WO2011060955A2 - Hydraulischer antrieb - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive for driving at least one hydraulic actuator, comprising at least one hydraulic pump drivable by an electric motor and at least one hydraulic fluid conducting hydraulic line, via which the hydraulic pump can be connected to the hydraulic actuator.
  • the invention further relates to a hydraulic system with at least one hydraulic actuator and a method for operating a hydraulic drive, which is equipped with at least one electric motor for driving a hydraulic pump and with which the properties of a hydraulic fluid can be varied so that it matches the properties of at least one hydraulic actuator to be supplied with the hydraulic actuator can be adapted.
  • Hydraulic drives are known in various designs and are used to drive hydraulic actuators, such as hydraulic cylinders or the like.
  • a hydraulic drive via at least one hydraulic line with the hydraulic actuator can be connected in order to be able to drive this in the desired manner.
  • the hydraulic line conducts a hydraulic fluid, for example a hydraulic oil or the like, the flow of which can be controlled in particular via hydraulic valves. The latter are suitably controlled to drive the hydraulic drive, i. opened and closed.
  • the electric motor is only switched on when it is determined via the electronic control device that the actual pressure present in the hydraulic line falls below a predefinable setpoint pressure, since in such a state the required energy for suitably driving the hydraulic actuator is not present.
  • the electric motor is automatically switched off so as not to consume energy even in idle phases in which the hydraulic actuator is not used , This shutdown of the electric motor in idle phases of this and also over the electric motor drivable hydraulic pump are also against wear protected, so that a hydraulic drive according to the invention can be operated with lower maintenance costs and longer service lives.
  • the hydraulic drive according to the invention is thus energy efficient and inexpensive to use.
  • the electric motor may in this case be servo-controlled, for example.
  • the operation of conventional hydraulic drives usually involves idling phases, which account for about 90% of the total operating time.
  • the hydraulic drive according to the invention thus enables a significant reduction in energy costs by automatically switching off the electric motor in the idling phases.
  • This shutdown of the electric motor is also associated with a significant reduction in heat generation, which occurs during operation of the electric motor and thus driven hydraulic pump and can adversely affect the operation of the hydraulic drive.
  • the heat still generated by the electric motor or the hydraulic pump is dissipated and used for other purposes.
  • the hydraulic drive according to the invention can be used for example in bridge constructions, cranes, ships, drilling rigs or the like, but in particular in any type of hydraulic presses.
  • the hydraulic drive can have one or more hydraulic pumps.
  • any number of configurations of the hydraulic drive are considered as lying within the scope of the invention.
  • the duration of idle phases and operating phases is detected by the electronic control or regulating device.
  • Parameters can be specified which prevent the electric motor from being switched off automatically in any idling phase. Instead, a shutdown of the electric motor can then take place when an idle phase of a certain duration, that is, according to the predetermined parameters, is present.
  • the hydraulic drive has at least one connected to the electronic control device Means for detecting the actual temperature in the hydraulic line, wherein the control device for automatically controlling the temperature in the hydraulic line based on the detected actual temperature is set in relation to a predetermined target temperature.
  • the electronic control device is preferably a comparison of the detected actual temperature in the hydraulic line with the predetermined target temperature.
  • the hydraulic fluid can be heated or cooled to the respectively optimum operating temperature as a function of the result of the comparison. This can be done with a suitable heating and / or cooling device. Keeping the hydraulic fluid at its optimum operating temperature is also important for the energy efficiency of a hydraulic drive, especially since the actual temperature is directly related to the viscosity characteristics of the hydraulic fluid.
  • the hydraulic drive at least one device connected to the electronic control device for detecting the actual flow in the hydraulic line, wherein the control device for automatically controlling the flow in the hydraulic line based on the detected actual flow in relation is set up for a predetermined target flow.
  • the regulation of the flow of hydraulic fluid in the hydraulic line serves to provide an optimal and energy-efficient operation of the hydraulic drive.
  • the electronic control device preferably compares the respectively detected actual flow with the predefinable desired flow and regulates the actual flow to an optimum value as a function of the result of this comparison. Furthermore, it can be determined by the detection of the actual flow, whether the hydraulic actuator is currently supplied with energy or must be or whether no energy is needed, so that the electric motor can be turned off.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the hydraulic drive has at least one hydraulic fluid reservoir, which can be connected to the hydraulic line via a hydraulic fluid supply line.
  • the hydraulic fluid supply line via the hydraulic pump with the hydraulic line is connectable.
  • a hydraulic fluid reservoir it is possible, for example, to compensate for an adverse leakage of hydraulic fluid by supplying hydraulic fluid from the hydraulic fluid reservoir to the hydraulic line.
  • an excess of hydraulic fluid which can be detected, for example, by an excessively high actual pressure in the hydraulic line, be discharged from the hydraulic line to the hydraulic fluid reservoir in order to obtain optimum operating parameters for the hydraulic drive.
