous braking phase of the piston movement in the working cylinder of the invention may be provided for a Ausführungsbei game that leading to the two displacements of the working cylinder cylinder lines connected to each other via a common brake line and the common accumulator via a in a node in the brake line opening, the check valve having connecting line is connected to the brake line, wherein in the connected between the node and the cylinder connected to the large displacement cylinder portion of the brake line a directed to the connected accumulator passage direction having check valve is turned on. Due to this circuit, an automatic division of the displaced from the large displacement volume flow in the accumulator and in the small displacement of the working cylinder takes place in the braking phase when retracting the piston rod, without the need for a control for this.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Steuerventile baugleich als genormte 4/3 -Wege-Ventile ausgebildet sind, bei denen j eweils an einen Anschluss die Zylinderleitung, an einen Anschluss According to one embodiment of the invention, it is provided that the two control valves are constructed identical as standardized 4/3 -way valves, in which in each case to a port, the cylinder line to a port
eine Tankleitung und an den dritten Anschluss die beiden Enden der Verbindungsleitung angeschlossen sind und der vierte Anschluss ein Blindanschluss ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass genormte Ventile eingesetzt werden können, auch wenn nicht alle vier Anschlüsse benötigt sind. a tank line and connected to the third connection, the two ends of the connecting line and the fourth connection is a blind connection. This has the advantage that standardized valves can be used, even if not all four connections are needed.
Es kann vorgesehen sein, dass das in die vom gemeinsamen Akkumulator zur Verbindungsleitung führende Zuleitung eingeschaltete Sperrventil ein 2/2-Wege- Ventil in einer sitzdichten Ausführung ist; die Auslegung des Sperrventils mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung als sitzdichtes Ventil ist vorgeschlagen, damit die im gemeinsamen Akkumulator gespeicherte Energie sich nicht aufgrund Leckagen abbaut. It can be provided that in the leading from the common accumulator to the connecting line feed line check valve is a 2/2-way valve in a seat-tight design; the design of the check valve with a blocking position and a flow position as a seat-tight valve is proposed so that the energy stored in the common accumulator does not degrade due to leaks.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die von der Pumpe wegführende Leitung in die zur Versorgung des Arbeitszylinders herangezogene Förderleitung und in einen zu einem zusätzlichen Akkumulator führenden Leitungszweig verzweigt, wobei die von der Verzweigung abgehende, zur Versorgung des Arbeitszylinders herangezogene Förderleitung ein Rückschlagventil mit einer zum Arbeitszylinder gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass die Pumpe in ihrer Leistungsfähigkeit kleiner ausgelegt sein kann, weil während der Steuerung der Bewegungen des Kolbens im Arbeitszylinder die Pumpe von dem zuzuschaltenden Akkumulator unterstützt wird, während bei Stillstand des Kolbens und dementsprechend gesperrten Anschlüssen der zugeordneten Steuerventile die Pumpe den an sie angeschlossenen Akkumulator wieder auflädt. According to one embodiment of the invention can be provided that the leading away from the pump line branches into the used for supplying the working cylinder delivery line and leading to an additional accumulator line branch, the outgoing from the branch, used to supply the working cylinder delivery line Check valve is turned on with a direction of the working cylinder directed passage direction. This has the advantage that the pump can be made smaller in their performance, because during the control of the movements of the piston in the working cylinder, the pump zuzuschaltenden Accumulator is supported, while at standstill of the piston and accordingly blocked ports of the associated control valves, the pump recharges the accumulator connected to it.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen: In the drawing, an embodiment of the invention is reproduced, which is described below. Show it:
Fig. 1 eine hydraulische Antriebsanordnung für einen Massekörper mit einem einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisenden Arbeitszylinder und mit an die Hubräume des Arbeitszylinders angeschlossenen Steuerventilen in einer schematischen Darstellung der zugehörigen hydraulischen Schaltung bei Stillstand des Kolbens im Arbeitszylinder, 1 shows a hydraulic drive arrangement for a mass body with a piston having a piston rod on one side and working cylinder connected to the displacements of the working cylinder control valves in a schematic representation of the associated hydraulic circuit at standstill of the piston in the working cylinder,
Fig. 2 die hydraulische Antriebsanordnung gemäß Figur 1 in der Schaltstellung der Steuerventile für die Fahrphase des Kolbens mit Ausfahren der Kolbenstange ohne Zuschalten des Akkumulators, 2 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 1 in the switching position of the control valves for the travel phase of the piston with extension of the piston rod without connecting the accumulator,
Fig. 3 die hydraulische Antriebsanordnung gemäß Figur 2 in der Schaltstellung der Steuerventile in der Beschleunigungsphase des Kolbens mit Zuschalten des Akkumulators, FIG. 3 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 2 in the switching position of the control valves in the acceleration phase of the piston with connection of the accumulator, FIG.
