DE102007059270A1

DE102007059270A1 - Steuereinrichtung für eine Hub- und Senksteuerung

Info

Publication number: DE102007059270A1
Application number: DE102007059270A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jordan
Original assignee: BUCHHOLZ HYDRAULIK; BUCHHOLZ HYDRAULIK GmbH
Current assignee: BUCHHOLZ HYDRAULIK; BUCHHOLZ HYDRAULIK GmbH
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-12-08
Publication date: 2009-03-19

Abstract

Bei einer Steuereinrichtung für eine Hub- und Senksteuerung von hydraulisch betätigten Hubmasten ist vorgesehen, zu den hydraulischen Ventilen ein handbetätigtes 4/3-Wegeventil zur Hybridsteuerung mit einem Wegsensor anzuordnen. Dabei ist vorgesehen, eine Lasthaltung in einer Hubleitung über ein Rückschlagventil vorzunehmen. Für die Absenkung ist eine ansteuerbare Proportionaldrossel angeordnet und über eine Steuereinheit erfolgt eine vollständige Abschaltung der Funktionen über einen Sicherheitsschalter.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine Hub- und Senksteuerung von hydraulisch betätigten Hubmasten, insbesondere in Flurförderfahrzeugen, mit einfach wirkenden Zylindern, wobei eine Pumpe für einen Druckaufbau und steuerbare Ventile für Heben und Senken unter Verwendung einer Umlaufdruckwaage und im nicht bestromten Zustand ein Federraum der Umlaufdruckwaage zum Rücklauf entlastet sind.
In elektromotorisch als auch in verbrennungsmotorisch angetriebenen Staplern werden Sperrfunktionen einer Arbeitshydraulik, wie Heben/Senken, Schieben, Neigen, üblicherweise mit leckölbehafteten Schieberventilen ausgeführt. Dies ist möglich, weil die bestehenden Vorschriften eine minimale Leckrate erlauben.
Im Zuge einer Standardisierung von Bauteilen und Komponenten werden Fahrzeuge aus einer ganzen Baureihe mit verschiedenen Zylinderdimensionen mit baugleichen Ventilen bestückt. Dadurch müssen alle Ventile die Leckölbedingungen der kleinsten Zylindergröße mit der geringsten Leckrate erfüllen. Dieses wird nur mit gesteuerten Lasthalteventilen ermöglicht.
Aus sicherheitsrelevanten Gründen ist vorgesehen, daß wenn der Fahrer seine Sitzposition verläßt, keine Bewegungen mehr ausgeführt werden dürfen, selbst wenn die Funktion durch den Bediener betätigt wird, sowohl bei magnetisch betätigten als auch bei manuell getätigten Ventilen. Alle Mastfunktionen müssen gestoppt werden, bzw. es darf nicht möglich sein, die Funktionen zu starten.
Bei elektromotorisch betriebenem Stapler sind somit alle Bewegungen, mit Ausnahme der Senkenfunktion durch Abschalten des Antriebsmotors für die Hydraulikpumpe, zu stoppen. Bei manuell gesteuerten Ventilen ist deshalb eine zusätzliche hydraulische Schaltfunktion erforderlich. Für derartige Handventile sind elektrisch entsperrbare Rückschlagventile, vorgesteuerte schaltbare Senkbremsventile bzw. Stromregelventile oder Ventilkombinationen erforderlich, um die gewünschte Sicherheitsfunktion zu erfüllen. Zusätzlich ist unter dem Gesichtspunkt der Lasthaltung ein Sperrventil erforderlich, was zu einer großen Zahl von Steuerelementen führt und damit kostenaufwendig ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der gattungsgemäßen Art zu verbessern, die Schaltfunktionen für Bewegungsabläufe außer Kraft setzt und die vorhandene Einstellungen aufrecht hält, wenn der Fahrer seine Sitzposition verläßt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den gattungsgemäßen Merkmalen dadurch, daß ein handbetätigtes Wegeventil