DE102008048057A1

DE102008048057A1 - Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102008048057A1
Application number: DE200810048057
Authority: DE
Inventors: Stephan Scharf
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Verbrennungsmotor (1), der mit einer elektrischen Maschine (3), insbesondere einer als Generator und/oder Motor betreibbaren elektrischen Maschine, zur Versorgung eines elektrischen Fahrantriebs und einer hydraulischen Verdrängereinheit (5) in trieblicher Verbindung steht, und einer einen Hubantrieb (10) umfassenden Arbeitshydraulik (7), wobei zur Steuerung des Hubantriebs (10) ein Steuerventil (12) vorgesehen ist, mittels dem im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10) eine zu dem Hubantrieb (10) geführte Senkenleitung (26) an eine mit einem Behälter (21) in Verbindung stehende Behälterleitung (24) anschließbar ist. Zur Lösung der Aufgabe, ein Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich des Wärmehaushaltes des Druckmittels und des Energieverbrauchs des Verbrennungsmotors verbessert ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass von der Senkenleitung (26) eine zu einer Saugseite der hydraulischen Verdrängereinheit (6) geführte Umgehungs(26) zwischen dem Steuerventil (12) und dem Anschluss der Umgehungsleitung (31) ein in Abhängigkeit von dem Lastdruck des Hubantriebs (10) im Senkenbetrieb steuerbares Absperrventil (30) angeordnet ist und im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10) das Absperrventil (30) in eine Sperrstellung beaufschlagbar ist und/oder an der elektrischen Mascchine (3), die von der als Motor arbeitenden ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer elektrischen Maschine, insbesondere einer als Generator und/oder Motor betreibbaren elektrischen Maschine, zur Versorgung eines elektrischen Fahrantriebs und einer hydraulischen Verdrängereinheit in trieblicher Verbindung steht, und einer einen Hubantrieb umfassenden Arbeitshydraulik, wobei zur Steuerung des Hubantriebs ein Steuerventil vorgesehen ist, mittels dem im Senkenbetrieb des Hubantriebs eine zu dem Hubantrieb geführte Senkenleitung an eine mit einem Behälter in Verbindung stehende Behälterleitung anschließbar ist.
Bei Flurförderzeugen mit einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Fahrantrieb, einem so genannten Hybridantrieb, wird die mechanische Energie des Verbrennungsmotors mittels eines von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Generators in elektrische Energie umgewandelt und dann unter Zwischenschaltung einer Steuerungsvorrichtung einem oder mehreren elektrischen Fahrmotoren zugeführt. Eine zur Versorgung hydraulischer Antriebe, beispielsweise einer Arbeitshydraulik, die einen Hubantrieb und mindestens einen Nebenantrieb, beispielsweise einen Neigeantrieb eines Hubmastes und eine Seitenschiebereinrichtung eines Lastaufnahmemittels umfasst, benötigte Hydraulikpumpe ist hierbei direkt mit dem Verbrennungsmotor trieblich verbunden.
Der Hubantrieb ist mittels eines Steuerventils steuerbar. Zum Absenken einer an dem Hubantrieb angreifenden Last wird an dem Steuerventil eine die Senkengeschwindigkeit bestimmende Öffnungsweite vorgegeben, wobei die durch die Hubhöhe vorhandene potentielle Energie der Last durch Drosselung an dem Steuerventil in Wärme umgewandelt und in das Druckmittel abgegeben wird. Im Betrieb einer beispielsweise als Flurförderzeug ausgebildeten Arbeitsmaschine, die durch häufiges Anheben und Absenken einer an dem Hubantrieb angreifenden Last gekennzeichnet ist, kann es durch diesen Wärmeeintrag in das Druckmittel erforderlich werden, weitere konstruktive Maßnahmen vorzusehen, um die Wärme dem Druckmittel wieder zu entziehen, beispielsweise in Form einer Kühlereinrichtung für das Druckmittel des Antriebssystems.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich des Wärmehaushaltes des Druckmittels und des Energieverbrauchs des Verbrennungsmotors verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass von der Senkenleitung eine zu einer Saugseite der hydraulischen Verdrängereinheit geführte Umgehungsleitung abzweigt, wobei in der Senkenleitung zwischen dem Steuerventil und dem Anschluss der Umgehungsleitung ein in Abhängigkeit vom dem Lastdruck des Hubantriebs im Senkenbetrieb steuerbares Absperrventil angeordnet ist und im Senkenbetrieb des Hubantriebs das Absperrventil in eine Sperrstellung beaufschlagbar ist und/oder an der elektrischen Maschine, die von der als Motor arbeitenden hydraulischen Verdrängereinheit