EP1239167A1 - Hydraulische Hubvorrichtung - Google Patents

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EP1239167A1
EP1239167A1 EP02004809A EP02004809A EP1239167A1 EP 1239167 A1 EP1239167 A1 EP 1239167A1 EP 02004809 A EP02004809 A EP 02004809A EP 02004809 A EP02004809 A EP 02004809A EP 1239167 A1 EP1239167 A1 EP 1239167A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
hydraulic
valve
lifting device
suction
Prior art date
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Granted
Application number
EP02004809A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1239167B1 (de
Inventor
Octavian Mare
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dambach Lagersysteme & Co KG GmbH
Original Assignee
Dambach Lagersysteme & Co KG GmbH
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Publication date
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Publication of EP1239167A1 publication Critical patent/EP1239167A1/de
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Publication of EP1239167B1 publication Critical patent/EP1239167B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lifting device especially for battery-powered industrial trucks, with a pump driven by an electric motor, by means of the at least one hydraulic lifting cylinder in load lifting operation Hydraulic oil from a reservoir via a supply line can be fed, in a suction section a supply valve is arranged in the feed line and wherein the hydraulic oil in the load lowering operation from the lifting cylinder via a return line flowing through a the hydraulic motor driving as an electric motor is returnable to the storage container, and with a control device for changing the lifting or lowering speed of the lifting cylinder, the feed line Has branch line, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line and the in the suction-side section of the feed line downstream of the Suction valve opens.
  • a hydraulic lifting device with a corresponding Energy recovery is for example in DE 199 21 629 A1 shown, which has an electric motor that has a pump drives the hydraulic oil from a reservoir in load lifting mode via a suction valve and to the hydraulic Lift cylinder promotes.
  • the hydraulic oil from the hydraulic lifting cylinder through a Hydromotor headed, which is also in this State acting as a hydraulic motor pump can act.
  • the hydraulic motor drives a generator or the one in it State working as a generator electric motor from which by means of a suitable, known electrical Circuit for energy recovery the associated battery is charged.
  • the feed line has a Branch line on, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line.
  • the branch line opens in the suction side section of the feed line downstream of the suction valve so that the diverted amount of hydraulic oil is returned to the pump. In this way there is a favorable efficiency in all operating modes on.
  • the suction conditions the pump if the secondary functions are switched on frequently especially with very low and also in load lifting operation at relatively high speeds to increased cavitation wear cause what the life of the pump is disadvantageous.
  • the invention has for its object a hydraulic To create lifting device of the type mentioned, in which a excessive wear of the pump is reliably avoided.
  • the suction valve according to the invention thus takes under the Spring effect the position of free flow as the basic position on. As long as the pump is operating in pump mode, can be drawn from the reservoir by the pump Oil quantity unhindered and free through the suction valve flow on the suction side of the pump.
  • the hydraulic oil is replaced by the hydraulic Lift cylinder on the branch line, the same time Part of the return line is the section on the suction side fed back to the feed line downstream of the suction valve. If the fluid pressure in the branch line is sufficient is large, the suction valve will be from its open position or the position of free flow in its check valve position switched in which the pump Can suck hydraulic oil from the reservoir. there is, however, prevented that the on the branch line in the Hydraulic oil quantity flowing into the suction-side section of the feed line flows back into the reservoir. The Hydraulic oil flowing back through the branch line must therefore flow through the pump. If the pump due to its Speed a larger amount of oil than the amount of backflow Oil required, the difference in quantity can be in excess of check valve located in the check valve position be sucked into the reservoir.
  • the suction valve can be an electrically operated one Act valve, in a preferred embodiment that is Suction valve but a hydraulically switchable valve, that with a sufficient fluid pressure in the branch line is switched directly by means of this fluid pressure.
  • a check valve is arranged in the branch line, whose opening pressure is essentially the switching pressure of the suction valve in the check valve position equivalent. The opening pressure of the check valve applies thus at the same time as the minimum control pressure for the suction valve and is so determined that it has the preload of the suction valve in the free flow position can overcome and the suction valve reliably in its Check valve position brings and holds in this.
  • the circuit of the suction valve can, for example, thereby take place upstream of the check valve from the Branch line a switching line leading to the suction valve branches in which the upstream of the check valve in fluid pressure prevailing in the branch line acts.
  • the branch line is also part the return line, so that the existing in the branch line Current regulator valve also the current regulator valve the return line.
  • the well-known stick-slip effect can also be expected, the acceleration, deceleration and also the low ones Speed processes due to the relatively low system stiffness no longer run with the desired precision, which adversely affects the positioning properties the lifting device.
  • the flow control valve Branch line and thus the return line as a controller hydraulic load compensation, i.e. so-called pressure compensator is formed, these adverse phenomena occur intensifies because the hydraulic pressure compensator has its own time ratio brings.
