DE2226632C3 - Hydraulische Hubwerkbaugruppe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubwerk-Daugruppe für insbesondere batteriegetriebene Flur-Förderzeuge gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer solchen, durch die deutsche Patentanmeldung St 7580 bekannten Hubwerkbaugruppe ist die Vorspannung im Drucksystem so hoch, daß sie 75% des Eigengewichtes der beweglichen Hubglieder ausgleicht, wodurch die Druckpumpe, die dauernd im Druckmittelfluß vom Druckmitteltank zum Hubwerk bzw. zurück eingeschaltet bleibt und bei jeder Hubbewegung angetrieben werden muß, entsprechend kleiner ausgelegt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energiebilanz des Antriebs für solche Hubwerksgruppen zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
ίο Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt mit sich, daß der Energieverbrauch je Arbeitsspiel so gering wie irgend möglich gehalten wird, und zwar in jedem Belastungsfall, was insbesondere bei Batteriebetrieb wichtig ist. Der Bedienungsmann hat für jede Hubbewegung, also für das Heben wie für das Senken, zwei Fahrstufen zur Verfügung, die er hintereinander einschalten kann; zuerst muß er zwangsläufig den Steuerhebel — gegebenenfalls über Zwischenstellungen — in die erste Fahrstufe bewegen, bei der die sti'lsteiiende Pumpe umgangen ist und die Hubbewegung unter dem Einfluß lediglich der Vorspannung bzw. der Last vor sich geht. Wenn die Hubbewegung anläuft und die Hubgeschwindigkeit ausreicht, verläuft die gesamte Hubbewegung in dieser Fahrstufe, also ohne Energieentnahme aus der Antriebsquelle. Nur dann, wenn in der ersten Fahrstufe die Hubbewegung nicht anläuft oder die Hubgeschwindigkeit zu gering erscheint, wird die zweite Fahrstufe eingeschaltet, in der die Pumpe zwischen Druckmitteltank und Hubwerk geschaltet und angetrieben ist, damit sie dann die noch fehlende Leistungsspitze liefert Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß der Bedienungsmann den Arbeitsgang, auch wenn die Batterie schon geschwächt ist, zu Ende führen kann, wenn auch mit geringerer Hubgeschwindigkeit als mit laufender Pumpe.

Es ist zwar bekannt, bei Hubwerkbaugruppen in dem Druckmitteltank einen geringen Überdruck von beispielsweise 1 atü aufrechtzuerhalten, um sicherzustellen, daß der Druckmittelfluß von dem Druckmitteltank zur Pumpe nicht abreißt, dabei wird aber in dem Druckmitteltank keine wesentliche Energie gespeichert. Als eine wesentliche Energiespeicherung im Sinne der Erfindung wird es beispielsweise angesehen, wenn mindestens ca. 10%, vorzugsweise mindestens 20%, der beim Ausfahren des Hubwerks unter Nennlast zu leistenden Arbeit bei eingefahrenem Hubwerk in dem Druckmitteltank gespeichert sind.

Der Erfindungsvorschlag ist insbesondere für solche Anwendungszwecke hydraulischer Hubwerkbaugruppen von Vorteil, in denen es auf die Verwendung möglichst leistungsschwacher Antriebe für die Pumpe ankommt und hier wieder insbesondere für solche Anwendungszwecke, in denen das Hubwerk auf einen Gesamtgerät montiert ist, das seinen Energievorra mitzuführen hat, z. B. Flurförderzeuge. Gerade be batteriegetriebenen Fördergeräten besteht ein beson ders interessantes Anwendungsgebiet für die erfin dungsgemäßen hydraulischen Hubwerkbaugrupper weil bei ihnen aus Gründen der Gewichts-, Platz- un< Kostenersparnis ein möglichst leistungsschwacher An triebsmotor und gleichzeitig eine möglichst kleine Batterie verwendet werden soll, oder anders ausge drückt, mit einem gegebenen Motor und eine gegebenen Batterie eine möglichst hohe Leistung zu Verfügung gestellt und ein möglichst hohes Gesamtai beitsvermögen bereitgestellt werden soll.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für di erfindungsgemäße Hubwerkbaugruppe schematise

