DE102007051042B4 - Method for sensing the end stop of a hydraulic lifting cylinder in an industrial truck - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Hebebetrieb eines hydraulischen Hubzylinders (10) bei einem Flurförderzeug, bei dem der Strom eines eine Hydraulikpumpe (12) antreibenden Elektromotors (20) gemessen wird und der Elektromotor (20) abgeschaltet wird, wenn ein Endanschlag des Hubzylinders (10) erreicht wird, wobei ein Druckbegrenzungsventil (26) anspricht, wenn der Druck in der Zuleitung (24) zum Hubzylinder (10) einen vorgegebenen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Anstiegs des Motorstroms (I) bei Erreichen des Endanschlags ein Schwellwert (30) für den Motorstrom (I) definiert ist, der Elektromotor (20) und/oder ein Ventil (14) in der Zuleitung (24) zum Hubzylinder (10) abgeschaltet wird, wenn der Schwellwert (30) erreicht wird, wobei zu Beginn des Hubvorgangs innerhalb eines Zeitintervalls (t1,t2) ein Maximum (32) des Motorstroms (V) nicht berichsichtigt wird.Method for lifting operation of a hydraulic lifting cylinder (10) in an industrial truck, in which the current of an electric motor (20) driving a hydraulic pump (12) is measured and the electric motor (20) is switched off when an end stop of the lifting cylinder (10) is reached, a pressure-limiting valve (26) responding when the pressure in the supply line (24) to the lifting cylinder (10) exceeds a predetermined value, characterized in that in the area of the increase in the motor current (I) when the end stop is reached, a threshold value (30) for the motor current (I) is defined, the electric motor (20) and/or a valve (14) in the supply line (24) to the lifting cylinder (10) is switched off when the threshold value (30) is reached, wherein at the beginning of the lifting process within a time interval (t1,t2) a maximum (32) of the motor current (V) is not reported.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sensierung des Endanschlags eines hydraulischen Hubzylinders bei einem Flurförderzeug nach Patentanspruch 1.The invention relates to a method for sensing the end stop of a hydraulic lifting cylinder in an industrial truck according to patent claim 1.

Wenn keine besondere Vorsorge getroffen ist, bewegt sich der Kolben eines betätigten hydraulischen Zylinders, z. B. eines Hubzylinders für ein Flurförderzeug, mechanisch gegen einen Anschlag, wenn er nicht vorher durch Sperrung des Hydraulikmediums angehalten wird. Naturgemäß muß Sorge dafür getragen werden, dass ein derartiges Anschlagen nicht zu Beschädigungen des Hubzylinders bzw. des damit verbundenen Teils, etwa einer Lastgabel, führt. Außerdem verursacht ein derartiges Anschlagen unerwünschte Geräusche und Erschütterungen. Es ist daher bekannt, einen sog. Endschalter vorzusehen, der den Hydraulikantrieb des Hubzylinders ausschaltet, wenn der Endanschlag erreicht oder bevor er erreicht wird. Der Einbau derartiger Endschalter ist relativ aufwendig und bedarf außerdem einer Überprüfung der Funktion von Fall zu Fall.Unless special precautions are taken, the piston of an actuated hydraulic cylinder, e.g. B. a lifting cylinder for an industrial truck, mechanically against a stop if it is not previously stopped by blocking the hydraulic medium. Naturally, care must be taken to ensure that such an impact does not damage the lifting cylinder or the part connected thereto, such as a load fork. In addition, such striking causes undesirable noise and vibration. It is therefore known to provide a so-called limit switch, which switches off the hydraulic drive of the lifting cylinder when the limit stop is reached or before it is reached. The installation of such limit switches is relatively expensive and also requires a review of the function from case to case.