  • the flow control valve is a throttle valve without hydraulic Load compensation is, which creates an additional damping effect is given and a smoothing or a quick Decay of a possibly uneven speed course is reached.
  • a closed speed control loop "Sensorvor-directional-control throttle valve" can the pure hydraulic load compensation by a Replace electrohydraulic load compensation well.
  • a hydraulic lifting device shown in the figure 10 includes a reservoir 11 for hydraulic oil, the via a feed line consisting of several sections L1 and subsequent connecting lines L4.1 and L4.2 with. two hydraulic lifting cylinders 13 is connected.
  • the in refer to the following information "upstream” and "downstream” towards an oil flow from the reservoir 11 the lifting cylinders 13, i.e. in the feed direction for load lifting operation.
  • the supply line L1 is in turn made up of several line sections built up.
  • a first section L1.1 leads from Reservoir 11 to a hydraulic pump P, which by means of a Electric motor M can be driven via a power connection 21 Energy from a battery, not shown refers.
  • a leakage line L3 leads back from the pump P. into the reservoir 11.
  • section L1.1 of the Feed line L which represents the suction-side section, a suction valve 12 is arranged, the hydraulic is adjustable and spring loaded into an open Free flow position is biased in the the hydraulic oil in section L1.1 in both directions can flow.
  • the suction valve 12 can, however, also counteract the spring load in a check valve position be adjusted, which is an oil flow in the feed direction, i.e. from the reservoir 11 to the pump P and prevents backflow.
  • a second section closes downstream of the pump P.
  • L1.2 of the feed line L1 which leads to a check valve 15 that leads between an open position in which a flow is possible in both directions, and a locking position is adjustable, in which only one oil flow in the feed direction, i.e. to the lifting cylinders 13, possible and one Backflow is prevented.
  • the check valve 15 is by means of a spring biased to a locked position it in the event of a power failure.
  • Check valve 14 arranged, which is also only an oil flow in the feed direction, i.e. to the lifting cylinders 13 and prevents backflow.
  • To the check valve 15 closes a third section L1.3 of the feed line L1 at the downstream end into the two Connection lines L4.1 and L4.2 branches, each lead to one of the hydraulic lifting cylinders.
  • the flow control valve 16 is as Throttle valve designed without hydraulic load compensation.
  • a second Check valve 12.1 arranged that a flow in Direction of the suction-side first section L1.1 of the feed line L1 enables and via the preload one Spring defines a certain opening pressure.
  • a pressure relief valve 19 is arranged and in the drain line L5 opens between the valve 17 and the reservoir 11.
  • This one too Check valve 18 is between an open position, in which is a flow in both directions and one Locking position adjustable, in which only one flow of the drain line L5 to the second section L1.2 of the feed line L1 possible and flow in the opposite direction prevented is.
  • the two lifting cylinders 13 are each only schematic shown sensor device 20 associated with the current Position of the lifting cylinder 13 or the load detected and a corresponding control signal to a processing unit there, in which the lifting or lowering speed of the Lift cylinder is calculated.
  • Lifting device 10 explains:
  • the one in the branch Hydraulic pressure setting L2 is greater than the opening pressure of the second check valve 12.1 so that the hydraulic oil in the suction-side section L1.1 of the feed line L1 is returned.
  • the one in the branch line L2 the prevailing oil pressure is also applied via the switching line L8 the suction valve 12 effective and switches this into the Check valve position, which ensures that that via the branch line L2 in the suction-side section Hydraulic oil returned to supply line L1 is not can flow back into the reservoir 11, but again the pump P must flow through.
  • the flow cross section of the flow control valve 16 enlarged and thus the volume flow of hydraulic oil to the lifting cylinders be reduced.
  • the maximum to be set in this way Lift speed will be at full closing of the flow control valve 16 reached. If another increase the lifting speed of the lifting cylinder 13 is desired is, this can be done by increasing the speed of the electric motor M and thus the pump P can be reached.
  • the change in the lifting speed of the lifting cylinder 13, which is carried out either by controlling the flow control valve 16 for the purpose of changing the flow cross section or by controlling the electric motor for changing the speed, is carried out as a function of the current lifting speed, which is determined by the sensor devices 20. If the current lifting speed is below a predetermined limit value, the lifting speed is changed solely by actuating the flow control valve. If the current stroke speed is above the limit, the change of the stroke speed is carried out solely by driving the electric motor M, it being ensured in this state that the rotational speed of the electric motor M is above a minimum speed of eg 500min -1.
  • the hydraulic oil flowing back through the branch line L2 occurs in the first section L1.1 of the feed line L1 between the suction valve 12 and the pump P, where a backflow into the reservoir 11 through the suction valve located in the check valve position 12 is prevented.