angetrieben ist, ein Bremsmoment zur Konstanthaltung der Drehzahl des Verbrennungsmotors erzeugbar ist. Erfindungsgemäß wird somit im Senkenbetrieb des Hubantriebs mittels des über die Umgehungsleitung vom Hubantrieb abströmenden Druckmittels die hydraulische Verdrängereinheit angetrieben, die somit als Motor arbeitet und die elektrische Maschine und somit den Verbrennungsmotor antriebt. Der Verbrennungsmotor wird im Senkenbetrieb des Hubantriebs mit der unteren Leerlaufdrehzahl betrieben oder – falls von dem Verbrennungsmotor ein weiterer hydraulischer Verbraucher und/oder der elektrische Fahrantrieb mit Leistung versorgt wird – mit einer entsprechend erhöhten Drehzahl betrieben. Um die Drehzahl des Verbrennungsmotors durch das zusätzliche von der Verdrängereinheit im Senkenbetrieb erzeugte und auf den Verbrennungsmotor drehzahlerhöhend wirkende Drehmoment konstant zu halten, wird erfindungsgemäß an der als Generator arbeitenden elektrischen Maschine ein Bremsmoment erzeugt, das dem an der Verdrängereinheit erzeugten, aus dem Senkenstrom und dem Lastdruck des Hubantriebs im Senkenbetrieb resultierenden Drehmoment entspricht und entgegenwirkt. Durch das erfindungsgemäße Absenken der am Hubantrieb angreifenden Last durch ein als Bremsmoment wirkendes Drehmoment an der elektrischen Maschine anstelle einer Drosselung am Steuerventil kann der Wärmeeintrag in das Druckmittel auf einfache Weise bei einem erfindungsgemäßen Flurförderzeug verringert werden. Zudem kann durch den Antrieb der als Motor betriebenen Verdrängereinheit im Senkenbetrieb des Hubantriebs eine Unterstützung des Verbrennungsmotors erzielt werden, so dass bei einer Leistungsanforderung des Verbrennungsmotors durch einen weiteren hydraulischen Verbraucher und/oder den Fahrantrieb die von dem Verbrennungsmotor aufzubringende Leistung verringert werden kann, wodurch eine Energieeinsparung und Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors erzielbar ist. Zudem wird im Senkenbetrieb des Hubantriebs durch den generatorischen Betrieb der von der Verdrängereinheit, die als Motor arbeitet, angetriebenen elektrischen Maschine elektrische Leistung erzeugt, die zwischengespeichert werden kann, wodurch weiterhin eine Energierückgewinnung im Senkenbetrieb erzielbar ist. Insgesamt wird somit ein Flurförderzeug zur Verfügung gestellt, das hinsichtlich der Temperaturbelastung des Druckmittels verbessert ist, wodurch eine vorhandene Kühlereinrichtung für das Druckmittel verkleinert werden kann oder entfallen kann, und das durch eine Unterstützung des Verbrennungsmotors und die Erzeugung elektrischer Energie im Senkenbetrieb des Hubantriebs einen verringerten Energieverbrauch aufweist.
Die hydraulische Verdrängereinheit kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Hydraulikmotor, insbesondere Zahnradmotor, ausgebildet sein. Mit einem derartigen, zusätzlichen Hydraulikmotor, der mit dem Verbrennungsmotor in trieblicher Verbindung steht, kann auf einfache Weise im Senkenbetrieb des Hubantriebs die ebenfalls mit dem Verbrennungsmotor trieblich verbundene elektrische Maschine angetrieben werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die hydraulische Verdrängereinheit als Pumpe, insbesondere im Fördervolumen verstellbare, bedarfsstromgeregelte Pumpe, insbesondere eine Verdrängereinheit in Axialkolbenbauweise, zur Versorgung der Arbeitshydraulik und/oder einer Lenkungshydraulik ausgebildet ist, die mittels einer Ansaugleitung mit einem Behälter in Verbindung steht, wobei in der Ansaugleitung zwischen dem Anschluss der Umgehungsleitung und dem Behälter ein in Richtung zum Behälter sperrendes Sperrventil angeordnet ist. Hierdurch kann mit geringem Aufwand erzielt werden, dass die bereits im Antriebsstrang des Verbrennungsmotors vorhandene Pumpe, die die Arbeitshydraulik und/oder eine hydraulische Lenkungseinrichtung mit Druckmittel versorgt, im Senkenbetrieb des Hubantriebs von dem aus dem Hubantrieb abströmenden Druckmittel angetrieben wird und als Motor arbeitet, der die elektrische Maschine antreibt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zweigt von der Förderleitung der Pumpe eine zu dem Behälter geführte Ablaufleitung ab, in der ein Ablaufventil angeordnet ist. Mit einem derartigen Ablaufventil kann auf einfache Weise erzielt werden, dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs der aus dem Hubantrieb abströmende und die als Motor arbeitende Pumpe antreibende Druckmittelstrom über die Ablaufleitung zum Behälter geführt werden kann.
