DE2726246B2

DE2726246B2 - Hydraulikanlage für den Hubantrieb eines Hubladers

Info

Publication number: DE2726246B2
Application number: DE2726246A
Authority: DE
Inventors: Hugo Vom 2407 Bad Schwartau Berg
Original assignee: Jungheinrich Unternehmensverwaltung KG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1981-03-12
Also published as: GB2000227A; IT7824396A0; IT1096518B; GB2000227B; FR2393760A1; DE2726246A1; DE2726246C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage für den Hubantrieb eines Hubladers, mit einer von einem Motor angetriebenen Druckmittelpumpe, die aus einem Druckmitteltank über ein Steuerventil das Hubzylinderaggregat speist, das unter der Einwirkung eines Druckspeichers von solcher Vorspannung sieht, daß diese den Hauptteil der Totlast ausgleicht.

Solche Anlagen sind aus der DE-AS 22 26 632 und den bekanntgemachten Unterlagen aus der DE-AN St 7580, 23.12.1954, bekannt, wobei Abweichungen hinsichtlich des Anteils der Last bestehen,
ίο Bei der bekannten Ausführung nach DE-AS 22 26 632 ist nur ein Hubzylinderaggregat vorhanden. Der Druckspeicher dient bei der Absenkung des Hubwerks zur Rückwinnung eines Teiles der Energie bei der Senkbewegung. Dabei sollen zwar mindestens 10% der beim Ausfahren des Hubwerkes unter Nennlast zu leistenden Arbeit bei eingefahrenem Hubwerk in dem Druckmitteltank gespeichert werden, aber die Kompensation der sogenannten Totlast wird nicht eindeutig erreicht. Bei der bekannten Hydraulikanlage ist auch berücksichtigt, daß für eine Senkbewegung eine Pumpeneinschaltung notwendig sein kann. Die Hydraulikanlage selbst ist deshalb aufwendig und kompliziert, weil einbezogen wird, daß zunächst jeweils der Druckspeicher angeschlossen wird und dann, wenn die Hubbewegung damit nicht anläuft oder eine zu geringe Hubgeschwindigkeit entsteht, auch beim Heben zusätzlich die Druckmittelpumpe eingeschaltet und angetrieben wird.

Nach den Unterlagen der DE-AN St 75SO — jo 23. 12. Ϊ954, ist eine Anlage vorgesehen, mit deren Hilfe das Eigengewicht der beweglichen Glieder soweit ausgeglichen wird, daß der verbleibende Rest zur Abwärtsbewegung des Lastträgers in leerem Zustand ausreicht. Dabei besitzt die Hydraulikanlage mit der J5 Druckmittelpumpe einen Druckspeicher, der dem gesamten Druckmittel in der Anlage eine so hohe Vorspannung erteilt, daß dadurch der größte Teil der Totlast, beispielsweise 75% derselben, aufgehoben wird. Hierbei wird aber der gesamte Druckmiltelkreislauf der Anlage immer durch den Druck des Druckspeichers vorgespannt. Die sich dadurch ergebende Dauerbelastung der auch zum Hubkreislauf der Hydraulikanlage gehörenden Teile, wie Dichtungen, Steuergeräte und dergleichen, führt zu Verschleißerscheinungen und beeinträchtigt die Funktionsfähigkeit über längere Zeiten, d. h. es wird vermehrte Kontrolle und Wartung notwendig.

Auch die DE-AS 10 06 732 zeigt eine Hydraulikanlage mit einem Druckmittelspeicher, der mit dem Hubzylinderaggregat durch eine Steuerung verbunden ist. Bei dieser bekannten Ausführung liegen aber der Hauptgesichtspunkt im Anschluß des Druckspeichers an einen Anlasser für den Motor; insbesondere auch in der Möglichkeil der Einspeisung in den Fahrantrieb. Diese bekannte Anlage besitzt zwei Pumpen, von denen eine unmittelbar den Druckspeicher speist und über die Steuerung auch mit dem Hubzylinderaggregat verbindbar ist, während die andere im Anlasserbereich des Fahrzeugs mit dem Speicher verbunden ist, um den Anlaßvorgang zu fördern. Dabei wird diese Pumpe als hydraulischer Motor verwendet und sie kann zugleich zum Anlassen des Motors ausgenutzt werden. Hierbei wird das in den Druckspeicher durch den Motor geförderte Druckmittel zur Einleitung eineis folgenden Betriebsvorgangs ausgenutzt.