  • the hydraulic oil then flows through the pump P, which works as a hydraulic motor in this state, arrives in the second section L1.2 of the feed line L1 and emerges from this into the bypass line L6 and from this via the bypass line L7 and the other opened Check valve 18 in the drain line leading to the reservoir 11 L5 a.
  • the lifting cylinder 13 becomes the backflow of the hydraulic oil through the control alone of the current regulator valve 16 in the branch line L2 reached.
  • the pump P acts as a hydraulic motor and is of the hydraulic oil in the same direction as in the lifting operation flows through.
  • the pump P drives the electric motor, however, which works in idle mode, so that the hydraulic oil returned without pressure into the reservoir 11 can be.
  • a change in the lowering speed can within certain limits by changing the flow cross-section of the flow control valve 16 can be reached.
  • the flow control valve 16 is fully opened the pump P and the electric motor M rotate at one speed according to the minimum speed and the associated Lowering speed of the lifting cylinder 13 corresponds to that Limit.
  • Branch of line L1 shown the amount of oil to this Consumers.
  • the suction valve in the basic position "open” and the The pump can suck in the necessary amount of oil unhindered.
  • the suction valve 12 remains in the open position and the pump can suck in the oil unhindered.

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Abstract

Eine hydraulische Hubvorrichtung insbesondere für batteriegetriebene Flurförderzeuge umfaßt eine von einem Elektromotor (M) antreibbaren Pumpe (P), mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder (13) Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter (11) über eine Zuführleitung (L1) zuführbar ist, wobei in einem saugseitigen Abschnitt (L1.1) der Zuführleitung (L1) ein Nachsaugventil (12) angeordnet ist. Das Hydrauliköl kann im Lastsenkbetrieb von dem Hubzylinder (13) über eine Rückführleitung (L4.1,L4.2,L1.3,L2,L1.1,L1.2,L6,L7,L5) unter Durchströmen eines den als Generator arbeitenden Elektromotor (M) antreibenden Hydromotors (P) in den Vorratsbehälter (11) zurückfördert werden und es ist eine Steuervorrichtung (16) zur Änderung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des Hubzylinders vorgesehen, wobei die Zuführleitung (L1) eine Zweigleitung (L2) aufweist, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist und die in dem saugseitigen Abschnitt (L1.1) der Zuführleitung (L1) stromab des Nachsaugventils (12) mündet. Dabei ist vorgesehen, daß das Nachsaugventil (12) in Abhängigkeit von dem in der Zweigleitung (L2) herrschenden Druck zwischen einer Stellung freien Durchflusses und einer Rückschlagventilstellung schaltbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung insbesondere für batteriegetriebene Flurförderzeuge, mit einer von einem Elektromotor antreibbaren Pumpe, mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über eine Zuführleitung zuführbar ist, wobei in einem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung ein Nachsaugventil angeordnet ist und wobei das Hydrauliköl im Lastsenkbetrieb von dem Hubzylinder über eine Rückführleitung unter Durchströmen eines den als Generator arbeitenden Elektromotor antreibenden Hydromotors in den Vorratsbehälter rückförderbar ist, und mit einer Steuervorrichtung zur Änderung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des Hubzylinders, wobei die Zuführleitung eine Zweigleitung aufweist, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist und die in dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils mündet.
Bei elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen oder Gabelstaplern, die mit einer derartigen hydraulischen Hubvorrichtung ausgerüstet sind, hängt die Betriebsfähigkeit bzw. -dauer im wesentlichen von der Kapazität der Batterie ab. Um die Betriebsdauer der Batterie bis zu ihrem nächsten notwendigen Aufladen zu verlängern, ist es bekannt, die bei angehobener Last im System befindliche potentielle Energie über einen auch als Generator arbeitenden Elektromotor in die Batterie teilweise wieder einzuspeisen.