Es ist ferner bekannt, mit der Zuleitung zum Hubzylinder ein Druckbegrenzungsventil zu verbinden, das anspricht, wenn ein vorgegebener Druck in der Zuleitung überschritten wird. Erfolgt beispielsweise keine Abschaltung mit einem Endschalter, wie oben beschrieben, würde das Druckbegrenzungsventil ansprechen und das Hydraulikmedium zum Tank zurückleiten. Auf diese Weise wird eine Überlastung des Hydraulikantriebs und der Hydraulikleitungen vermieden. Das Ansprechen des Druckbegrenzungsventils ist jedoch mit einem deutlich wahrnehmbaren Geräusch verbunden.It is also known to connect a pressure-limiting valve to the supply line to the lifting cylinder, which valve responds when a predetermined pressure in the supply line is exceeded. For example, if there is no shutdown with a limit switch, as described above, the pressure relief valve would respond and the hydraulic medium would be returned to the tank. This avoids overloading the hydraulic drive and the hydraulic lines. However, the response of the pressure relief valve is associated with a clearly perceptible noise.

Aus EP 0798 260 B1 ist bekannt geworden, die Position oder den Weg eines Hubzylinders für Flurförderzeuge dadurch zu ermitteln, dass die Menge des Hydraulikmediums gemessen wird, das dem Hubzylinder zugeleitet wird. Nach Maßgabe der Positionsmessung wird die Bewegungsgeschwindigkeit in der Nähe der Endposition des Hubzylinders stufenlos reduziert. Es ist aus diesem Dokument auch bekannt geworden, den mechanischen Anschlag oder die Endposition durch Strommessung zu überwachen und zu speichern. Der Strom steigt relativ steil an, wenn die Endposition des Hubzylinders erreicht wird. Die erfassten Endanschläge werden für nachfolgende Bewegungen dazu benutzt, um eine geeignete stufenlose Geschwindigkeitsänderung mit dem Ziel zu erreichen, abrupte Stoßbelastungen oder Kontaktbelastungen an den Endpositionen zu vermeiden.Out EP 0798 260 B1 has become known to determine the position or the path of a lifting cylinder for industrial trucks by measuring the amount of hydraulic medium that is fed to the lifting cylinder. According to the position measurement, the movement speed is continuously reduced in the vicinity of the end position of the lifting cylinder. It has also become known from this document to monitor and store the mechanical stop or the end position by current measurement. The current increases relatively steeply when the end position of the lifting cylinder is reached. The detected end stops are used for subsequent movements in order to achieve a suitable stepless speed change with the aim of avoiding abrupt impact loads or contact loads at the end positions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sensierung des Endanschlags eines hydraulischen Hubzylinders bei einem Flurförderzeug anzugeben, bei dem ein Endschalter nicht benötigt wird, und der Hubzylinder bis zu seinem Endanschlag mit gleich bleibender Geschwindigkeit bewegt werden kann.The invention is based on the object of specifying a method for sensing the end stop of a hydraulic lifting cylinder in an industrial truck, in which a limit switch is not required and the lifting cylinder can be moved to its end stop at a constant speed.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of patent claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für den Motorstrom bei Erreichen des Endanschlags ein Schwellwert definiert und in der Steuerungssoftware abgelegt. Der Elektromotor und/oder ein Ventil in der Zuleitung zum Hubzylinder wird abgeschaltet, wenn der Schwellwert erreicht wird.In the method according to the invention, a threshold value is defined for the motor current when the end stop is reached and is stored in the control software. The electric motor and/or a valve in the supply line to the lifting cylinder is switched off when the threshold value is reached.