dargestellt, das anhand der nachstehenden Beschrei bung im einzelnen erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 die Hubwerkbaugruppe in Ruhestellung,
F i g. 2 die Hubwerkbaugruppe beim Hubvorgang und F i g. 3 die Hubwerkbaugruppe beim Senkvorgang. Die Hubwerkbaugruppe gemäß dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt einen Druckmitteltank 10 mit einer Trennwand 12. In einem oberen durch die Trennwand 12 abgeteilten Raum 14 befindet sich ein Druckgasvolumen und in einem unteren, mit dem Leitungssystem der Hubwerkbaugruppe verbundenen Raum 16 ein hydraulisches Druckmittel, das durch das Druckgasvolumen vorgespannt ist. Der Druck der Vorspannung Hegt dabei unter dem maximalen Betriebs- oder Arbeitsdruck eines Hubwerks »8. Das Hubwerk 18 wird über ein Leitungssystem von dem Druckmittel beaufschlagt Zwischen dem Druckmitteltank 10 und dem Hubwerk 18 ist eine Pumpe 20 angeordnet, die durch einen batteriegespeisten Elektromotor 22 angetrieben wird. Ein Reservetank 24 ist vorgesehen, um für Bedarfsfälle, beispielsweise für Leckverluste, benötigte Druckmittelmengen bereitzuhalten.

Die oben angegebenen Bestandteile der Hubwerkbaugruppe sind durch das Leitungssystem mit einer darin angeordneten Umsteuerventileinrichtung miteinander wie folgt verbunden:

Vom Druckmitteltank 10 führt eine Leitung ?6 mit einem darin befindlichen Absperrschieber 28 zur Pumpe 20. Der Absperrschieber 28 sperrt den Druckmitteltank 10 in einer ersten Stellung mittels eines Rückschlagventils 30 in Richtung des Hubwerks 18 ab und gibt in einer zweiten Stellung mittels eines Durchgangs 32 den Durchgang in der Leitung 26 frei. Vor der Pumpe 20 zweigt eine Umgehungsleitung 34 von der Leitung 26 ab und verläuft direkt zu einer Druckleitung 36 der Pumpe 20. Ein in der Umgehungsleitung 34 befindliches Rückschlagventil 38 sperrt die Druckleitung 36 gegen die Umgehungsleitung 34 ab. Die Druckleitung 36 führt dann über einen Steuerschieber 40 zu dem Hubwerk 18. Der Steuerschieber 40 hat Kanäle für eine Sperrstellung B, in der er gemäß F i g. 1 steht, eine Hubstellung C, in der er gemäß F i g. 2 steht, und eine Senkstellung A, in der er gemäß Fig.3 steht Seine Verstellung erfolgt über den Durchlauf des Druckmittels regulierende Zwischenstellungen.

Eine Umleitung 42 führt vom Steuerschieber 40 zur Leitung 26 zurück. In diese Umleitung 42 mündet eine Zuführleitung 44, die vom Reservetank 24 kommt und ein das Leitungssystem gegen den Reservetank 24 absperrendes Rückschlagventil 46 enthält. In den Reservetank 24 führt eine von den Leckstellen, beispielsweise der Pumpe 20, kommende Leckleitung 48.

Vom Steuerschieber 40 führt ferner eine Rücklaufleitung 41 mit einem Rückschlagventil 43, zwischen dem Druckmitteltank 10 und dem Absperrschieber 28 mündend, in die Leitung 26. Von dem gleichen Abschnitt der Leitung 26 führt eine Überdruckleitung 49 mit einem Überdruckventil 50 in die Zuführleitung 44, und zwar zwischen dem Reservetank 24 und dem Rückschlagventil 46. Dort mündet ebenfalls eine weitere von der Druckleitung 36 der Pumpe 20 kommende Überdmck-Ieitung 52 mit einem eingesetzten Überdruckventil 54. Das Überdruckventil 50 ist auf den maximalen Vorspanndruck, das Oberdruckventil 54 auf den maximalen Arbeitsdruck eingestellt.
Her Motor 22 wird von einer dargestellten aber nicht

bezeichneten Batterie gespeist. Seine Steuerung erfolgt über elektrische Leitungen 56 bzw. 58, die zu Schaltkontakten 60 bzw. 62 führen und durch einen Steuerungshebel 64 geschlossen werden können, der um eine Schwenkachse 66 schwenkbar ist

Vom Steuerungshebel 64 im folgenden Schalthebel 64 genannt, führen Schaltgestänge 68 und 70 derart zu dem Steuerschieber 40, und zu dem Absperrschieber 28, daß diese miteinander gekuppelt sind, und zwar so, daß bei Bewegung des Schalthebels 64 zuerst der Absperrschieber 28 voll verstellt und danach der Steuerschieber 40 über seine Zwischenstellungen bewegt wird. Wenn eine Endlage des Steuerschiebers 40 erreicht ist, werden bei weiterer Bewegung des Schalthebels 64 die Kontakte 60 oder 62 geschlossen und der Motor 22 und damit die Pumpe 20 in Betrieb gesetzt.