Eine hydraulische Hubvorrichtung mit einer entsprechenden Energierückspeisung ist beispielsweise in der DE 199 21 629 A1 gezeigt, die einen Elektromotor aufweist, der eine Pumpe treibt, die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über ein Nachsaugventil ansaugt und zu dem hydraulischen Hubzylinder fördert. Im Lastsenkbetrieb wird das Hydrauliköl von dem hydraulischen Hubzylinder durch einen Hydromotor geleitet, wobei es sich auch um die in diesem Zustand als Hydromotor arbeitende Pumpe handeln kann. Der Hydromotor treibt einen Generator oder den in diesem Zustand als Generator arbeitenden Elektromotor, von dem aus mittels einer geeigneten, an sich bekannten elektrischen Schaltung zur Energierückspeisung die zugehörige Batterie aufgeladen wird. Dabei wird die Drehzahl des Elektromotors zur Regelung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des hydraulischen Hubzylinders nur dann verwendet, wenn der Hubzylinder ausreichend schnell verstellt wird bzw. die mittels einer Sensorvorrichtung umfaßte Hubgeschwindigkeit einen vorbestimmten ersten Grenzwert bzw. die Senkgeschwindigkeit einen vorbestimmten zweiten Grenzwert überschreiten. Wenn der Hubzylinder mit einer relativ geringen Geschwindigkeit unterhalb der genannten Grenzwerte verstellt wird, wie es beispielsweise beim Anfahren aus der Ruhestellung infolge der Trägheit und auch bei einer gewählten Schleichgeschwindigkeit der Fall ist, wird die Geschwindigkeit des Hubzylinders nicht über die Drehzahl des Elektromotors und somit der Pumpe, sondern über den Volumen- bzw. Massenstrom des in der Zuführ- bzw. Rückführleitung strömenden Hydrauliköls verändert. Zu diesem Zweck weist die Zuführleitung einer Zweigleitung auf, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist. Die Zweigleitung mündet in dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils, so daß die abgezweigte Menge an Hydrauliköl der Pumpe wieder zugeführt wird. Auf diese Weise stellt sich in allen Betriebsarten ein günstiger Wirkungsgrad ein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Saugbedingungen der Pumpe bei häufigem Einschalten der Nebenfunktionen insbesondere bei sehr geringen und auch im Lasthebebetrieb bei relativ hohen Drehzahlungen zu einem erhöhten Kavitationsverschleiß führen, was für die Lebensdauer der Pumpe nachteilig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hubvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der ein übermäßiger Verschleiß der Pumpe zuverlässig vermieden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer hydraulischen Hubvorrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß das Nachsaugventil in Abhängigkeit von dem in der Zweigleitung herrschenden Drucks zwischen einer Stellung freien Durchflusses und einer Rückschlagventilstellung schaltbar ist. Dabei ist insbesondere vorgehen, daß das Nachsaugventil in die Stellung freien Durchflusses beispielsweise mittels einer Feder vorgespannt ist.
Das erfindungsgemäße Nachsaugventil nimmt somit unter der Federwirkung die Stellung freien Durchflusses als Grundstellung ein. Solange die Pumpe im Pumpenbetrieb arbeitet, kann die von der Pumpe aus dem Vorratsbehälter angesaugte Ölmenge unbehindert und frei durch das Nachsaugventil zu der Saugseite der Pumpe strömen.
Im Lastsenkbetrieb wird das Hydrauliköl von dem hydraulischen Hubzylinder über die Zweigleitung, die gleichzeitig Teil der Rückführleitung ist, dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils wieder zugeführt. Wenn der Fluiddruck in der Zweigleitung ausreichend groß ist, wird das Nachsaugventil von seiner offenen Stellung bzw. der Stellung freien Durchflusses in seine Rückschlagventilstellung umgeschaltet, in der die Pumpe zwar Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter ansaugen kann. Dabei ist jedoch verhindert, daß die über die Zweigleitung in den saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung einströmende Hydraulikölmenge in den Vorratsbehälter zurückfließt. Das über die Zweigleitung zurückströmende Hydrauliköl muß somit die Pumpe durchströmen. Falls die Pumpe aufgrund ihrer Drehzahl eine größere Ölmenge als die Menge des zurückströmenden Öls benötigt, kann die Mengendifferenz über das in der Rückschlagventilstellung befindliche Nachsaugventil aus dem Vorratsbehälter angesaugt werden.
Bei dem Nachsaugventil kann es sich um ein elektrisch betätigtes Ventil handeln, in bevorzugter Ausgestaltung ist das Nachsaugventil jedoch ein hydraulisch schaltbares Ventil, das bei einem ausreichenden Fluiddruck in der Zweigleitung direkt mittels dieses Fluiddruckes geschaltet wird. Vorzugsweise ist in der Zweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Öffnungsdruck im wesentlichen dem Schaltdruck des Nachsaugventils in die Rückschlagventilstellung entspricht. Der Öffnungsdruck des Rückschlagventils gilt somit gleichzeitig als minimaler Steuerdruck für das Nachsaugventil und ist so bestimmt, daß er die Vorspannkraft des Nachsaugventils in die Stellung freien Durchflusses überwinden kann und das Nachsaugventil zuverlässig in seine Rückschlagventilstellung bringt und in dieser hält.
Die Schaltung des Nachsaugventils kann beispielsweise dadurch erfolgen, das stromauf des Rückschlagventils von der Zweigleitung eine zu dem Nachsaugventil führende Schaltleitung abzweigt, in der der stromauf des Rückschlagventils in der Zweigleitung herrschende Fluiddruck wirkt.