Fig. 4 die hydraulische Antriebsanordnung gemäß Figur 2 in der Schaltstellung der Steuerventile in der Bremsphase des Kolbens, FIG. 4 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 2 in the switching position of the control valves in the braking phase of the piston, FIG.
Fig. 5 die hydraulische Antriebsanordnung gemäß Figur 1 in der Schaltstellung der Steuerventile in der Fahrphase des Kolbens mit Einfahren der Kolbenstange ohne Zuschalten des Akkumulators, Fig. 6 die hydraulische Antriebsanordnung gemäß Figur 5 in der Schaltung der Steuerventile in der Beschleunigungsphase des Kolbens mit Zuschalten des Akkumulators, 5 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 1 in the switching position of the control valves in the driving phase of the piston with retraction of the piston rod without connecting the accumulator, FIG. FIG. 6 shows the hydraulic drive arrangement according to FIG. 5 in the circuit of the control valves in the acceleration phase of the piston with connection of the accumulator, FIG.
Fig. 7 die hydrauli sche Antriebsanordnung gemäß Figur 5 in der Schaltstellung der Steuerventile in der Bremsphase des Kolbens. Fig. 7, the hydraulic cal drive arrangement according to Figure 5 in the switching position of the control valves in the braking phase of the piston.
Zur Steuerung der Hin- und Herbewegung eines aus Figur 1 ersichtlichen Massekörpers 1 0 im Sinne von dessen Vorwärtsfahrt mit einem Ausfahren der Kolbenstange und dessen Rückwärtsfahrt mit einem Einfahren der Kolbenstange ist ein Arbeitszylinder 1 1 vorgesehen, der als einen Kolben 12 mit daran angeschlossener, einseitiger und mit dem Massekörper 1 0 verbundener Kolbenstange 1 3 aufweisender Zylinder ausgebildet ist, so dass sich in dem Arbeitszylinder 1 1 ein großer, weil stangenloser Hubraum 14 und ein kleiner stangenseitiger Hubraum 1 5 einstellt. To control the reciprocating motion of an apparent from Figure 1 mass body 1 0 in the sense of its forward travel with an extension of the piston rod and its reverse drive with retraction of the piston rod, a working cylinder 1 1 is provided as a piston 12 connected thereto, one-sided and with the mass body 1 0 connected piston rod 1 3 exhibiting cylinder is formed, so that in the working cylinder 1 1 a large, because rodless displacement 14 and a small rod-side displacement 1 5 sets.
Zur Steuerung der Bewegung des Kolbens 12 im Arbeitszylinder 1 1 ist an den kleinen Hubraum 1 5 wie auch an den großen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 1 1 jeweils ein Steuerventil 1 6, 1 7 angeschlossen, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als genormtes 4/3 -Wege- Ventil ausgebildet ist, bei welchem allerdings ein Anschluss nicht benötigt wird und insofern als Blindan- schluss ausgebi ldet i st, so dass grundsätzlich auch ein 3/3-Wege-Ventil einsetzbar wäre. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist jedes Steuerventil 16, 1 7 einen Anschluss 1 8 für eine zum jeweils angeschlossenen Hubraum 14, 1 5 führende Zylinderleitung 19a bzw. 1 9b auf. Ein zweiter Anschluss 20 dient zum Anschluss einer Tankleitung 21 , und ein jeweils dritter Anschluss 22 bei beiden Steuerventilen 26 und 27 ist mit den Enden einer diese Anschlüsse verbindenden Verbindungsleitung 23 verbunden. In diese Verbindungsleitung 23 ist ein Knotenpunkt 23a eingeschaltet, in den eine von einer Pumpenanordnung herkommende Förderleitung 24 mündet, in welche ein Rückschlagventil 25 mit einer zu den Steuerventilen 1 6, 1 7 geri chteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist. Von der von der mittels eines Motors 46 angetriebenen Pumpe 45 herkommenden Förderleitung 24 zweigt in einer Verzweigung 26 ein zu einem Akkumulator 28 führender Leitungsstrang 27 ab. Eine weitere, von der Verzweigung 26 abgehende Steuerleitung 47 weist ein Druckbegrenzungsventil 30 zur Steuerung des Systemdrucks auf und ist an dem Tank 29 angeschlossen. To control the movement of the piston 12 in the working cylinder 1 1 is connected to the small displacement 1 5 as well as the large displacement of the working cylinder 1 1 1, a control valve 1 6, 1 7 connected, which in the illustrated embodiment in each case as a standardized 4/3 Wherein-valve is formed, in which, however, a connection is not needed and in so far as a blind connection ausgebi lled i st, so that in principle a 3/3-way valve could be used. In the illustrated embodiment, each control valve 16, 1 7 a port 1 8 for a connected to the respective displacement 14, 1 5 leading cylinder line 19 a and 1 9 b. A second port 20 serves to connect a tank line 21, and a respective third port 22 in both control valves 26 and 27 is connected to the ends of a connecting line 23 connecting these ports. In this connecting line 23, a node 23 a is turned on, in which a coming from a pump assembly delivery line 24 opens into which a check valve 25 with a to the Control valves 1 6, 1 7 geri chteten forward direction is turned on. From the conveyor line 24 coming from the pump 45 driven by means of a motor 46 branches off in a branching 26 a line leading to an accumulator 28. Another, from the branch 26 outgoing control line 47 has a pressure relief valve 30 for controlling the system pressure and is connected to the tank 29.