Eine Hydraulikanlage nach der DE-OS 23 27 577 besitzt zwar für einen Hublader mit Hubzylinderaggregat, Druckmittelpumpe und Steuerventil auch einen

Druckspeicher. Dieser Druckspeicher ist aber über ein Rückschlagventil in seiner Wirkungsrichtung vom Hubzylinderaggregat abgesperrt und im Bremskreis angeordnet, dem an sich eine zweite Pumpe zugeordnet ist Wenn dieser ausfällt dann soll über dl·; Pumpe für das Hubzylinderaggregat auch der Druckspeicher betriebsbereits gehalten werden, um sicherzustellen, daß die Bremse wirksam bleibt

Das hat den Nachteil, daß der Druckspeicher immer direkt an den Druckmittelkreis für das Hubzylinderaggregat angeschlossen wird, so daß dieser selbst als Gewichtsspeicher wirkt und im Hubzylinderaggregat die betriebsweise geforderten Einflüsse auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikanlage der eingangs angegebenen Art mit Ausgleich des Hajpttteils der Totlast dahingehend zu verbessern, daß die Belastung der Druckmittelpumpe nicht von dem Hauptteil der Totlast beeinflußt wird, sondern diese unabhängig vom Betrieb der Druckmittelpumpe ausgleichbar ist

Diese Aufgabe wird in einer Ausführungsform dadurch gelöst daß das Hubzylinderaggregat aus zwei parallel und mit gleichem Hubweg arbeitenden Hubzylindern mit vjneinander drucktechnisch getrennten Räumen besteht, von denen der eine mit seinem Druckmittelkreis mit Steuerventil dem willkürlichen Heben dient, während der andere mit dem ständig wirksamen Druckspeicher dem Totlastausgleicl dient und als völlig abgeschlossener, mit einem kompressiblen Energiespeichermedium gefüllter Teleskopzylinderraum ausgebildet ist. Die Anordnung zweier Hubzylinder mit drucktechnisch getrennten Räumen bildet unter der Aufgabenstellung einen neuen und überraschenden Gesichtspunkt, wobei insbesondere bei völlig abgeschlossenem und mit einem kompressiblen Energiespeichermedium gefülltem Teleskopzylinderraum eine weitestgehend wartungsfreie, platzsparende Anlage erreicht wird.

Unter obigem Gesichtpunkt sieht eine andere Lösung mit zwei parallel und mit gleichem Hubweg arbeitenden Hubzylindern mit voneinander drucktechnisch getrennten Räumen, von denen der eine mit seinem Druckmittelkreis mit Steuerventil dem willkürlichen Heben dient während der andere mit dem ständig wirksamen Druckspeicher dem Tollastausgleich dient und als mit Druckmittel gefüllter Teleskopzylinderraum ausgebildet ist, vor, daß letzterer über einen eigenen Druckmittelkreis an den außerhalb angeordneten Druckspeicher ir, Form eines Druckmitteispeichers angeschlossen ist. Auch hierdurch wird die Aufgabe gelöst, wobei ein großer Spielraum unter Zugrundelegung zweier getrennter Zylinderräume vorhanden ist. Dadurch ist ein kompressibles Energiespeichermedium verwendbar.

Bei dieser Lösung ist eine Federung des Lastaufnahmemittels und eines beweglichen Teiles des Hubmastes nicht möglich, aber der Ausgleich wird in definierter Weise erreicht. Vor allem hl es möglich, den Ausgleich unabhängig von dem Druckmittelkreis mit der Druckmittelpumpe vorzunehmen und damit auch unabhängig von dem Steuerventil, das also von der zusätzlichen Belastung befreit ist.

Bevorzugt wird in beiden Ausführungsformen, daß ein Hubzylinder als Tauchkolben ausgeführt ist, der den Teleskopzylinderraum für das kompressible Energiespeichermedium bildet, dessen zugeordneter Kolben mit dem Boden eines hydraulischen Hubzylinders fest verbunden ist. Dadurch ergibt sich im Zusammenhang mit der beschriebenen Lösung ein kompakt ausgeführtes Zylinderaggregat wobei der Druckspeicher vollständig auf dieses Hubzyünderaggregat beschränkt sein kann.