Bei Beendigung des Senkbetriebes und der vollständigen Schließung der Zweigleitung durch das in dieser angeordnete Stromreglerventil muß das Nachsaugventil infolge der Federvorspannung in seine Stellung freien Durchflusses zurückkehren. Dazu ist es sinnvoll, das sich ein eventuell in der Zweigleitung und der Schaltleitung befindlicher Druck abbauen kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, das stromab des Rückschlagventils zwischen der Zweigleitung der Schaltleitung eine Entlastungsleitung verläuft, in der eine Düse angeordnet ist, über der sich der Restdruck abbaut.
Wie bereits erwähnt, ist die Zweigleitung gleichzeitig Teil der Rückführleitung, so daß das in der Zweigleitung vorhandene Stromreglerventil gleichzeitig auch das Stromreglerventil der Rückführleitung ist. Es ist bekannt, daß bei einer kleinen Eigenfrequenz des hydraulischen Hubwerksystems, d.h. bei einem Hubzylinder mit großem Ausfahrweg, bei der auch mit dem bekannten Stick-Slip-Effekt zu rechnen ist, die Beschleunigungs-, Verzögerungs- und auch die niedrigen Geschwindigkeitsvorgänge wegen der relativ geringen Systemsteife nicht mehr mit der gewünschten Präzision verlaufen, was nachteilige Auswirkungen auf die Positioniereigenschaften der Hubvorrichtung hat. Wenn das Stromreglerventil der Zweigleitung und somit der Rückführleitung als Regler mit hydraulischer Lastkompensation, d.h. sogenannte Druckwaage, ausgebildet wird, treten diese nachteiligen Erscheinungen verstärkt auf, da die hydraulische Druckwaage ihr Eigenzeitverhältnis einbringt. Es ist deshalb vorgesehen, daß das Stromreglerventil ein Drosselventil ohne hydraulische Lastkompensation ist, wodurch eine zusätzliche Dämpfungswirkung gegeben ist und eine Glättung bzw. ein schnelles Abklingen eines gegebenenfalls ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverlaufs erreicht ist. Ein geschlossener Geschwindigkeitsregelkreis "Sensorvor-richtung-Steuerung-Drosselventil" kann die reine hydraulische Lastkompensation durch eine elektrohydraulische Lastkompensation gut ersetzen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen hydraulischen Hubvorrichtung zeigt.
Eine in der Figur dargestellte hydraulische Hubvorrichtung 10 umfaßt einen Vorratsbehälter 11 für Hydrauliköl, der über eine aus mehreren Abschnitten bestehende Zuführleitung L1 und nachfolgende Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2 mit. zwei hydraulischen Hubzylindern 13 verbunden ist. Die im folgenden verwendeten Angaben "stromauf" und "stromab" beziehen sich auf eine Ölströmung vom Vorratsbehälter 11 zu den Hubzylindern 13, d.h. in Zuführrichtung für den Lasthebebetrieb.
Die Zuführleitung L1 ist ihrerseits aus mehreren Leitungsabschnitten aufgebaut. Ein erster Abschnitt L1.1 führt vom Vorratsbehälter 11 zu einer Hydropumpe P, die mittels eines Elektromotors M antreibbar ist, der über einen Stromanschluß 21 Energie von einer nicht dargestellten Batterie bezieht. Von der Pumpe P führt eine Leckageleitung L3 zurück in den Vorratsbehälter 11. In dem Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L, der den saugseitigen Abschnitt dargestellt, ist ein Nachsaugventil 12 angeordnet, das hydraulisch verstellbar ist und unter Federbelastung in eine offene Stellung freien Durchflusses vorgespannt ist, in der das Hydrauliköl in dem Abschnitt L1.1 in beide Richtungen fließen kann. Das Nachsaugventil 12 kann jedoch auch entgegen der Federbelastung in eine Rückschlagventilstellung verstellt werden, die eine Ölströmung in Zuführrichtung, d.h. aus dem Vorratsbehälter 11 zu der Pumpe P zuläßt und eine Rückströmung verhindert.
Stromab der Pumpe P schließt sich ein zweiter Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 an, der zu einem Sperrventil 15 führt, das zwischen einer Offenstellung, in der eine Strömung in beide Richtungen möglich ist, und einer Sperrstellung verstellbar ist, in der nur eine Ölströmung in Zuführrichtung, d.h. zu den Hubzylindern 13, möglich und eine Rückströmung unterbunden ist. Das Sperrventil 15 ist mittels einer Feder in eine Sperrstellung vorgespannt, die es bei einem eventuellen Stromausfall selbsttätig einnimmt. Zwischen der Pumpe P und dem Sperrventil 15 ist ein erstes Rückschlagventil 14 angeordnet, das ebenfalls nur eine Ölströmung in Zuführrichtung, d.h. zu den Hubzylindern 13 zuläßt und eine Rückströmung verhindert. An das Sperrventil 15 schließt sich ein dritter Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 an, die an ihrem stromab gelegenen Ende in die zwei Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2 verzweigt, die jeweils zu einem der hydraulischen Hubzylinder führen.