Ein Signal von einem Bedienelement für die Betätigung des Elektromotors oder des Ventils für das Heben des Hubzylinders wird bevorzugt unterdrückt bzw. gar nicht erzeugt. Dies geht von der Erkenntnis aus, dass die Zeit, welche vom Erfassen des Schwellwerts bis zum Abschalten des Elektromotors bzw. Schließen des Steuerventils für den Hubzylinder kurz ist im Verhältnis zur Ansprechzeit des Druckbegrenzungsventils. Es reagiert erst nach einer gewissen Zeit, nachdem der Grenzdruck erreicht ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gelangt zwar der Kolben im Hubzylinder mechanisch gegen den Endanschlag, dies jedoch bei vollem Druck nur kurzzeitig. Eine weitere Betätigung des Hubzylinders wird bei Erreichen des Schwellwerts unterdrückt, indem der Pfad zur Erzeugung eines Betätigungssignals für den Hebenvorgang deaktiviert wird. Wird ein Bedienelement zum Auslösen des Hebenvorgangs durch die Bedienungsperson betätigt, führt dies daher nicht zu einer weiteren Betätigung des Hubzylinders.A signal from an operating element for actuating the electric motor or the valve for lifting the lifting cylinder is preferably suppressed or not generated at all. This is based on the knowledge that the time from the detection of the threshold value until the electric motor is switched off or the control valve for the lifting cylinder is closed is short in relation to the response time of the pressure-limiting valve. It only reacts after a certain time after the limit pressure has been reached. In the method according to the invention, the piston in the lifting cylinder comes mechanically against the end stop, but only briefly at full pressure. Further actuation of the lifting cylinder is suppressed when the threshold value is reached, in that the path for generating an actuation signal for the lifting process is deactivated. If an operating element for triggering the lifting process is actuated by the operator, this does not lead to further actuation of the lifting cylinder.

Damit bei einer erneuten Betätigung des Bedienelements für den Hebenvorgang der Kolben des Hubzylinders nicht erneut gegen den Endanschlag arbeitet und das Druckbegrenzungsventil auslöst, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die erneute Aktivierung eines Hebenvorgangs erst nach einer Aktivierung eines Senksignals für den Hubzylinder stattfinden kann. Auch dadurch wird vermieden, dass es zu einer Überlastung des Hydrauliksystems kommt und das Druckbegrenzungsventil anspricht, wenn der Endanschlag des Hubzylinders bereits erreicht ist.So that when the operating element for the lifting process is actuated again, the piston of the lifting cylinder does not again work against the end stop and trigger the pressure relief valve, one embodiment of the invention provides that a lifting process can only be activated again after a lowering signal for the lifting cylinder has been activated. This also prevents the hydraulic system from being overloaded and the pressure relief valve from responding when the end stop of the lifting cylinder has already been reached.

Beim Heben mit einer mehr oder weniger großen Last kann eintreten, dass der Anstieg des Motorstroms über den gespeicherten Schwellwert hinausgeht. Daher sieht die Erfindung vor, dass Stromwerte zu Beginn einer Strommessung beim Hebenvorgang ausgeblendet werden.When lifting with a more or less heavy load, it can happen that the motor current increases beyond the stored threshold value. The invention therefore provides that current values are masked out at the beginning of a current measurement during the lifting process.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert:

  • 1 zeigt äußerst schematisch ein Blockschaltbild für die Betätigung der Hebenfunktion eines Hubzylinders für ein Flurförderzeug.
  • 2 zeigt ein Diagramm zum Verlauf des Motorstroms beim Heben mit einem Hubzylinder ohne Last.
  • 3 zeigt ein ähnliches Diagramm wie 2, jedoch beim Hebenvorgang mit Last.
The invention is explained in more detail below with reference to drawings:
  • 1 shows extremely schematically a block diagram for the actuation of the lifting function of a lifting cylinder for an industrial truck.
  • 2 shows a diagram of the course of the motor current when lifting with a lifting cylinder without load.
  • 3 shows a diagram similar to 2 , but when lifting with a load.