zur Hybridsteuerung angeordnet ist und eine Stellung für Heben und Senken sowie eine neutrale Mittelstellung aufweist sowie ein Steuerkolben des Wegeventils mit einem Wegsensor für beide Schaltrichtungen gekoppelt ist und das Wegeventil Anschlüsse zur Verbindung von Pumpe und Hubmast sowie Anschlüsse zur Verbindung eines Lastsensors und einen Rücklauf aufweist, wobei in der Mittelstellung die Anschlüsse zwischen Pumpe und Hubmast gesperrt und die Anschlüsse zwischen Lastabgriff und Rücklauf verbunden sind, während in der Stellung Heben eine Verbindung zwischen Pumpe und Hubmast und einer Lasthaltung über ein Rückschlagventil in einer Hubleitung sowie auch eine Verbindung zwischen Lastabgriff und Pumpe besteht und in der Stellung Senken die Anschlüsse und gesperrt sowie ein in einer zur Rücklaufleitung parallelen Leitung eine sitzdichtende Proportionaldrossel angeordnet ist, und der Wegsensor in Abhängigkeit der Stellung des Wegeventils über ein elektrisches Steuersignal die Pumpe zum Heben sowie die Proportionaldrossel zum Senken über eine Steuereinheit einschaltet, wobei die Steuereinheit über einen Sicherheitsschalter ein- und ausschaltbar ist.
Hierdurch ist der Aufwand für zusätzliche hydraulische Steuerelemente gering, da die Senkfunktion durch eine druckkompensierte sitzdichtende Proportionaldrossel erfolgt und elektrisch durch das vorhandene System ansteuerbar ist.
Um eine Druckunabhängigkeit zu erhalten und eine Reproduzierbarkeit zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß eine Ablaufdruckwaage für die Senkbewegung in der parallelen Leitung mit der sitzdichtenden Proportionaldrossel zusätzlich eingeschaltet und ein Federraum für die Ablaufdruckwaage im nicht bestromten Zustand zum Rücklauf entlastet ist.
Bei Anordnungen mit einem Verbrennungsmotor ist vorgesehen, daß bei einem Antrieb der Pumpe über einen Verbrennungsmotor ein elektrisch schaltbares Sperrventil in die Zuführleitung der Pumpe angeordnet ist, das über den Sicherheitsschalter ein- und ausschaltbar ist.
Ferner wird für Anwendungen mit einem niedrigeren Haltedruck ohne Last als der relevante Federdruck an der Ablaufdruckwaage vorgeschlagen, daß die Ablaufdruckwaage eine zusätzlich beaufschlagte Druckeinheit zur Druckabsenkung aufweist.
Zusätzlich ist vorgesehen, daß die bei einem Antrieb der Pumpe über einen Verbrennungsmotor das Sperrventil in der Zuführleitung und die zusätzliche Druckeinheit über ein zugeordnetes Pilotventil steuerbar ist.
Eine einfache Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß das handbetätigte Wegeventil als 4/3 Wegeventil ausgebildet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 eine Schaltungsanordnung für ein Flurförderfahrzeug mit Elektromotor,
2 eine Schaltungsanordnung wie 1 mit einer zusätzlichen Ablaufdruckwaage für die Senkbewegung;
3 eine Schaltungsanordnung wie 2 mit einem Verbrennungsmotor mit einem zusätzlichen elektrisch schaltbaren Sperrventil in einer Zuführleitung und
4 eine Schaltungsanordnung für eine Anordnung eines Flurförderfahrzeuges mit einem niedrigeren Haltedruck ohne Last als der relevante Federdruck an der Ablaufdruckwaage.