Im dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zweigt eine Ablaßleitung L5 ab, die ein normalerweise geschlossenes Ventil (17) aufweist und in den Vorratsbehälter 11 zurückführt.
Zwischen dem ersten Rückschlagventil 14 und dem Sperrventil 15 zweigt von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 eine Zweigleitung L2 ab, in der ein Stromreglerventil 16 angeordnet ist und die zwischen dem Nachsaugventil 12 und der Pumpe P in den saugseitigen ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 mündet. Das Stromreglerventil 16 ist als Drosselventil ohne hydraulische Lastkompensation ausgebildet.
Nahe der Mündung der Zweigleitung L2 in den saugseitigen ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 ist ein zweites Rückschlagventil 12.1 angeordnet, das eine Strömung in Richtung des saugseitigen ersten Abschnittes L1.1 der Zuführleitung L1 ermöglicht und über die Vorspannung einer Feder einen bestimmten Öffnungsdruck definiert. Stromauf des zweiten Rückschlagventils 12.1 zweigt von der Zweigleitung L2 eine Schaltleitung L8 ab, die zu dem Nachsaugventil 12 führt und über die dem Nachsaugventil 12 ein Schaltdruck zuführbar ist. Stromab des zweiten Rückschlagventils 12.1 ist zwischen der Zweigleitung L2 und der Schaltleitung L8 eine Entlastungsleitung L9 ausgebildet, in der eine Düse 12.2 zum Druckausgleich angeordnet ist.
Von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 zweigt zwischen der Pumpe P und den ersten Rückschlagventil 14 eine Überbrückungsleitung L6 ab, in der ein Druckbegrenzungsventil 19 angeordnet ist und die in die Ablaßleitung L5 zwischen dem Ventil 17 und dem Vorratsbehälter 11 mündet. Von der Überbrückungsleitung L6 zweigt eine ebenfalls in die Ablaßleitung L5 mündende Bypassleitung L7 ab, in der ein weiteres Sperrventil angeordnet ist. Auch dieses weitere Sperrventil 18 ist zwischen einer Offenstellung, in der eine Strömung in beide Richtungen möglich ist und einer Sperrstellung verstellbar, in der nur eine Strömung der Ablaßleitung L5 zu dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 möglich und eine Strömung in Gegenrichtung unterbunden ist.
Den beiden Hubzylindern 13 ist jeweils eine nur schematisch dargestellte Sensorvorrichtung 20 zugeordnet, die die aktuelle Position der Hubzylinder 13 bzw. der Last erfaßt und ein entsprechendes Steuersignal an eine Verarbeitungseinheit gibt, in der die Hub- oder Senkgeschwindigkeit der Hubzylinder errechnet wird.
Im folgenden werden unterschiedliche Betriebsweisen der Hubvorrichtung 10 erläutert:
Im Lasthebebetrieb, d.h. zum Anheben der Hubzylinder 13, muß Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter 11 durch die Zuführleitung L1 in die entsprechende Kammer der Hubzylinder 13 gefördert werden. Ausgehend von einem Stillstand der Hubzylinder 13 wird das Stromreglerventil 16 in der Zweigleitung L2 in ausreichendem Maße geöffnet und gleichzeitig wird der Elektromotor M mit der Pumpe P auf eine Mindestdrehzahl gebracht. Das Nachsaugventil 12 befindet sich dabei in seiner offenen Stellung freien Durchflusses. Das von der Pumpe P aus dem Vorratsbehälter 11 durch das Nachsaugventil 12 und den ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 angesaugte und über den weiterführenden zweiten Abschnitt L1.2 geförderte Hyrauliköl tritt in diesen Zustand vollständig und zumindest annähernd vollständig aufgrund des vollständig geöffneten Stromreglerventils 16 in die Zweigleitung L2 ein. Der sich dabei in der Zweigleitung L2 einstellende Hydraulikdruck ist größer als der Öffnungsdruck des zweiten Rückschlagventils 12.1, so daß das Hydrauliköl in den saugseitigen Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 zurückgeführt wird. Der in der Zweigleitung L2 herrschende Öldruck wird über die Schaltleitung L8 auch an dem Nachsaugventil 12 wirksam und schaltet dieses in die Rückschlagventilstellung, wodurch sichergestellt ist, daß das über die Zweigleitung L2 in den saugseitigen Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 zurückgeführte Hydrauliköl nicht in den Vorratsbehälter 11 zurückfließen kann, sondern wiederum die Pumpe P durchströmen muß.
