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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Flurförderzeugs mit einem Masthub sowie ein entsprechendes Hydraulikaggregat.
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Flurförderzeuge mit einem Masthub besitzen ein Hydraulikaggregat, mit dem ein Masthubventil und ein Proportionalventil über eine Pumpe mit einem Hubzylinder für den Masthub verbunden sind. Hierbei ist es in der Regel so, dass bei geöffnetem Masthubventil über das Proportionalventil ein Senken des Masthubzylinders erfolgt, bei dem ein Hydraulikfluid aus dem Hubzylinder in einen Tank abfließt. Während das Masthubventil geöffnet ist, kann über eine Ansteuerung der Pumpe der Hubzylinder betätigt werden.
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Es ist bekannt, dass es durch die Massenträgheit des Hydraulikaggregats zu einem Nachlauf des Lastaufnahmemittels beim Heben kommt. Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen ein Heben ohne Nachlauf wünschenswert ist, so dass für das Masthubventil eine möglichst geringe Ventilverzögerung eingestellt wird. Die Praxis hat gezeigt, dass es hierdurch zum Aufbau von Druckspitzen kommt. Insbesondere bei geringem Druck im Hydrauliksystem, hohen Öltemperaturen und großen Hubgeschwindigkeiten ist der Volumenstromnachlauf des Hydrauliköls aufgrund der Trägheit der Hydraulikpumpe groß. Eine zu geringe Ventilverzögerung des Masthubventils, also ein schnelles Schließen von diesem, führt damit zwangsläufig dazu, dass der Druck im Ventilblock nach Schließen des Masthubventils schlagartig ansteigt und auf einem sehr hohen Niveau im Ventilblock verbleibt, bis ein Hub- oder Senkvorgang eingeleitet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb des Masthubs in einem Flurförderzeug sowie ein Hydraulikaggregat bereitzustellen, bei dem das Auftreten eines anhaltend hohen Druckniveaus vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 und einem Hydraulikaggregat nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen und bestimmt für den Betrieb eines Flurförderzeugs mit einem Masthub, bei dem ein Hydraulikaggregat mit einem Masthubventil und einem Proportionalventil über eine Pumpe einen Hubzylinder für den Masthub stellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einer Hebeanforderung für den Masthub der Pumpenmotor bei geschlossenem Proportionalventil betrieben. Hierbei wird der Pumpenmotorstrom erfasst und mit einem bestimmten Grenzwert verglichen. Wenn der erfasste Pumpenmotorstrom größer als der Grenzwert ist, wird eine Druckabbaufunktion aktiviert. Die erfindungsgemäße Druckabbaufunktion sieht vor, dass nach Beendigung der Hebeanforderung zusätzlich das Proportionalventil für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet wird, um Druckspitzen abzubauen. Über das Öffnen des Proportionalventils kann ein großer Druckaufbau beim Ende der Hebeanforderung vermieden werden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Pumpenmotorstrom ein guter Indikator ist, um eine Druckabbaufunktion zu aktivieren. Ausgelöst wird die Druckabbaufunktion über das Beenden der Hebeanforderung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Druckspitzen verhindert und der Nachlauf für den Masthub reduziert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Hydraulikaggregat mit einem Drucksensor ausgestattet, der einen Druck des Hydraulikfluids während des Masthubs erfasst, wobei die Druckabbaufunktion nur aktiviert wird, wenn der erfasste Druck kleiner als ein vorbestimmter Grenzdruck ist. Für die Aktivierung der Druckabbaufunktion ist es also erforderlich, in dieser Ausgestaltung, dass der Pumpenmotorstrom seinen Grenzwert übersteigt und zudem ein Drucksensor feststellt, dass der erfasste Druck kleiner als ein vorbestimmter Druckgrenzwert ist. Stellt der Drucksensor in der bevorzugten Ausgestaltung fest, dass der erfasste Druck größer oder gleich dem vorbestimmten Druckgrenzwert ist, so wird die Druckabbaufunktion nicht aktiviert. Auf diese Weise ist ein sicherer Betrieb der Masthubfunktion gewährleistet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird der Pumpenmotor bei Beenden der Hebeanforderung abgeschaltet. Mit dem Abschalten des Pumpenmotors wird ein weiterer zusätzlicher Druckanstieg vermieden.