Das Ablaufventil kann hierbei als Schaltventil oder Proportionalventil ausgebildet sein, das elektrisch oder hydraulisch betätigt ist.
Besondere Vorteile sind erzielbar, wenn gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung das Ablaufventil als Druckwaage ausgebildet ist, die von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkungshydraulik sowie einer Feder in Richtung einer Sperrstellung und dem Förderdruck der Pumpe in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagt ist. Mit einer derartigen Druckwaage kann auf einfache Weise erzielt werden, dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs der aus dem Hubantrieb abströmende Senkenstrom nach der Durchströmung und dem Antrieb der als Motor arbeitenden Pumpe zum Behälter abgeführt werden kann. Wird im Senkenbetrieb ein weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik und/oder die Lenkungshydraulik betätigt und somit von der Pumpe ein Druckmittelstrom angefordert, kann mit einer derartigen vom höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher gesteuerten Druckwaage auf einfache Weise der überschüssige geförderte und den Bedarf der weiteren Verbraucher der Arbeitshydraulik bzw. der Lenkungshydraulik übersteigende Druckmittelstrom zum Behälter abgeführt werden.
Zweckmäßigerweise ist in der Umgehungsleitung ein Sperrventil angeordnet. Mit einem derartigen Sperrventil kann auf einfache Weise verhindert werden, dass bei der Versorgung weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkungshydraulik Druckmittel aus der Umgehungsleitung angesaugt wird.
Das Sperrventil kann als elektrisch oder hydraulisch betätigtes Sperrventil ausgebildet sein.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und eines geringen Bauaufwands ergeben sich Vorteile, wenn das Sperrventil gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung als in Richtung zur Ansaugleitung öffnendes Rückschlagventil, insbesondere federbelastetes Rückschlagventil, ausgebildet ist.
Das Sperrventil kann gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung als Druckwaage ausgebildet ist. Mit einer derartigen Druckwaage kann ebenfalls mit geringem Aufwand erzielt werden, dass der Durchflussquerschnitt der Umgehungsleitung verringert wird, wenn die Pumpe zur Versorgung weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkungshydraulik einen Druckmittelstrom fördert und der Druck in der Ansaugleitung der Pumpe absinkt. Insbesondere in einem Betriebszustand, in dem der Hubantrieb mit einer geringen Senkengeschwindigkeit betrieben werden soll und die Pumpe einen hohen Druckmittelstrom zur Versorgung der weiteren Verbraucher der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkungshydraulik fördert, kann hierbei verhindert werden, dass durch den sich in der Ansaugleitung der Pumpe verringernden Ansaugdruck Druckmittel aus der Umgehungsleitung und somit aus dem Hubantrieb angesaugt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Absperrventil bei Unterschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs in eine Durchflussstellung beaufschlagt und bei Überschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes des Hubantriebs in eine Sperrstellung beaufschlagbar. Bei Unterschreiten des Grenzdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs wird hierbei bei geöffnetem Absperrventil der Senkenstrom über das Steuerventil in den Behälter abgeführt, wodurch insbesondere beim Absenken mit geringer Last oder ohne Last der Hubantrieb auf einfache Weise gesteuert werden kann. Übersteigt der Lastdruck im Senkenbetrieb des Hubantriebs den Grenzwert, kann durch das in die Sperrstellung beaufschlagte Absperrventil die Pumpe von dem über die Umgehungsleitung abströmenden Senkenstrom angetrieben werden und der Hubantrieb gegen das von der elektrischen Maschine erzeugte als Bremsmoment wirkende Drehmoment abgesenkt werden, wodurch eine Wärmeeintrag in das Druckmittel und somit eine Erwärmung des Druckmittels beim Senken des Hubantriebs mit Last wirkungsvoll verringert werden kann.