In 1 ist ein Hubzylinder 10 dargestellt, der in einem beliebigen Flurförderzeug (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann. Er wird von einer Hydraulikpumpe 12 betätigt über ein Steuerventil 14, das von einem geeigneten Bedienelement 16 betätigt wird. Die Betätigung des z. B. elektromagnetisch gesteuerten Ventils 14 erfolgt über eine Steuervorrichtung 18. Die Pumpe 12 wird von einem Elektromotor 20 angetrieben, der ebenfalls über die Steuervorrichtung 18 angesteuert wird. Im Stromkreis des Elektromotors 20 ist ein Strommesser 22 vorgesehen, dessen Signale auf die Steuervorrichtung 18 gehen. An die Zuleitung 24 vom Steuerventil 14 zum Hubzylinder 10 ist ein Überdruckventil 26 geschaltet, dessen Ausgang mit einem Tank 28 verbunden ist, aus dem die Pumpe 12 ansaugt.In 1 a lifting cylinder 10 is shown which can be used in any industrial truck (not shown). It is actuated by a hydraulic pump 12 via a control valve 14 which is actuated by a suitable operating element 16. The actuation of z. B. electromagnetically controlled valve 14 via a control device 18. The pump 12 is driven by an electric motor 20, which is also controlled by the control device 18. An ammeter 22 is provided in the circuit of the electric motor 20 , the signals of which go to the control device 18 . A pressure relief valve 26 is connected to the supply line 24 from the control valve 14 to the lifting cylinder 10, the outlet of which is connected to a tank 28 from which the pump 12 sucks.

Der Sensor 22 mißt den Strom des Elektromotors, der zum Aufbringen der Last vom Motor 20 gefordert wird, um den Hydraulikzylinder 10 zu betätigen. In 2 ist der Verlauf des Stroms für einen Hebenvorgang mit dem Hubzylinder 10 über der Zeit aufgetragen. Es ist angenommen, dass sich keine Last auf der nicht gezeigten Lastgabel befindet. Zur Zeit t1 wird der Motor 20 angesteuert. Dies geschieht, wie erwähnt, über das Betätigungselement 16 und die Steuervorrichtung 18. Während der Zeit t1 läuft der Motor an, und die Lastgabel wird während der Zeit t2 mit konstanter Geschwindigkeit angehoben. In der Zeit t3, in der der Kolben im Zylinder 10 am Endanschlag angelangt ist, arbeitet die Pumpe 12 gegen das Druckbegrenzungsventil 26, das zum Zeitpunkt t4 öffnen würde. Bei 30 ist in dem Stromanstieg während der Zeit t3 bis t4 ein Schwellwert eingezeichnet, der der Steuervorrichtung 18 bekannt ist. Erreicht der Strom den Schwellwert 30, schaltet die Steuervorrichtung 18 den Motor 20 ab und deaktiviert das Steuerventil 14. Würde dies nicht geschehen, würde der Verlauf des Stroms den hinter dem Schwellwert 30 eingezeichneten Wert nehmen, nachdem das Druckbegrenzungsventil vollständig geöffnet hat.The sensor 22 measures the electric motor current required to apply the load from the motor 20 to actuate the hydraulic cylinder 10 . In 2 is the course of the current for a lifting operation with the lifting cylinder 10 plotted against time. It is assumed that there is no load on the load fork, not shown. Motor 20 is activated at time t 1 . As mentioned, this takes place via the actuating element 16 and the control device 18. During the time t 1 the motor starts up and the load fork is raised at a constant speed during the time t 2 . In time t 3 , in which the piston in cylinder 10 has reached the end stop, pump 12 works against pressure-limiting valve 26, which would open at time t 4 . A threshold value, which is known to the control device 18, is plotted at 30 in the current rise during the time t 3 to t 4 . If the current reaches the threshold value 30, the control device 18 switches off the motor 20 and deactivates the control valve 14. If this did not happen, the course of the current would take the value shown behind the threshold value 30 after the pressure-limiting valve has opened completely.

In 3 ist gezeigt, dass zur Zeit t1 der Stromverlauf ein Maximum 32 hat, der darauf zurückzuführen ist, dass eine große Last angehoben werden muß. Hierbei kommt es zu einer Stromspitze, die, wie hier gezeigt, oberhalb des Schwellwerts 30 liegt. Damit der Motor nicht bereits zu diesem Zeitpunkt ausgeschaltet wird, enthält die Steuervorrichtung 18 eine geeignete Vorkehrung, damit Stromwerte zu Beginn des Hebenvorgangs, also innerhalb der Zeit t1 bis t2, nicht berücksichtigt werden.In 3 it is shown that at time t 1 the current waveform has a maximum 32 which is due to the fact that a large load has to be lifted. This leads to a current peak which, as shown here, is above the threshold value 30. So that the motor is not already switched off at this point in time, the control device 18 contains a suitable provision so that current values at the beginning of the lifting process, ie within the time t 1 to t 2 , are not taken into account.