Wenn auch eine hohle Kolbenstange in anderem Zusammenhang mit anderen Anlagen bekannt ist, liegt eine zweckmäßige Ausgestaltung darin, daß diese hohle Kolbenstange mit dem Drückspeicher für ein kompressibles Energiespeichermedium verbunden ist

ίο Einbezogen wird dabei, daß ein Teleskopzylinderraum für das kompressible Energiespeichermedium bei eingefahrenem Hubgerüst im westntlichen das Volumen Null aufweist Dadurch kann das Hubzylinderaggregat besonders klein gehalten und für das Erreichen großer Höhen günstig ausgelegt werden. Es wird einbezogen, daß als kompressibles Energiespeichermedium inertes Gas, z. B. Stickstoff, vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschriebenen, die schematisch und irn Schnitt in der Zeichnung dargestellt sind.
In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Hydraulikanlage mit einem Hubzylinderaggregat und einem Steuerkreis mit Ventil, Druckmittelpumpe und Druckmitteltank,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung mit einer zusätzlichen Ausgestaltung einer Hydraui^:kanlage mit Druckspeicher.

In beiden Ausführungsformen ist ein Hubzylinderaggregat 1 dargestellt, das einen äußeren Hubzylinder 2 und einen als Tauchkolben ausgeführten Hubzylinder 3 besitzt, dessen Kolbenabschnitt 4 mittels der Dichtung 5 in dem Hubzylinder 2 geführt ist. Der Tauchkolben entsprechend dem Hubzylinder 3 ist innen hohl und bildet einen Teleskopzylinderraum 6. Der Tauchkolben

J5 ist in der oberen Wand 7 des Hubzylinders 2 geführt.

Der Hubzylinder 2 ist an der Basis eines nicht dargestellten Hubgerüstes angeordnet. Ein ausfahrbarer Teil 8 desselben, entweder ein Teleskopgerüstteil oder auch der Lastschlitten, ist am oberen Ende des als Tauchkolben ausgeführten Hubzylinders 3 abgestützt.

Auf dem Boden 10 des Hubzylinders 2 ist eine Kolbenstange 11 für einen Kolben 12 abgesützt, der feststehend im Raum des Hubzylinders 2 angeordnet ist und den Teleskopzylinderraum 6 des als Tauchkolben ausgeführten Hubzylinders 3 nach unten begrenzt. Dsr Kolben 12 weist eine Dichtung 13 zur Innenwand des Tauchkolbens auf.

In den Zylinderraum 14 des Hubzylinders 2 unterhalb des Kolbenabschnitts 4 des als Tauchkolben ausgeführ-

w ten Hubzylinders 3 mündet eine Leitung 15 für Druckmittel, insbesondere Drucköl. In dieser Leitung ist eine Senkdrossel 16 mit einem ein Rückschlagventil aufweisenden By-Pass für eine Hubbewegung angeordnet. Die Leitung führt zu einem Steuerventil 17, das beispielsweise drei Steuerabschnitte »Sperren«, »Heben« und »Senken« und ferner einen Schalter 18 aufweist, zur Einschaltung eines Antriebskreises 19 für den Motor 20 einer Druckmittelpumpe 21. Die Druckseite der Druckmittelpumpe steht über eine Leitung 22 mit dem Steuerventil 17 und die Saugseite über eine Leitung 23 mit einem Druckmitteltank 24 in Verbindung. In diesen mündet auch ein Abschnitt 25 aus der Leitung 22. In diesem Abschnitt ist ein voreinstellbares Überdruckventil 26 angeordnet.

Von dem Steuerventil 17 führt ferner eine Rücklaufleitung 27 in den Druckmitteltank 24. Diese Anordnung ist beiden Vorrichtungen gemeinsam.
Nach Fig. 1 ist der abgedichtete Teleskopzylinder-

raum 6 im als Tauchkolben ausgeführten Hubzylinder 3 mit einem inerten Gas, z. B. Stickstoff, als Kompensationsmedium für das Tolgewicht gefüllt. Bei dieser Ausführungsform ist die Länge des Tauchkolbens, und zwar seines Zylinderraumes, größer als der Abstand ·-, vom Boden 10 bis zur Oberseite des Kolbens 12. Der Totraum im Teleskopzylinderraum 6 bei eingefahrenem Tauchkolben ist so bemessen, daß der Druck des Gases um einige Prozent unter dem Proportionaldruck zum Totgewicht des Hubaggregats des Hubladers liegt, u> worunter das Eigengewicht der verfahrbaren Hubgerüstteile, des ausfahrbaren Teils des Hubzylinderaggregats, eines Lastschlittens und eines Lastaufnahmemittels verstanden wird. Der Differenzdruck zwischen Proportionaldruck zum Totgewicht und effektivem Gasdruck n in eingefahrenem Zustand des Hubzyiinderaggregats wird so gewählt, daß die Führungs- und Reibungsverluste der Hubzylinder- bzw. Kolbenführungen und Dichtungen berücksichtigt sind, so daß gewährleistet ist, daß bei Einstellung des Steuerventils 17 in die Senkstellung das Hubzylinderaggregat in die niedrigste Senkstellung verfährt. Gemäß Ausbildung nach F i g. 1 kann bei räumlich günstiger Ausführung etwa ein Dekompressionsverhältnis von 1 :2 erreicht werden, womit nur ein Teil des Totgewichtes ausgeglichen :> werden kann.