  • the supply and removal of hydraulic fluid to or from the hydraulic line can for example be done automatically by means of the electronic control device, which controls the hydraulic valves provided for this purpose in a suitable manner.
  • the hydraulic fluid reservoir is provided with a heating and / or cooling unit.
  • This serves to heat supply hydraulic fluid to a temperature which ensures optimum operation of the hydraulic drive, or to cool discharged hydraulic fluid.
  • the heat extracted from the hydraulic fluid during cooling can be dissipated and used for other purposes.
  • a heating of the hydraulic fluid is particularly advantageous when using the hydraulic drive under very low ambient temperatures.
  • a cooling of the hydraulic fluid is advantageous when the hydraulic drive is used in very hot environments.
  • the hydraulic fluid reservoir is equipped with a device for filtering the hydraulic fluid.
  • This can dissipated Hydraulic fluid, which may have been contaminated during its use, to be filtered before it is supplied to the hydraulic fluid reservoir.
  • the filtering may alternatively or in combination therewith also take place before the hydraulic fluid is fed into the hydraulic line and after it has been removed from the hydraulic fluid reservoir.
  • the hydraulic drive has at least one device which can be connected to the hydraulic line for storing the hydraulic fluid under a prescribable pressure.
  • This device also referred to as an accumulator, can be used to feed hydraulic fluid under optimum pressure into the hydraulic line when the hydraulic pump is not yet turned on or in its start-up phase, but there is already a demand for energy due to the activity of the hydraulic actuator , Furthermore, this device can be used to dampen peak loads occurring in the pressure curve. In such situations, additional pressurized hydraulic fluid is needed which can be provided by this device.
  • the device can be filled again with hydraulic fluid, which preferably takes place via a suitable pressure generation by means of the hydraulic pump.
  • a rechargeable battery is a device for the efficient storage of hydraulic energy, which can be called up at any time.
  • the hydraulic drive has at least one pressure relief valve arranged on the hydraulic line.
  • This safety device serves to discharge hydraulic fluid from the hydraulic line when the actual pressure in the system is such that damage to components of the hydraulic drive is to be feared.
  • the overpressure valve can be controlled automatically or by means of the electronic control device, which actuates the overpressure valve on the basis of detected actual parameters and a comparison with corresponding desired parameters.
  • the hydraulic fluid discharged via the pressure relief valve is preferably supplied to the hydraulic fluid reservoir.
  • the hydraulic pump is combined with at least one device connected to the electronic control device for detecting the flow of the hydraulic fluid. Also, the actual parameters detected with this device can be utilized to provide optimal operation of the hydraulic drive.
  • the electronic control device comprises means for inputting desired hydraulic fluid values and / or means for displaying detected actual hydraulic fluid values.
  • These means provide an interface to the operator of the hydraulic drive and at the same time allow, inter alia, a manual adjustment of the hydraulic drive to a variety of uses, while the given operating parameters can be monitored.
  • desired pressure values, desired temperature values, desired flow values or the like can be input via the means for inputting desired hydraulic fluid values.
  • parameters can be entered, which determine from which duration of an idle phase an automatic shutdown of the electric motor makes sense.
  • the means for displaying actual values of hydraulic fluid can have, for example, a monitor on which, for example, the actual pressure, the actual temperature, the actual flow, the energy consumption, statistical information, information messages, error messages, maintenance warnings or the like are displayed can.
  • the hydraulic drive has two or more hydraulic pumps.
  • the hydraulic pumps differ in their dimensions and / or performance.
  • the invention further proposes a hydraulic system of the type mentioned, which has at least one hydraulic drive according to one of the above-described embodiments or any combination thereof for achieving the above object. It is further proposed a method of the type mentioned, which solves the above issue in that at least the actual pressure of the hydraulic fluid is detected, the detected actual pressure is compared with a predetermined target pressure, and the electric motor is turned on automatically if the actual pressure is less than the target pressure value and automatically shuts off when the actual pressure is equal to or greater than the target pressure.
  • Figure 1 a schematic representation of a
  • Embodiment for the hydraulic drive according to the invention Embodiment for the hydraulic drive according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of the hydraulic drive A according to the invention.
  • the latter can be connected via a hydraulic line L to a hydraulic actuator (not shown).
  • the hydraulic drive A has a hydraulic pump 2, which can be driven by an electric motor M. Downstream of the hydraulic pump 2 is a device 7 for detecting the actual pressure in the hydraulic line L. This device 7 is connected to an electronic control device 10, which in turn is connected to the electric motor M and arranged such that it automatically shuts off the electric motor M when the detected actual pressure is equal to or greater than a predetermined target pressure, and automatically turns on when the actual pressure is smaller than the target pressure.
  • This control of the hydraulic drive A is associated with the above-described advantages of energy efficiency and cost-effectiveness.