Beiden Hubräumen 1 4, 1 5 des Arbeitszylinder 1 0 ist ein gemeinsamer Akkumulator 3 1 zugeordnet, der über eine Stichleitung 32 und eine Verzweigung 33 und eine an die Verzweigung 33 anschließende Anschlussleitung 36 an eine Bremsleitung 38 angeschlossen ist, welche die beiden von dem Steuerventil 1 6, 1 7 zum jeweilig angeschlossenen Hubraum 14, 1 5 führenden Zylinderleitungen 1 9a, 1 9b miteinander verbindet. Dabei unterteilt die in einem Knotenpunkt 39 der Bremsleitung 38 mündende Anschlussleitung 36 die Bremsleitung 38 in einen zwischen dem Knotenpunkt 39 und der zum großen Hubraum 14 führenden Zylinderleitung 19a gelegenen Leitungsabschnitt 40 und in einen zwischen dem Knotenpunkt 39 und der zum kleinen Hubraum 1 5 führenden Zylinderleitung 1 9b gelegenen Leitungsabschnitt 42. Weiterhin ist in den Leitungsabschnitt 40 ein Rückschlagventil 41 mit einer von der Zylinderleitung 19a zum Knotenpunkt 39 gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet, und es ist in die Anschlussleitung 36 ein Rückschlagventil 37 mit einer vom Knotenpunkt 39 zum Akkumulator 3 1 gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet. Both displacers 1 4, 1 5 of the working cylinder 1 0 is associated with a common accumulator 3 1, which is connected via a branch line 32 and a branch 33 and a subsequent connection to the junction 33 connecting line 36 to a brake line 38 which the two of the control valve 1 6, 1 7 for each connected displacement 14, 1 5 leading cylinder lines 1 9a, 1 9b interconnected. In this case, the opening in a node 39 of the brake pipe 38 connecting line 36 divides the brake line 38 in a lying between the node 39 and the large displacement 14 leading cylinder line 19a line section 40 and in between the node 39 and the small displacement 1 5 leading cylinder line In addition, a check valve 41 is turned on in the line section 40 with a directed from the cylinder line 19 a to node 39 passage direction, and it is in the connecting line 36, a check valve 37 is turned on with a node 39 to the accumulator 3 1 directed forward direction ,
Zusätzlich ist der Akkumulator 3 1 über eine von der am Ende der Stichleitung 32 angeordneten Verzweigung 33 abgehende Zuleitung 34 an die auf der Pumpenseite der Steuerventile 1 6, 1 7 verlaufende Verbindungsleitung 23 angeschlossen, wobei in die Zuleitung 34 ein zwischen einer Sperrstellung (Schaltstellung I) und einer Durchflussstellung (Schaltstellung II) schaltbares Sperrventil 35 eingeschaltet ist, welches als 2/2 -Wege-Sitzventil in einer sitzdichten Ausführung ausgebildet ist. Ausgehend von der in Figur 1 dargestellten Stillstandsphase des Kolbens 1 2 im Arbeitszylinder 1 1 , bei welchem sich die beiden Steuerventile 1 6, 1 7 in ihrer durch die Sperrung aller Anschl üsse gekennzeichneten Schaltstellung I befinden und das Sperrventil 35 in seiner Sperrstellung steht, wird nachstehend zu den Figuren 2 bis 7 die Steuerung der Vorwärtsfahrt wie auch der Rückwärtsfahrt des Kolbens 1 2 im Arbeitszylinder 1 1 in dessen einzelnen Bewegungsphasen beschrieben. In addition, the accumulator 3 1 is connected via an outgoing from the end of the stub 32 branch 33 supply 34 to the on the pump side of the control valves 1 6, 1 7 extending connecting line 23, wherein in the supply line 34 between a blocking position (switching position I ) and a flow position (switching position II) switchable shut-off valve 35 is turned on, which is designed as a 2/2 -way seat valve in a seat-tight design. Starting from the standstill phase of the piston 1 2 shown in Figure 1 in the working cylinder 1 1, in which the two control valves 1 6, 1 7 are in their marked by the blocking all connections switch position I and the check valve 35 is in its blocking position is below to the figures 2 to 7, the control of the forward drive as well as the reverse travel of the piston 1 2 described in the working cylinder 1 1 in the individual movement phases.
