-
Die
Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem eines Gabelstaplers
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruch 1.
-
-
Derartige
Antriebssysteme finden in Arbeitsmaschinen, beispielsweise in Gabelstaplern
Verwendung. Hierbei treibt beispielsweise eine als Dieselmotor ausgebildete
Antriebsmaschine die Pumpe an, die mittels Versorgungsleitungen
mit dem Fahrmotor des hydrostatischen Fahrantriebs in Verbindung steht.
Zur Versorgung weiterer Verbraucher, beispielsweise einer Arbeitshydraulik
und einer hydraulischen Lenkung, ist meist mindestens eine weitere Pumpe
vorgesehen, die mittels jeweils einer weiteren Versorgungsleitung
an die Steuerventile der Arbeitshydraulik und die Lenkung angeschlossen
ist. Da die Steuerventile der Arbeitshydraulik in der Regel handbetätigt sind,
sind diese zumeist in Reichweite des Fahrers angeordnet und zu einem
Ventilblock zusammengefaßt.
Von dem in der Nähe
des Fahrerarbeitsplatzes angeordneten Ventilblock der Arbeitshydraulik,
der eine Vielzahl von einzelnen Steuerventilen aufweist, die sektionsartig
miteinander verblockt sind, führen
mehrere Vorlauf- und Rücklaufleitungen zu
den einzelnen Verbrauchern hydrostatischer Energie.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches
Antriebssystem der eingangs genannten Art zur Verfügung zu
stellen, dessen Aufbau vereinfacht ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 angeführten
Merkmale gelöst.
-
Der
Ventilblock ist somit an dem Achsgehäuse angeordnet, wodurch die
Druckmittelversorgung des Fahrmotors über im Achsgehäuse angeordnete Druckmittelkanäle erfolgen
kann. Dadurch sind von Steuerventil des Fahrantriebs zum Fahrmotor
keine Schlauchleitungen erforderlich, die bei einem Druckanstieg
Kompressionsöl
aufnehmen und bei einem Druckabfall abgeben. Hierdurch ergibt sich
eine präzise
Steuerung des Fahrantriebs. Das Steuerventil des Fahrantriebs und
die Steuerventile der weiteren Verbraucher sind zu einem Ventilblock
zusammengefasst, so dass die Druckmittelverteilung zwischen den
verschiedenen Verbrauchern am Achsgehäuse erfolgt und somit in unmittelbarer
Nähe der entsprechenden
Verbraucher.
-
Hierdurch
werden eine Reihe von Vorteilen erzielt: Zur Versorgung der verschiedenen
Verbraucher ist lediglich eine von der Pumpe zu dem Ventilblock
führende
Versorgungsleitung erforderlich, wodurch sich ein geringer Verrohrungsaufwand
ergibt. Dadurch erübrigt
sich die Installation und Montage zusätzlicher von der Pumpe zu den
weiteren Steuerventilen führenden
Versorgungsleitungen, das Anbringen von Verschraubungen, usw.. Im
Gesamtsystem werden somit mögliche
Quellen von Undichtigkeiten drastisch reduziert. Durch die Anordnung
des Ventilblocks am Achsgehäuses
wird zudem die Funktion des Fahrantriebs verbessert und dieser präziser steuerbar.