  • the hydraulic drive A further has a device 6 connected to the electronic control device 10 for detecting the actual temperature in the hydraulic line L, the control device 10 for automatically regulating the temperature in the hydraulic line L on the basis of the detected actual temperature in relation to a predetermined target temperature is set up.
  • the hydraulic drive A also has a device 8 connected to the electronic control device 10 for detecting the actual flow in the hydraulic line L.
  • the control device 10 is designed to automatically regulate the flow in the hydraulic line L on the basis of the detected actual flow in relation to a predefinable target flow.
  • the outlet of the hydraulic line L is at 12.
  • the hydraulic drive A also has a hydraulic fluid reservoir 1 which can be connected to the hydraulic line L via a hydraulic fluid supply line 11 and the hydraulic pump 2. If necessary, it is possible to discharge hydraulic fluid via the hydraulic pump 2 to the hydraulic fluid reservoir 1 or to supply it from this.
  • the hydraulic fluid reservoir 1 has a heating and / or cooling unit with which the hydraulic fluid to be supplied can be heated to a desired temperature or hydraulic fluid discharged can be cooled.
  • the hydraulic fluid reservoir 1 has a device (not shown in greater detail) for filtering the hydraulic fluid.
  • the hydraulic drive A further comprises a connectable to the hydraulic line L means 5 for storing of under a predetermined pressure standing hydraulic fluid (accumulator). This can supply (possibly pressurized) hydraulic fluid as needed, for example, to compensate for peak loads in the pressure curve and to be able to dampen.
  • a pressure relief valve 9 Arranged on the hydraulic line L is a pressure relief valve 9, which discharges hydraulic fluid from the hydraulic line L into the hydraulic fluid reservoir 1 when there is a harmful overpressure present in the hydraulic line L.
  • the hydraulic pump 2 is combined with at least one device (not shown) connected to the electronic control device 10 for detecting the flow of the hydraulic fluid.
  • the electronic control device 10 has means for inputting hydraulic fluid target values and means for displaying detected hydraulic fluid actual values.
  • the means for inputting desired hydraulic fluid values it is possible, for example, to specify a desired pressure, a desired temperature and a desired flow.
  • the detected hydraulic fluid actual values can be displayed to the operating personnel of the hydraulic drive A, for example, on a monitor and thus monitored in a simple manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb (A) zum Antreiben von wenigstens einem hydraulischen Aktuator, aufweisend zumindest eine von einem Elektromotor (M) antreibbare Hydraulikpumpe (2) und mindestens eine ein Hydraulikfluid leitende Hydraulikleitung (L), über die die Hydraulikpumpe (2) mit dem hydraulischen Aktuator verbindbar ist. Um einen energieeffizienten und kostengünstig betreibbaren hydraulischen Antrieb (A) bereitzustellen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass dieser wenigstens eine Einrichtung (7) zum Erfassen des Ist-Drucks in der Hydraulikleitung (L) sowie eine damit verbundene elektronische Steuereinrichtung (10) aufweist, die mit dem Elektromotor (M) verbunden und derart eingerichtet ist, dass sie den Elektromotor (M) automatisch abschaltet, wenn der erfasste Ist-Druck gleich einem vorgebbaren Soll-Druck oder größer als dieser ist, und automatisch einschaltet, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druck ist.

Description

Hydraulischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb zum Antreiben von wenigstens einem hydraulischen Aktuator, aufweisend zumindest eine von einem Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe und wenigstens eine ein Hydraulik- fluid leitende Hydraulikleitung, über die die Hydraulikpumpe mit dem hydraulischen Aktuator verbindbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein hydraulisches System mit zumindest einem hydraulischen Aktuator sowie ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs, der mit wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben einer Hydraulikpumpe ausgestattet ist und mit dem die Eigenschaften eines Hydraulikfluids derart veränderbar sind, dass sie an die Eigenschaften von wenigstens einem mit dem Hydraulikfluid zu versorgenden hydraulischen Aktuator anpassbar sind.