Soll ausgehend von dem in Figur 1 dargestellten Stillstand des Kolbens eine Vorwärtsfahrt mit Ausfahren der Kolbenstange 1 3 und Bewegung des Kolbens 1 2 nach rechts gestartet werden, so muss dem großen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 1 1 Hydraulikfluid zugeführt werden, während das aus dem kleinen Hubraum 1 5 verdrängte Hydraulikfluid abzuführen ist. Hierzu werden beide Steuerventile 1 6, 1 7 in ihre Schaltstellung I gebracht, in welcher die Anschlüsse 22 und 1 8 beider Steuerventile 16, 1 7 jeweils miteinander verbunden sind, mithin auch die Verbindungsleitung 23 jeweils mit den beiden Zylinderleitungen 19a, 1 9b verbunden ist. Somit strömt einerseits das von der Pumpe 45 über die Förderleitung 24 in die Verbindungsleitung 23 eingespeiste Fluid über die zugeordnete Zylinderleitung 1 a in den großen Hubraum 1 4 des Arbeitszylinders 1 1 und bewegt somit den Kolben 1 2 nach rechts. Das dadurch aus dem kleinen Hubraum 1 5 verdrängte Hydraulikfluid strömt über die Zylinderleitung 1 9b zum Steuerventil 1 7 ab, und da sich dieses Steuerventil 1 7 ebenfalls in seiner Schaltstellung I befindet, wird das über die Zylinderleitung 1 9b heranströmende Fluid in die Verbindungsleitung 23 eingeleitet und vereinigt sich in deren Knotenpunkt 23 a mit dem über die Förderleitung 24 von der Pumpe 45 eingespeisten Volumen. Auf diese Weise ist die gewünschte Rückspeiseschaltung bei der Vorwärtsfahrt des Kolbens verwirklicht, so dass die Leistung der Pumpe 45 nur auf das dem kleinen Hubraum 1 5 entsprechende Fördervolumen auszulegen ist, weil der gegenüber dem kleinen Hubraum 1 5 doppelte Bedarf an dem Hubraum 14 zuzuführenden Volumenstrom durch die Summierung der von der Pumpe 45 einerseits geförderten und andererseits aus dem kleinen Hubraum 1 5 verdrängten Volumenströme gedeckt ist. If, starting from the standstill of the piston shown in Figure 1, a forward drive with extension of the piston rod 1 3 and movement of the piston 1 2 are started to the right, so the large displacement of the working cylinder 1 1 1 hydraulic fluid must be supplied while that from the small displacement 1 5 displaced hydraulic fluid is discharged. For this purpose, both control valves 1 6, 1 7 are brought into their switching position I, in which the terminals 22 and 1 8 both control valves 16, 1 7 are connected to each other, thus also the connecting line 23 is connected to the two cylinder lines 19 a, 1 9 b , Thus, on the one hand flows through the pump 45 via the feed line 24 into the connecting line 23 fed fluid via the associated cylinder line 1 a in the large displacement of the working cylinder 1 1 1 1 and thus moves the piston 1 2 to the right. The thus displaced from the small displacement 1 5 hydraulic fluid flows through the cylinder line 1 9b to the control valve 1 7 from, and since this control valve 1 7 is also in its switching position I, via the cylinder line 1 9b inflowing fluid is introduced into the connecting line 23 and unites in the node 23 a with the supplied via the delivery line 24 from the pump 45 volume. In this way, the desired feedback circuit in the forward movement of the piston is realized, so that the power of the pump 45 is designed only to the small displacement 1 5 corresponding delivery volume, because compared to the small displacement 1 5 double demand for the displacement 14 volume flow to be supplied through the Summation of the funded by the pump 45 on the one hand and on the other hand from the small displacement 1 5 displaced volume flows is covered.
Soll nun in dieser Fahrtrichtung des Kolbens 12 im Arbeitszylinder 1 1 eine Beschl eunigung der Kolbenfahrt nach rechts eingeleitet werden, erfolgt die in Figur 3 dargestellte Schaltstellung, bei welcher lediglich das Sperrventil 35 in seine Durchflussstellung (Schaltstellung II) geschaltet ist, während die Schaltstellung I bei den beiden Steuerventilen 16, 1 7 unverändert bleibt. In dieser Schaltstellung des Sperrventils 35 entlädt sich der Akkumulator 3 1 über die Stichleitung 32 und die Zuleitung 34 bis in die Verbindungsleitung 23 , so dass nun auch das vom Akkumulator 3 1 freigesetzte Volumen zur Beaufschlagung des großen Hubraumes 14 des Arbeitszylinders 1 1 im Sinne einer schnellen Bewegung des Kolbens 1 2 nach rechts eingesetzt ist. If now in this direction of travel of the piston 12 in the working cylinder 1 1 a Besch eunigung the piston travel are introduced to the right, the switching position shown in Figure 3, in which only the check valve 35 is switched to its flow position (switch position II), while the switch position I. at the two control valves 16, 1 7 remains unchanged. In this switching position of the shut-off valve 35, the accumulator discharges 3 1 via the stub 32 and the supply line 34 into the connecting line 23, so that now the volume released from the accumulator 3 1 for acting on the large displacement of the working cylinder 1 1 1 rapid movement of the piston 1 2 is inserted to the right.