Zweckmäßigerweise ist zur Erfassung des Lastdruckes des Hubantriebs der Senkenleitung stromauf des Absperrventils eine Sensoreinrichtung zugeordnet. Hierdurch kann der Lastdruck im Senkenbetrieb des Hubantriebs auf einfache Weise erfasst werden und somit das Absperrventil in Abhängigkeit von dem Lastdruck des Hubantriebs im Senkenbetrieb gesteuert werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die elektrische Maschine mit einem elektrischen Energiespeicher und/oder einem elektrischen Widerstand in Verbindung steht. Mit einem elektrischen Widerstand, der bei einem derartigen Flurförderzeug mit einem elektrischen Fahrantrieb zur Abführung der im Bremsbetrieb des Flurförderzeugs erzeugten elektrischen Energie bereits vorhanden ist, kann die im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine im Senkenbetrieb des Hubantriebs erzeugte elektrische Energie auf einfache Weise abgeführt und verbraucht werden. Sofern ein elektrischer Energiespeicher vorhanden ist, kann die im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine im Senkenbetrieb des Hubantriebs erzeugte elektrische Energie auf einfache Weise zwischengespeichert und durch einen motorischen Betrieb der elektrischen Maschine zur Unterstützung der Verbrennungsmotors, beispielsweise während des Nebenbetriebs des Hubantriebs, oder zur Versorgung des Fahrmotors verwendet werden, wodurch eine wirkungsvolle Energierückgewinnung im Senkenbetrieb des Hubantriebs und ein verringerter Energieverbrauch des Verbrennungsmotors erzielt werden kann.
Das Absperrventil ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung als elektrisch betätigbares Schaltventil ausgebildet. Mit einem derartigen Schaltventil kann auf einfache Weise im Senkenbetrieb des Hubantriebs der Senkvorgang mittels des Steuerventils oder mittels der elektrischen Maschine gesteuert werden.
Es ist jeodch ebenfalls möglich, das Absperrventil als elektrisch betätigbares Proportionalventil auszubilden.
Zweckmäßigerweise ist das Absperrventil mittels einer Feder in eine Sperrstellung und mittels einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Schaltmagneten oder Proportionalmagneten, in eine Durchflussstellung beaufschlagbar, wodurch sich für das Absperrventil ein einfacher Aufbau ergibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, die mit der Sensoreinrichtung zur Erfassung des Lastdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs, dem Absperrventil zu dessen Ansteuerung, einer Drehzahlsteuereinrichtung des Verbrennungsmotor zur Erfassung der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine zu deren Ansteuerung in Verbindung steht. Mit einer derartigen elektronischen Steuereinrichtung kann der Senkenbetrieb des Hubantriebs durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine auf einfache Weise gesteuert werden.
Mit besonderem Vorteil ist hierbei die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass das Absperrventil im Senkenbetrieb des Hubantriebs bei Überschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes des Hubantriebs in eine Sperrstellung beaufschlagt wird und die elektrische Maschine derart angesteuert wird, dass der Verbrennungsmotor mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird. Hierdurch kann auf einfache Weise beim Überschreiten des Grenzwertes des Lastdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs der Senkvorgang durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine gesteuert werden, wodurch eine Erwärmung des Druckmittels vermieden und eine Energierückgewinnung bzw. eine Unterstützung des Verbrennungsmotors erzielt werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der 1 ist ein Schaltplan eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs, beispielsweise eines Gabelstapler, dargestellt.
Das Flurförderzeug weist einen Verbrennungsmotor 1 auf, dessen Abtriebswelle 2 mit einer als Generator und/oder Motor betreibbaren elektrischen Maschine in Wirkverbindung steht. Die elektrische Maschine 3 dient im generatorischen Betrieb zur Versorgung eines nicht mehr dargestellten elektrischen Fahrantriebs, der von einem elektrischen Fahrmotor oder mehreren elektrischen Fahrmotoren gebildet sein kann. Mit der elektrischen Maschine 3 steht ein elektrischer Energiespeicher 4 in Wirkverbindung, der beispielsweise von Hochleistungskondensatoren gebildet sein kann. Weiterhin steht die Abtriebswelle 2 des Verbrennungsmotors 1 mit einer als Pumpe 5 ausgebildeten hydraulischen Verdrängereinheit 6 in trieblicher Verbindung, die zur Versorgung einer Arbeitshydraulik 7 und einer hydraulischen Lenkungseinrichtung 8 dient.