Hydraulische Antriebe sind in unterschiedlichster Ausgestaltung bekannt und dienen dem Antreiben von hydraulischen Aktuatoren, wie beispielsweise Hydraulikzylindern oder dergleichen. Hierzu ist ein hydraulischer Antrieb über wenigstens eine Hydraulikleitung mit dem hydraulischen Aktuator verbindbar, um diesen auf gewünschte Art und Weise antreiben zu können. Die Hydraulikleitung leitet hierzu ein Hydraulikfluid, beispielsweise ein Hydrauliköl oder dergleichen, dessen Fluss insbesondere über Hydraulikventile gesteuert werden kann. Letztere werden zum Antreiben des hydraulischen Antriebs auf geeignete Art und Weise gesteuert, d.h. geöffnet und geschlossen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bei herkömmlichen hydraulischen Antrieben ist nachteilig, dass der Elektromotor auch in Leerlaufphasen, in denen keine Energie zum Antreiben des hydraulischen Aktuators benötigt wird, kontinuierlich eingeschaltet bleibt. Hierdurch wird in Leerlaufphasen unnötig Energie verbraucht, was die mit dem Betrieb eines herkömmlichen hydraulischen Antriebs verbundenen Kosten erhöht. Des Weiteren erleiden zumindest der Elektromotor und die damit verbundene Hydraulikpumpe eines herkömmlichen hydraulischen Antriebs einen relativ hohen Verschleiß, da diese Komponenten auch in den Leerlaufphasen in Betrieb sind. Dieses ist wiederum mit erhöhten Wartungskosten und verringerten Standzeiten eines solchen hydraulischen Antriebs verbunden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen Antrieb bereitzustellen, welcher energieeffizient und kostengünstig betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen hydraulischen Antrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dieser wenigstens eine Einrichtung zum Erfassen des Ist-Drucks in der Hydraulikleitung sowie eine damit verbundene elektronische Steuereinrichtung aufweist, die mit dem Elektromotor verbunden und derart eingerichtet ist, dass sie den Elektromotor automatisch abschaltet, wenn der erfasste Ist-Druck gleich einem vorgebbaren Soll-Druck oder größer als dieser ist, und automatisch einschaltet, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druck ist.
Erfindungsgemäß wird der Elektromotor lediglich dann eingeschaltet, wenn über die elektronische Steuereinrichtung festgestellt wird, dass der in der Hydraulikleitung vorhandene Ist-Druck einen vorgebbaren Soll-Druck unterschreitet, da bei einem solchen Zustand nicht die erforderliche Energie zum geeigneten Antreiben des hydraulischen Aktuators vorhanden ist. Ist hingegen ein ausreichender Druck in der Hydraulikleitung vorhanden, d.h., ist der Ist-Druck größer oder gleich dem vorgebbaren Soll-Druck, wird der Elektromotor automatisch abgeschaltet, um nicht auch in Leerlaufphasen, in denen der hydraulische Aktuator nicht eingesetzt wird, Energie zu verbrauchen. Durch dieses Abschalten des Elektromotors in Leerlaufphasen werden dieser und auch die über den Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe zudem vor Verschleiß geschützt, so dass ein erfindungsgemäßer hydraulischer Antrieb mit geringeren Wartungskosten und höheren Standzeiten betrieben werden kann. Der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb ist somit energieeffizient und kostengünstig einsetzbar. Der Elektromotor kann hierbei beispielsweise servogesteuert sein. Der Betrieb von herkömmlichen hydraulischen Antrieben umfasst üblicherweise Leerlaufphasen, welche etwa 90 % der gesamten Betriebsdauer ausmachen. Der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb ermöglicht somit eine erhebliche Reduzierung der Energiekosten, indem der Elektromotor in den Leerlaufphasen automatisch abgeschaltet wird. Dieses Abschalten des Elektromotors ist zudem mit einer deutlichen Verringerung an Wärmeerzeugung verbunden, welche beim Betrieb des Elektromotors und der damit antreibbaren Hydraulikpumpe auftritt und die sich ungünstig auf den Betrieb des hydraulischen Antriebs auswirken kann. Vorteilhafterweise wird die dennoch mit dem Elektromotor beziehungsweise der Hydraulikpumpe erzeugte Wärme abgeführt und zu anderweitigen Zwecken verwendet.
Der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb kann beispielsweise bei Brückenkonstruktionen, Kränen, Schiffen, Bohrinseln oder dergleichen zum Einsatz kommen, insbesondere aber bei jeder Art von hydraulischen Pressen. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, mehrere hydraulische Aktuatoren mit einem einzigen hydraulischen Antrieb anzutreiben. Hierzu kann der hydraulische Antrieb eine oder mehrere Hydraulikpumpen aufweisen kann. Diesbezüglich sind beliebig viele Ausgestaltungen des hydraulischen Antriebs als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen.