Der Ventilblock ist an das Achsgehäuse angeflanscht, wodurch die
Druckmittelversorgung des Fahrmotors über im Achsgehäuse angeordnete Kanäle erfolgen
kann. Dadurch sind vom Steuerventil des Fahrantriebs zum Fahrmotor
keine Schlauchleitungen erforderlich, die bei einem Druckanstieg
Kompressionsöl
aufnehmen und bei einem Druckabfall abgeben. Zudem kann durch eine
Flanschverbindung der Ventilblock auf einfache Weise am Achsgehäuse angeordnet
werden. Bei einer Anordnung von zwei Fahrmotoren, die jeweils einem
an den Achsenden angeordneten Antriebsrad zugeordnet sind, sind die
Steuerspiegel der Fahrmotoren in der Regel an dem Mittelteil des
Achsgehäuses
angeordnet oder ausgebildet. Durch die Anordnung des Ventilblocks am
Mittelteil des Achsgehäuses
ergibt sich eine besonders einfache Druckmittelzufuhr von dem Ventilblock
zu den Fahrmotoren. Da die Verbraucher der Arbeitshydraulik bei
einem Gabelstapler in der Regel am Hubgerüst und somit in unmittelbarer
Nähe der Antriebsachse
angeordnet sind, ergibt sich weiterhin eine kurze Entfernung von
den Steuerventilen zu den weiteren Verbrauchern. Dadurch können die
Leitungslängen
der Druckmittelleitungen von dem Ventilblock zu den Verbrauchern
der Arbeitshydraulik entsprechend kurz ausgeführt werden. Dadurch werden
Leitungsverluste reduziert, wodurch die Energieverluste des Antriebssystems
reduziert werden und dieses einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.
-
Da
die verschiedenen Verbraucher einen unterschiedlichen Druckmittelbedarf
aufweisen und auf verschieden hohe Druckniveaus ausgelegt sind,
ist in einer Weiterbildung vorgesehen, daß im Ventilblock mindestens
ein weiteres Ventil angeordnet ist. Dieses Ventil kann in Abhängigkeit
vom Einsatzfall als Druckventil, beispielsweise als Druckminderventil, oder
als Stromventil ausgebildet werden.
-
Zweckmäßigerweise
weist der Ventilblock mindestens ein Prioritätsventil zur bevorzugten Versorgung
eines Verbrauchers auf, das dem Steuerventil des Fahrantriebs und
den Steuerventilen der weiteren Verbraucher vorgeschaltet ist. Bei
einem Antriebssystem mit einer Pumpe, die verschieden Verbraucher
mit Druckmittel versorgt, ist sicherzustellen, daß bestimmte
Verbraucher, beispielsweise eine hydraulische Lenkung, bevorzugt
mit Druckmittel versorgt werden. Das Prioritätsventil versorgt somit die
Lenkung eines mit dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebssystems
versehenen Fahrzeugs vorrangig mit Druckmittel, so daß die Lenkung aus
Sicherheitsgründen
unabhängig
von der Betätigung
anderer Verbraucher stets mit dem erforderlichen Druckmittelstrom
versorgt wird.
-
In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest
einem Teil der Steuerventile Druckbegrenzungsventile und/oder Nachsaugeventile
nachgeschaltet sind, die in den Ventilblock integriert sind. Dadurch
sind ebenfalls die Ventile zur Begrenzung des Verbraucherdrucks
und zur Vermeidung von Kavitation an den Verbrauchern, beispielsweise
dem Fahrantrieb, in den Ventilblock integriert, wodurch die Integration
der Funktionen in dem Ventilblock weiter ansteigt.
-
Mit
besonderem Vorteil sind die Steuerventile elektrisch oder hydraulisch
betätigbar.
Dadurch können
die Steuerventile auf einfache Weise trotz der Anordnung am Achsgehäuse betätigt werden
ohne aufwendige mechanische Ventilbetätigungsorgane, wie Gestänge oder
dergleichen, zu verwenden.
-
Die
in dem Ventilblock zusammengefaßten Steuerventile
können
hierbei als Kolbenschieberventile oder Sitzventile ausgebildet sein.
-
In
einer Ausführungsform
ist der Verteilerblock eingangsseitig an eine mit dem Hochdruckanschluß der Pumpe
in Verbindung stehenden Versorgungsleitung angeschlossen ist. Dadurch
ergibt sich ein modularer Aufbau des Ventilblocks, der aus dem Steuerventil
des Fahrantriebs, einem Verteilerblock und weiteren Steuerventilen
besteht. Es können
somit bereits vorhandene Steuerventile der weiteren Verbraucher
weiterverwendet werden.