In einer anderen Ausgestaltung ist daher nach F i g. 2 die Kolbenstange 11 hohl, d. h. rohrförmig, ausgebildet und die Bohrung 28 über eine Leitung 29 mit einem Druckmittelspeicher 30 als Speicherraum verbunden. Dieser Druckmittelspeicher 30 hat ein Volumen, das ein Mehrfaches des veränderlichen Teleskopzylinderraums 6 im Tauchkolben 3 über dem Kolben 12 beträgt. Dadurch kann ein besserer Gewichtsausgleich erreicht und gleichzeitig ein wesentlicher Energieverbrauch in verbesserter Weise vermieden werden.

Der Druckmittelspeicher 30 ist mit einem Füllventil 31 versehen.

Durch die beschriebene Ausführung können nicht nur kleinere Antriebsmotoren für die Druckmittelpumpe 21 verwendet werden, sondern die Kompensation des Totgewichtes wird gegenüber den bekannten Ausführungen dadurch wesentlich vereinfacht, daß der Druckmittelspeicher 30 einfacher ausgeführt werden kann, wenn er überhaupt vorgesehen wird, und daß keine Steuermittel für das Kompensationsmedium notwendig sind. Die Pumpe braucht lediglich für eine Hubbewegung zur Überwindung einer verhältnismäßig niedrigen Lastdifferenz eingesetzt zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulikanlage für den Hubantrieb eines Hubladers, mit einer von einem Motor angetriebenen Druckmittelpumpe, die aus einem Druckmitteltank über ein Steuerventil das Hubzylinderaggregat speist, das unter der Einwirkung eines Druckspeichers von solcher Vorspannung steht, daß diese den Hauptteil der Totlast ausgleicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubzylinderaggregat (1) aus zwei parallel und mit gleichem Hubweg arbeitenden Hubzylindern (2, 3) mit voneinander drucktechnisch getrennten Räumen (14, 6) besteht, von denen der eine (14) mit seinem Druckmittelkreis (15, 22) mit Steuerventil (17) dem willkürlichen Heben dient, während der andere (6) mit dem ständig wirksamen Druckspeicher dem Totiastausglcich dient und als völlig abgeschlossener, mit einem kompressiblen Energiespeichermedium gefüllter Teleskopzylinderraum (6) ausgebildet ist.

2. Hydraulikanlage für den Hubantrieb eines Hubladers, mit einer von einem Motor angetriebenen Druckmittelpumpe, die aus einem Druckmitteltank über ein Steuerventil das Hubzylinderaggregat speist, das unter der Einwirkung eines Druckspeichers von solcher Vorspannung steht, daß diese den Hauptteil der Totlast ausgleicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubzylinderaggregat (1) aus zwei parallel und mit gleichem Hubweg arbeitenden Hubzylindem (2,3) mit voneinander drucktechnisch getrennten Räumen (14, 6) besteht, von denen der eine (14) mit seinem Druckmittelkreis (15, 22) mit Steuerventil (17) dem willkürlichen Heben dient, während der andere (6) mit dem ständig wirksamen Druckspeicher dem Totlastausgleich dient und als mit Druckmittel gefüllter Teleskopzylinderraum ausgebildet ist, der über einen eigenen Druckmittelkreis (28, 29) an den außerhalb angeordneten Druckspeicher in Form eines Druckmittelspeichers (30) angeschlossen ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubzylinder (3) als Tauchkolben ausgeführt ist, der den Teleskopzylinderraum (6, 6') für das kompressible Energiespeichermedium bildet, dessen zugeordneter Kolben (12) mit dem Boden (10) eines hydraulischen Hubzylinders (2) fest verbunden ist.

4. Anlage nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenstange (11) des Kolbens (12) hohl ausgeführt und mit dem Druckmittelspeicher (30) für das kompressible Energiespeichermedium verbunden ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopzylinderraum (6) für das kompressible Energiespeichermedium bei eingefahrenem Hubgerät im wesentlichen das Volumen Null aufweist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche ί bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als kompressibles Energiespeichermedium inertes Gas, ζ. Β. Stickstoff, vorgesehen ist.