Vorzugsweise wird die Dauer von Leerlaufphasen und Betriebsphasen von der elektronischen Steuer- oder Regeleinrichtung erfasst. Es können Parameter vorgegeben werden, welche verhindern, dass der Elektromotor in jeglicher Leerlaufphase automatisch abgeschaltet wird. Statt dessen kann eine Abschaltung des Elektromotors dann erfolgen, wenn eine Leerlaufphase von bestimmter Dauer, das heißt den vorgegebenen Parametern entsprechend, vorliegt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der hydraulische Antrieb wenigstens eine mit der elektronischen Regeleinrichtung verbundene Einrichtung zum Erfassen der Ist-Temperatur in der Hydraulikleitung auf, wobei die Regeleinrichtung zum automatischen Regeln der Temperatur in der Hydraulikleitung auf Basis der erfassten Ist-Temperatur in Relation zu einer vorgebbaren Soll-Temperatur eingerichtet ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sich das jeweilig verwendete Hydraulikfluid in einem Zustand befindet, welcher einen optimalen Betrieb des hydraulischen Antriebs ermöglicht und der insbesondere durch die Ist-Temperatur des Hydraulikfluids gekennzeichnet ist. Mittels der elektronischen Regeleinrichtung erfolgt vorzugsweise ein Vergleich der erfassten Ist-Temperatur in der Hydraulikleitung mit der vorgebbaren Soll-Temperatur. Weicht die erfasste Ist-Temperatur von der vorgebbaren Soll-Temperatur um ein bestimmtes Maß ab, so kann das Hydraulikfluid in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs auf die jeweilig optimale Betriebstemperatur erhitzt oder abgekühlt werden. Dieses kann mit einer geeigneten Heiz- und/oder Kühleinrichtung erfolgen. Ein Halten des Hydraulikfluids auf seiner optimalen Betriebstemperatur ist auch für die Energieeffizienz eines hydraulischen Antriebs bedeutsam, insbesondere da die Ist-Temperatur unmittelbar mit den Viskositätseigenschaften des Hydraulikfluids verbunden ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der hydraulische Antrieb wenigstens eine mit der elektronischen Regeleinrichtung verbundene Einrichtung zum Erfassen des Ist-Flusses in der Hydraulikleitung auf, wobei die Regeleinrichtung zum automatischen Regeln des Flusses in der Hydraulikleitung auf Basis des erfassten Ist-Flusses in Relation zu einem vorgebbaren Soll-Fluss eingerichtet ist. Auch die Regelung des Flusses des Hydraulikfluids in der Hydraulikleitung dient der Schaffung einer optimalen und energieeffizienten Arbeitsweise des hydraulischen Antriebs. Vorzugsweise vergleicht die elektronische Regeleinrichtung den jeweilig erfassten Ist-Fluss mit dem vorgebbaren Soll-Fluss und regelt in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs den Ist-Fluss auf einen optimalen Wert. Des Weiteren lässt sich durch die Erfassung des Ist-Flusses feststellen, ob der hydraulische Aktuator momentan mit Energie versorgt wird beziehungsweise werden muss oder ob keine Energie benötigt wird, so dass der Elektromotor abgeschaltet werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der hydraulische Antrieb wenigstens ein Hydraulikfluidreservoir aufweist, welches über eine Hydraulikfluid-Zuführleitung mit der Hydraulikleitung verbindbar ist. Vorzugsweise ist die Hydraulikfluid-Zuführleitung über die Hydraulikpumpe mit der Hydraulikleitung verbindbar. Durch das Vorsehen eines Hydraulikfluid- reservoirs ist es beispielsweise möglich, eine nachteilige Leckage von Hydraulikfluid auszugleichen, indem Hydraulikfluid von dem Hydraulikfluidreservoir der Hydraulikleitung zugeführt wird. Auf der anderen Seite kann ein Überschuss an Hydraulikfluid, was zum Beispiel über einen zu hohen Ist-Druck in der Hydraulikleitung erfasst werden kann, von der Hydraulikleitung an das Hydraulikfluidreservoir abgeführt werden, um optimale Betriebsparameter für den hydraulischen Antrieb zu erhalten. Die Zu- beziehungsweise Abführung von Hydraulikfluid zu beziehungsweise von der Hydraulikleitung kann beispielsweise automatisch mittels der elektronischen Regeleinrichtung erfolgen, welche hierzu vorgesehene Hydraulikventile auf geeignete Art und Weise ansteuert.
Grundsätzlich besteht erfindungsgemäß immer die Möglichkeit hydraulische und/oder elektrische Energie zurück zu gewinnen und beispielsweise bei Pressen, in denen große Lasten bewegt werden müssen, nutzbringend zu verwenden. Überschüssiger Druck im hydraulischen System kann verwandt werden, um elektrische Energie zu erzeugen.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Hydraulikfluidreservoir mit einer Heiz- und/oder Kühleinheit versehen ist. Diese dient dazu, zuzuführendes Hydraulikfluid auf eine Temperatur zu erhitzen, welche einen optimalen Betrieb des hydraulischen Antriebs gewährleistet, beziehungsweise abgeführtes Hydraulikfluid zu kühlen. Die dem Hydraulikfluid beim Kühlen entzogene Wärme kann abgeleitet und für andere Zwecke eingesetzt werden. Ein Erwärmen des Hydraulikfluids ist insbesondere beim Einsatz des hydraulischen Antriebs unter sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von Vorteil. Hingegen ist eine Kühlung des Hydraulikfluids vorteilhaft, wenn der hydraulische Antrieb in sehr heißen Umgebungen eingesetzt wird.