Am Ende der Vorwärtsfahrt des Kolbens 1 2 im Arbeitszylinder 1 1 soll eine Ab- bremsung der Kolbenbewegung erfolgen, und hierzu wird die aus Figur 4 ersichtliche Schaltstellung eingesteuert, in welcher das Sperrventil 35 in seine Sperrstellung zurückgeschaltet ist. Die Bremsphase wird dadurch bewirkt, dass die Entlastung des kleinen Hubraums 1 5 durch Schaltung des Steuerventils 1 7 in dessen eine Sperrung aller Anschlüsse verwirklichende Schaltstellung II unterbrochen und dadurch ein Gegendruck aufgebaut wird; gleichzeitig wird das aus dem kleinen Hubraum 1 5 verdrängte Fluid zum Aufladen des Akkumulators 3 1 benutzt. Während also weiterhin der große Hubraum 14 des Arbeitszylinders 1 1 aufgrund der Schaltstellung I des Steuerventils 1 6 mit dem von der Pumpe 45 geförderten Fluid beaufschlagt ist, fließt das aus dem kleinen Hubraum 1 5 verdrängte Flui d aufgrund der Sperrstellung des Steuerventils 1 7 nun über den Leitungsabschnitt 42 der Bremsleitung 38 und die Anschlussleitung 36 sowie Stichleitung 32 zum Akkumulator 3 1 , wobei das Rückschlagventil 41 den Leitungsabschnitt 42 der Bremsleitung 38 gegen die Zylinderleitung 19a absperrt. Nach Abschluss der in Figur 4 dargestellten Bremsphase kommt es zunächst zu einem Stillstand entsprechend der in Figur 1 dargestellten Schaltung, bevor nun die Rückwärtsfahrt des Kolbens 12 im Arbeitszylinder 1 1 mit einem Einfahren der Kolbenstange 1 3 mit einer Schaltung gemäß Figur 5 eingeleitet wird. Hierzu muss der kleine Hubraum 1 5 mit der Pumpe 45 verbunden werden, und es muss für eine Ableitung des aus dem großen Hubraum 14 verdrängten Hydraulikfluids gesorgt werden. Hierzu wird das Steuerventil 1 7 wiederum in seine Schaltstellung I mit einer Verbindung der Verbindungsleitung 23 und der Zylinderleitung 1 9b gebracht, während gleichzeitig das Steuerventil 16 in seine Schaltstellung III geschaltet wird, in welcher die Zylinderleitung 19a mit der Tankleitung 21 verbunden ist. Somit fördert die Pumpe 45 Hydraulikfluid in den kleinen Hubraum 1 5 des Arbeitszylinders 1 1 und bewegt den Kolben 1 2 nach links, während das aus dem großen Hubraum 14 verdrängte Fluid über die Zylinderleitung 1 9a und die Tankleitung 21 zum Tank 29 abströmt. At the end of the forward travel of the piston 1 2 in the working cylinder 1 1, a braking of the piston movement should take place, and for this purpose, the switching position shown in FIG. 4 is controlled, in which the blocking valve 35 is switched back into its locking position. The braking phase is effected by the fact that the discharge of the small displacement 1 5 interrupted by switching the control valve 1 7 in its blocking of all connections realizing switching position II and thereby a back pressure is built up; at the same time, the fluid displaced from the small displacement 1 5 is used to charge the accumulator 3 1. Thus, while still the large displacement 14 of the working cylinder 1 1 is acted upon by the pumped fluid 45 from the pump 45 due to the switching position I, the displaced from the small displacement 1 5 Flui d flows due to the blocking position of the control valve 1 7 now the line section 42 of the brake line 38 and the connecting line 36 and stub 32 to the accumulator 3 1, wherein the check valve 41 shuts off the line section 42 of the brake line 38 against the cylinder line 19a. After completion of the braking phase shown in Figure 4, it comes first to a standstill according to the circuit shown in Figure 1, before now the reverse travel of the piston 12 in the working cylinder 1 1 is introduced with a retraction of the piston rod 1 3 with a circuit according to FIG. For this purpose, the small displacement 1 5 must be connected to the pump 45, and it must be taken care of a derivative of the displaced from the large displacement of hydraulic fluid 14. For this purpose, the control valve 1 7 is again brought into its switching position I with a connection of the connecting line 23 and the cylinder line 1 9b, while the control valve 16 is simultaneously switched to its switching position III, in which the cylinder line 19a is connected to the tank line 21. Thus, the pump 45 delivers hydraulic fluid in the small displacement of the working cylinder 1 1 1 1 and moves the piston 1 2 to the left, while the displaced from the large displacement 14 fluid flows through the cylinder line 1 9a and the tank line 21 to the tank 29.