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Bevorzugt wird das Proportionalventil vor, während und/oder nachdem das Masthubventil geschlossen wurde, geöffnet. Die drei Fälle können auch abhängig vom erfassten Druck ausgewählt werden, wobei es auch möglich ist, Zeitpunkt und Dauer für das Öffnen des Proportionalventils von dem erfassten Druck abhängig zu bestimmen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren endet der Masthub mit einem vorbestimmten Nachlauf. Der Nachlauf ergibt sich aus dem Zusammenspiel zwischen Beenden der Hebeanforderung und der Druckabbaufunktion für den Fall, dass diese aktiviert ist. Besonders vorteilhaft ist, dass der vorbestimmte Nachlauf sowohl bei aktivierter Druckabbaufunktion vorliegt als auch bei nicht aktivierter Druckabbaufunktion.
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Bevorzugt wird der Masthub bei geschlossenem Proportionalventil eingeleitet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der im Hubzylinder aufgebaute Druck proportional zur Pumpenleistung ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird nach dem Beenden der Hebeanforderung und vor dem zusätzlichen Öffnen des Proportionalventils (B) in einer ersten Druckregelphase der Druck durch ein geregeltes Öffnen des Proportionalventils (B) auf einen vorbestimmten Druckwert (PSoll) abgesenkt. Die Druckregelphase erlaubt es den Druck direkt im Anschluss an das Beenden der Hebeanforderung auf einen vorbestimmten Wert abzusenken. Es kann auch für eine vorbestimmte Zeitdauer erfolgen, wobei dann die Druckregelphase nach der vorbestimmten Zeitspanne beendet wird, unabhängig davon, ob der vorbestimmte Druckwert erreicht wurde. Die oben genannte Regelung kann mit einem Sensor oder mit einem Beobachter erfolgen.
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Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, nach der Druckregelphase und vor dem zusätzlichen Öffnen des Proportionalventils (B) eine Verzögerungsphase vorzusehen, in der das Proportionalventil (B) für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht weiter geöffnet wird. Diese Verzögerungsphase schafft beispielsweise vor einem erneuten Öffnen des Proportionalventils die Möglichkeit für das Hydraulikfluid sich zu entspannen, wodurch dann ein deutlich weicheres Beenden des Hebens erfolgt.
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Bevorzugt erfolgt das zusätzliche Öffnen des Proportionalventils (B) für eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem voreingestellten Öffnungsgrad, wobei das Proportionalventil im Anschluss rampenförmig geschlossen wird.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Hydraulikaggregat mit den Merkmalen aus Anspruch 7 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Hydraulikaggregat ist vorgesehen und bestimmt für ein Flurförderzeug mit einem Masthub. Das Flurförderzeug besitzt ein Masthubventil, ein Proportionalventil und einen Pumpenmotor sowie einen Hubzylinder. Es ist eine Steuerung für die Hydraulik vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Pumpenmotor bei geschlossenem Proportionalventil für den Masthub zu betreiben. Ferner ist vorgesehen, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, einen Wert für einen Pumpenmotorstrom zu erfassen und mit einem vorbestimmten Grenzwert zu vergleichen. Die Steuerung ist weiterhin dazu ausgebildet, eine Druckabbaufunktion zu aktivieren, wenn der Wert für den erfassten Pumpenmotorstrom größer als der Grenzwert ist, wobei die Druckabbaufunktion vorsieht, dass nach einem Ende der Hebeanforderung zusätzlich das Proportionalventil für eine Zeitdauer geöffnet wird, um Druckspitzen zu vermeiden. Das erfindungsgemäße Hydraulikaggregat besitzt den Vorteil, dass Druckspitzen vermieden werden, zudem erlaubt es eine präzise Steuerung des Nachlaufs.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Hydraulikaggregats ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Druckabbaufunktion nicht zu aktivieren, wenn ein erfasster Druck oberhalb oder gleich einem vorbestimmten Druckgrenzwert liegt. Im Ergebnis führt dies dazu, dass die Druckabbaufunktion nur für erfasste Druckwerte in dem Hydraulikaggregat aktiviert wird, die unterhalb des Druckgrenzwerts liegen. Diese Ausgestaltung beruht auf der Einsicht, dass insbesondere bei niedrigen Druckwerten es im Nachlauf zu Druckspitzen kommen kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuerung dazu ausgebildet, bei aktiver Druckabbaufunktion das Proportionalventil vor, während oder nach dem Schließen des Masthubventils für die vorbestimmte Zeitdauer zu öffnen. Das Öffnen des Proportionalventils führt zu einem Druckabbau in den Tank, wodurch die Druckspitzen vermieden werden können.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuerung des erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats für einen vorbestimmten Nachlauf eingestellt. Der vorbestimmte Nachlauf stellt sicher, dass mit und ohne Druckabbaufunktion ein einheitlicher Nachlauf vorliegt.