Die Arbeitshydraulik 7 umfasst einen Hubantrieb 10 und mindestens einen Nebenverbraucher, beispielsweise einen Neigeantrieb 11 eines Hubmastes und eine nicht mehr dargestellte Seitenschiebereinrichtung eines Lastaufnahmemittels. Zur Steuerung des Hubantriebs 8 ist ein Steuerventil 12 vorgesehen. Zur Steuerung der weiteren Verbraucher der Arbeitshydraulik 7 sind entsprechende Steuerventile 13, 14 vorgesehen, die mit dem Steuerventil 12 des Hubantriebs 8 zu einem Steuerventilblock der Arbeitshydraulik 7 zusammengefasst sein können.
Die Pumpe 5 ist als im Fördervolumen verstellbare, bedarfsstromgeregelte Pumpe ausgebildet, die an der Saugseite mittels einer Ansaugleitung 20 mit einem Behälter 21 in Verbindung steht. Zur Versorgung der Arbeitshydraulik 7 und der Lenkungshydraulik 8 ist an die Förderseite der Pumpe 5 eine Förderleitung 22 angeschlossen, wobei in der Förderleitung 5 der Pumpe 1 eine Prioritätsventil 23 angeordnet ist, mit dem die bevorzugte Versorgung der Lenkungshydraulik 8 sichergestellt werden kann.
Die Steuerventile 12, 13, 14 der Arbeitshydraulik 7 sind hierbei an die Förderleitung 22 stromab des Prioritätsventils 23 sowie an eine zu dem Behälter 21 geführte Behälterleitung 24 angeschlossen. Das den Hubantrieb 10 steuernde Steuerventil 12 verbindet in einer Nebenstellung zum Anheben einer an dem Hubantrieb 7 anstehenden Last eine Nebenleitung 25 mit der Förderleitung 22 und im Senkenbetrieb zum Absenken einer an dem Hubantrieb 7 anstehenden Last eine Senkenleitung 26 mit der Behälterleitung 24. Anstelle einer getrennten Nebenleitung 25 und einer Senkenleitung 26 kann ebenfalls eine kombinierte Heben-/Senkenleitung 26 vorgesehen sein, die in der Nebenstellung des Steuerventils 12 an die Förderleitung 22 und in der Senkenstellung des Steuerventils 12 an die Behälterleitung 24 anschließbar ist.
Zur Steuerung des Fördervolumens der Pumpe 5 ist eine Regeleinrichtung 27, beispielsweise ein Load-Sensing-Regler, vorgesehen, die von dem in einer Lastdruckmeldeleitung 28 anstehenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher des Arbeitshydraulik 7 und der Lenkungseinrichtung 8 gesteuert ist.
Erfindungsgemäß ist in der Senkenleitung 26 bzw. der kombinierten Heben-/Senkenleitung 26 ein Absperrventil 30 angeordnet, wobei von der Senkenleitung 26 bzw. der kombinierten Heben-/Senkenleitung 26 zwischen dem Absperrventil 30 und dem Hubantrieb 7 eine Umgehungsleitung 31 abzweigt, die zu der Ansaugleitung 20 der Pumpe 5 geführt ist. In der In der Ansaugleitung 20 ist zwischen dem Anschluss der Umgehungsleitung 31 und dem Behälter 21 ein in Richtung zum Behälter 21 sperrendes Sperrventil 32 angeordnet, das beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet ist. Ein weiteres, beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildetes und in Richtung zur Ansaugleitung 20 öffnendes Sperrventil 33 ist in der Umgehungsleitung 31 angeordnet.
An der Förderleitung 22 der Pumpe 5 ist weiterhin eine zu dem Behälter 21 geführte Ablaufleitung 35 angeschlossen, in der ein Ablaufventil 36 angeordnet ist. Das Ablaufventil 36 ist hierbei als Druckwaage 37 ausgebildet, die von dem in der Lastdruckmeldeleitung 28 anstehenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher des Arbeitshydraulik 7 und der Lenkungseinrichtung 8 sowie einer Feder 38 in Richtung einer Sperrstellung und dem in der Förderleitung 22 anstehenden Druck der Pumpe 5 in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagt ist. Hierzu ist an einen in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerduckraum der Druckwaage 37 eine von der Ablaufleitung 35 stromauf der Druckwaage 37 abzweigende Steuerduckleitung 39 geführt.
