DE19834149C2

DE19834149C2 - Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs und Hydraulikantrieb hierfür

Info

Publication number: DE19834149C2
Application number: DE19834149A
Authority: DE
Inventors: Otmar Kaup
Original assignee: Kaup GmbH and Co KG
Current assignee: Kaup GmbH and Co KG
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: EP0976929B1; EP0976929A1; ES2212424T3; ATE255686T1; DE19834149A1; DE59907917D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs mittels einer Hydraulikpumpe und eines Wege ventils, insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern, in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben angeordnet sind, deren innere Kolben flächen aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden auf einen gemeinsamen Seitenschieberrahmen einwirken, wobei Hydraulikflüssigkeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben abgesteuert wird.

Ein entsprechender Seitenschieberantrieb ist durch die DE 196 02 553 A1 bekannt. Natürlich werden solche Hydraulikantriebe auch vor Inbetrieb nahme entlüftet, wofür besondere Entlüftungsventile vorgesehen sind.

Nun hat es sich beim Betrieb solcher Seitenschieber herausgestellt, daß nach einiger Betriebdauer Instabilitäten in Form ruckweiser Seitenverschie bungen auftreten. Dies macht sich dann besonders unangenehm bemerkbar, wenn sich eine tonnenschwere Last am oberen Ende eines z. B. 8 Me ter hohen Hubmastes befindet, wodurch ein instabiles, auf dem Kopf stehendes Massependel gebildet wird. Dadurch ergibt sich ein erhebli ches Gefahrenpotential. Als Ursache hierfür hat sich eine Ansammlung von Gasen bzw. Luft im Hydrauliksystem erwiesen.

Durch die DE 196 27 974 A1 ist es bekannt, Hydraulikantriebe mit zwei entgegengesetzt wirkenden Zylinderkammern dadurch zu entlüften, daß man die Hydraulikflüssigkeit durch Umschalten von Ventilen im Kreislauf durch beide Zylinderkammern und durch den Hydraulikbehälter führt und die Luft in diesem ausscheidet. Die Ventile werden jedoch durch einen manuellen Eingriff in die Steuerelektronik geschaltet, sei es bei einem Magnetventil durch einen elektrischen Impuls, sei es bei einem feder belasteten Steuerventil durch eine Druckerhöhung über den normalen Arbeitsdruck hinaus. Eine automatische Entlüftung durch mechanische Einwirkung der Kolbenbewegung auf Ventile ist nicht vorgesehen.

Die DE 36 03 016 A1 befaßt sich ausschließlich mit der Spülung hydrau lischer Kreisläufe zum Zwecke der Abfuhr von Reibungswärme. Dabei wird von einem Stand der Technik ausgegangen, bei dem durch natürliche Leckage ein Teilstrom gebildet wird, der in den Sumpf zurückfließt und einen Teil der Wärme abführt. Um diesen Teilstrom und damit die Wärme abfuhr zu erhöhen, wird vorgeschlagen, auf der Druckseite des Systems ein zusätzliches Ventil vorzusehen, das durch eine mehr oder wenige hohe Druckdifferenz aufgesteuert wird. Eine Entlüftung, insbesondere eine automatische Entlüftung durch mechanische Einwirkung der Kolbenbewe gung auf Ventile ist nicht offenbart und auch nicht vorgesehen.

Weder in der DE 196 27 974 A1 noch in der DE 36 03 016 A1 ist die Einsatzmöglichkeit für einen hydraulischen Seitenschieberantrieb von Flurförderzeugen offenbart.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein gangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit dem während des Betrie bes beliebig oft und ggf. auch automatisch eine Entlüftung durchgeführt werden kann, ohne daß hierfür besondere Entlüftungsventile und deren Betätigung erforderlich sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einem Verfahren der ein gangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß

a) durch den einen Kolben am Ende seiner Einwärtsbewegung ein Rück schlagventil des zugehörigen Zylinders entgegen seiner Schließrich tung mechanisch geöffnet wird, während ein Rückschlagventil des jeweils anderen Zylinders während der Betätigungsdauer des Wege ventils durch den Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe offen gehalten wird, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die mit entgegen gesetzten Schließrichtungen in Reihe geschalteten Rückschlagventile in einen Sumpf der Hydraulikpumpe zurückgeführt wird, und daß
b) das Wegeventil so lange betätigt wird, bis etwa in den Zylindern befindliche Gase mit der Hydraulikflüssigkeit zum Sumpf der Hydraulikpumpe abgeführt werden, in dem sie aus dem Hydraulik kreislauf entfernt werden.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfang gelöst, d. h., während des Betriebes kann beliebig oft und ggf. auch automatisch eine Entlüftung durchgeführt werden, ohne daß hierfür besondere Entlüftungsventile und deren Betätigung erforderlich sind. Es entsteht auch kein instabiles, auf dem Kopf stehendes Massependel. Dadurch wird eine Gefahrenquelle ausgeschaltet.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Rückschlagventile durch die Kolben am Ende von deren Einwärtsbewegungen mittels Stössel betätigt werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Hydraulikantrieb zum Steuern eines Seitenschiebers mit einer Hydraulikpumpe und einem Wegeventil, insbe sondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern, in denen gleichsinnig ver schiebbare Kolben angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen aufeinan der zu gerichtet sind und deren äußere Enden von einem gemeinsamen Seitenschieberrahmen umschlossen sind, wobei Hydraulikflüssigkeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben absteuer bar ist.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist ein solcher Hydraulikantrieb erfin dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß strömungsmäßig zwischen den Zylindern Rückschlagventile mit entgegengesetzten Schließrichtungen angeordnet sind, von denen jedes durch den zugehörigen Kolben am inneren Ende des Kolbenweges mechanisch aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung um steuerbar ist, derart, daß die Hydraulikflüssig keit durch die in Reihe geschalteten Rückschlagventile in einen Sumpf der Hydraulikpumpe zurückführbar ist.

Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Vorrichtung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln, oder in Kombination:

1. A: die Rückschlagventile an den Enden eines Verbindungskanals zwischen den Zylindern angeordnet und durch Stössel betätigbar sind,
2. B: die Rückschlagventile in Bohrungen des Zylinderkörpers eingesetzt sind, die sich an beiden Enden des Verbindungskanals befinden,
3. C: die Stössel an den Kolbenflächen angeordnet und aufeinander zu gerichtet sind,
4. D: die Stössel baulich den Rückschlagventilen zugeordnet und vonein ander weg gerichtet sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Axialschnitt durch einen Zylinderkörper mit zwei Kolben,

Fig. 2 einen Hydraulikschaltplan für den Gegenstand von Fig. 1 in Ruhestellung der Kolben,

Fig. 3 den Hydraulikschaltplan nach Fig. 2 in der einen Endstellung der Kolben und

Fig. 4 den Hydraulikschaltplan nach Fig. 2 in der anderen Endste llung der Kolben.

In Fig. 1 ist ein Zylinderkörper 1 mit zwei Zylindern 2 und 3 gezeigt, in denen Kolben 4 und 5 angeordnet sind, die als Plunger, aber auch als Scheibenkolben mit Kolbenstangen ausgeführt sein können, wie dies in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Die hydraulisch wirksamen Kolbenflächen 4a und 5a sind aufeinander zu gerichtet, und die äusseren Enden 4b und 5b sind von einem Seitenschieberrahmen 6 umschlossen, durch die die Kolben 4 und 5 stets gleichsinnig bewegt werden.

Zwischen den beiden Zylindern 2 und 3 ist ein Verbindungskanal 7 ange ordnet, in dessen beide Enden in Bohrungen des Zylinderkörpers 1 je ein federbelastetes Rückschlagventil 8 und 9 derart eingesetzt ist, dass die Schliessrichtungen entgegengesetzt sind. Die inneren Kolbenenden besitzen koaxiale Stössel 8a und 9a, die aufeinander zu gerichtet sind und auf die Sperrkörper (Kugeln) der Rückschlagventile 8 und 9 in Öffnungs richtung einwirken. Für die - in den Fig. 2 bis 4 gezeigten - Hydraulik leitungen 10 und 11 sind Anschlussbohrungen 12 und 13 vorgesehen. In Fig. 1 hat der linke Kolben 4 am Ende seiner Einwärtsbewegung durch seinen Stössel 8a das zugehörige Rückschlagventil 8 geöffnet, und der rechte Kolben 5 hat - zusammen mit dem Seitenschieberrahmen 6 - seine äussere Endstellung erreicht.

Anhand der Fig. 2 bis 4 wird der Ablauf der Vorgänge wie folgt erläutert:
Ein fahrzeugseitiges Hydraulikaggregat 14 besitzt eine Hydraulikpumpe 15, die durch einen Elektromotor 16 angetrieben wird. In einer Druckleitung 17 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 18 angeordnet. Die Druckleitung 17 führt zu einem Wegeventil 19 bekannter Bauart. Vom Wegeventil 19 führt eine Rücklaufleitung 20 zu einem Filter 21, dem - für den Fall einer Filterverstopfung - ein federbelastetes Rückschlagventil 22 parallel geschaltet ist. Für eine Entlüftung ist ein weiteres Filter 23 vorge sehen. Die Anordnung wird durch eine Wanne bzw. einen Sumpf 24 vervollständigt. Sofern bei laufender Hydraulikpumpe 15 keine Hydraulik flüssigkeit benötigt wird, wird diese über das Wegeventil 19 abgesteuert. Eine Verbindungsleitung 25 mit einem Überdruckventil 26 dient zur Begrenzung des Systemdrucks.