Bei der gezeigten Schaltungsanordnung für Flugförderfahrzeuge erfolgt eine Steuerung über ein handbetätigtes Wegeventil 1 als 4/3 Wegeventil mit jeweils einer Stellung für Heben I und Senken II sowie einer neutralen Mittelstellung 0. Das Wegeventil 1 ist dabei über einen Steuerkolben mit einem Wegsensor 2 gekoppelt, der für beide Schaltrichtungen den Weg analog mißt. Die Anschlüsse des Wegeventils 1 bestehen aus einem Anschluß 3, der mit einer Zuführleitung 4 für eine Pumpe P verbunden ist, einem Anschluß 5 für eine Hubleitung 6, die unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 7 zu einem Hubmast H führt und einem Lastabgriff 8, der mit einem Wechselventil 9 verbunden ist sowie einem Anschluß 10 mit einer angeschlossenen Rücklaufleitung 11, die mit einem Tank R verbunden ist.
In der Mittelstellung 0 sind die Anschlüsse 3 und 5 zur Verbindung der Pumpe P mit dem Hubmast H gesperrt und die Anschlüsse 8 und 10 mit der Rücklaufleitung 11 verbunden.
In der Schaltstellung I für das Heben wird der Anschluß 3 der Zuführleitung 4 von der Pumpe P mit der Hubleitung 6 zum Hubmast H verbunden. Der Anschluß 10 zur Rücklaufleitung 11 ist gesperrt. In dem Strömungsweg vom Wegeventil 1 zum Hubmast H ist das Rückschlagventil 7 zur Lasthaltung und Rücklaufsperrung angeordnet.
In der Schaltstellung II für das Senken sind alle Anschlüsse 3, 5 und 8, 10 des Wegeventils 1 gesperrt. In einem durch eine Leitung 12 gebildeten parallelen Strömungsweg vom Hubmast H zum Tank R ist eine sitzdichtende, elektrisch steuerbare Proportionaldrossel 13 und eine stromabwärts eingeschaltete Ablaufdruckwaage 14 als Kompensationsdruckwaage angeordnet.
Über den Wegsensor 2 des Wegeventils 1 wird über ein elektrisches Steuersignal mittels einer Steuereinheit 15 die Drehzahlregelung eines Motors 16 der Pumpe P vorgenommen und die Proportionaldrossel 13 angesteuert. Über einen zugeordneten Sicherheitsschalter 17, wie einem Sitzschalter des Bedieners wird die elektrische Ansteuerung außer Betrieb gesetzt und die Bewegungsabläufe außer Kraft gesetzt sowie die vorhandenen Einstellungen aufrechterhalten.
Beim Heben wird das Wegeventil 1 in die Stellung I gebracht und die Anschlüsse 3 und 5 verbunden. Durch die Ansteuerung des Wegeventils 1 werden parallel eine eingeschaltete Umlaufdruckwaage 18 und die Drehzahl des Motors 16 für die Pumpe P gesteuert.
Die Umlaufdruckwaage 18 wird dabei über das Signal aus dem Lastabgriff 8 gesteuert und die Drehzahl des Motors 16 der Pumpe P proportional zum Kolbenhub des Wegeventils 1 über den Wegsensor 2 geregelt.
Beim Senken wird das Wegeventil 1 in die Stellung II gebracht und alle Anschlüsse 3, 5 und 8, 10 sind gesperrt. Die Bewegung des Wegeventils wird genutzt, um ein proportionales elektrisches Signal über den Wegsensor 2 für die Proportionaldrossel 13 zu erzeugen. Ein Senken wird dadurch erzeugt, daß die Proportionaldrossel 13 in einem parallelen Strömungszweig 12 zur Rücklaufleitung 11 zwischen Anschluß 10 zum Hubmast 4 und der Rücklaufleitung 11 liegt und eine nachgeschaltete Ablaufdruckwaage 14 zur Lastkompensation angeordnet ist.
Bei einer Anordnung mit einem Verbrennungsmotor gemäß 2 ist ebenfalls eine Anordnung entsprechend 1 vorgesehen. Zusätzlich ist über den Sicherheitsschalter 17 ein steuerbares Abschaltventil 19 in der Zuführleitung 4 vor der Pumpe P erforderlich.
In einer Anordnung mit reduziertem Lastdruck, bei der der Haltedruck ohne Last niedriger ist als der relevante Federdruck an der Ablaufdruckwaage 14 gemäß 3 ist vorgesehen, daß eine zusätzlich ansteuerbare Druckeinheit 20 zur Druckabsenkung angeordnet ist. Hierbei wird für Anordnungen mit Verbrennungsmotor das Abschaltventil 19 in der Zuführleistung 4 und die Druckeinheit 20 durch ein gemeinsames Pilotventil 21 gesteuert.