Es ist weiter von Vorteil, wenn das Hydraulikfluidreservoir mit einer Einrichtung zum Filtern des Hydraulikfluids ausgestattet ist. Hierdurch kann abgeführtes Hydraulikfluid, welches eventuell während seines Einsatzes verunreinigt worden ist, gefiltert werden, bevor es dem Hydraulikfluidreservoir zugeführt wird. Das Filtern kann alternativ hierzu oder in Kombination damit auch vor dem Zuführen des Hydraulikfluids in die Hydraulikleitung und nach Entnahme desselben aus dem Hydraulikfluidreservoir erfolgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der hydraulische Antrieb wenigstens eine mit der Hydraulikleitung verbindbare Einrichtung zum Bevorraten von unter einem vorgebbaren Druck stehendem Hydraulikfluid auf. Diese Einrichtung, auch als Akkumulator bezeichnet, kann dazu verwendet werden, unter einem optimalen Druck stehendes Hydraulikfluid in die Hydraulikleitung einzuspeisen, wenn die Hydraulikpumpe noch nicht eingeschaltet ist oder sich in ihrer Anlaufphase befindet, jedoch bereits Bedarf an Energie aufgrund der Aktivität des hydraulischen Aktuators besteht. Des Weiteren kann diese Einrichtung zum Abdämpfen von auftretenden Spitzenlasten im Druckverlauf verwendet werden. In solchen Situationen wird zusätzliches unter einem optimalen Druck stehendes Hydraulikfluid benötigt, welches von dieser Einrichtung bereitgestellt werden kann. Die Einrichtung kann des Weiteren wieder mit Hydraulikfluid befüllt werden, was vorzugsweise über eine geeignete Druckerzeugung mittels der Hydraulikpumpe geschieht. Ein solcher Akkumulator stellt eine Einrichtung zur effizienten Speicherung hydraulischer Energie dar, die jederzeit abgerufen werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der hydraulische Antrieb wenigstens ein an der Hydraulikleitung angeordnetes Überdruckventil aufweist. Diese Sicherheitseinrichtung dient dem Abführen von Hydraulikfluid aus der Hydraulikleitung, wenn der Ist-Druck in dem System derart ist, dass Schäden an Komponenten des hydraulischen Antriebs zu befürchten sind. Das Überdruckventil kann hierzu selbsttätig oder mittels der elektronischen Regeleinrichtung gesteuert werden, welche auf Basis von erfassten Ist-Parametern und einem Vergleich mit entsprechenden Soll-Parametern das Überdruckventil ansteuert. Das über das Überdruckventil abgeführte Hydraulikfluid wird vorzugsweise dem Hydraulikfluidreservoir zugeführt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hydraulikpumpe mit wenigstens einer mit der elektronischen Regeleinrichtung verbundenen Einrichtung zum Erfassen der Strömung des Hydraulikfluids kombiniert ist. Auch die mit dieser Einrichtung erfassten Ist-Parameter können zur Schaffung eines optimalen Betriebs des hydraulischen Antriebs verwertet werden.
Vorteilhafterweise weist die elektronische Regeleinrichtung Mittel zum Eingeben von Hydraulikfluid-Soll-Werten und/oder Mittel zum Anzeigen von erfassten Hydraulikfluid-Ist-Werten auf. Diese Mittel stellen eine Schnittstelle zum Bedienpersonal des hydraulischen Antriebs dar und ermöglichen gleichzeitig unter anderem eine manuelle Anpassung des hydraulischen Antriebs an die unterschiedlichsten Verwendungsmöglichkeiten, wobei gleichzeitig die gegebenen Betriebsparameter überwacht werden können. Über die Mittel zum Eingeben von Hydraulikfluid-Soll-Werten können beispielsweise Soll-Druck- werte, Soll-Temperaturwerte, Soll-Flusswerte oder dergleichen eingegeben werden. Zudem können Parameter eingegeben werden, welche bestimmen, ab welcher Dauer einer Leerlaufphase eine automatische Abschaltung des Elektromotors sinnvoll ist. Die Mittel zum Anzeigen von Hydraulikfluid-Ist-Werten können beispielsweise einen Monitor aufweisen, auf dem zum Beispiel der Ist- Druck, die Ist-Temperatur, der Ist-Fluss, der Energieverbrauch, statistische Informationen, Informationsmeldungen, Fehlermeldungen, Wartungswarnungen oder dergleichen angezeigt werden können.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der hydraulische Antrieb zwei oder mehrere Hydraulikpumpen aufweist. Hierdurch wird die Variabilität der Einsatzmöglich- keiten des hydraulischen Antriebs deutlich erhöht. Vorzugsweise unterscheiden sich die Hydraulikpumpen in ihrer Dimensionierung und/oder Leistungsfähigkeit.
Mit der Erfindung wird weiter ein hydraulisches System der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welches zur Lösung der obigen Aufgabe wenigstens einen hydraulischen Antrieb nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben aufweist. Es wird des Weiteren ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welches die obige Ausgabe dadurch löst, dass zumindest der Ist-Druck des Hydraulikfluids erfasst wird, der erfasste Ist-Druck mit einem vorgebbaren Soll- Druck verglichen wird, und der Elektromotor automatisch eingeschaltet wird, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druckwert ist, und automatisch abgeschaltet wird, wenn der Ist-Druck gleich dem oder größer als der Soll-Druck ist.
