DE2220570A1

DE2220570A1 - Hublader mit batteriegespeistem elektromotor

Info

Publication number: DE2220570A1
Application number: DE19722220570
Authority: DE
Inventors: Theodor Abels; Siegfried Pueschel
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1972-04-26
Publication date: 1973-11-08
Also published as: FR2182153B1; GB1380015A; IT983980B; US3885204A; ES414046A1; BG36196A3; FR2182153A1

Description

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TP-St/schn

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Hublader mit batteriegespeistem
Elektromotor

Die Erfindung betrifft einen Hublader mit batteriegespeistem Elektromotor, der über ein stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe den Fahrantrieb antreibt und eine mit einer Pumpe versehene hydraulische Hubeinrichtung aufweist. Mit Elektrogabelstaplern war es bisher nicht möglich, vergleichbare UmschlagIeistungen wie mit verbrennungsmotorisch angetriebenen Gabelstaplern zu erreichen. Zugkraft und damit Steigvermögen und Hubgeschwindigkeit sind wesentlich geringer, weil· in einer Batterie Energie nur in begrenztem Umfange gespeichert werden kann. Größere Batterien haben ein größeres Eigengewicht, sodaS wieder eine größere Masse beschleunigt

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werden muß. Da im allgemeinen der oder die Fahrmotoren über Vorgelege direkt mit dem Antriebsrad bzw. den Antriebsrädern verbunden ist, ist entweder die Fahrgeschwindigkeit oder die Zugkraft begrenzt, da bisher ausschließlich Hauptstrommotoren verwendet wurden. Beim Bremsen wurde bei den bisherigen Staplern die kinetische Energie nicht zurückgewonnen, sondern in Wärme übergeführt und vernichtet. Ebenso wird beim Senken einer angehobenen Last im Senkbremsventil der hydraulischen Hubeinrichtung die beim Senken freiwerdende Energie in nichtnutzbare Wärme übergeführt.

Bekannt ist eine Antriebseinrichtung für ein batterieelektrisch getriebenes Fahrzeug, bei dem der Elektromotor ein auch als Generator betreibbarer Nebenschlußmotor ist, der mittels eines hydrostatischen Getriebes auf die Fahrzeugräder wirkt. Dieses Fahrzeug weist darüberhinaus für den Fahrbetrieb außerhalb geschlossener oder feuergefährdeter Räume einen Dieselmotor auf. Generatorbetrieb des Nebenschlußmotors ist dabei nur bei Antrieb durch den Dieselmotor vorgesehen. Eine Generatorbremsung ist nicht vorgesehen (französisches Patent 1 J5J5O 496 = britisches Patent 960 779 = österreichisches Patent 2 323 89).

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Weiterhin ist ein Hublader mit batterie-elektrischem Antrieb bekannt, bei dem der Elektromotor über ein hydrostatisches Getriebe in Blockbauform die Antriebsräder treibt. Dieser Elektromotor ist ein Doppelschlußmotor, dessen Nebenschlußwindungen eingeschaltet werden können, wenn der Motor als Generator betrieben werden soll, wobei der Strom in die Batterie zurückgespeist wird. Für den Fahrantrieb ist dabei ein wesentlicher Fortschritt erreicht (USA-PS 3 208 222). Weiterhin zu berücksichtigender Stand der Technik: Automobiltechnische Zeitschrift ATZ 73 (1971) 9, Seite 336 bis J42 "Aktuelle Probleme . bei elektrischen Antriebssystemen für Straßenfahrzeuge" und DT-OS 1 58O 28I·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Arbeitsvermögen eines Hubladers mit einer Batterieladung zu vergrößern.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Pumpe für die hydraulische Hubeinrichtung von einem gleichartigen oder dem gleichen Elektromotor, der auch den Fahrantrieb antreibt, angetrieben wird«, Einen gleichartigen heißt,einen Elektromotor der auch als Generator betreibbar ist. Dadurch ist es ermöglicht, die beim Ab-