Claims

Steuereinrichtung für eine Hub- und Senksteuerung von hydraulisch betätigten Hubmasten, insbesondere in Flurförderfahrzeugen, mit einfach wirkenden Zylindern, wobei eine Pumpe für einen Druckaufbau und steuerbare Ventile für Heben und Senken unter Verwendung einer Umlaufdruckwaage und im nicht bestromten Zustand ein Federraum der Umlaufdruckwaage zum Rücklauf entlastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein handbetätigtes Wegeventil (1) zur Hybridsteuerung angeordnet ist und eine Stellung für Heben (I) und Senken (II) sowie eine neutrale Mittelstellung (0) aufweist sowie ein Steuerkolben des Wegeventils (1) mit einem Wegsensor (2) für beide Schaltrichtungen gekoppelt ist und das Wegeventil (1) Anschlüsse (3, 5) zur Verbindung von Pumpe (P) und Hubmast (H) sowie Anschlüsse (8, 10) zur Verbindung eines Lastsensors (9) und eines Rücklaufs (11) aufweist, wobei in der Mittelstellung (0) die Anschlüsse (3, 5) zwischen Pumpe (P) und Hubmast (H) gesperrt und die Anschlüsse (8, 10) zwischen Lastabgriff (8) und Rücklauf (11) verbunden sind, während in der Stellung Heben (I) eine Verbindung zwischen Pumpe (P) und Hubmast (H) mit einer Lasthaltung über ein Rückschlagventil (7) in einer Hubleitung (6) sowie auch eine Verbindung zwischen Lastabgriff (8) und Pumpe (P) besteht und in der Stellung Senken (II) die Anschlüsse (3, 5 und 8, 10) gesperrt sowie ein in einer zur Rücklaufleitung (11) parallelen Leitung (12) eine sitzdichtende Proportionaldrossel (13) angeordnet ist, und der Wegsensor (2) in Abhängigkeit der Stellung des Wegeventils (1) über ein elektrisches Steuersignal die Pumpe (P) zum Heben (I) sowie die Proportionaldrossel (13) zum Senken (II) über eine Steuereinheit (15) einschaltet, wobei die Steuereinheit (15) über einen Sicherheitsschalter (17) ein- und ausschaltbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablaufdruckwaage (14) für die Senkbewegung in der parallelen Leitung (12) mit der sitzdichtenden Proportionaldrossel (13) zusätzlich eingeschaltet und ein Federraum für die Ablaufdruckwaage (14) im nicht bestromten Zustand zum Rücklauf entlastet ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Antrieb der Pumpe (P) über einen Verbrennungsmotor ein elektrisch schaltbares Sperrventil (19) in die Zuführleitung (4) der Pumpe (P) angeordnet ist, das über den Sicherheitsschalter (17) ein- und ausschaltbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufdruckwaage (14) eine zusätzlich beaufschlagte Druckeinheit (20) zur Druckabsenkung aufweist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem Antrieb der Pumpe (P) über einen Verbrennungsmotor das Sperrventil (19) in der Zuführleitung (4) und die zusätzliche Druckeinheit (20) über ein zugeordnetes Pilotventil (21) steuerbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das handbetätigte Wegeventil (1) als 4/3 Wegeventil ausgebildet ist.