Bei einer Stellung der Kolben 4 und 5 und der Rückschlagventile 8 und 9 gemäss den Fig. 1 und 2 und einer entsprechenden Stellung des Wegeventils 19 fliesst Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 11 solange zum Zylinder 3, bis die Endstellung von dessen Kolben 5 erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt fliesst die Hydraulikflüssigkeit über eine Zweigleitung 27 und das - sich jetzt automatisch öffnende - Rückschlagventil 9 und den Verbindungskanal 7 zum Rückschlagventil 8, das durch die Bewegung des linken Kolbens 4 zwangsweise in seine Öffnungsstellung gebracht wurde. Vom Rückschlagventil 8 aus fließt die Hydraulikflüssigkeit durch eine Zweigleitung 28 zum Wegeventil 19 und danach zum Sumpf 24 zurück.

Die Schnittstelle zwischen dem Hydraulikantrieb 29 bzw. des von diesem angetriebenen Anbaugeräts, dem sogenannten Seitenschieber, und dem Fahrzeug, das das Hydraulikaggregat 14, die Akkumulatoren und das Anbaugerät trägt, ist durch die strichpunktierte Linie S-S angedeutet.

Die Wirkverbindung kann intern (Fig. 1) oder extern (gestrichelte Linien in den Fig. 2 bis 4) erfolgen.

In den Fig. 2 bis 4 sind komplette Rückschlagventile 8 und 9 mit eige nen Stösseln 8a und 9a gezeigt, wie sie im Handel erhältlich sind. Gemäß Fig. 3 ist der linke Stössel 8a durch die Bewegung des Kolbens 4 einge drückt, und die Hydraulikflüssigkeit fliesst vom dadurch geöffneten Rück schlagventil 8 über die Zweigleitung 28 zur Leitung 10 und von hier über das Wegeventil 19 zum Hydraulikaggregat 14 und dessen Rücklaufleitung 20 in den Sumpf 24 zurück, wie bereits beschrieben. Der bisher beschrie bene Strömungsverlauf ist durch Pfeile in Fig. 3 verdeutlicht.

Der entgegensetzte Strömungsverlauf tritt nach Umsteuerung des Wege ventils 19 und Erreichen der entgegengesetzten Stellung zwischen dem Seitenschieberrahmen 6 und dem Zylinderkörper 1 auf und ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Fall ist der rechte Stössel 9a durch die Bewegung des Kolbens 5 eingedrückt, und die Hydraulikflüssigkeit fliesst vom dadurch geöffneten Rückschlagventil 9 über die Zweigleitung 27 zur Leitung 11 und von hier über das Wegeventil 19 zum Hydraulikaggregat 14 und dessen Rücklaufleitung 20 in den Sumpf 24 zurück, wie bereits beschrieben. Der Strömungsverlauf ist durch Pfeile in Fig. 4 verdeutlicht.

In beiden Fällen wird durch die Hydraulikflüssigkeit in den Zylindern 2 und 3 vorhandenes Gas verdrängt und in Richtung des Sumpfes 24 abgeführt, von wo das Gas ölfrei über den Filter 23 an die Atmosphäre entweichen kann. In beiden Fällen spricht das Überdruckventil 26 nicht an, so dass erhebliche Mengen an Antriebsenergie für die Hydraulikpumpe 15 gespart und dadurch die Ladezyklen für die erforderlichen Akkumulatoren verlän gert werden.

Fig. 2 zeigt noch eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des Erfin dungsgegenstandes: Um eine automatische Zwangsentlüftung bei jeder Inbetriebsetzung des Geräts zu erreichen, ist dem Wegeventil 19 über nicht näher bezeichnete Bypass-Leitungen ein weiteres Wegeventil 30 parallel geschaltet, das in beiden Richtungen durch einen Betriebsschalter 31 und zwei Zeitglieder 32 und 33 betätigbar ist. Der Betriebsschalter 31 kann beispielsweise ein "Zündschloß" sein, daß mit einen Schlüssel zu betätigen ist. Setzt die Bedienungsperson das Gerät in Betrieb, so fährt der Seitenschieber in eine seiner Endstellungen, und das Wegeventil 30 bleibt für eine durch das jeweilige Zeitglied 32 oder 33 vorgegebene Entlüftungsdauer von 2 bis 4 Minuten (Erfahrungswert) in der gleichen Stellung. Danach erfolgt automatisch eine Umsteuerung in die jeweils andere Endstellung von Wegeventil 30 und Seitenschieber, worauf sich der Entlüftungsvorgang mit umgekehrter Strömungsrichtung wiederholt.