Mit Erfindung wird somit ein sehr variable einsetzbarer, energieeffizient und kostengünstig betreibbarer hydraulischer Antrieb vorgeschlagen. Als im Rahmen der Erfindung soll verstanden werden, dass beispielsweise auch mehrere Soll- Werte der gleichen Art verwendet werden können. Dieses kann etwa dann wünschenswert sein, wenn sich der Soll-Druck, ab dessen Erreichen der Elektromotor automatisch ausgeschaltet werden soll, von dem Soll-Druck, ab dessen Unterschreiten der Elektromotor wieder automatisch eingeschaltet werden soll, unterscheiden soll. Gleiches kann für die weiteren genannten Regelparameter wie beispielsweise Soll-Temperatur, Soll-Fluss und dergleichen gelten.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden anhand des in der anhängenden Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels für den erfindungsgemäßen hydraulischen Antrieb.
Figur 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungs- gemäßen hydraulischen Antriebs A. Dieser ist über eine Hydraulikleitung L mit einem nicht dargestellten hydraulischen Aktuator verbindbar. Der hydraulische Antrieb A weist eine Hydraulikpumpe 2 auf, welche von einem Elektromotor M angetrieben werden kann. Der Hydraulikpumpe 2 nachgeschaltet ist eine Einrichtung 7 zum Erfassen des Ist-Drucks in der Hydraulikleitung L. Diese Einrichtung 7 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 10 verbunden, die wiederum mit dem Elektromotor M verbunden und derart eingerichtet ist, dass sie den Elektromotor M automatisch abschaltet, wenn der erfasste Ist-Druck gleich einem vorgebbaren Soll-Druck oder größer als dieser ist, und automatisch einschaltet, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druck ist. Diese Regelung des hydraulischen Antriebs A ist mit den oben beschriebenen Vorteilen der Energieeffizienz und Kostengünstigkeit verbunden.
Der hydraulische Antrieb A weist weiter eine mit der elektronischen Steuereinrichtung 10 verbundene Einrichtung 6 zum Erfassen der Ist- Temperatur in der Hydraulikleitung L auf, wobei die Steuereinrichtung 10 zum automatischen Regeln der Temperatur in der Hydraulikleitung L auf Basis der erfassten Ist-Temperatur in Relation zu einer vorgebbaren Soll-Temperatur eingerichtet ist.
Der hydraulische Antrieb A weist auch eine mit der elektronischen Steuereinrichtung 10 verbundene Einrichtung 8 zum Erfassen des Ist-Flusses in der Hydraulikleitung L auf. Die Steuereinrichtung 10 ist zum automatischen Regeln des Flusses in der Hydraulikleitung L auf Basis des erfassten Ist-Flusses in Relation zu einem vorgebbaren Soll-Fluss eingerichtet. Der Auslass der Hydraulikleitung L befindet sich bei 12.
Der hydraulische Antrieb A weist zudem ein Hydraulikfluidreservoir 1 auf, welches über eine Hydraulikfluid-Zuführleitung 1 1 und die Hydraulikpumpe 2 mit der Hydraulikleitung L verbindbar ist. Bei Bedarf ist es möglich, Hydraulikfluid über die Hydraulikpumpe 2 an das Hydraulikfluidreservoir 1 abzuführen oder von diesem zuzuführen. Das Hydraulikfluidreservoir 1 weist eine Heiz- und/oder Kühleinheit auf, mit der zuzuführendes Hydraulikfluid auf eine gewünschte Temperatur erwärmt oder abgeführtes Hydraulikfluid gekühlt werden kann. Des Weiteren weist das Hydraulikfluidreservoir 1 eine nicht näher dargestellte Einrichtung zum Filtern des Hydraulikfluids auf.
Der hydraulische Antrieb A umfasst ferner eine mit der Hydraulikleitung L verbindbare Einrichtung 5 zum Bevorraten von unter einem vorgebbaren Druck stehendem Hydraulikfluid (Akkumulator) auf. Diese kann (ggf. unter Druck stehendes) Hydraulikfluid bei Bedarf zuführen, um etwa Spitzenlasten im Druckverlauf ausgleichen und abdämpfen zu können. An der Hydraulikleitung L ist ein Überdruckventil 9 angeordnet, welches bei einem in der Hydraulikleitung L vorhandenem schädlichen Überdruck Hydraulik- fluid aus der Hydraulikleitung L in das Hydraulikfluidreservoir 1 abführt.
Die Hydraulikpumpe 2 ist mit wenigstens einer nicht dargestellten und mit der elektronischen Steuereinrichtung 10 verbundenen Einrichtung zum Erfassen der Strömung des Hydraulikfluids kombiniert.
