DD149257A1

DD149257A1 - Halbgeschlossener hydraulikkreislauf

Info

Publication number: DD149257A1
Application number: DD21926380A
Authority: DD
Inventors: Peter Prusseit; Hermann Teichmann; Hans Reinbrecht; Alfons Drobner; Wolfgang Meissner; Gerhard Wuerker
Original assignee: Peter Prusseit; Hermann Teichmann; Hans Reinbrecht; Alfons Drobner; Wolfgang Meissner; Gerhard Wuerker
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1980-02-26
Publication date: 1981-07-01

Abstract

Der halbgeschlossene Hydraulikkreislauf findet Anwendung bei Universalbagern und anderen Erdbewegungsmaschinen mit hydraulischem Antrieb. Es wird eine Energierueckgewinnung beim Absenken der Ausruestung und beim Abbremsen der Oberwagendrehbewegung erreicht. Die Spuelpumpe kann kleiner gehalten werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikkreislauf zu schaffen, bei dem Herstellungskosten eingespart werden und bei dem waehrend des Betriebes des Geraetes eine Energierueckgewinnung erfolgt. Saemtliche Abfluszstroeme werden zu zwei Ablaufstroemen zusammengefaszt und ueber Rueckschlagventile an die Saugleitung der Druckstromerzeuger angeschlosen. Die Ablaufstroeme sind untereinander derart verbunden, dasz bei Druckunterschied die Druckfluessigkeit von einem Ablaufstrom zum anderen ueberflieszen kann. Die Ablaufstroeme sind mit einem Spuelventil verbunden. In Druckfluessigkeitsspeichern kann nicht benoetigte Druckfluessigkeit gespeichert werden und von dort an den Hydraulikkreislauf wieder abgegeben werden. Die Druckfluessigkeitsbehaelter koennen aus einer Gummiblase, Gasraum und Fluessigkeitsraum gebildet werden oder aus einem Zylinder mit Kolben.

Description

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Titel der Erfindung

Halbgeschlossener Hydraulikkreislauf

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dor halbgeschlossene Hydraulikkreislauf findet Anwendung bei Universalbaggern, wo die Arbeitsbewegungen und die Fahrbewegungen durch Hydraulikmotore und Hydraulikzylinder erzeugt y/erden. Auch bei anderen ErdbeY/egungsmaschinen, die mit Hydraulikzylindern und IJydraulikmotoren ausgerüstet sind, kann eine Benutsunc der Erfindung erfolgen»

Charakteristik der bekannten technischen Loaunr.en

Es sind halbgeschlossene HydraulikkreiGlaufe bekannt, bei denen die AblaufleituKgen der Verbraucher oder die Ablaufleitungen der Steuerblöcke mit der Saußleitung des Druckstromerzeugers verbunden oind und deren Spülpumpe entsprechend dem Kolbenflächenverhältnis plus Leckstrom dimensioniert ist. Eine solche Anlage erfordert eine sehr groß dimensionierte Spülpumpe, Der Energieverbrauch ist hoch, da eine große Ölmenge laufend über ein auf den Spüldruck eingestelltes Druckbegrenzungsventil abfließt.

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Ziel der Erfindung

Die Abflußleitungen der Steuerblöcke, die Abflußleit der Druckbegrenzungsventile _un<3 die.Druckleitung der Spülpumpe v/erden in zwei Ablaufleitungen geleitet und die Ab^ laufleitungen mit der Saugleitung der Druckstromerseuger verbunden. Druckflüssigkeitsspeicher gewährleisten, daß auch bei extremer Schaltung aller Arbeitszylinderböden kein Vakuum im Saugraum der Druckstromerzeuger entsteht.

Im ersten Teil der Ablaufleitungen wird der maximale Zulaufdruck zu den Pumpen begrenzt und im zweiten Teil der Ablaufleitungen wird der niedrigste Zulaufdruck gewährleistet. Durch diese Aufteilung wird eine Energierückgewinnung beim Absenken der Ausrüstung und beim Abbrennen der Oberwagendrehbewegung erreicht. Weiterhin ist gewährleistet, daß jederzeit des maximale Drehmoment bzw. die maximale Zylinderkraft für ausge«= wählte Verbraucher erreicht wird. Die Spülpumpe kann kleiner gehalten werden und da v/eniger Öl über die Druckbegrenzungsventile gelangt, wird Energie eingespart.