Im weiteren Verlauf des Lasthebebetriebes wird dann das Stromreglerventil 16 allmählich geschlossen, wodurch ein zunehmender Anteil des von der Pumpe P geförderten Volumenstroms an Hydrauliköl durch den dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 und die Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2 zu den Hubzylindern 13 gelangt, wodurch diese zunächst langsam und dann mit zunehmender Geschwindigkeit angehoben werden. Die Pumpe P kann dabei aus dem Vorratsbehälter 11 Hydrauliköl durch das Nachsaugventil 12 hindurch nachsaugen. Eine Erhöhung der Hubgeschwindigkeit wird durch eine Verringerung des Durchflußquerschnittes des Stromreglerventils 16 und die damit verbundene Erhöhung des Volumenstroms an Hydrauliköl zu den Hubzylindern 13 erreicht. Wenn der Durchflußquerschnitt des Stromreglerventils 16 so weit geschlossen ist, daß der in der Zweigleitung L2 herrschende Fluiddruck nicht ausreicht, um die Kraft der Schließfeder des zweiten Rückschlagventils 12.1 zu überwinden, kehrt auch das Nachsaugventil 12 aufgrund seiner Federvorspannung in die offene Stellung freien Durchflusses zurück.
Um die Hubgeschwindigkeit zu verringern, kann der Strömungsquerschnitt des Stromreglerventils 16 vergrößert und somit der Volumenstrom an Hydrauliköl zu den Hubzylindern verringert werden. Die auf diese Weise einzustellende maximale Hubgeschwindigkeit wird bei vollständigem Schließen des Stromreglerventils 16 erreicht. Wenn eine weitere Erhöhung der Hubgeschwindigkeit der Hubzylinder 13 gewünscht ist, kann diese über eine Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors M und somit der Pumpe P erreicht werden.
Die Änderung der Hubgeschwindigkeit der Hubzylinder 13, die entweder über eine Ansteuerung des Stromreglerventils 16 zwecks Veränderung des Durchflußquerschnittes oder durch eine Ansteuerung des Elektromotors zwecks Änderung der Drehzahl erfolgt, wird dabei in Abhängigkeit von der aktuellen Hubgeschwindigkeit vorgenommen, die über die Sensorvorrichtungen 20 festgestellt wird. Wenn die aktuelle Hubgeschwindigkeit unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes liegt, erfolgt die Änderung der Hubgeschwindigkeit alleine durch Ansteuerung des Stromreglerventils. Wenn die aktuelle Hubgeschwindigkeit oberhalb des Grenzwertes liegt, erfolgt die Änderung der Hubgeschwindigkeit alleine durch Ansteuerung des Elektromotors M, wobei in diesem Zustand sichergestellt ist, daß die Drehzahl des Elektromotors M oberhalb einer Mindestdrehzahl von beispielsweise 500min-1 liegt.
Beim Lastsenkbetrieb, d.h. dem Absenken der Hubzylinder 13, muß das Hydrauliköl aus den Hubzylindern in den Vorratsbehälter 11 zurückbefördert werden. Zu diesem Zweck werden das Sperrventil 15 und das Stromreglerventil 16 geöffnet. Das Hydrauliköl kann dann aus den Hubzylindern 13 über die Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2, den dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 und durch das Sperrventil 15 in die Zweigleitung L2 einströmen, wobei es durch das Stromreglerventil 16 strömt. Der sich dabei in der Zweigleitung L2 aufbauende Fluiddruck öffnet das zweite Rückschlagventil 12.1 und kommt über die Schaltleitung L8 auch an dem Nachsaugventil 12 zur Wirkung, wodurch dieses entgegen der Kraft der Feder in die Rückschlagventilstellung verstellt wird. Das durch die Zweigleitung L2 zurückströmende Hydrauliköl tritt in den ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 zwischen dem Nachsaugventil 12 und der Pumpe P ein, wobei ein Rückfließen in den Vorratsbehälter 11 durch das sich in der Rückschlagventilstellung befindliche Nachsaugventil 12 verhindert ist. Das Hydrauliköl durchströmt dann die Pumpe P, die in diesem Zustand als Hydromotor arbeitet, gelangt in den zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 und tritt aus diesem in die Überbrückungsleitung L6 und von dieser über die Bypassleitung L7 und das geöffnete weitere Sperrventil 18 in die zum Vorratsbehälter 11 führende Ablaßleitung L5 ein.