-
Mit
besonderem Vorteil ist das Prioritätsventil und/oder das weitere
Ventil im Verteilerblock angeordnet. Dadurch ist auf einfache Weise
möglich,
das Prioritätsventil
dem Steuerventil des Fahrantriebs und den Steuerventilen der weiteren
Verbraucher vorzuschalten sowie die als Druckminderventile oder Strombegrenzungsventile
ausgebildeten Ventile für die
weiteren Verbraucher, beispielsweise der Arbeitshydraulik, stromauf
der entsprechenden Steuerventile anzuordnen.
-
Die
Pumpe des erfindungsgemäßen Antriebssystems
kann von beliebiger Bauart sein. Mit besonderem Vorteil ist die
Pumpe als Axialkolbenpumpe, insbesondere als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise,
mit verstellbarem Fördervolumen
ausgebildet, die im offenen Kreislauf arbeitet und Druckmittel aus
einem Behälter
ansaugt und in eine mit dem Ventilblock in Verbindung stehende Versorgungsleitung
fördert.
-
Bei
einem Gabelstapler, mit einem Fahrantrieb, einer Arbeitshydraulik
und einer hydraulischen Lenkung ist somit der Ventilblock ist in
unmittelbarer Nähe
des Fahrantriebs angeordnet und beinhaltet neben dem Steuerventil
des Fahrventils auch die Steuerventile der Arbeitshydraulik, beispielsweise
für die
Funktion Heben, Neigung eines Lastaufnahmemittels und gegebenenfalls
der Bewegung eines Seitenschiebers. Zusätzlich ist in dem Ventilblock
ein Prioritätsventil
für die
Lenkung angeordnet und zusätzliche
Ventile, beispielsweise Druckminderventile, um den Druck des den
Steuerventilen der Arbeitshydraulik oder der Lenkung zuströmenden Druckes
auf übliche
Werte zu begrenzen. Durch diese Anordnung der Steuerventile und
zusätzlicher
Ventile an der Antriebsachse ergibt sich ein geringer Bauaufwand,
da lediglich ein unter Druck stehende Versorgungsleitung von der
Pumpe zum Ventilblock geführt
ist und zu den Verbrauchern der Arbeitshydraulik entsprechend kurze
Druckmittelleitungen verwendet werden können.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand
des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Hierbei
zeigt
-
1 das
Schaubild eines erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antriebssystems eines Gabelstaplers und
-
2 eine
Vergrößerung des
Achsgehäuses gemäß der 1 in
einem Längsschnitt.
-
Die 1 zeigt
ein Schaubild eines erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einer
Pumpe 1, die im dargestellten Beispiel als Axialkolbenmaschine
in Schrägscheibenbauweise
ausgebildet ist und im offenen Kreislauf betrieben wird. Die Pumpe 1 ist hierbei
an eine Saugleitung 2 angeschlossen, die von einer Rücklaufleitung 3 abzweigt
und über
einen Saugfilter 4 mit einem Behälter 5 in Verbindung
steht und fördert
in eine Versorgungsleitung 6, die zu einem Ventilblock 7 führt. Der
Ventilblock 7 ist hierbei an das Mittelteil 8 eines
Achsgehäuses 9 einer
Antriebsachse 10 aufgesetzt.
-
Der
Ventilblock 7 weist ein Steuerventil 11 zur Ansteuerung
zweier hydrostatischer Fahrmotoren 12a, 12b auf,
die koaxial zueinander im Achsgehäuse 9 der Antriebsachse
angeordnet sind und über jeweils
eine Bremseinrichtung 13a, 13b und ein Untersetzungsgetriebe 14a, 14b zum
Antrieb eines an den Achsenden angeordneten Antriebsrades 15a, 15b vorgesehen
sind. Auf das Steuerventil 11 ist ein Verteilerblock 16 aufgesetzt,
der eingangsseitig mit der Versorgungsleitung 6 in Verbindung
steht. An den Verteilerblock 16 ist weiterhin die Rücklaufleitung 3 angeschlossen,
in der beispielsweise ein Kühler 12 für das Druckmittel
vorgesehen werden kann. An den Verteilerblock 16 sind mehrere
Steuerventile 17a, 17b, 17c, 17d aufgesetzt,
die sektional miteinander verkettet sind und zur Ansteuerung der
Arbeitshydraulik der Arbeitsmaschine verwendet werden. Das Steuerventil 11,
die Steuerventile 17a–17d und
der Verteilerblock 16 bilden somit den Ventilblock 7.