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senken einer Last oder auch nur des leeren Gabelträgers freiwerdende Energie in dem als Generator laufenden Elektromotor in elektrische Energie umzuwandeln und diese der Batterie zuzuführen und damit die Energie nutzbringend auszuwerten. Bei den bisher bekannten Hubladern wird bei Absenken der Last die freiwerdende Energie der Lage über das Senkventil in nicht ausnutzbare Wärme verwandelt. Die Hubbewegung wird bei den bisher bekannten Hubladern mit batterie-elektrischem Antrieb ausnahmslos über einen getrennten Elektromotor mit angeflanschter Hydraulikpumpe bewirkt. Die Verwendung eines einzigen Motors für Fahr- und Hubhydraulik war nach bisheriger Bauausführung nicht möglich, weil der Fahrmotor direkt mit den Antriebsrädern gekuppelt war. Wäre die Pumpe der Hubhydraulik mit diesem Elektromotor verbunden, könnte bei stehendem Fahrzeug nicht gehoben werden. Deshalb muß für die Hubhydraulik und den Fahrantrieb je ein Elektromotor eingebaut werden und somit ist die in den Elektromotoren zu installierende Leistung doppelt vorzusehen, wobei allerdings für die einzelnen Motoren auf diese Weise die Einschaltdauer gesenkt wird und andererseits die maximal zulässige Stromentnahme aus der Batterie zu berücksichtigen ist. Da Heben und Fahren, zumindest was den Leistunge· bedarf anbetrifft, nur in geringem Maße überdeckt, d.h. gleichzeitig ausgeführt werden, könnte aber auch ein einziger, etwa gleichstarker Elektromotor die Energie liefern. Bisher wurden ausschließlieh Gleichstrom-Reihenschlußmotore verwendet.

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Bei der Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung ist es ermöglicht, die kinetische Energie beim Bremsen des Fahrzeuges oder die potentielle Energie beim Absenken einer Last zurückzugewinnen, indem an dem in diesem Bremszustand als Generator betriebenen Elektromotor eine" Klemmspannung erzeugt wird, die höher ist als die Batteriespannung, sodaß elektrische Energie an die Batterie abgegeben wird. Wenn' die Verstellpumpe des hydrostatischen Getriebes des Fahrantriebs in Null-Stellung ist, ist der Energiefluß zwischen dem Elektromotor für den Fahrantrieb und den Treibrädern unterbrochen, weil die Pumpe in Null-Stellung nicht fördern kann. Wird mittels des gleichen Elektromotors eine Verstellpumpe für die Hubhydraulik angetrieben, so kann unabhängig von der Fahrbewegung gehoben werden, wenn die Verstellpumpe z.B. über einen Handsteuerhebel, mit dem auf Heben geschaltet wird, ausgeschwenkt wird. Soll eine Last gesenkt werden, so wird die Verstellpumpe in entgegengesetzter Richtung ausgeschwenkt, aber im Verhältnis zu der vorgesehenen Senkgeschwindigke.it

weniger, sodaß der Elektromotor auf höhere Drehzahl getrieben wird, sodaß wiederum der Motor als Generator läuft und Energie an die Batterie abgibt. Beim Lastabsenken beim Fahren wird die beim Senken gewonnene Energie unmittelbar über die Welle des einzigen Elektromotors dem Fahrantrieb zugeführt.

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Für weitere erforderliche hydraulische Punktionen, z.B. Neigen des Hubgerüstes und zum Betätigen von Anbaugeräten und ggf. auch für die Lenkung wird zweckmäßigerweise eine zusätzliche kleine Konstantpumpe, z«B. Zahnradpumpe, verwendet. Bei der Lösung gemäß der Erfindung kann für die hydraulische Hubeinrichtung auch eine Konstantpumpe (d.h» nicht verstellbare Pumpe, beispielsweise Zahnradpumpe) verwendet werden, wobei alle Vorteile erhalten bleiben, jedoch eine Zurückgewinnung der Lageenergien nicht möglich ist, es sei denn, man läßt eine beachtlich erhöhte Absenkgeschwindigkeit zu, was mit Rücksicht auf Gefahrenzustände wahrscheinlich nicht zulässig ist.

Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist ein Schalter vorgesehen, durch den der Elektromotor ausgeschaltet wird, wenn die FahrpedSLe und der Betätigungshebel oder die Betätigungshebel für.das Hubgerüst in Null-Stellung stehen. Zweckmäßigerweise ist dieser Schalter an ein Zeitschaltglied angeschlossen. Dadurch kann erreicht werden, daß der Motor bei längeren Stillstandzeiten automatisch ausgeschaltet wird und dadurch Leerlaufenergie eingespart wird. Durch Betätigen der Fahrpedale oder eines Hebels für die Betätigung des Hubgerüstes wird der Motor automatisch wieder eingeschaltet.

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Um eine bessere Energieausnutzung beim Bremsen zu erzielen, ist gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen,'daß das elektrische Feld des Stators des Elektromotors, wenn dieser als .Generator betrieben wird, durch Erhöhung der Statorspannung erhöht wird, sodaß eine bessere Energierückgewinnung erzielt wird.

Ein weiterer erfinderischer Gedanke bezieht sich auf eine Übertragung einer bei Elektrodreiradstaplern mit zwei Jeweils einer Fahrzeügseite zugeordneten Fahrmotoren bekannten Anordnung auf den Hublader mit hydrostatischem Fahrantrieb. Es ist nämlich bekannt, bei Dreiradfahrzeugen, welche' bei 90 Lenkeinschlag des Lenkrades auf der Stelle drehen können, die Elektromotoren derart zu schalten, daß der kurveninnere Motor entgegengesetzt der Fahrtrichtung dreht. In Weiterausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist bei einem Hublader mit zwei von einer Pumpe beaufschlagbaren, jeweils einer Fahrzeugseite zugeordneten Hydromotoren vorgesehen, daß zwischen die Pumpe und die Hydromotoren für den Fahrantrieb ein mit der Lenkeinrichtung verbundenes, den Hydromotor des kurveninneren Rades bei starkem Lenkeinschlag kurzschließendes oder abschließendes und damit blockierendes oder auf Gegenlauf schaltendes Ventil eingeschaltet ist.

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In der Zeichnung ist ein Schaltschema einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt das Schaltschema zu einer Antriebseinrichtung und

Figur 2 zeigt einen zusätzlich mit einem Umsteuerventil versehenen Fahrantrieb einer Antriebseinrichtung, die im übrigen der gemäß Figur 1 entspricht.

Der Elektromotor 1 ist ein Gleichstromnebenschlußmotor oder Doppelschlußmotor und treibt die Hydropumpe 2 für den Fahrantrieb und die Hydropumpe 5 für die hydraulische Hubeinrichtung sowie die Hydropumpe 4 für sonstige Antriebe an. Die Hydropumpen 2 und 2 sind Hydrovers tellpumpen.

Die Hydropumpe 2 ist über zwei Leitungen 5 und 6 mit den beiden Hydromotoren 7 und 8 verbunden, die über je ein Vorgelegegetriebe 9 je ein Fahrzeugrad Io antreiben.

Die Verstellpumpe J> saugt über eine Leitung 11 aus dem Behälter 12 an und fördert über eine Leitung I^ zu dem Hubzylinder 14 der hydraulischen Hubeinrichtung oder nimmt aus diesem Drucköl auf und entnimmt diesem Energie und' läßt das Drucköl drucklos an den Tank abfließen.