Bei kleineren Senkgeschwindigkeiten der Hubzylinder 13 wird die Rückströmung des Hydrauliköls alleine durch die Ansteuerung des Stromreglerventils 16 in der Zweigleitung L2 erreicht. Die Pumpe P wirkt dabei als Hydromotor und wird von dem Hydrauliköl in der gleichen Richtung wie beim Lasthebebetrieb durchströmt. Die Pumpe P treibt den Elektromotor, der dabei jedoch im Leerlauf arbeitet, so daß das Hydrauliköl drucklos in den Vorratsbehälter 11 zurückgeführt werden kann. Eine Veränderung der Senkgeschwindigkeit kann dabei in gewissen Grenzen durch die Veränderung des Durchflußquerschnittes des Stromreglerventils 16 erreicht werden. Bei vollständiger Öffnung des Stromreglerventils 16 drehen die Pumpe P und der Elektromotor M mit einer Drehzahl entsprechend der Mindestdrehzahl und die zugehörigen Senkgeschwindigkeit der Hubzylinder 13 entspricht dem Grenzwert. Wenn eine größere Senkgeschwindigkeit gewünscht ist, erfolgt deren Veränderung über die Ansteuerung der Drehzahl des Elektromotors zur Erzeugung eines Gegenmomentes, wobei das die Pumpe P durchströmende und antreibende Hydrauliköl den in diesem Zustand als Generator wirkenden Elektromotor treibt, wodurch ein Energieüberschuß am Elektromotor M abgenommen und in die Leitung 21 in die Batterie eingespeist wird.
Für die Versorgung von Nebenfunktionen wird in einem nicht dargestellten Abzweig der Leitung L1 die Ölmenge zu diesen Verbrauchern gerichtet. Bei jedem Pumpenstart befindet sich das Nachsaugventil in der Grundstellung "offen" und die Pumpe kann ungehindert die nötige Ölmenge ansaugen. Da meistens der Rücklauf von Öl direkt zum Vorratsbehälter 11 geleitet wird, bleibt das Nachsaugventil 12 in offener Stellung und die Pumpe kann somit ungehindert das Öl ansaugen.

Claims (10)

  1. Hydraulische Hubvorrichtung insbesondere für batteriegetriebene Flurförderzeuge, mit einer von einem Elektromotor (M) antreibbaren Pumpe (P), mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder (13) Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter (11) über eine Zuführleitung (L1) zuführbar ist, wobei in einem saugseitigen Abschnitt (L1.1) der Zuführleitung (L1) ein Nachsaugventil (12) angeordnet ist und wobei das Hydrauliköl im Lastsenkbetrieb von dem Hubzylinder (13) über eine Rückführleitung (L4.1,L4.2,L1.3,L2, L1.1,L1.2,L6,L7,L5) unter Durchströmen eines den als Generator arbeitenden Elektromotor (M) antreibenden Hydromotors (P) in den Vorratsbehälter (11) rückförderbar ist, und mit einer Steuervorrichtung zur Änderung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des Hubzylinders (13), wobei die Zuführleitung eine Zweigleitung (L2) aufweist, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist und die in dem saugseitigen Abschnitt (L1.1) der Zuführleitung (L1) stromab des Nachsaugventils (12) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachsaugventil (12) in Abhängigkeit von dem in der Zweigleitung (L2) herrschenden Druck zwischen einer offenen Stellung freien Durchflusses und einer Rückschlagventilstellung schaltbar ist.
  2. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachsaugventil (12) in die Stellung freien Durchflusses vorgespannt ist.
  3. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung ein Stromreglerventil (16) angeordnet ist, mittels dessen der dem Hubzylinder (13) zugeführte Hydrauliköl-Volumenstrom veränderbar ist, und daß in der Rückführleitung ein Stromreglerventil (16) angeordnet ist, mittels dessen der Volumenstrom des vom Hubzylinder (13) in den Vorratsbehälter (11) zurückgeführten Hydrauliköls veränderbar ist.
  4. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitung (L2) gleichzeitig Teil der Rückführleitung ist.
  5. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung (L2) ein Rückschlagventil (12.1) angeordnet ist, dessen Öffnungsdruck im wesentlichen dem Schaltdruck des Nachsaugventils (12) in die Rückschlagventilstellung entspricht.
  6. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf des Rückschlagventils (12.1) von der Zweigleitung (L2) eine zu dem Nachsaugventil (12) führende Schaltleitung (L8) abzweigt.
  7. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß stromab des Rückschlagventils (12.1) zwischen der Zweigleitung (L2) und der Schaltleitung (L8) eine Entlastungsleitung (L9) verläuft, in der eine Düse (12.2) angeordnet ist.
  8. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachsaugventil (12) als elektrisches Umschaltventil ausgebildet ist.
  9. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromreglerventil (16) ein Drosselventil ohne hydraulische Lastkompensation ist.
  10. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Sensorvorrichtung (20), mittels der die Bewegung des Hubzylinders (13) erfaßbar ist, und dem Stromreglerventil (16) ein Regelkreis gebildet ist, der zu einer elektro-hydraulischen Lastkompensation führt.
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