Das Absperrventil 30 ist als elektrisch betätigbares Schaltventil 40 ausgebildet, das mittels einer Feder 41 in eine Sperrstellung und mittels einer beispielsweise als Schaltmagnet ausgebildeten Betätigungseinrichtung 42 in eine Durchflussstellung beaufschlagbar ist.
Die Betätigungseinrichtung 42 des Absperrventils 30 steht ausgangsseitig mit einer elektronischen Steuereinrichtung 45 in Verbindung, die eingangsseitig zur Erfassung des Lastdruckes des Hubantriebs 10 im Senkenbetrieb mit einer den Druck in der Senkenleitung 26 bzw. der kombinierten Heben-/Senkenleitung 26 erfassenden Sensoreinrichtung 46 in Wirkverbindung steht. Die Sensoreinrichtung 46 steht hierbei mit der Senkenleitung 26 bzw. der kombinierten Heben-/Senkenleitung 26 zwischen dem Hubantrieb 10 und dem Absperrventil 30 und somit der Senkenleitung 26 stromauf des Ablaufventils 30 in Verbindung.
In der Senkenleitung 26 bzw. der kombinierten Heben-/Senkenleitung 26 kann stromauf des Anschlusses der Umgehungsleitung 31 ein nicht dargestelltes Senkbremsventil zur Konstanthaltung der Senkengeschwindigkeit des Hubantriebs 10 angeordnet sein.
Die Steuereinrichtung 45 steht weiterhin zur Erfassung und Steuerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 mit einer Drehzahlsteuereinrichtung 47 des Verbrennungsmotors 1 und mit der elektrischen Maschine 3 zu deren Ansteuerung in Verbindung.
Die Steuerventile 12, 13, 14 der Arbeitshydraulik können elektrisch oder mechanisch betätigt sein. Zur Erfassung der Betätigung der Steuerventile 12, 13, 14 steht die elektronische Steuereinrichtung 30 mit einer die Auslenkung und somit die Betätigung der Steuerventile 12, 13, 14 erfassenden Sensoreinrichtung 48 in Verbindung. Die Sensoreinrichtung 48 kann bei einer elektrischen Betätigung der Steuerventile 12, 13, 14 von einem die Betätigungssignale für die Steuerventile 12, 13, 14 erzeugenden Betätigungseinrichtung, beispielsweise einem Joystick, gebildet sein oder bei mechanisch betätigten Steuerventilen 12, 13, 14 von entsprechenden die Auslenkung der Steuerventile 12, 13, 14 erfassenden Sensoren gebildet sein.
Das erfindungsgemäße Flurförderzeug arbeitet wie folgt:
Steht im Senkenbetrieb des Hubantriebs 10 ein mittels der Sensoreinrichtung 46 erfasster Lastdruck an, der unterhalb eines in der elektronischen Steuereinrichtung 45 abgelegten Grenzwertes ist, beispielsweise beim Absenken einer geringen Last oder beim Absenken ohne Last, ist das Absperrventil 30 durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 42 in die Durchflussstellung beaufschlagt, wodurch in der Senkenstellung des Steuerventils 12 das aus dem Hubantrieb 10 abströmende Druckmittel über die Senkenleitung 26 und die Behälterleitung 24 zum Behälter 21 abströmen kann.
Übersteigt beim Absenken mit Last der mittels der Sensoreinrichtung 46 erfasste Lastdruck des Hubantriebs 10 im Senkenbetrieb den in der elektronischen Steuereinrichtung 45 abgelegten Grenzwert, wird die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 42 des Absperrventils 30 beendet, wodurch das Absperrventil 30 durch die Feder 41 in die Sperrstellung beaufschlagt wird. Das aus dem Hubantrieb 10 im Senkenbetrieb abströmende Druckmittel strömt somit über die Umgehungsleitung 31 und das in die Durchflussstellung beaufschlagte Sperrventil 33 in die Ansaugleitung 20 der Pumpe 5, die von dem aus dem Hubantrieb 5 abströmenden Druckmittelstrom angetrieben wird und als Motor arbeitet.