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Bevorzugt ist die Steuerung dazu ausgebildet, dass Proportionalventil (B) nach dem Ende der Hubanforderung geregelt anzusteuern, um einen Drucksollwert (Psoll) einzuregeln. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich die Regelung nach einer vorbestimmten Zeitspanne zu beenden. Das Absenken des Druckwerts auf einen vorbestimmten Wert hilft dabei, den Hubvorgang weich zu beenden, insbesondere dann, wenn die Steuerung dazu ausgebildet, dass Proportionalventil (B) für eine vorbestimmte Zeitdauer zu öffnen und danach rampenförmig zu schließen.
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Die Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Ansicht die Hydraulik für den Masthub,
- 2 ein Ablaufdiagramm der erfindungsgemäßen Ansteuerung für den Masthub und
- 3 zeigt einen bevorzugten zeitlichen Ablauf, sowohl der Druckwerte, als auch der Ansteuerung des Proportionalventils (B).
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Hydraulikaggregat 10 für einen Masthubzylinder 12. Das Hydraulikaggregat 10 besitzt einen Hydrauliktank 14, aus dem mit einem Pumpenmotor 16 Hydraulikfluid gefördert wird. Über eine Zuleitung 18, die über ein Rückschlagventil 20 und ein Druckbegrenzungsventil 22 abgesichert ist, wird das Hydraulikfluid zu dem Masthubventil A 24 gefördert. Das Masthubventil A ist in 1 in seiner Sperrstellung gezeigt. Ist das Masthubventil A 24 in seiner leitenden Position, so liegt das Hydraulikfluid an dem Masthubzylinder 12 an. Der Druck in dem Masthubzylinder wird über einen zusätzlichen Drucksensor 26 überwacht. Zum Senken des Masthubventils 24 ist das Proportionalventil B 30 in der Ableitung 28 vorgesehen. Die Ableitung 28 verfügt zudem über ein Stromregelventil 32.
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2 zeigt in einem Ablaufdiagramm den Schritt der Hebeanforderung 210. Mit der Hebeanforderung 210 erfolgt in Schritt 212 die Abfrage, ob das Proportionalventil B geschlossen ist. Wenn das Proportionalventil B nicht geschlossen ist, wird nach einer zeitlichen Verzögerung 214 zu dem Ausgangspunkt mit der Hebeanforderung 210 zurückgekehrt, um anschließend erneut das geschlossene Proportionalventil B in Schritt 212 zu prüfen. Ist das Proportionalventil B geschlossen, so wird das Masthubventil A geöffnet und der Pumpenmotor angesteuert. Hieran anschließend wird ein erfasstes Drucksignal mit einem Grenzwert verglichen. Ist das Drucksignal gleich oder oberhalb des Grenzwerts, so wird in Schritt 220 die Druckabbaufunktion nicht aktiviert. Bei nicht aktivierter Druckabbaufunktion wird eine an sich bekannte Hebefunktion 224 ausgeführt. Bei der bekannten Hebefunktion 224 wird der Pumpenmotor angesteuert und eine Ventilbestromung findet entsprechend den bekannten Rampen und Flanken für Öffnen und Schließen der Ventile statt. Tritt das Signal für das Beenden des Hebevorgangs auf, so wird der Hebevorgang in Schritt 226 beendet.