Soll nun wiederum eine Beschleunigung der Kolbenfahrt erreicht werden, die durch eine Entladung des Akkumulators 3 1 herbeigeführt wird, so wird wiederum das Sperrventil 35 in seine Schaltstellung II mit einer Verbindung des Akkumulators 3 1 mit der Verbindungsleitung 23 geschaltet, so dass das im Akkumulator 3 1 gespeicherte Fluid in Richtung des kleinen Hubraums 1 5 im Sinne einer Beschleunigung der Kolbenbewegung geleitet wird. Die Schaltstellung III des Steuerventils 1 6 mit einer Entlastung des großen Hubraums 14 zum Tank bleibt unverändert. Am Ende der Beschleunigungsphase wird das Sperrventil 35 wieder in seine Sperrstellung (Schaltstellung I) zurückgeführt. If, in turn, an acceleration of the piston travel is achieved, which is brought about by a discharge of the accumulator 3 1, then the blocking valve 35 is in turn switched to its switching position II with a connection of the accumulator 3 1 to the connecting line 23, so that the accumulator in the third 1 stored fluid is directed in the direction of the small displacement 1 5 in the sense of accelerating the piston movement. The switching position III of the control valve 1 6 with a discharge of the large displacement 14 to the tank remains unchanged. At the end of the acceleration phase, the check valve 35 is returned to its blocking position (shift position I).
Soweit am Ende der Rückwärtsfahrt des Kolbens 1 2 wiederum eine Abbremsung der Kolbenbewegung erfolgen soll, wird hierzu die aus Figur 7 ersichtliche Schaltstellung eingesteuert. Nun wird die Bremsphase dadurch bewirkt, dass das Schaltventil 1 6 in seine Schaltstellung II mit einer Sperrung aller Anschlüsse geschaltet wird, so dass die Entl astung des großen Hubraums 14 zum Tank unter- brochen und dadurch ein Gegendruck aufgebaut wird; gleichzeitig wird jetzt das aus dem großen Hubraum 1 4 verdrängte Fluid zum Aufladen des Akkumulators 3 1 benutzt, indem das Fluid über die Zylinderleitung 1 9a in die daran angeschlossene Bremsleitung 38 strömt und dabei das in den Leitungsabschnitt 40 eingeschaltete Rückschlagventil 41 durchströmt. An dem in die Bremsleitung 38 eingeschalteten Knotenpunkt 39 teilt sich der aus dem großen Hubraum 14 verdrängte Volumenstrom j e nach Bedarf automatisch in einen unter Passieren des Rückschlagventils 37 in der Anschlussleitung 36 in den Akkumulator 3 1 fließenden Teilstrom und in einen in den kleinen Hubraum 1 5 fließenden Teilstrom auf, so dass in dieser Bremsphase der Bedarf an von der Pumpe 45 zum kleinen Hubraum 1 5 anzuforderndem Hydraulikfluid verringert ist. As far as at the end of the reverse travel of the piston 1 2 again a deceleration of the piston movement is to take place, this is shown in Figure 7 apparent switching position. Now, the braking phase is effected by the switching valve 1 6 is switched to its switching position II with a blockage of all ports, so that the Entl caution of the large displacement 14 to the tank under- broken and thereby a back pressure is built up; At the same time, the fluid displaced from the large displacement 1 4 is now used to charge the accumulator 3 1, in that the fluid flows via the cylinder line 19a into the brake line 38 connected to it and thereby flows through the non-return valve 41 connected in the line section 40. At the switched into the brake line 38 node 39, the volume displaced from the large displacement 14 automatically divides as needed into a flowing under passing the check valve 37 in the connection line 36 in the accumulator 3 1 partial flow and in a small displacement 1 fifth flowing partial flow, so that in this braking phase, the demand is reduced to be requested by the pump 45 to the small displacement 1 5 hydraulic fluid.