In der Ruhestellung gemäß F i g. 1 steht der Schalthebel 64 in seiner Mittelstellung und damit der Absperrschieber 28 mit dem Rückschlagventil 30 in seiner Sperrstellung, der Steuerschieber 40 in seiner Sperrstellung B und der Motor 22 ist abgeschaltet. Ein Druckmittelfluß vom Druckmitteltank 10 wird dabei durch die Rückschlagventile 30 und 43 verhindert, ein solcher vom Hubwerk 18 durch den Steuerschieber 40.

Zum Einleiten und Durchführen des Hebevorgangs wird der Schalthebel 64 in Richtung der Schaltkoiitakte 62 bis in eine erste Fahrstufe, etwa zur Zwischenstellung D in den Figuren bewegt. Dabei schaltet der Absperrschieber 28 den Durchgang 32 in die Leitung 26, so daß das vorgespannte Druckmittel aus dem Druckmitteltank 10 in die Leitung 26 bis zur Pumpe 20 und von der Leitung 26 über die Umgehungsleitung 34 in die Druckleitung 36, bis zum Steuerschieber 40 strömen kann. Bei weiterer Bewegung des Schalthebels 64 über die Zwischenstellungen E, F wird der Steuerschieber 40 über seine Zwischenstellungen in die Hebestellung Cgerückt, wobei eine sich nach dem durch die Zwischenstellungen gegebenen Durchgangsquerschnitt richtende Druckmittelmenge zum Hubwerk 18 strömt und dieses anhebt. Sobald sich ergibt, daß der Hebevorgang nicht allein durch die Vorspannung des Druckmittels durchführbar ist oder zu langsam abläuft, wird der Schallhebel 64 in eine zweite Fahrstufe bis zum Schließen der Kontakte 62 weiterbewegt, so daß nunmehr die Pumpe 20 das Druckmittel zum Hubwerk 18 fördert. Das Rückschlagventil 38 verhindert dabei einen Rückstrom des Druckmittels in die Umgehungsleitung 34. Gleichzeitig steht jedoch die Überdruckleitung 52 unter Druck, so daß der Arbeitsdruck kontrolliert wird.

Zum Senken des Hubwerks 18 wird der Schalthebel 64 in Richtung auf die Kontakte 60 geschwenkt. Dabei bleibt der Absperrschieber 28 mit dem Rückschlagventil 30 in seiner Sperrstellung in der Leitung 26, so daß das Druckmittel nur in Richtung auf den Druckmitteltank 10 strömen kann. Bei der Bewegung des Schalthebels 64 wird der Steuerschieber 40 über seine Zwischenstellungen in die Senkstellung A gemäß F i g. 3 bewegt, womit dem vom Hubwerk 18 kommenden Druckmittel der Weg in die Umleitung 42, von dort in die Leitung 26 und durch das Rückschlagventil 30 zum Druckmitteltank 10 freigegeben ist. Wenn das Senken mit der Pumpe 20 erfolgen soll, wird der Schalthebel 64 bis zum Schließen der Kontakte 60 bewegt worauf die Pumpe 20 in der bereits beschriebenen weise anläuft Sie saugt dann das Druckmittel aus der Leitung 26 an und drückt es über die Druckleitung 36 und den Steuerschieber 40 in die Rücklaufleitung 41, mittels der es über das Rückschlag-

ventil 43 in den Leitungsabschnitt der Leitung 26 zwischen dem Absperrschieber 28 und letztlich in den Druckmitteltank 10 gelangt. Das Rückschlagventil 43 sperrt bei einem möglichen Ausfall der Pumpe 20 jeden unbeabsichtigten Rücklauf des Druckmittels zum Hubwerk 18 ab, der möglicherweise aus der Rücklaufleitung 41, durch den Steuerschieber 40, die Druckleitung 36, die Umgehungsleitung 34, die Umleitung 42 und den Steuerschieber 40 erfolgen könnte.