In die Hydraulikleitung L ist vorzugsweise zwischen der Pumpe 2 und dem Akkumulator 5 ein elektrisch betriebenes Druckentlastungsventil 3 eingeschaltet sowie, in Richtung Akkumulator 5 nachgeschaltet, ein 1 -Wegventil 4. Die elektronische Steuereinrichtung 10 weist Mittel zum Eingeben von Hydraulikfluid-Soll-Werten und Mittel zum Anzeigen von erfassten Hydraulikfluid-Ist-Werten auf. Über die Mittel zum Eingeben von Hydraulikfluid- Soll-Werten können beispielsweise ein Soll-Druck, eine Soll-Temperatur sowie ein Soll-Fluss vorgegeben werden. Die erfassten Hydraulikfluid-Ist-Werte können dem Bedienpersonal des hydraulischen Antriebs A beispielsweise auf einem Monitor angezeigt und somit auf einfache Art und Weise überwacht werden.
Das anhand der Figur beschriebene Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung und ist nicht beschränkend.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1 . Hydraulischer Antrieb (A) zum Antreiben von wenigstens einem hydraulischen Aktuator, aufweisend zumindest eine von einem Elektromotor (M) antreibbare Hydraulikpumpe (2) und mindestens eine ein Hydraulikfluid leitende Hydraulikleitung (L), über die die Hydraulikpumpe (2) mit dem hydraulischen Aktuator verbindbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens eine Einrichtung (7) zum Erfassen des Ist-Drucks in der Hydraulikleitung (L) sowie eine damit verbundene elektronische Steuereinrichtung (10), die mit dem Elektromotor (M) verbunden und derart eingerichtet ist, dass sie den Elektromotor (M) automatisch abschaltet, wenn der erfasste Ist-Druck gleich einem vorgebbaren Soll-Druck oder größer als dieser ist, und automatisch einschaltet, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druck ist.
2. Hydraulischer Antrieb (A) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der elektronischen Steuereinrichtung (10) verbundene Einrichtung (6) zum Erfassen der Ist-Temperatur in der Hydraulikleitung (L), wobei die Steuereinrichtung (10) zum automatischen Regeln der Temperatur in der Hydraulikleitung (L) auf Basis der erfassten Ist-Temperatur in Relation zu einer vorgebbaren Soll-Temperatur eingerichtet ist.
3. Hydraulischer Antrieb (A) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der elektronischen Steuereinrichtung (10) verbundene Einrichtung (8) zum Erfassen des Ist-Flusses in der Hydraulikleitung (L), wobei die Steuereinrichtung (10) zum automatischen Regeln des Flusses in der Hydraulikleitung (L) auf Basis des erfassten Ist-Flusses in Relation zu einem vorgebbaren Soll-Fluss eingerichtet ist.
4. Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein Hydraulikfluidreservoir (1 ), welches über eine Hydraulikfluid-Zuführleitung (1 1 ) mit der Hydraulikleitung (L) verbindbar ist.
5. Hydraulischer Antrieb (A) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluidreservoir (1 ) mit einer Heiz- und/oder Kühleinheit versehen ist.
6. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluidreservoir (1 ) mit einer Einrichtung zum Filtern des Hydraulikfluids ausgestattet ist.
7. Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der Hydraulikleitung (L) verbindbare Einrichtung (5) zum Bevorraten von unter einem vorgebbaren Druck stehendem Hydraulikfluid.
8. Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein an der Hydraulikleitung (L) angeordnetes Überdruckventil (9).
9. Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (2) mit wenigstens einer mit der elektronischen Steuereinrichtung (10) verbundenen Einrichtung zum Erfassen der Strömung des Hydraulikfluids kombiniert ist.
10. Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (10) Mittel zum Eingeben von Hydraulikfluid-Soll-Werten und/oder Mittel zum Anzeigen von erfassten Hydraulikfluid-Ist-Werten aufweist.
1 1 . Hydraulischer Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Hydraulikpumpen (2) vorgesehen sind.
12. Hydraulischer Antrieb (A) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hydraulikpumpen (2) in ihrer Dimensionierung und/oder Leistungsfähigkeit unterscheiden.
13. Hydraulisches System mit zumindest einem hydraulischen Aktuator, gekennzeichnet durch wenigstens einen hydraulischen Antrieb (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs (A), der mit wenigstens einem Elektromotor (M) zum Antreiben einer Hydraulikpumpe (2) ausgestattet ist und mit dem die Eigenschaften eines Hydraulikfluids derart veränderbar sind, dass sie an die Eigenschaften von wenigstens einem mit dem Hydraulikfluid zu versorgenden hydraulischen Aktuator angepasst werden können, wobei zumindest der Ist-Druck des Hydraulikfluids erfasst wird, der erfasste Ist-Druck mit einem vorgebbaren Soll-Druck verglichen wird, und der Elektromotor (M) automatisch eingeschaltet wird, wenn der Ist-Druck kleiner als der Soll-Druck ist, und automatisch abgeschaltet wird, wenn der Ist-Druck gleich dem oder größer als der Soll-Druck ist.
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