Bezugszeichenliste

1

Zylinderkörper

2

Zylinder

3

Zylinder

4

Kolben

4

a Kolbenfläche

4

b äußeres Ende

5

Kolben

5

a Kolbenfläche

5

b äußeres Ende

6

Seitenschieberrahmen

7

Verbindungskanal

8

Rückschlagventil

8

a Stössel

9

Rückschlagventil

9

a Stössel

10

Hydraulikleitung

11

Hydraulikleitung

12

Anschlussbohrung

13

Anschlussbohrung

14

Hydraulikaggregat

15

Hydraulikpumpe

16

Elektromotor

17

Druckleitung

18

Rückschlagventil

19

Wegeventil

20

Rücklaufleitung

21

Filter

22

Rückschlagventil

23

Filter

24

Sumpf

25

Verbindungsleitung

26

Überdruckventil

27

Zweigleitung

28

Zweigleitung

29

Hydraulikantrieb

30

Wegeventil

31

Betriebsschalter

32

Zeitglied

33

Zeitglied
S-S Schnittstelle

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs (29) mittels einer Hydraulikpumpe (15) und eines Wegeventils (19), insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern (2, 3), in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben (4, 5) angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen (4a, 5a) aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden auf einen gemeinsamen Seitenschieberrahmen (6) einwirken, wobei Hydraulikflüssikeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben (4, 5) abgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) durch den einen Kolben (4, 5) am Ende seiner Einwärtsbewe gung ein Rückschlagventil (8, 9) des zugehörigen Zylinders (2, 3) entgegen seiner Schließrichtung mechanisch geöffnet wird, während ein Rückschlagventil (8, 9) des jeweils anderen Zylin ders (2, 3) während der Betätigungsdauer des Wegeventils (19) durch den Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe (15) offen gehal ten wird, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die mit ent gegengesetzten Schließrichtungen in Reihe geschalteten Rück schlagventile (8, 9) in einen Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) zurückgeführt wird, und daß
b) das Wegeventil (19) so lange betätigt wird, bis etwa in den Zylindern (2, 3) befindliche Gase mit der Hydraulikflüssigkeit zum Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) abgeführt werden, in dem sie aus dem Hydraulikkreislauf entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück schlagventile (8, 9) durch die Kolben (4, 5) am Ende von deren Einwärtsbewegungen mittels Stössel (8a, 9a) betätigt werden.

3. Hydraulikantrieb zum Steuern eines Seitenschiebers mit einer Hydraulikpumpe (15) und einem Wegeventil (19), insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern (2, 3), in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben (4, 5) angeordnet sind, deren innere Kolben flächen (4a, 5a) aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere En den von einem gemeinsamen Seitenschieberrahmen (6) umschlossen sind, wobei Hydraulikflüssikeit nach Erreichen der jeweils entge gensetzten Endstellungen der Kolben (4, 5) absteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß strömungsmäßig zwischen den Zylindern (2, 3) Rückschlag ventile (8, 9) mit entgegengesetzten Schließrichtungen angeordnet sind, von denen jedes durch den zugehörigen Kolben (4, 5) am inne ren Ende des Kolbenweges mechanisch aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung umsteuerbar ist, derart, daß die Hydraulik flüssigkeit durch die in Reihe geschalteten Rückschlagventile (8, 9) in einen Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) zurückführbar ist.

4. Hydraulikantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (8, 9) an den Enden eines Verbindungskanals (7) zwischen den Zylindern (2, 3) angeordnet und durch Stössel (8a, 9a) betätigbar sind.

5. Hydraulikantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (8, 9) in Bohrungen des Zylinderkörpers (1) einge setzt sind, die sich an beiden Enden des Verbindungskanals (7) befinden.

6. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stössel (8a, 9a) an den Kolbenflächen (4a, 5a) angeordnet und aufeinander zu gerichtet sind.

7. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stössel (8a, 9a) baulich den Rückschlagventilen (8, 9) zugeordnet und voneinander weg gerichtet sind.

8. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wegeventil (19) über Bypass-Leitungen ein weiteres Wegeventil (30) parallel geschaltet ist, das in beiden Richtungen durch einen Betriebsschalter (31) und zwei Zeitglieder (32, 33) betätigbar ist.