Darlegung dos V/esons der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikkreislauf zu schaffen, bei dem Herstellungskosten eingespart werden und bei dem während des Betriebes des Gerätes eine Energierückgewinnung erfolgt.

Bei den bekannten Lösungen sind große Spülpumpen erforderlich und es müssen große Ölmengen über daß Druckbegrenzungsventil geleitet v/erden.

Die Abflußatröme der Verbraucher mit teilweise ziehender Belastung werden über eine Ablaufleitung, über ein Rückschlagventil, über eine Leitung und über einen Druckflüssigkoitsspeicher zu einem ersten Ablaufstrom zusammengefaßt und mit der Saugleitung der Druckstromerzeuger verbunden. .

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Damit am Druckstrom'erzeuger nicht ein Druckmittelstrom mit zu hohem Druck ankommt, ist in die Saugleitune ein Druckbegrenzungsventil eingebaut, das den maximalen Druck begrenzt. Die Abflußstrb'me der restlichen Verbraucher, der Druckbegrenzungsventile, der Spülpumpe und ein oder mehrerer Druckflüssigkeitsspeicher werden zu einem zweiten Ablaufstrom zusammengefaßt, der ebenfalls über ein Rückschlagventil an die Saugleitung der Druckstromerzeuger angeschlossen ist

Die beiden Ablaufströrao sind über ein Rückschlagventil derart miteinander verbunden, daß bei höherem Druck des zweiten Ablaufstromes Hydraulikflüssigkeit zum ersten Ablauf3trom überfließen kann« Die Ablaufströme sind derart ^an ©in Spülventil angeschlossen, daß bei Beaufschlagung der Kolbenstangenseite ausgewählter Arbeitszylinder und bei Unterdruck in einer der Druckleitungen der Druckstromerzeuger, der zweite Ablauf3trom mit dem Vorspennventil verbunden wird und sonst der Ablaufstrom mit dom niedrigsten Druck mit dem Vorspannventil verbunden wird. Bei der Einschaltung ziehend belasteter Verbraucher wird Hydraulikflüssigkeit über den ersten Ablaufstrom in die Saugleitung der Druckstromorzeuger gedrückt, wodurch die Druckstromerzeuger al3 i'otor arbeiten.

Die nicht benötigte Hydraulikflüssigkeit wird in den.oder die Druck« flüsßigkoitsspeicher gedrückt, die bei Bedarf die Druckflüssigkeit wieder an den liydraulikkreislauf zurückgeben»

Die Druckflüssigkeitsspeicher werden gebildet aus einer Gummiblase, aus einem Gasraum und aus einem Flüssigkeitsraura oder bestehen aus einem Zylinder mit Kolben, In dem Kolben ist eine Leitung mit einem Rückschlagventil angeordnet. Die Zuführung zum Druckflüssigkeitsspeicher erfolgt über ein Wegeventil und ein Rückschlagventil.

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Aus führung be is pi el

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigencZeichnung zeigen:

Piß', 1: Schaltbild eines halbgeschlossenen Hydraulikkreislaufes für einen Universalbagger,

Pig« 2: einen Druckflüssigkeitsspeicher mittels Differenzial- .

zylinder, Piß» 3: einen Druckflüssigkeitsspeicher mittels Gasblase.

Ist kein Verbraucher geschaltet, dann fördert der Druckstromerzeuger 1 über die Leitung 3t über da3 Druckdifferenzventil 4 und über die Leitung 5 zum Knoten 6. Der Druckstromerzeuger 2 fördert über die Leitung 10, über das Druckdifferenzventil 11 und über die Leitung 12 ebenfalls zum Knoten 6, Der summierte Ölstrom gelangt vom Knoten 6, über die Leitung 7, über das Druckdifferensventil 8, über die Leitung 9, über das 2/2 Wegeventil 15, über die Ablaufleitung 331 über das Rückschlagventil 34» über die Leitung 67 und über den Druckflüssigkeitsspeicher 36 in die Saugleitung 35· Die Steuefpumpe 46 fördert über das Druckbegrenzungsventil 49 in die Ablcufleitung 38 und versorgt den Steuerkreislauf 50. Die Spülpumpe 45 fördert über die Leitung 66 und den Druckflüasigkeitsopeicher 60 in die Ablaufleitung 38. Von der Ablaufleitung 38 gelangt die Druckflüssigkeit über das Rückschlagventil 39, über die Leitung 67 und über den Druckflüssigkeitsspeicher 36 in die Saugleitung 35« Durch den höheren Druck in der Ablaufleitung 38 schaltet das Spülventil 41 in Stellung 0, damit fließt die nicht benötigte Druckflüssigkeit aua der Ablaufleitung 33 über das Spülventil 41, über das Vorspannventil 42, über die Rücklaufleitung 43, über den Kühler 51 und über den Filter 52 in den Ölbehälter 53