Ist hierbei kein weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik 7 oder die Lenkungshydraulik 8 nicht betätigt, befindet sich der Verbrennungsmotor 1 auf einer unteren Leerlaufdrehzahl. Die elektronische Steuereinrichtung 45 erfasst mittels der Drehzahlsteuereinrichtung 47 die aktuelle Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 und steuert die von der als Motor arbeitenden Pumpe 5 angetriebene elektrische Maschine 3 zur Konstanthaltung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 derart an, dass die elektrische Maschine 3 als Generator arbeitet und ein dem aus dem Senkenstrom und dem Lastdruck des Hubantriebs 10 erzeugten, die als Motor arbeitenden Pumpe 5 antreibenden Drehmoment entgegenwirkendes Bremsmoment erzeugt, mittels dem die Last abgesenkt wird. Die elektrische Maschine 3 erzeugt hierbei elektrische Energie, die in dem elektrischen Energiespeicher 4 gespeichert werden kann.
Nach der Durchströmung der als Motor arbeitenden Pumpe 5 strömt der Senkenstrom des Hubantriebs 10 über das als Druckwaage 37 ausgebildete und in die Durchflussstellung beaufschlagte Ablaufventil 36, das bei nicht angesteuerten weiteren Verbrauchern der Arbeitshydraulik 7 und der Lenkungshydraulik 8 lediglich von der Feder 38 in die Sperrstellung beaufschlagt ist, zum Behälter 21 ab.
Ist im Senkenbetrieb des Hubantriebs 10 bei geschlossenem Absperrventil 30 ein weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik 7 und/oder die Lenkungshydraulik 8 betätigt, wird der Verbrennungsmotor 1 mit einer konstanten Drehzahl über der unteren Leerlaufdrehzahl betrieben. Das an der Pumpe 5 erzeugten Moment aus dem Senkenstrom und dem Lastdruck des Hubantriebs 10 im Senkenbetrieb unterstützt hierbei das von dem Verbrennungsmotor 1 aufzubringende Antriebsmoment zum Antrieb der Pumpe 5, so dass der Verbrennungsmotor 1 mit verringerter Leistung und somit in energiesparender Weise betrieben werden kann. Sofern hierbei zur Konstanthaltung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 an der elektrischen Maschine 3 mittels der elektronischen Steuereinrichtung 45 ein Bremsmoment aufgebracht und somit von der als Generator arbeitenden elektrischen Maschine 3 elektrische Leistung erzeugt wird, kann diese in dem elektrischen Energiespeicher 4 zwischengespeichert werden.
Bei der Ansteuerung eines weiteren Verbrauchers der Arbeitshydraulik 7 und/oder der Lenkungshydraulik 8 während des Senkenbetriebs des Hubantriebs 10 bei geschlossenem Absperrventil 30 ist das als Druckwaage 37 ausgebildete Ablaufventil 36 von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik 7 und/oder der Lenkungshydraulik 8, der in der Lastdruckmeldeleitung 28 geführt ist, und der Feder 38 in Richtung der Sperrstellung beaufschlagt, wodurch der von der Pumpe 5 überschüssig geförderte Volumenstrom zum Behälter 21 abgeleitet wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Flurförderzeug wird durch das Abbremsen der Last im Senkenbetrieb des Hubantriebs 10 mittels des Bremsmoments des als Generator betriebenen und von der als Motor arbeitenden Pumpe 5 angetriebenen elektrischen Maschine 3 eine geringe Temperaturbelastung des Druckmittels im Senkenbetrieb erzielt. Hierdurch kann eine vorhandene Kühlereinrichtung für das Druckmittel verkleinert werden oder entfallen.
Darüber hinaus wird im Senkenbetrieb des Hubantriebs 10 durch den Antrieb der als Motor arbeitenden Pumpe 5 durch den aus dem Hubantrieb 10 abströmenden Senkenstrom eine Unterstützung des Verbrennungsmotors 1 beim Antrieb weiterer Verbraucher der Arbeitshydraulik 7 und/oder der Lenkungshydraulik 8 erzielt, so dass der Verbrennungsmotor 1 einen energiesparenden Betrieb aufweist.
Zudem kann in dem elektrischen Energiespeicher 4 die im Senkenbetrieb des Hubantriebs 10 mittels des von der Pumpe 5 angetriebenen, als Generator betriebenen elektrischen Maschine 3 erzeugte elektrische Energie zwischengespeichert und zur Versorgung der Fahrantriebs oder bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 3 als Motor zum zusätzlichen Antrieb der Pumpe 5 beispielsweise im Nebenbetrieb des Hubantriebs 10 verwendet werden, wodurch der Energieverbrauch und Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 1 weiter reduziert werden kann.