-
Das
Steuerventil 11 und die Steuerventile 17a–17d sind
elektrisch betätigbar
und stehen mit einer elektronischen Steuereinrichtung 19 in
Verbindung, die eingangsseitig an elektrische Gebereinrichtungen 20a und 20b,
beispielsweise Joysticks, für
die Arbeitshydraulik und eine Gebereinrichtung 21, beispielsweise
eine Doppelpedalanordnung, für
den Fahrantrieb angeschlossen ist. Darüber hinaus steht die elektronische
Steuereinrichtung 19 mit einem Bedarfsstromregler 22 der
Pumpe 1 in Verbindung sowie mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung 23 und einer
Drehzahlverstelleinrichtung 24 eines die Pumpe 1 antreibenden
Antriebsmotors 25.
-
Desweiteren
führt von
dem Verteilerblock 16 eine Versorgungsleitung 26 zu
einer als Load-Sensing Lenkung ausgebildeten Lenkeinrichtung 27,
von der eine Lastdruckmeldeleitung 28 zum Verteilerblock 16 führt.
-
Der
Bedarfsstromregler 22 regelt das Fördervolumen der Pumpe 1 in
Abhängigkeit
des höchsten
Verbraucherdrucks, wozu der Bedarfsstromregler 22 mit einer
an den Verteilerblock 16 angeschlossenen Lastdruckmeldeleitung 29 in
Verbindung steht, in der der höchste
Lastdruck der von dem Steuerventil 11 und den Steuerventilen 17a–17d angesteuerten Verbraucher
sowie der in der Lastdruckmeldeleitung 28 geführte Lastdruck
der Lenkungseinrichtung 26 ansteht. Eingangsseitig ist
der Bedarfsstromregler 22 an eine Leitung 50 angeschlossen,
die zum Verteilerblock 16 geführt ist und mit der Versorgungsleitung 6 in
Verbindung steht
-
Die 2 zeigt
den Längsschnitt
durch die Antriebsachse 10 und einen teilweisen Längsschnitt durch
den Ventilblock 7 in einem vergrößertem Ausschnitt gemäß der 1.
-
Hieraus
ist ersichtlich, daß das
Steuerventil 11 des hydrostatischen Fahrantriebs als Kolbenschieberventil
mit einem in einem Gehäuse 30 des Steuerventils 11 längsverschieblich
gelagerten Ventilschieber 31 ausgebildet ist. Das Gehäuse 30 ist hierbei
an das Mittelteil 8 des Achsgehäuses 9 angeflanscht.
Die Längsachse 40 des
Ventilschiebers 31 ist parallel zur Längsachse 41 der Antriebsachse 10 angeordnet.
In dem Gehäuse 30 ist
eine Ringnut 32 gebildet, die über einen nicht mehr dargestellten
Versorgungskanal mit dem Verteilerblock 16 in Verbindung
steht und an die Versorgungsleitung 6 angeschlossen ist.
Zwei Ringnuten 33a und 33b sind an jeweils einen
im Gehäuse 30 gebildeten
Druckmittelkanal 34a, 34b angeschlossen, die mit
zu den Fahrmotoren 12a, 12b führenden Druckmittelkanälen 35a, 35b in
Verbindung stehen. Die Druckmittelkanäle 35a, 35b sind
im Mittelteil 8 des Achsgehäuses 9 angeordnet
und stehen mit in Steuerspiegeln der Fahrmotoren 12a, 12b angeordneten
Steuernieren in Verbindung. Weitere Ringnuten 36a und 36b im
Gehäuse 30 stehen
auf nicht mehr gezeigt Weise mit einem Rücklaufkanal in Verbindung,
der zum Verteilerblock 16 führt und an die Rücklaufleitung 3 angeschlossen
ist. Zwei im Gehäuse 30 gebildete
Ringnuten 37a und 37b sind an einen Lastdruckmeldekanal angeschlossen,
der zum Verteilerblock 16 führt und mit der Lastdruckmeldeleitung 29 in
Verbindung bringbar ist.