Die Überdruckleitung 49 steht bei diesem Rücklauf ebenfalls unter Druck, so daß der Rücklaufdruck des Druckmittels durch das Überdruckventil 50 kontrolliert wird. Das im Druckmitteltank 10 befindliche Druckmittel steht dann unter dem ursprünglichen Vorspanndruck für den nächsten Hebevorgang des Hubwerks 18 zur Verfügung, wobei zu bemerken ist, daß das Druckmittel unter Ausnutzung der beim Senken des Hubwerks 18 freiwerdenden Energie in den Druckmitteltank 10 zurückgeführt worden ist, wobei es gleich ist, ob die Rückführung in den Druckmitteltank 10 mit oder ohne Pumpe 20 erfolgte, da im zweiten Falle die Druckdifferenz zwischen der Saugseite und der Druckseite der Pumpe 20 kleiner ist, als es ohne die oben beschriebene Energieausnutzung der Fall ist. Desgleichen ist diese Druckdifferenz auch beim Hebevorgang kleiner als bei Verwendung eines nicht vorgespannten Druckmittels, was sich jeweils vorteilhaft auf den Energieverbrauch des Motors 22 auswirkt.

Bei unzureichender Menge von Druckmittel und damit aussetzendem Hebevorgang setzt die Trennwand 12 auf dem Boden des Druckmitteltanks 10 auf. Die zwecks Fortsetzung des Hebevorgangs eingeschaltete Pumpe 20 saugt dann aus der Leitung 26 an, bis ein Unterdruck gegenüber dem Druck im Reservetank 24 vorhanden ist. Dieser Unterdruck überträgt sich auf die Umleitung 42 und die Zuleitung 44, so daß bis zur Vollendung des Hebevorgangs die dafür benötigte Druckmittelmenge unter öffnen des Rückschlagventils 46 aus dem Reservetank 24 angesaugt wird.

Die Anwendung der Hubwerkbaugruppe bei batteriegetriebenen Gleichstrommotoren ist insofern vorteilhaft, als bei entsprechender Einstellung der Vorspan nung in dem Druckmitteltank 10 die Belastungsspitzer der Batterie abgebaut werden können. Gerade be Spitzenstromverbrauch ist aber wegen des dam eintretenden Spannungsabfalls der Wirkungsgrad ver schlechten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hubwerkbaugruppe für nsbesondere batteriegespeiste Flurförderzeuge, umfassend einen Druckmitteltank, in dem das Druckmittel unter Vorspannung steht, ein Hubwerk, eine Pumpe, ein Leitungssystem zur Verbindung von Hubwerk, Pumpe und Druckmitteltank sowie eine Steuereinrichtung zum Umschalten des Druckmittelflusses zwischen Heben und Senken des Hubwerks gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Steuereinrichtung cmfaßt Steuerschieber (28, 40), die durch einen ihnen und einem Elektromotor (22) gemeinsamen Steuerungshebel (64) betätigbar sind, wobei — ausgehend von der Ruhestellung — sowohl für den Hebe- als auch Senk-Vorgang durch Betätigung des Steuerungshebels (64) in einer ersten Fahrstufe der Druckmittelfluß unter Umgehung der stillstehenden Pumpe (20) bei direkter Leitungsverbindung (26,34,36 bzw. 36,42,26) zwischen Druckmitteltank (10) und Hubwerk (18) stattfindet und erst bei Weiterbewegung des Steuerungshebels (64) im Fahrsinne eine zweite Fahrstufe wirksam ist, bei der die Pumpe (20) zwischen Druckmitteltank (10) und Hubwerk (18) geschaltet und angetrieben ist;

b) bei eingezogenem Hubwerk (18) steht das Druckmittel im Druckmitteltank (10) unter einer Vorspannung solcher Größe, daß die gespeicherte Energie einen Anteil von mindestens 10%, vorzugsweise 20%, der beim Ausfahren des Hubwerks (!8) zu leistenden Arbeit darstellt.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungshebel (64) und mit ihm der Steuerschieber (40) stufenlos verstellbar ist, und daß der Steuerschieber (40) in Zwischenstellungen (D₁E₁F) innerhalb der ersten Fahrstufe den Druckmittelfluß mehr oder weniger drosselt.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpenausgang (36,52) ein Überdruckventil (54) für die Begrenzung des Arbeitsdruckes und am Druckmitteltank-Ausgang ein weiteres Überdruckventil (50) für die Begrenzung des Speicherdruckes vorgesehen sind.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung durch ein Druckgasvolumen aufrechterhalten wird.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgasvolumen vom Druckmittel durch eine bewegliche Trennwand (12) getrennt ist.