Der Druck in den Leitungen 3; 10 wird begrenzt durch die Druckbegrenzungsventile 47; 48«,

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Sind die Motoren 28; 29 eingeschaltet, dann fördert der stromerzeuger 1 über die Leitung 3, über das Druckdifferenzventil 4, über den Steuerblock 22, über den Motor 29, über den Steuerblock 22 in die Ablaufleitung 33· Der Druckstromerseuger 2 fördert über die Leitung 10, über das Druckdifferenzventil 11, über den Steuerblock 23, über den Motor 28 und den Steuerblock 23 in die Ablaufleitung 33. Au3 der Ablaufleitung 33 fließt ein Teil der Druckflüssigkeit über das Spülventil 41 in den Ölbehälter 53, der andere Teil fließt über das Rückschlagventil 34, über die Leitung 67 und den Druckflüssigkeitnspeicher 36 in die Saugleitung 35·

Bei ziehender Belastung eines Motors oder beider Motoren 28 j 29 sinkt der Druck in der Leitung 62, das Spülventil 41 schaltet in Stellung 1, der Druck in der Ablaufleitimg 33 steigt bi3 zum Gleichgewicht zwischen bremsender und ziehender Belastung bzv/· bis r.uro Einstelldruck des Druckbcgrenzungsventils 44· Fehlendes Druckmittel wird aus der Ablauflcitung 30 über das Rückschlagventil 64» über die Leitung 62 und die Rückschlagventile 61; 62 nachgeaaugt.

Ist der Uotor 26 eingeschaltet, dann wird über eine der S tenorleitun» gen a, oder b_r, über das Oderventil 54 und über die Leitung 55 das Rückschlagventil 57 gesperrt« Der Druckstromerzeuger 1 fördert über die Leitung 3, "tbr-r das -Druckdifferenr.vehtiil 4 und die Leitung 5 zum Knoten 6, Der Druckstromerzeuger 2 fördert über dio Leitung 10, über das Druckdifferenaventil 11 und über die Leitung 12 zum Knoten 6» Der summierte Druckflüssigkeitsatrom gelangt über die Leitung 7, über das Druckdifforenzventil 0 und über den Steuerblock 24 zum Motor 26» Das abfließende Druckmittel gelangt über den Steuerblock 24, über die Ablaufleitung 23 und über das Rückschlagventil 39 zur Saugleitung 35· Aus der Ablaufleitung 38 fließt nicht benötigte Druckflüssigkeit über da3 Rückschlagventil 40, über die Ablaufleitung 33 und über das Spülventil 41 in den Ölbehälter 53.

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Ist kein Verbraucher geschaltet und wird der Motor 26 durch ziehende Belastung weitergedreht, dann wird das Rückschlagventil 57 durch den Druck in der Ablaufleitung 38 entsperrt. Der Motor 26 saugt Druckflüssigkeit aus der Ablaufleitung 38 und drückt sie über das Oderventil 56» das entsperrte Rückschlagventil 57, über die Leitung 67 und über den Druckflüssigkeitaspeicher 36 in die Saugleitung 35« Nicht benötigte Druckflüssigkeit wird im Druckflüssigkeitsspeicher 36 gespeichert. Ist der Arbeitszylinder 30 auf Beaufschlagung Kolbenstangenseite

¹JO geschaltet, dann wird durch den Druck in der Steuerleitung b über das Oderventil 17, über die Leitung 19 und über daß Oderventil 65 das Spülventil 41 in Stellung 1 geschaltet. Weiterhin wird durch Druck in der Leitung 19 über das Oderventil 31 und über die Leitung 32 das 2/2-Wegeventil 15 in Stellung 1 geschaltet, Der Druckstromerzeuger 1 fördert über dio Leitung 3 zürn Druckdifferenzventil 4 und der Druckstroraerzcuger 2 fördert über dio Leitung 10, über das Druckdifferenzventil 11, über die Leitung 12, über den Knoten 6, über die Leitung 7, über das Druckdifferenzventil 8, über die Leitung 9_t über das Rückschlagventil 20 und über die Leitung 14 zum Druckdifferenzventil 4· Von hier gelangt der summierte Flüssigkeitsstrom über den Steuerblock 22 zur Kolbenetangenseite den Arbeitszylinders 30, Der entsprechend dem Kolben- flächenverhältn:is größere Ablaufstrom gelangt über den Steuerblock 22, über die Ablaufleitung 33, über das Rückschlagventil 34, über die Leitung 67 und über den Druckflüssigkeitsspeicher 36 in die Saugleitung 35· Nicht benötigte Druckflüssigkeit verbleibt ira Druckflüssigkeitsspeicher 36,