-
Zwei
weitere im Gehäuse 30 des
Steuerventils 11 angeordnete Ventile 38a und 38b sind
an die Druckmittelkanäle 34a bzw. 34b angeschlossen
und können beispielsweise
als Druckbegrenzungsventile und/oder Nachsaugeventile ausgebildet
werden.
-
Der
Verteilerblock 16 ist auf das Gehäuse 30 des Steuerventils 11 mittels
einer Flanschverbindung aufgesetzt und weist in einer zu der Flanschverbindung
um 90° versetzten
Ebene einen weiteren Flansch auf, an den die weiteren Steuerventile 17a–17d sektional
und miteinander verkettet aufgebaut sind.
-
Die
Steuerventile 17a–17d der
Arbeitshydraulik können
ebenfalls als Kolbenschieberventile ausgebildet werden und mit entsprechenden
Ventilen, beispielsweise Rückschlagventilen
zur Absicherung von Hydraulikzylindern versehen sein. Die Längsachsen
der Steuerventile 17a–17d sind
hierbei um 90° versetzt
zur Längsachse 40 des
Steuerventils 11 oder der Längsachse 41 der Antriebsachse 10 angeordnet.
-
Im
Verteilerblock 16 sind weitere Ventile angeordnet, beispielsweise
ein Prioritätsventil
für die Lenkung 26,
so daß sichergestellt
ist, daß die
Lenkung 27 vor dem Fahrantrieb und den Verbrauchern der
Arbeitshydraulik mit Druckmittel versorgt und somit die Versorgungsleitung 26 vorrangig
mit Druckmittel beaufschlagt wird. Zudem können in den Verteilerblock 16 Druckminderventile
vorgesehen werden. Das Steuerventil 11 und die Fahrmotoren 12a, 12b des
hydrostatischen Fahrantriebs sind in der Regel auf höhere Drücke als
die Komponenten der Lenkung und der Arbeitshydraulik ausgelegt.
Durch die Druckminderventile ist es möglich den Druck in der Versorgungsleitung 26 der
Lenkung oder in dem im Verteilerblock angeordneten und zu den Steuerventilen 17a–17d führenden
Versorgungskanal der Arbeitshydraulik auf übliche Druckwerte zu begrenzen.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Antriebssystem
ist lediglich eine Versorgungsleitung 6 von der Pumpe 1 zu
dem Ventilblock 7 der verschiedenen Verbraucher geführt. Die
Fahrantrieb kann präzise gesteuert
werden, da von dem Steuerventil 11 zu den Fahrmotoren 12a, 12b keine
Schlauchleitungen benötigt
werden. Da bei einem Gabelstapler die Verbraucher der Arbeitshydraulik
am Hubgerüst
und somit in der Nähe
der Antriebsachse angeordnet sind, ergeben sich durch die Anordnung
der Steuerventile 17a–17d am
Achsgehäuse
weiterhin kurze Leitungslängen
zu den Verbrauchern der Arbeitshydraulik. Durch die Integration
der Steuerventile 17a–17d in den
Ventilblock 7 entfällt
die Installation und die Montage einer an die Steuerventile 17a–17d geführten Versorgungsleitung.
Durch die Integration eines Prioritätsventils für die Lenkung und weiterer
Ventile in den Verteilerblock 16 sind somit sämtliche
Ventile zur Versorgung mehrerer Verbraucher bei einem Antriebssystem
mit einer Pumpe zu einem Ventilblock 7 zusammengefaßt, der
am Achsgehäuse 10 angeordnet
bzw. in diesem integriert ist.