Das Erreichen des Schwellwerts 30 hat außerdem zur Folge, dass eine erneute Betätigung des Bedienelements 16 zur Ausführung eines Hebenvorgangs nicht zu einem entsprechenden Signal für das Steuerventil 14 bzw. Einschaltsignal für den Motor 20 führt, vielmehr wird die Erzeugung solcher Signale unterdrückt. Erst wenn über das Betätigungselement 16 ein Senkvorgang eingeleitet worden ist, kann erneut ein Hebenvorgang initiiert werden.Reaching threshold value 30 also means that renewed actuation of control element 16 to carry out a lifting process does not lead to a corresponding signal for control valve 14 or a switch-on signal for motor 20, rather the generation of such signals is suppressed. Only when a lowering process has been initiated via the actuating element 16 can a lifting process be initiated again.

Claims (4)

Verfahren zum Hebebetrieb eines hydraulischen Hubzylinders (10) bei einem Flurförderzeug, bei dem der Strom eines eine Hydraulikpumpe (12) antreibenden Elektromotors (20) gemessen wird und der Elektromotor (20) abgeschaltet wird, wenn ein Endanschlag des Hubzylinders (10) erreicht wird, wobei ein Druckbegrenzungsventil (26) anspricht, wenn der Druck in der Zuleitung (24) zum Hubzylinder (10) einen vorgegebenen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Anstiegs des Motorstroms (I) bei Erreichen des Endanschlags ein Schwellwert (30) für den Motorstrom (I) definiert ist, der Elektromotor (20) und/oder ein Ventil (14) in der Zuleitung (24) zum Hubzylinder (10) abgeschaltet wird, wenn der Schwellwert (30) erreicht wird, wobei zu Beginn des Hubvorgangs innerhalb eines Zeitintervalls (t1, t2) ein Maximum (32) des Motorstroms (V) nicht berichsichtigt wird.Method for lifting operation of a hydraulic lifting cylinder (10) in an industrial truck, in which the current of an electric motor (20) driving a hydraulic pump (12) is measured and the electric motor (20) is switched off when an end stop of the lifting cylinder (10) is reached, a pressure-limiting valve (26) responding when the pressure in the supply line (24) to the lifting cylinder (10) exceeds a predetermined value, characterized in that in the area of the increase in the motor current (I) when the end stop is reached, a threshold value (30) for the motor current (I) is defined, the electric motor (20) and/or a valve (14) in the supply line (24) to the lifting cylinder (10) is switched off when the threshold value (30) is reached, wherein at the beginning of the lifting process within a time interval (t 1, t 2 ) a maximum (32) of the motor current (V) is not reported. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung der Erzeugung eines Hebensignals für den Hubzylinder (10) erst aufgehoben wird, nachdem zuvor ein Senksignal für den Hubzylinder (10) erzeugt worden ist.procedure after claim 1 , characterized in that the deactivation of the generation of a lifting signal for the lifting cylinder (10) is only canceled after a lowering signal for the lifting cylinder (10) has previously been generated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Stromwerte zu Beginn einer Strommessung beim Hebenvorgang ausgeblendet werden.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that current values are hidden at the beginning of a current measurement during the lifting process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung eines Signals von einem Betätigungselement (16) für eine Betätigung des Elektromotors (20) und/oder des Ventils (14) für das Heben des Hubzylinders (10) unterdrückt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the generation of a signal from an actuating element (16) for actuating the electric motor (20) and/or the valve (14) for lifting the lifting cylinder (10) is suppressed.
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