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Wird in Schritt 218 festgestellt, dass das Drucksignal unterhalb des Grenzwerts liegt, so wird in Schritt 228 geprüft, ob der Pumpenmotorstrom oberhalb eines Grenzwerts liegt. Der Pumpenmotorstrom ist ein Indikator für die von der Hydraulikpumpe aufgebrachte Leistung. Liegt der Pumpenstrommotor unterhalb des Grenzwerts, so wird über die Abzweigung 230 sichergestellt, dass die Druckabbaufunktion nicht aktiviert wird 220.
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Liegt der Pumpenmotorstrom oberhalb des Grenzwerts 228, so wird die Druckaufbaufunktion in 232 aktiviert. Mit aktivierter Druckabbaufunktion schaltet der Pumpenmotor nach Beendigung der Hebeanforderung in Schritt 234 ab und das Masthubventil A wird geschlossen in Schritt 236. Zeitgleich oder zeitlich danach wird das Proportionalventil B kurz geöffnet 238. In 240 wird das Proportionalventil B wieder geschlossen. Die Zeitspanne zwischen Öffnen 238 und Schließen 240 kann eine vorbestimmte feste Zeitspanne sein. Auch ist es möglich, die Zeitspanne beispielsweise abhängig von dem erfassten Druckwert 218 und/oder dem erfassten Pumpenmotorstrom 228 zu bestimmen.
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3 zeigt über der Zeitachse aufgetragen sowohl die vorliegenden Druckwerte als auch die Ansteuerung des Proportionalventils B. In dem Diagramm wird bis zum Zeitpunkt 0 ms zu 100 % gehoben. Hier liegt der Druck Pist an, der als Kurve 310 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt 0 ms 312 wird der Hebevorgang beendet und das Masthubventil geschlossen. Es folgt bis zum Zeitpunkt 250 ms, also beispielsweise 25 Takte lang, eine geregelte Ansteuerung des Proportionalventils B, dessen Öffnungsgrad mit 314 eingetragen ist. Im Verlauf des geregelten Öffnens des Proportionalventils fällt der Druckwert auf einen Sollwert 318 ab. Der zeitliche Verlauf für den Abfall des Druckwerts ist beispielhaft mit 316 dargestellt. Der Regelvorgang wird beendet, beispielsweise weil der Druckistwert Pist den Sollwert 318 erreicht hat oder weil die Zeitspanne von 250 ms, also 25 10-ms-Takte abgelaufen ist. Im Anschluss hieran wird für eine vorbestimmte Zeitdauer 320 das Proportionalventil nicht weiter geöffnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird es hier für die Zeitspanne 320 geschlossen. Anschließend an die Zeitspanne 320 wird das Proportionalventil ungeregelt für eine Zeitspanne 322 geöffnet. Der Öffnungsgrad 324 kann dabei einen Wert zwischen 0 und 1 annehmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus 3 ist das Proportionalventil stärker als in der Regelungsphase geöffnet. An diese Zeitspanne 322 schließt sich ein rampenförmiges Schließen 326 des Proportionalventils an. Der in 3 dargestellte Ablauf gibt eine besonders weiche und genaue Ansteuerung für den Hubbetrieb wieder.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hydraulikaggregat
- 12
- Masthubzylinder
- 14
- Hydrauliktank
- 16
- Pumpenmotor
- 18
- Zuleitung
- 20
- Rückschlagventil
- 22
- Druckbegrenzungsventil
- 24
- Masthubventil A
- 26
- Drucksensor
- 28
- Ableitung
- 30
- Proportionalventil B
- 210
- Hebeanforderung
- 212
- Schritt
- 214
- zeitliche Verzögerung
- 218
- Schritt
- 220
- Schritt
- 224
- Hebefunktion
- 226
- Schritt
- 228
- Schritt
- 230
- Abzweigung
- 232
- Druckaufbaufunktion
- 234
- Schritt
- 236
- Schritt
- 240
- Schritt