Wird die Kolbenbodenseite des ArbeitsZylinders 27 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, dann wird durch den Druck in der Steuerleitung a. über das Oderventil 16, über die Leitung 18, über das Oderventil 31 und über die Leitung 32 das 2/2-Wegeventil 15 in Stellung 1 geschaltet.

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Der Druckstromerzeuger V fördert über die Leitung 3, über das Druckdifferenzventil 4, über die Leitung 5, über den Knoten 6, über die Leitung 7, über das Druckdifferenzventil 8, über die Leitung 9» über das.Rückschlagventil 21, über die Leitung 13 zum Druckclifferenzventil 11· Der Druckstromerzeuger 2 fördert über die Leitung 10 zum Druckdifferenzventil 11. Der Flüssigkeitsstrom von den Druckstromerzeugern 1;2 beaufschlagt die Kolbenbodenseite de3 Arbeitszylinders 27· Der entsprechend dem Kolbenflächenverhältnis kleinere Ablaufatrom gelangt über den Steuerblock 23, über die Ablaufleitung 33₁ über das Rückschlagventil 34, über die Leitung 67 und über den Druckflüssigkeitsspeicher 36 in die Saugleitung 35· Die fehlende Ölmenge wird durch den Druckflüssigkeitsspeicher 36 über das Rückschlagventil 39 aus der Ablaufleitung 38 nacligespeist·

Wird der Arbeitszylinder 25 über a,- oder b.. eingeschaltet, dann föi'dert der Druckstromerzeuger 1 über die Leitung 3, über das Druckdifferenzventil 4 und über die Leitung 5 zura Knoten 6, ""· *

Der Druckctromerzeuger 2 fördert über die Leitung 10, über da3 Druckdifferenzventil 11 und über die Leitung 12 zürn Knoten 6_# Der summierte Druckflü3sigkeitsstrom gelangt über die Leitung 7, über das Druekdifferenzventil B und über den otouerbloci: 24 zum Arbeitszylinder 25· Das abfließende Druclcmi ttel gelangt über den Steuerblock 24, über die Ablaufleitung 30, über das Rückschlag« ventil 39 zur Saugleitung 35,

Die Steuerleitungen a.. ~ b , a- - bp, a., - b , a. - b., a^ - b_ und ag - bg dienen zur Ansteuerung der jeweiligen Verbraucher, In der Pig· 2 ist ein Druckflüssigkeitsspeicher 36; 60 näher erläutert«

Die Druckflüssigkeitsspeicher bestehen aus einem Zylinder 71 mit Kolben 72, in dem sich die Leitung 78 mit dem Rückschlagventil befindet.

Weiterhin ist in dem Kolben 72 ein·Rückschlagventil 73 eingebaut, das auch an einer anderen Stelle zwischen Leitung 76 und Leitung angeordnet v/erden kann« ' .

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Weiterhin gehören zu den Druckflüssigkeitsspeichern 36; 60 das Wegeventil 75 und die Leitungen 76; 77· Ist die Stellkraft durch den Druck in der Saugleitung 35 und in der Ablaufleitung 38 größer als die Federkraft im Wegeventil 75» c so schaltet dies in Stellung i. Die aus Leitung 67 oder aus

Leitung 66 fließende Druckflüssigkeit beaufschlagt die Kolbenbodenseite des Zylinders 71 und drückt Druckflüssigkeit aus der Kolbenstangenseite über Leitung 76 und Wegeventil 75 in die Saugleitung 35 bzw,» in die Ablaufleitung 33« Die dem Kolben- -Q Stangenvolumen entsprechende Druckflü3sigkeitsmenge wird gespeichert.