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Bei einem Fahrzeug,das wie ein Hublader jeweils nur kurze Strecken fährt und auf diesen relativ stark beschleunigt, ist das Verhältnis von zum Überwinden des Roll- und Luftwiderstandes verzehrter Energie zu der kinetischen Energie etwa wie 1 : 2» Da das Fahrzeug häufig gebremst werden muß, wird zum Bremsen die Verstellpumpe 2 auf eine einer geringeren Fahrgeschwindigkeit entsprechende Einstellung gebracht. Dadurch · fördert die Pumpe 2 einen geringeren Förderstrom als die Hydromotoren 7 und 8 aufnehmen, sodaß diese als Motor wirken und ArbeitsflUssigkeit zur Pumpe 2 fördern, die in diesem Fall von diesem Arbeitsflüssigkeitsstrom angetrieben wird und dadurch den Elektromotor 1 treibt, der seinerseits Energie an die Batterie abgibt. Das gleiche tritt auf, wenn der Kolben I5 infolge einer auf die Kolbenstange 16 einwirkenden Kraft nach unten gedruckt wird und die Verstellpumpe 2 derart.geschaltet ist, daß sie den dadurch aus dem Hubzylinder 14 verdrängten ArbeitsflUssigkeitsstrom aufnimmt und diesem Energie entnimmt, die sie dem Elektromotor 1 zuführt.

Die Konstantpumpe 4 saugt ebenfalls aus dem Behälter an und drückt die Arbeitsflüssigkeit über einen Ventilblock 17 zu den Neigezylindern 18 für das Neigen des

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Hubgerüstes oder zu der Einrichtung I9, 20 für die hydrostatische Lenkeinrichtung oder zu den Anschlüssen 21 für Zusatzhydraulikgeräte, Anbaugeräte bzw·. Vorsatzgeräte des Gabelstaplers.

In Figur 2 sind die Hydropumpe 2 und die Hydromotoren 7 und 8 die gleichen wie in Figur 1, jedoch ist zwischen die Pumpe 2 und die Hydromotoren 7 und 8 ein 6/2-Wegeventil 21 zwischengeschaltet, welches über eine Koppeleinrichtung 22 mit der Lenkeinrichtung verbunden ist. Dadurch wird bewirkt, daß bei starkem Lenkeinschlag der jeweils kurveninnere der Hydromotoren 7 und 8 kurzgeschlossen wird.

Patentansprüche:

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ORIGINAL

Claims

W LINDE AKTIENGESELLSCHAFT 11 - Patentansprüche;

1) Hublader mit batteriegespeistem Elektromotor, der über ein stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe den Fahrantrieb antreibt und mit einer mit einer Pumpe versehenen hydraulischen Hubeinrichtung, wobei der Elektromotor eine Nebenschlußwicklung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (J) für die hydraulische Hubeinrichtung (14, 15t 16) von dem gleichen Elektromotor (1) angetrieben ist.

2) Hublader nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Elektromotor (1) bei in Nullstellung befindlichem Fahrpedal und Neutralstellung des Betätigungshebels oder der Betätigungshebel für das Hubgerüst (14, I5, 16) ausschaltenden Schalter.

3) Hublader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter an ein Zeitschaltglied angeschlossen ist.

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4) Hublader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

reiner daß der Elektromotor (1) eirifiJebenschlußmotor ist.

5) Hublader nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bei Schalten der hydraulischen Hubeinrichtung (14, 15, 16) auf Senken und / oder Schalten der B¹ ahr be tat igung auf Verringerung der Fahrgeschwindigkeit die Feldwicklung des Elektromotors (1) an höhere Spannung legenden Schalter,

6) Hublader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) für die hydraulische Hubeinrichtung (14, I5i 16) eine Verstellpumpe ist.

7) Hublader insbesondere nach Anspruch 1 mit zwei von einer Pumpe beaufschlagten, jeweils einer Fahrzeugseite zugeordneten Fahrmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pumpe (2) und den Fahrmotoren (7 und 8) ein mit der Lenkeinrichtung verbundenes, den Hydromotor (7 bzw. 8) des jeweils kurveninneren Rades (lO) bei starkem Lenkeinschlag kurzschließendes oder abschließendes oder auf Gegenlauf schaltendes Ventil (21) eingeschaltet ist.

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