Die erforderliche Pumpenleistung der Pumpe 45 kann bei dem Ausführungsbeispiel dadurch reduziert werden, dass der in die Förderleitung 24 fördernden Pumpe 45 noch ein zusätzlicher Akkumulator 28 zugeordnet ist, der bei der Versorgung des Arbeitszylinders 1 1 mit Hydraulikfluid einen Teil der Pumpenleistung übernimmt und die in ihm gespeicherte Fluidmenge einspeist, während beim Stillstand des Kolbens die Pumpe 45 über den Leitungszweig 27 den zusätzlichen Akkumulator 28 wieder auflädt. The required pump power of the pump 45 can be reduced in the embodiment in that the conveying line 24 promotional pump 45 is still associated with an additional accumulator 28, which takes on the supply of the working cylinder 1 1 with hydraulic fluid part of the pump power and in him Stored amount of fluid feeds, while the pump 45 stops on the line branch 27, the additional accumulator 28 again at standstill of the piston.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihrer verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features disclosed in the foregoing description, the claims, the abstract and the drawing of the subject matter of these documents may be essential individually as well as in any combination with each other for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims

P at e nt ans p r ü c h e  P at e nt to p r e c h e
Hydraulisch angetriebene Anordnung zum linearen Bewegen eines Massekörpers (10), bestehend aus einem einen Kolben (12) mit wenigstens einer zum Zusammenwirken mit dem Massekörper (10) eingerichteten Kolbenstange (13) aufweisenden, doppelt wirkenden Arbeitszylinder (11), der als aufgrund seiner Unterteilung durch den Kolben (12) einen großen Hubraum (14) und einen kleinen Hubraum (15) aufweisender Steuerzylinder für die eine Beschleunigungsphase, eine Fahrphase und eine Bremsphase aufweisende Bewegung des Massekörpers (10) eingerichtet und dazu mit wenigstens einem, eine Pumpe (45) sowie einen Tank (29) aufweisenden hydraulischen Steuerkreis verbunden ist, wobei zusätzlich eine einen Hydraulically driven arrangement for moving a mass body (10) linearly, consisting of a double-acting working cylinder (11) having a piston (12) with at least one piston rod (13) adapted to cooperate with the mass body (10), characterized by its subdivision by the piston (12) a large displacement (14) and a small displacement (15) exhibiting control cylinder for an acceleration phase, a driving phase and a braking phase having movement of the mass body (10) and arranged with at least one, a pump (45) and a tank (29) having hydraulic control circuit is connected, in addition, a one
Akkumulator (31) aufweisende Einrichtung zum Liefern der Antriebsenergie für den Kolben (12) des Arbeitszylinders (11) während der Beschleunigungsphase des Massekörpers (10) aus dem Akkumulator (31) und zum Aufladen des Akkumulators (31) während der Bremsphase des Massekörpers (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an beide Hubräume (14, 15) des Arbeitszylinders (11) über eine jeweils davon abgehende Zylinderleitung (19a, b) ein Steuerventil (16, 17) zur sequentiellen Ansteuerung der einzelnen Bewegungsphasen des Massekörpers (10) in dessen beiden Bewegungsrichtungen angeschlossen ist, wobei jedes Steuerventil (16, 17) in sei- nen einzelnen Schaltstellungen die Verbindung der Pumpe mit dem jeweils angeschlossenen Hubraum (14, 15) des Arbeitzylinders (11) sowie eine vollständige Sperrung aller Anschlüsse ermöglicht und das dem großen Hubraum (14) zugeordnete Steuerventil (16) zusätzlich eine Verbindung des großen Hubraums (14) mit dem Tank (29) ermöglicht, und wobei beiden Hubräumen (14, 15) des Arbeitszylinders (11) ein gemeinsamer Akkumulator (31) zugeordnet ist, der sowohl unter Einschaltung eines eine von den Hubräumen (14, 15) zum Akkumulator (31) gerichtete Durchlassrichtung aufweisenden Rückschlagventils (37) mit den von den Steuerventilen Accumulator (31) having means for supplying the drive energy for the piston (12) of the working cylinder (11) during the acceleration phase of the mass body (10) from the accumulator (31) and for charging the accumulator (31) during the braking phase of the mass body (10 ) is provided, characterized in that on both displacements (14, 15) of the working cylinder (11) via a respective outgoing cylinder line (19 a, b) a control valve (16, 17) for the sequential control of the individual movement phases of the mass body (10) is connected in its two directions of movement, each control valve (16, 17) in its NEN individual switch positions the connection of the pump with the respective connected displacement (14, 15) of the working cylinder (11) and a complete blocking of all connections and allows the large displacement (14) associated control valve (16) in addition a compound of the large displacement (14 ) with the tank (29), and wherein two displacements (14, 15) of the working cylinder (11) is associated with a common accumulator (31), both under involvement of a one of the displacements (14, 15) to the accumulator (31 ) Directional passage check valve (37) with that of the control valves
(16, 17) zu den Hubräumen (14, 15) des Arbeitszylinders (11) führenden Zylinderleitungen (19a, b) verbunden als auch über eine ein eingeschaltetes in eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung schaltbares Sperrventil (35) aufweisende Zuleitung (34) mit von der Pumpe (45) zu den Steuerventilen (16, 17) führenden Einspeisungsleitungen verbindbar ist. (16, 17) to the displacements (14, 15) of the working cylinder (11) leading cylinder lines (19 a, b) connected as well as a switched on in a blocking position and a flow position switchable check valve (35) having feed line (34) with the pump (45) to the control valves (16, 17) leading feed lines is connectable.
Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Pumpe (45) zu den beiden Steuerventilen (16, 17) führenden Einspeisungsleitungen aus einer die zugeordneten Anschlüsse der beiden Steuerventile (16, 17) verbindenden Verbindungsleitung (23) und einer in einem Knoten (23a) in die Verbindungsleitung (23) mündenden, von der Pumpe (45) kommenden Förderleitung (24) bestehen, wobei die das eingeschaltete Sperrventil (35) aufweisende Zuleitung (34) zur Verbindung des Akkumulators (31) mit den Einspeisungsleitungen in die Verbindungsleitung (23) einmündet. Hydraulically driven arrangement according to Claim 1, characterized in that the feed lines leading from the pump (45) to the two control valves (16, 17) consist of a connecting line (23) connecting the associated connections of the two control valves (16, 17) and a a supply line (24) opening into the connecting line (23) and coming from the pump (45), wherein the feed line (34) having the switched shut-off valve (35) for connecting the accumulator (31) to the feed lines in the connecting line (23) opens.
Hydraulisch angetriebene Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den beiden Hubräumen (14, 15) des Arbeitszylinders (11) führenden Zylinderleitungen (19a, b) über eine gemeinsame Bremsleitung (38) miteinander verbunden und der gemeinsame Akkumulator (31) über eine in einem Knotenpunkt (39) in die Bremsleitung (38) mün- dende, das Rückschlagventil (37) aufweisende Anschlussleitung (36) an die Bremsleitung (38) angeschlossen ist, wobei in den zwischen dem Knotenpunkt (39) und der an den großen Hubraum (1 4) angeschlossenen Zylinderleitung ( 19a) verlaufenden Abschnitt (40) der Bremsleitung (38) ein eine zum angeschlossenen Akkumulator (3 1 ) gerichtete Durchlassrichtung aufweisendes Rückschlagventil (41 ) eingeschaltet ist. Hydraulically driven arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the cylinder lines (19a, b) leading to the two displacements (14, 15) of the working cylinder (11) are connected to one another via a common brake line (38) and the common accumulator (31 ) via a in a node (39) in the brake line (38) mün- dende, the check valve (37) having connecting line (36) is connected to the brake line (38), wherein in the between the node (39) and to the large displacement (1 4) connected to the cylinder line (19 a) extending portion (40) the brake line (38) is turned on a check valve (41) having a direction of passage directed towards the connected accumulator (3 1).
Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerventile ( 1 6, 1 7) baugleich als genormte 4/3 -Wege-Ventile ausgebildet sind, bei denen jeweils an einen Anschluss ( 1 8) die Zylinderleitung( 19a, b), an einen Anschluss (20) eine Tankleitung (21 ) und an den dritten Anschluss (22) die beiden Enden der Verbindungsleitung (23) angeschlossen sind und der vierte Anschluss ein Blindanschluss ist. Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two control valves (1 6, 1 7) are constructed identical as standardized 4/3 -way valves, in which in each case to a terminal (1 8), the cylinder line (19a, b), to a terminal (20) a tank line (21) and to the third terminal (22) the two ends of the connecting line (23) are connected and the fourth terminal is a dummy terminal.
Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in die vom gemeinsamen Akkumulator (3 1 ) zur Verbindungsleitung (23) führende Zuleitung (34) eingeschaltete Sperrventil (35) ein 2/2-Wege-Ventil in einer sitzdichten Ausführung ist. Hydraulically driven arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the from the common accumulator (3 1) to the connecting line (23) leading feed line (34) turned on check valve (35) a 2/2-way valve in a seat-tight design is.
Hydraulisch angetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sich die von der Pumpe (45) wegführende Leitung in die zur Versorgung des Arbeitszylinders ( 1 1 ) herangezogene Förderleitung (24) und in einen zu einem zusätzlichen Akkumulator (28) führenden Leitungszweig (27) verzweigt, wobei in die von der Verzweigung (26) abgehende, zur Versorgung des Arbeitszylinders ( 1 1 ) herangezogene Förderleitung (24) ein Rückschlagventil (25) mit einer zum Arbeitszylinder ( 1 1 ) gerichteten Durchlassrichtung eingeschaltet ist. Hydraulically driven arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the line leading away from the pump (45) extends into the delivery line (24) used to supply the working cylinder (11) and into an additional accumulator (28) Branched branch line (27), wherein in the from the branch (26) outgoing, for supplying the working cylinder (1 1) used in the delivery line (24), a check valve (25) with a working cylinder (1 1) directed passage direction is turned on.
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