Claims

Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer elektrischen Maschine, insbesondere einer als Generator und/oder Motor betreibbaren elektrischen Maschine, zur Versorgung eines elektrischen Fahrantriebs und einer hydraulischen Verdrängereinheit in trieblicher Verbindung steht, und einer einen Hubantrieb umfassenden Arbeitshydraulik, wobei zur Steuerung des Hubantriebs ein Steuerventil vorgesehen ist, mittels dem im Senkenbetrieb des Hubantriebs eine zu dem Hubantrieb geführte Senkenleitung an eine mit einem Behälter in Verbindung stehende Behälterleitung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Senkenleitung (26) eine zu einer Saugseite der hydraulischen Verdrängereinheit (6) geführte Umgehungsleitung (31) abzweigt, wobei in der Senkenleitung (26) zwischen dem Steuerventil (12) und dem Anschluss der Umgehungsleitung (31) ein in Abhängigkeit vom dem Lastdruck des Hubantriebs (10) im Senkenbetrieb steuerbares Absperrventil (30) angeordnet ist und im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10) das Absperrventil (30) in eine Sperrstellung beaufschlagbar ist und/oder an der elektrischen Maschine (3), die von der als Motor arbeitenden hydraulischen Verdrängereinheit (6) angetrieben ist, ein Bremsmoment zur Konstanthaltung der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) erzeugbar ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verdrängereinheit (6) als Hydraulikmotor, insbesondere Zahnradmotor, ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verdrängereinheit (6) als Pumpe (5), insbesondere im Fördervolumen verstellbare, bedarfsstromgeregelte Pumpe, insbesondere eine Verdrängereinheit in Axialkolbenbauweise, zur Versorgung der Arbeitshydraulik (7) und/oder einer Lenkungshydraulik (8) ausgebildet ist, die mittels einer Ansaugleitung (20) mit einem Behälter (21) in Verbindung steht, wobei in der Ansaugleitung (20) zwischen dem Anschluss der Umgehungsleitung (31) und dem Behälter (21) ein in Richtung zum Behälter (21) sperrendes Sperrventil (32) angeordnet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Förderleitung (22) der Pumpe (5) eine zu dem Behälter (21) geführte Ablaufleitung (35) abzweigt, in der ein Ablaufventil (36) angeordnet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufventil (36) als Druckwaage (37) ausgebildet ist, die von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher der Arbeitshydraulik (7) und/oder der Lenkungshydraulik (8) sowie einer Feder (38) in Richtung einer Sperrstellung und dem Förderdruck der Pumpe (5) in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagt ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umgehungsleitung (31) ein Sperrventil (33) angeordnet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (33) als in Richtung zur Ansaugleitung (20) öffnendes Rückschlagventil ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (33) als Druckwaage ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (30) bei Unterschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10) in eine Durchflussstellung beaufschlagt ist und bei Überschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes des Hubantriebs (10) in eine Sperrstellung beaufschlagbar ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Lastdruckes des Hubantriebs (10) der Senkenleitung (26) stromauf des Absperrventils (30) eine Sensoreinrichtung (46) zugeordnet ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) mit einem elektrischen Energiespeicher (4) und/oder einem elektrischen Widerstand in Verbindung steht.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (30) als elektrisch betätigbares Schaltventil (40) ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (30) als elektrisch betätigbares Proportionalventil ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (30) mittels einer Feder (41) in eine Sperrstellung und mittels einer Betätigungseinrichtung (42), insbesondere einem Schaltmagneten, in eine Durchflussstellung beaufschlagbar ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinrichtung (45) vorgesehen ist, die mit der Sensoreinrichtung (46) zur Erfassung des Lastdruckes im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10), dem Absperrventil (30) zu dessen Ansteuerung, einer Drehzahlsteuereinrichtung (47) des Verbrennungsmotor (1) zur Erfassung der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine (3) zu deren Ansteuerung in Verbindung steht.
Flurförderzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (45) derart ausgebildet ist, dass das Absperrventil (30) im Senkenbetrieb des Hubantriebs (10) bei Überschreiten eines Grenzwertes des Lastdruckes des Hubantriebs (10) in eine Sperrstellung beaufschlagt ist und die elektrische Maschine (3) derart angesteuert wird, dass der Verbrennungsmotor (1) mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird.