DE102012102092A1

DE102012102092A1 - Hydraulikanlage einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs

Info

Publication number: DE102012102092A1
Application number: DE201210102092
Authority: DE
Inventors: Stephan Scharf
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einer Verdrängereinheit (3), die zur Versorgung zumindest eines hydraulischen Verbrauchers (2) als Pumpe und zur Energierückgewinnung in gleicher Drehrichtung als Motor betreibbar ist, wobei in einer zu dem Behälter (6) geführten Rücklaufleitung (20) der Hydraulikanlage eine Rücklauffiltereinrichtung (21) angeordnet ist und wobei die Verdrängereinheit (3) an einer Saugseite mittels einer Ansaugleitung (5) mit einem Behälter (6) in Verbindung steht und an die Ansaugleitung (5) zwischen der Saugseite der Verdrängereinheit (3) und einem in der Ansaugleitung (5) angeordneten, in Richtung zur Saugseite öffnenden Sperrventil (11) eine Energierückgewinnungsleitung (10) angeschlossen ist, in der ein in Richtung zur Ansaugleitung (5) öffnendes Sperrventil (12) angeordnet ist, und wobei von einer mit einer Förderseite der Verdrängereinheit (3) verbundenen Förderleitung (8) eine Ablaufleitung (15) abzweigt, die mit der Rücklaufleitung (20) verbunden ist und in der ein Ablaufventil (16) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist in der Ansaugleitung (5) der Verdrängereinheit (3) zwischen dem Behälter (6) und dem Sperrventil (11) eine Saugfiltereinrichtung (30) und eine Füllpumpe (35) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einer Verdrängereinheit, die zur Versorgung zumindest eines hydraulischen Verbrauchers als Pumpe und zur Energierückgewinnung in gleicher Drehrichtung als Motor betreibbar ist, wobei in einer zu dem Behälter geführten Rücklaufleitung der Hydraulikanlage eine Rücklauffiltereinrichtung angeordnet ist und wobei die Verdrängereinheit an einer Saugseite mittels einer Ansaugleitung mit einem Behälter in Verbindung steht und an die Ansaugleitung zwischen der Saugseite der Verdrängereinheit und einem in der Ansaugleitung angeordneten, in Richtung zur Saugseite öffnenden Sperrventil eine Energierückgewinnungsleitung angeschlossen ist, in der ein in Richtung zur Ansaugleitung öffnendes Sperrventil angeordnet ist, und wobei von einer mit einer Förderseite der Verdrängereinheit verbundenen Förderleitung eine Ablaufleitung abzweigt, die mit der Rücklaufleitung verbunden ist und in der ein Ablaufventil angeordnet ist.
Derartige Hydraulikanlagen werden in mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeugen, zur Versorgung der hydraulischen Verbraucher eingesetzt. Bei Flurförderzeugen bestehen die hydraulischen Verbraucher aus einem Hubantrieb und Nebenverbrauchern, beispielsweise einem Neigeantrieb eines Hubgerüstes, und einem gegebenenfalls vorhandenem Zusatzantrieb, beispielsweise einem Seitenschieber eines Lastaufnahmemittels. Im Pumpenbetrieb saugt die Verdrängereinheit Druckmittel aus dem Behälter an und fördert dieses zu einer entsprechenden Steuerventileinrichtung, mit der die entsprechenden Verbraucher gesteuert werden. Beim Absenken einer Last mittels des Hubantriebs kann in einem Nutzsenkbetrieb eine Energierückgewinnung durchgeführt werden, in dem die Verdrängereinheit von Druckmittel, das der Saugseite der Verdrängereinheit über die Energierückgewinnungsleitung zuströmt, als Motor betrieben und von dem aus dem Hubantrieb abströmenden Druckmittel angetrieben wird. Mit der an die Ansaugleitung angeschlossenen Energierückgewinnungsleitung kann die Verdrängereinheit im Pumpenbetrieb sowie im Motorbetrieb in gleicher Drehrichtung betrieben werden. Über die mit der Förderseite der Verdrängereinheit verbundene Ablaufleitung kann im Motorbetrieb der Verdrängereinheit die Verdrängereinheit bei geöffnetem Ablaufventil zum Behälter fördern, falls kein weiterer Verbraucher betätigt ist, der unmittelbar mit dem Druckmittel aus der Energierückgewinnungsleitung versorgt werden kann.
Derartige Hydraulikanlagen von Flurförderzeugen, bei denen mit einer eine Drehrichtung aufweisenden, als Pumpe und Motor betreibbaren Verdrängereinheit eine Energierückgewinnung ermöglicht wird, sind beispielsweise aus der DE 10 2004 011 913 B4 oder der DE 10 2008 048 057 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2004 011 913 B4 ist bei einer gattungsgemäßen Hydraulikanlage eines Flurförderzeugs bereits bekannt, in einer zu dem Behälter geführten Rücklaufleitung der Hydraulikanlage eine Rücklauffiltereinrichtung anzuordnen, mit der ein Schmutzeintrag in den Behälter vermieden werden kann.
Bei derartigen Hydraulikanlagen ist gewünscht, in der Ansaugleitung der Verdrängereinheit eine Saugfiltereinrichtung, beispielsweise ein Saugfilter oder ein Saugsieb, anzuordnen, um ein Ansaugen von Verschmutzungen im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit zu vermeiden. Um geringe Druckverluste in der Ansaugleitung zu erzielen, weist die Saugfiltereinrichtung einen geringen Durchflusswiderstand auf. In der Regel ist die Rücklauffiltereinrichtung gegenüber der Saugfiltereinrichtung mit einer geringeren Maschenweite versehen.
Verdrängereinheiten, die bei gleicher Drehrichtung als Pumpe und Motor betrieben werden, um eine Energierückgewinnung zu ermöglichen, weisen jeweils nur eine einzige Saugseite und Druckseite auf. Aufgrund der unterschiedlichen Ausführungen der Saugfiltereinrichtung und der Rücklauffiltereinrichtung, insbesondere hinsichtlich der Maschenweite, muss bei derartigen als Pumpe und als Motor in gleicher Drehrichtungen betriebenen Verdrängereinheiten vermieden werden, dass die Verdrängereinheit im Pumpenbetrieb über die Rücklauffiltereinrichtung Druckmittel aus dem Behälter ansaugt oder im Motorbetrieb über die Saugfiltereinrichtung zu dem Behälter fördert. Bei Verdrängereinheiten, die bei gleicher Drehrichtung als Pumpe und Motor betrieben werden, kann durch das in der Ansaugleitung angeordnete Sperrventil, das während der Energierückgewinnung ein Abströmen des Druckmittels aus der Energierückgewinnungsleitung zum Behälter verhindert und im Pumpenbetrieb beim Ansaugen von Druckmittel über das geöffnete Sperrventil einen entsprechenden Durchflusswiderstand aufweist, im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit eine Unterversorgung und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit entstehen. Diese Gefahr der Kavitation an der Saugseite wird durch weitere Bauteile in der Ansaugleitung, die einen entsprechenden Durchflusswiderstand aufweisen, noch erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hydraulikanlage zur Verfügung zu stellen, mit der im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit das Ansaugen von Verschmutzungen aus dem Behälter vermieden werden kann und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit wirksam vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Ansaugleitung der Verdrängereinheit zwischen dem Behälter und dem Sperrventil eine Saugfiltereinrichtung und eine Füllpumpe angeordnet ist. Mit der Saugfiltereinrichtung in der Ansaugleitung der Verdrängereinheit kann wirksam vermieden werden, dass im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit Verschmutzungen aus dem Behälter angesaugt werden. Die in der Ansaugleitung angeordnete Füllpumpe stellt im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit eine ausreichende Füllung an der Saugseite der Verdrängereinheit sicher, so dass Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit, die über das Sperrventil und die Saugfiltereinrichtung, die beide einen Durchflusswiderstand beim Ansaugen von Druckmittel aus dem Behälter verursachen, mit dem Behälter verbunden ist, wirksam vermieden werden kann.
Die Verdrängereinheit und die Füllpumpe können getrennt antreibbar sein, insbesondere jeweils mittels einer Antriebsmaschine, insbesondere einer elektrischen Antriebsmaschine, in trieblicher Verbindung stehen oder mittels einer Kupplungseinrichtung voneinander trennbar sein, insbesondere bei einem gemeinsamen Antrieb durch eine elektrische Antriebsmaschine oder einen Verbrennungsmotor. Die Verdrängereinheit und die Füllpumpe können somit getrennt voneinander angetrieben werden. Mit einem getrennten Antrieb der Füllpumpe und der Verdrängereinheit ist es auf einfache Weise möglich, die Füllpumpe im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit anzutreiben, um ein Ansaugen von Druckmittel über die Saugfiltereinrichtung sicherzustellen und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit zu vermeiden, und im Motorbetrieb der Verdrängereinheit bei einer Energierückgewinnung die Füllpumpe abzustellen.
Hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes ergeben sich Vorteile, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung die Verdrängereinheit und die Füllpumpe gemeinsam angetrieben sind, insbesondere mit einer gemeinsamen Antriebsmaschine, insbesondere einer als Motor und Generator betreibbaren elektrischen Maschine oder einem Verbrennungsmotor, in trieblicher Verbindung stehen. Sofern die Füllpumpe und die Verdrängereinheit mittels einer gemeinsamen Triebwelle mit einer Antriebsmaschine verbunden sind, kann ein besonders einfacher Aufbau erzielt werden.
Bei einem gemeinsamen Antrieb der Verdrängereinheit und der Füllpumpe mit einer gemeinsamen Antriebsmaschine ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an die Ansaugleitung zwischen der Füllpumpe und dem Sperrventil eine zum Behälter oder zur Rücklaufleitung geführte Verbindungsleitung angeschlossen ist, in der ein Absperrventil angeordnet ist. Mit einer derartigen Verbindungsleitung, in der ein Absperrventil angeordnet ist, kann auf einfache Weise bei einem gemeinsamen Antrieb der Füllpumpe und der Verdrängereinheit mit einer gemeinsamen Antriebsmaschine im Motorbetrieb der Verdrängereinheit während einer Energierückgewinnung erzielt werden, dass die mitdrehende Füllpumpe Druckmittel über das geöffnete Absperrventil und die Verbindungsleitung in die Rücklaufleitung und somit zu dem Behälter fördert. Im Motorbetrieb der Verdrängereinheit während einer Energierückgewinnung kann somit auf einfache Weise ein nahezu druckloser Betrieb der mitdrehenden Füllpumpe erzielt werden.
Zweckmäßigerweise weist das Absperrventil eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung aufweist und ist während einer Energierückgewinnung mittels der Verdrängereinheit in die Durchflussstellung betätigbar. Im Motorbetrieb der Verdrängereinheit kann somit die mit angetriebene Füllpumpe über das geöffnete Absperrventil in der Verbindungsleitung nahezu drucklos in den Behälter fördern. Im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit befindet sich das Absperrventil in der Sperrstellung, so dass die Befüllung der Verdrängereinheit mittels der Füllpumpe und das Ansaugen der Verdrängereinheit über die Saugfiltereinrichtung aus dem Behälter sichergestellt wird.
Sofern gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in der Verbindungsleitung ein in Richtung zur Rücklaufleitung öffnendes Sperrventil angeordnet ist, kann auf einfache Weise bei geöffnetem Absperrventil der Förderweg der Füllpumpe sichergestellt werden, falls in der Rücklaufleitung Druckmittel zum Behälter abströmt.
Sofern gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an die Rücklaufleitung eine Rückströmleitung weiterer Verbraucher angeschlossen ist, ergeben sich Vorteile, wenn in der Rückströmleitung ein in Richtung zur Rücklaufleitung öffnendes Sperrventil, insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet ist und in der Ablaufleitung ein in Richtung zur Rücklaufleitung öffnendes Sperrventil angeordnet ist. Bei einer Hydraulikanlage, bei der im Motorbetrieb der Verdrängereinheit eine Energierückgewinnung bei einem Verbraucher, beispielsweise dem Hubantrieb eines Flurförderzeugs, ermöglicht wird, kann über die an die Rücklaufleitung angeschlossene Rückströmleitung die Verbindung der Ablaufseite weiterer Verbraucher, beispielsweise eines Neigeantriebs des Flurförderzeugs, über die Rücklauffiltereinrichtung mit dem Behälter erzielt werden. Das Sperrventil in der Rückströmleitung sowie das Sperrventil in der Ablaufleitung stellt hierbei im Motorbetrieb der Verdrängereinheit während einer Energierückgewinnung eines Verbrauchers, wobei die Verdrängereinheit bei geöffnetem Ablaufventil in der Ablaufleitung in die Rücklaufleitung fördert, und gleichzeitigem Rückfluss weiterer Verbraucher über die Rückströmleitung zum Behälter den Förderweg der Verdrängereinheit sicher.
Die Füllpumpe kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen geringfügig größeren Volumenstrom an die Verdrängereinheit fördern, als die im Pumpenbetrieb arbeitende Verdrängereinheit benötigt, um Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit sicher zu vermeiden. Bei einer derartigen Auslegung der Fördermenge der Füllpumpe, die gegenüber der Fördermenge der Verdrängereinheit einen geringfügigen Überschuss fördert, um eine Unterversorgung und Kavitation an der Saugseite der im Pumpenbetrieb betriebenen Verdrängereinheit zu vermeiden, ergeben sich besondere Vorteile, wenn der Ansaugleitung zwischen der Füllpumpe und der Saugseite der Verdrängereinheit eine mit dem Behälter in Verbindung stehenden Druckbegrenzungseinrichtung zugeordnet ist, die den Fülldruck der Verdrängereinheit absichert. Mit einer derartigen Druckbegrenzungseinrichtung kann auf einfache Weise der Fülldruck der Verdrängereinheit abgesichert werden und im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit der von der Füllpumpe gelieferte Überschussvolumenstrom zum Behälter abgeführt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Füllpumpe einen im Mittel gleich großen Volumenstrom wie die im Pumpenbetrieb arbeitende Verdrängereinheit auf, der jedoch im zeitlichen Verlauf von dem Volumenstrom der Verdrängereinheit geringfügig abweicht. Dies kann beispielsweise bei der Ausführung der Füllpumpe und der Verdrängereinheit als Konstantpumpen in Zahnradbauweise auftreten, die zwar gleiche Fördermenge haben, jedoch eine unterschiedliche konstruktive Ausführung aufweisen. Um die geringfügigen Abweichungen und Differenzen zwischen dem Volumenstrom der Füllpumpe und dem Volumenstrom der im Pumpenbetrieb arbeitenden Verdrängereinheit auszugleichen und zu nivellieren, ist bei einer derartigen Auslegung der Füllpumpe vorteilhafterweise der Ansaugleitung zwischen der Füllpumpe und der Saugseite der Verdrängereinheit eine hydraulische Speichereinrichtung zugeordnet, die Volumenstromdifferenzen zwischen der Füllpumpe und der Verdrängereinheit ausgleicht. Mit einer derartigen hydraulischen Speichereinrichtung können auf einfache Weise die geringfügigen Volumenstromdifferenzen zwischen dem Volumenstrom der Füllpumpe und dem Volumenstrom der Verdrängereinheit aufgenommen bzw. abgegeben werden, so dass an der Saugseite der im Pumpenbetrieb betriebenen Verdrängereinheit Unterversorgung und Kavitation wirksam vermieden werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 den Schaltplan einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hydraulikanlage und
2 den Schaltplan einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hydraulikanlage.
In den 1 und 2 ist eine Hydraulikanlage 1 einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, dargestellt.
Die Hydraulikanlage 1 weist mehrere schematisch dargestellter Verbraucher 2 auf, zu deren Versorgung mit Druckmittel eine in einer Drehrichtung betreibbare Verdrängereinheit 3 vorgesehen ist.
Bei einem Flurförderzeug sind die Verbraucher 2 in der Regel von einem Hubantrieb zum Heben und Senken eines Lastaufnahmemittels, einem Neigeantrieb zum Neigen eines Hubgerüstes und einem gegebenenfalls vorhandenen Zusatzantrieb, beispielsweise einem Seitenschieber für das Lastaufnahmemittel, gebildet.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanlage 1 ermöglicht eine Energierückgewinnung, beispielsweise im Senkenbetrieb des Hubantriebs. Hierzu ist die Verdrängereinheit 3 zur Versorgung der Verbraucher mit Druckmittel als Pumpe und zur Energierückgewinnung in gleicher Drehrichtung als Motor betreibbar.
Die Verdrängereinheit 3 ist an einem Sauganschluss mit einer Ansaugleitung 5 verbunden, mittels der die Verdrängereinheit 3 im Pumpenbetrieb Druckmittel aus einem Behälter 6 ansaugen kann. An einen als Druckanschluss ausgebildete Förderseite der Verdrängereinheit 3 ist eine Förderleitung 8 angeschlossen, die zu den Verbrauchern 2 geführt ist.
Zur Energierückgewinnung arbeitet die Verdrängereinheit 3 bei gleicher Drehrichtung als Motor, die von dem einem Verbraucher, beispielsweise dem Hubantrieb im Senkenbetrieb, abströmenden Druckmittel angetrieben wird. Hierzu ist eine Energierückgewinnungsleitung 10 vorgesehen, die an die Ansaugleitung 5 zwischen der von dem Sauganschluss gebildeten Saugseite der Verdrängereinheit 3 und einem in der Ansaugleitung 5 angeordneten, in Richtung zur Saugseite öffnenden Sperrventil 11 angeschlossen ist. Das Sperrventil 11 ist bevorzugt als in Richtung zur Verdrängereinheit 3 öffnendes Rückschlagventil ausgebildet. In der Energierückgewinnungsleitung 10 ist ein in Richtung zur Ansaugleitung 5 öffnendes Sperrventil 12 angeordnet. Das Sperrventil 12 ist bevorzugt als Rückschlagventil ausgebildet.
Im Motorbetrieb der Verdrängereinheit 3 fördert die von Druckmittel aus der Energierückgewinnungsleitung 10 angetriebene Verdrängereinheit 3 in die Förderleitung 8, so dass ein angesteuerter Verbraucher 2 direkt von dem Druckmittel aus der Energierückgewinnungsleitung 10 versorgt werden können.
Von der Förderleitung 8 zweigt eine Ablaufleitung 15 ab, die zu einer Rücklaufleitung 20 der Hydraulikanlage 1 geführt ist. In der Ablaufleitung 15 ist ein Ablaufventil 16 angeordnet. Die Rücklaufleitung 20, in der eine Rücklauffiltereinrichtung 21 angeordnet ist, ist zu dem Behälter 6 geführt ist.
Das Ablaufventil 16 ist als Steuerventil mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet. Im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 3 befindet sich das Ablaufventil 16 in der Sperrstellung. Falls während der Energierückgewinnung der von der im Motorbetrieb betriebenen Verdrängereinheit 3 in der Förderleitung 8 zur Verfügung gestellte Förderstrom von keinem Verbraucher 2 abgenommen wird, kann die Verdrängereinheit 3 über das in die Durchflussstellung betätigte Ablaufventil 16 Druckmittel über die Rücklaufleitung 20 und die Rücklauffiltereinrichtung 21 zum Behälter 6 fördern.
In der Ablaufleitung 16 ist weiterhin ein in Richtung zur Rücklaufleitung 20 öffnendes Sperrventil 17 angeordnet, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet ist.
An die Rücklaufleitung 20 ist eine Rückströmleitung 25 angeschlossen, mit der ein Rückfluss von Druckmittel der von dem Neigeantrieb und dem Zusatzantrieb gebildeten weiteren Verbraucher über die Rücklauffiltereinrichtung 21 zum Behälter 6 ermöglicht wird. In der Rückströmleitung 25 ist ein in Richtung zur Rücklaufleitung 20 öffnendes Sperrventil 26, insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet.
In der Ansaugleitung 5 ist erfindungsgemäß eine Saugfiltereinrichtung 30 angeordnet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin in der Ansaugleitung 5 eine Füllpumpe 35 angeordnet, die über die Saugfiltereinrichtung 30 Druckmittel aus dem Behälter 6 ansaugt und an den Sauganschluss der Verdrängereinheit 3 fördert, um im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 3 eine Unterversorgung und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit 3 zu vermeiden.
Die Saugfiltereinrichtung 30 und die Füllpumpe 35 sind stromauf des Sperrventils 11 in der Ansaugleitung 5 angeordnet.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Verdrängereinheit 3 und die Füllpumpe 35 gemeinsam angetrieben. Zum Antrieb der Verdrängereinheit 3 und zum Antrieb der Füllpumpe 35 ist eine gemeinsame Antriebsmaschine 36 vorgesehen, beispielsweise eine als Motor und Generator betreibbaren elektrischen Maschine oder ein Verbrennungsmotor, die mit der Verdrängereinheit 3 und der Füllpumpe 35 über eine gemeinsame Triebwelle in trieblicher Verbindung steht.
Weiterhin ist eine Verbindungsleitung 37 vorgesehen, die an die Ansaugleitung 5 zwischen der Füllpumpe 35 und dem Sperrventil 11 angeschlossen ist und zur der Rücklaufleitung 20 geführt ist. Die Verbindungsleitung 37 ist an die Rücklaufleitung 20 stromauf der Rücklauffiltereinrichtung 21 angeschlossen.
In der Verbindungsleitung 37 ist ein Absperrventil 38 angeordnet. Das Absperrventil 38 ist als Steuerventil mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet. Im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 3 befindet sich das Absperrventil 38 in der Sperrstellung. Während der Energierückgewinnung befindet sich das Absperrventil 38 in der Durchflussstellung, so dass die mit angetriebene Füllpumpe 35 über das geöffnete Absperrventil 38 im drucklosen Umlauf in die Rücklaufleitung 20 und über die Rücklauffiltereinrichtung 21 zum Behälter 6 fördern kann.
In der Verbindungsleitung 37 ist weiterhin ein in Richtung zur Rücklaufleitung 20 öffnendes Sperrventil 39 angeordnet, das im dargestellten Aisführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 fördert die Füllpumpe 35 einen Volumenstrom, der in allen Betriebsbedingungen geringfügig größer als der Volumenstrom der Verdrängereinheit 3 im Pumpenbetrieb ist. Zur Absicherung des Fülldruckes und der Abfuhr des von der Füllpumpe 35 überschüssig geförderten Volumenstroms ist bei der 1 der Ansaugleitung 5 zwischen der Füllpumpe 35 und dem Sperrventil 11 eine mit dem Behälter 6 in Verbindung stehenden Druckbegrenzungseinrichtung 40 zugeordnet, beispielsweise ein den Fülldruck absicherndes Druckbegrenzungsventil.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, entspricht die Fördermenge der Füllpumpe 35 der Fördermenge der Verdrängereinheit 3. Die Füllpumpe 35 liefert somit einen im Mittel gleich großen, jedoch im zeitlichen Verlauf leicht abweichenden Volumenstrom an die im Pumpenbetrieb betriebene Verdrängereinheit 3. Anstelle der Druckbegrenzungseinrichtung 40 der 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 der Ansaugleitung 5 eine hydraulische Speichereinrichtung 41 zugeordnet. Die Speichereinrichtung 41 ist hierbei mit der Ansaugleitung 5 zwischen dem Sauganschluss der Verdrängereinheit 3 und dem Sperrventil 11 verbunden.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanlage gemäß den 1 und 2 arbeitet wie folgt:
Im Hebenbetrieb des Hubantriebs bzw. zur Versorgung der von dem Neigeantrieb und dem Zusatzantrieb gebildeten weiteren Verbraucher mit Druckmittel arbeitet die Verdrängereinheit 3 als Pumpe, die von der Antriebsmaschine 36 angetrieben wird und in der Förderleitung 8 den Versorgungsdruck für die Verbraucher 2 erzeugt.
Bei den 1 und 2 fördert die ebenfalls von der Antriebsmaschine 36 angetriebene Füllpumpe 35 aus dem Behälter 6 über die Saugfiltereinrichtung 30 und das Sperrventil 11 an den Sauganschluss der Verdrängereinheit 3. Die über die Saugventileinrichtung 30 aus dem Behälter 6 ansaugende Füllpumpe 35 hebt hierbei den Druck in der Ansaugleitung 5 auf einen Fülldruck an und fördert über das geöffnete Sperrventil 11 an den Sauganschluss der als Pumpe betriebenen Verdrängereinheit 3, so dass Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit 3 vermieden wird.
Bei der 1 fördert die Füllpumpe 35 einen geringfügig größeren Volumenstrom als die als Pumpe betriebene Verdrängereinheit 3 benötigt zur Saugseite der Verdrängereinheit 3, um Kavitation an der Saugseite der als Pumpe betriebenen Verdrängereinheit 3 zu vermeiden. Der von der Füllpumpe 35 überschüssig geförderte Volumenstrom wird über die sich öffnende Druckbegrenzungseinrichtung 40, die den Fülldruck der Verdrängereinheit 3 absichert, zum Behälter 6 abgeführt.
Bei der 2 fördert die Füllpumpe 35 einen im Mittel gleich großen, jedoch im zeitlichen Verlauf leicht von dem Volumenstrom, den die als Pumpe betriebene Verdrängereinheit 3 benötigt, abweichenden Volumenstrom zur Saugseite der Verdrängereinheit 3. Die hydraulische Speichereinrichtung 41 kann die geringfügigen Volumenstromdifferenzen zwischen dem Volumenstrom der Füllpumpe 35 und dem Förderstrom der als Pumpe arbeitenden Verdrängereinheit 3 durch Aufnahme bzw. Abgabe von Druckmittel ausgleichen. Die Speichereinrichtung 41 nimmt hierbei überschüssig von der Füllpumpe 35 geförderten Volumenstrom auf und gibt diesen bei Unterversorgung an die Saugseite der Verdrängereinheit 3 ab, so dass die leicht unterschiedlichen Volumenströme zwischen Füllpumpe 35 und Verdrängereinheit 3 ausgeglichen und nivelliert werden und an der Saugseite der als Pumpe betriebenen Verdrängereinheit 3 Unterversorgung und Kavitation vermieden wird.
Im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 3, wobei die Füllpumpe 35 eine Unterversorgung und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit 3 vermeidet, befindet sich das Absperrventil 38 in der Verbindungsleitung 37 und das Ablaufventil 16 in der Ablaufleitung 15 in der Sperrstellung.
Zur Energierückgewinnung, beispielsweise im Senkenbetrieb des Hubantriebs, arbeitet die Verdrängereinheit 3 bei gleicher Drehrichtung als Motor, die die Antriebsmaschine 36 antreibt.
Bei der 1 und der 2 wird die als Motor betriebene Verdrängereinheit 3 von dem beispielsweise von dem Hubantrieb abströmenden, druckbeaufschlagten Volumenstrom in der Energierückgewinnungsleitung 10 angetrieben. Der Volumenstrom wird von der Energierückgewinnungsleitung 10 über das geöffnete Sperrventil 12 in die Ansaugleitung 5 geleitet und von der als Motor betriebenen Verdrängereinheit 3 in die Förderleitung 8 gefördert.
Falls der Förderstrom in der Förderleitung 8 während der Energierückgewinnung von keinem Verbraucher 2 abgenommen wird, wird das Ablaufventil 16 in der Ablaufleitung 15 in die Durchflussstellung betätigt, so dass der Förderstrom der Verdrängereinheit 3 über das geöffnete Ablaufventil 16 und das geöffnete Sperrventil 17 in der Ablaufleitung 15 zur Rücklaufleitung 20 und über die Rücklauffiltereinrichtung 21 in den Behälter 6 gefördert wird.
Bei den 1 und 2, bei denen die Füllpumpe 35 und die Verdrängereinheit 3 mit der gemeinsamen Antriebsmaschine 36 verbunden sind und auf einer gemeinsamen Triebwelle sitzen, wird die Füllpumpe 35 während einer Energierückgewinnung mit angetrieben. Die während der Energierückgewinnung mit angetriebene Füllpumpe 35 kann über das in die Durchflussstellung betätigte Absperrventil 38 und das geöffnete Sperrventil 39 in die Rücklaufleitung 20 fördern und somit über die Rücklauffiltereinrichtung 21 in nahezu drucklosem Umlauf in den Behälter 6 fördern.
Sofern während einer Energierückgewinnung, wobei die Verdrängereinheit 3 von dem Druckmittelstrom aus der Energierückgewinnungsleitung 10 angetrieben ist, ein Rückfluss von weiteren Verbrauchern über die Rückströmleitung 25, das geöffnete Sperrventil 26 und die Rücklauffiltereinrichtung 21 in den Behälter 6 stattfindet, stellen das Sperrventil 17 in der Ablaufleitung 15 den Förderweg der Verdrängereinheit 3 und das Sperrventil 39 in der Verbindungsleitung 37 den Förderweg der Füllpumpe 35 sicher.
Mit der Füllpumpe 35 und der Saugfiltereinrichtung 30 in der Ansaugleitung 5 kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass die Verdrängereinheit 3 im Pumpenbetrieb über die Saugfiltereinrichtung 30 gereinigtes Druckmittel aus dem Behälter 6 ansaugt sowie eine Unterversorgung und Kavitation an der Saugseite der Verdrängereinheit 3 vermieden werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die Verbindungsleitung 37 mit dem Absperrventil 38 und dem Sperrventil 39 ist nur erforderlich, wenn die Füllpumpe 35 und die Verdrängereinheit 3 miteinander gekoppelt und gemeinsam angetrieben sind. Sofern die Füllpumpe 35 von einer eigenen Antriebsmaschine angetrieben ist bzw. mittels einer Kupplungseinrichtung von der Verdrängereinheit 3 abkuppelbar ist, kann die Füllpumpe 35 während der Energierückgewinnung und einem Motorbetrieb der Verdrängereinheit 3 abgeschalten werden, so dass die Verbindungsleitung 37 mit dem Absperrventil 38 und dem Sperrventil 39 entfallen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004011913 B4 [0003, 0004]
DE 102008048057 A1 [0003]

Claims

Hydraulikanlage (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einer Verdrängereinheit (3), die zur Versorgung zumindest eines hydraulischen Verbrauchers (2) als Pumpe und zur Energierückgewinnung in gleicher Drehrichtung als Motor betreibbar ist, wobei in einer zu dem Behälter (6) geführten Rücklaufleitung (20) der Hydraulikanlage eine Rücklauffiltereinrichtung (21) angeordnet ist und wobei die Verdrängereinheit (3) an einer Saugseite mittels einer Ansaugleitung (5) mit einem Behälter (6) in Verbindung steht und an die Ansaugleitung (5) zwischen der Saugseite der Verdrängereinheit (3) und einem in der Ansaugleitung (5) angeordneten, in Richtung zur Saugseite öffnenden Sperrventil (11) eine Energierückgewinnungsleitung (10) angeschlossen ist, in der ein in Richtung zur Ansaugleitung (5) öffnendes Sperrventil (12) angeordnet ist, und wobei von einer mit einer Förderseite der Verdrängereinheit (3) verbundenen Förderleitung (8) eine Ablaufleitung (15) abzweigt, die mit der Rücklaufleitung (20) verbunden ist und in der ein Ablaufventil (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansaugleitung (5) der Verdrängereinheit (3) zwischen dem Behälter (6) und dem Sperrventil (11) eine Saugfiltereinrichtung (30) und eine Füllpumpe (35) angeordnet ist.
Hydraulikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (3) und die Füllpumpe (35) getrennt antreibbar sind, insbesondere jeweils mittels einer Antriebsmaschine, insbesondere einer elektrischen Antriebsmaschine, in trieblicher Verbindung stehen oder mittels einer Kupplungseinrichtung voneinander trennbar sind, insbesondere bei einem gemeinsamen Antrieb durch eine elektrische Antriebsmaschine oder einen Verbrennungsmotor.
Hydraulikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (3) und die Füllpumpe (35) gemeinsam angetrieben sind, insbesondere mit einer gemeinsamen Antriebsmaschine (36), insbesondere einer als Motor und Generator betreibbaren elektrischen Maschine oder einem Verbrennungsmotor, in trieblicher Verbindung stehen.
Hydraulikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ansaugleitung (5) zwischen der Füllpumpe (35) und dem Sperrventil (11) eine zum Behälter (6) oder zur Rücklaufleitung (20) geführte Verbindungsleitung (37) angeschlossen ist, in der ein Absperrventil (38) angeordnet ist.
Hydraulikanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (38) eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung aufweist und während einer Energierückgewinnung in die Durchflussstellung betätigbar ist.
Hydraulikanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (37) ein in Richtung zur Rücklaufleitung (20) öffnendes Sperrventil (39) angeordnet ist.
Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rücklaufleitung (20) eine Rückströmleitung (25) weiterer Verbraucher angeschlossen ist, wobei in der Rückströmleitung (25) ein in Richtung zur Rücklaufleitung (20) öffnendes Sperrventil (26), insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet ist und in der Ablaufleitung (15) ein in Richtung zur Rücklaufleitung (9) öffnendes Sperrventil (17) angeordnet ist.
Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugleitung (5) zwischen der Füllpumpe (35) und der Saugseite der Verdrängereinheit (3) eine mit dem Behälter (6) in Verbindung stehenden Druckbegrenzungseinrichtung (40) zugeordnet ist, die den Fülldruck der Verdrängereinheit (3) absichert.
Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugleitung (5) zwischen der Füllpumpe (35) und der Saugseite der Verdrängereinheit eine hydraulische Speichereinrichtung (41) zugeordnet ist, die Volumenstromdifferenzen zwischen der Füllpumpe (35) und der Verdrängereinheit (3) ausgleicht.