Wird der Differenzdruck zwischen Leitung 66 bzw» Leitung 67 und Saugleitung 35 bzw» Ablaufleitung 38 größer als die erforderliche Druckdifferenz des Rückschlagventils 73, dann -ir fließt die Druckflüssigkeit aus der Leitung 66 bzw« aus der Leitung 67 über das Wegeventil 75, über die Leitung 77, über daß Rückschlagventil 73, über die Leitung 76 und über das Wogcvcntil 75 in die Saugleitung 35 bzw» in die Ablaufleitung 38,

Ist die Stollkraft durch den Ib^-1UCk in der Saugleitung 35 br,w.

der Ablaufleitung 33 kleiner als die Federkraft im '.Ye ge ve η til 75, so schaltet dies in Stellung 0. Die aus der Leitung CG bzw. 67 fließende Druckflüssigkeit beaufschlagt dio'llolbenotangenseite des Zylinders 71 und drückt Druckflüssigkeit aus der ilolbenbodenoeite über die Leitung 77 und über dos Wegeventil 75 in die Sauglei.« tung 35 bzw. Ablaufleitung 33» Die dem Kolbenstangenvoluraen entsprechende Druckflüssigkeitsmenge wird zusätzlich in den Iiydraulikkreislauf eingespeist.

Ist die Kolbenstange maximal in den Zylinder 71 eingefahren, dann fließt die Druckflüssigkeit aus der Leitung 66 bzw, aus der Leitung 67 über das Wegeventil 75> über die Leitungen 76; 78, über das Rückte chiagventil 74» über die Leitung 77 und über das Wegeventil 75 in die Saugleitung 35 bzw, in die Ablaufleitung 38, In der Fig„ 3 ist ein Druckflüssigkeitsspeicher 36; .60 dargestellt, der aus einer Gummiblase 68, aus einem Gasraum 69 und aus einem Plüss-igkeitsraum 70 besteht.

Claims

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1« Halbgeschlossener Hydraulikkreislauf, insbesondere für Universalbagger, bei dem die Arbeit3- und Fahrbewegungen durch Arbeitszylinder und Hydraulikmotoren erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablaufleitung (33) über ein Rückschlagventil (34)t über eine Leitung (67) und über einen Druckflüssigkeitsspeicher (36) mit einer Saugleitung (35) in Verbindung steht·, ein den maximalen Druck begrenzendes Druckbegrenzungsventil (44) ir. die Saugleitung (35) eingebaut ist, die Saugleitung (35) wiederum über ein Rückschlagventil (39) an eine Ablaufleitung (3β) angeschlossen ist, in die ein Druckflüssdgkeitsspeicher (60) eingebunden ist und die mit der Ablaufleitung (33) über ein Rückschlagventil (4Ö) in Verbindung steht und desweiteren die Ablnufleitungen (33) 3B) an ein Spülventil (41) an- - geschlossen sind, <3es.gen eine Stelleinheif mit der Ablaufloitung (3β) und über Rückschlagventile (61; 63) mit den Leitungen (3; 10) in Verbindung steht und dessen andere Gtelleinheit über ein Oderventil (65) mit der Ablauf leitung (33) ¹¹^d einer Leitung (19) i>t Verbindung steht,

-2» Halbgcschlossener llydrauli kkroislauf nach Punkt Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die'Leitungen des Motors (26) über ein Oderventil (56) an ein entsperrbares Rückschlagventil (57) angeschlossen sind, dessen Sperranschluß über eine Leitung (55) und ein Oderventil (54] mit den Steuerleitungen a_ - b_ und dessen Entsperranschluß mit der Leitung (33) in Verbindung steht, der Ablaufanschluß des entsperrbaren Rückschlagventils (57) über eine Leitung (58) und ein Rückschlagventil (59) an eine Leitung (67) angeschlossen ist.

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3· Halbgeschlossener Kydraulikkreislauf nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeitsspeicher (36; SO) aus einer Gummiblase (68), aus einem Gasraum (69) und au3 einem Flüssigkeitsraum (70) bestehen,

4» Halbgeschlossener Hydraulikkreislauf nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeitsspeicher (36; 60) aus einem Zylinder (71) rait Kolben (72) bestehen, daß in dem Kolben (72) eine leitung (78) mit einem Rückschlagventil (74) angeordnet sind und ein Wegeventil (75) mit den Leitungen ' (76; 77), zwischen denen eich ein Rückschlagventil (73) befindet, vorhanden ist.

Hierzu ί Saiten Zeichnungen