DE3433896C2 - - Google Patents

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DE3433896C2
DE3433896C2 DE19843433896 DE3433896A DE3433896C2 DE 3433896 C2 DE3433896 C2 DE 3433896C2 DE 19843433896 DE19843433896 DE 19843433896 DE 3433896 A DE3433896 A DE 3433896A DE 3433896 C2 DE3433896 C2 DE 3433896C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anlage gemäß Ober­ begriff des Patentanspruches 1.
In der DE 31 38 307 A1 ist ein Elektrofahrzeug beschrieben, bei dem eine hydraulisch unter­ stützte Lenkung und eine Arbeitshydraulik jeweils von einer eigenen Pumpe versorgt wird. Die Pumpen sind zwar gemäß Ausführungsbeispiel von einem gemeinsamen Elektromotor antreib­ bar, es ist jedoch ausdrücklich auch die Möglichkeit genannt, hierfür zwei getrennte Antriebsmotoren vorzusehen.
Der Aufbau von Prioritätsventilen ist durch die DE 25 12 127 A1 bekannt.
Bei Gabelstaplern mit batterie-elektrischem Antrieb und hydrau­ lischer Lenkhilfskraftunterstützung ist es ferner bekannt, den Verbrauch elektrischer Energie im Pumpenantriebsmotor zu vermindern, indem der Pumpenantriebsmotor über eine Impuls­ steuerung derart gesteuert wird, daß die Pumpe den jeweils benötigten Strom liefert. Bei sehr geringen geförderten Ölströmen läuft dabei der Elektromotor und die Pumpe mit sehr geringer Drehzahl mit der Folge, daß sich ein schlechter Wir­ kungsgrad ergibt.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen Elektromotor für zwei Drehzahlen (wie bei polumschaltbaren Elektromotoren) zu verwenden. Auch bei diesem ergibt sich bei niedrigeren Dreh­ zahlen ein schlechter Wirkungsgrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Anpassen des jeweils geförderten Ölstromes an den jeweils geforderten Bedarf den Energieverbrauch des Fahrzeuges zu senken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den für den nachrangigen Strom bestimmten Anschluß des Prioritäts­ ventiles eine Verbindungsleitung angeschlossen ist, die in eine Anschlußstelle an die Förderleitung der zweiten Pumpe angeschlossen ist, wobei zwischen dieser zweiten Pumpe und der Anschlußstelle an der die Verbindungsleitung an die Förder­ leitung angeschlossen ist, ein zur Anschlußstelle hin öffnendes Rücklaufsperrventil angeordnet ist und wobei ferner in der Verbindungsleitung ein zur Anschlußstelle hin öffnendes Rücklaufsperrventil angeordnet ist, wobei zwischen Prioritäts­ ventil und Rücklaufsperrventil an die Verbindungsleitung ein entspannbares Druckbegrenzungsventil angeschlossen ist und wobei ferner die Betätigungseinrichtungen für die einen höheren Energiestrom aufnehmenden Verbraucher der weiteren hydraulischen Einrichtung mit der Einschalteinrichtung für den zweiten Motor und diese mit der Schalteinrichtung für das entspannbare Druckbegrenzungsventil verbunden ist.
Dadurch wird der Verbrauch elektrischer Energie pro Arbeits­ spiel erheblich gesenkt und damit die Arbeitszeit pro Batterie­ ladung erheblich erhöht, bzw. bei anderen Einsatzarten kann das Fahrzeug mit einer kleineren und billigeren Batterie ausge­ rüstet werden, deren Kapazität dann immer noch bis zum nächsten Laden der Batterie ausreicht.
Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige Weiteraus­ gestaltungsformen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, sowie Aufbau und Funktion werden im folgen­ den anhand der Zeichnung erläutert.
Der Elektromotor 1 treibt die Lenkhydraulikpumpe 2 an, die über eine Leitung 3 aus einem drucklosen Behälter 4 ansaugt und in eine Förderleitung 5 fördert, die zu einem Prioritäts­ ventil 6 führt. An dieses ist ein in geschlossener Bauart ausgestaltetes Steuerventil 7 für das Lenken angebaut, von dem aus über die beiden Leitungen 8 und 9 der Lenkzylinder 10 mit Druckmittel beaufschlagt wird.
Das Prioritätsventil 6 weist einen Anschluß für den nach­ rangigen Verbraucher auf, an den die Verbindungsleitung 11 angeschlossen ist.
Ein zweiter Elektromotor 13 treibt eine zweite Hydraulik­ pumpe 12, wobei der Elektromotor 13 größer ist als der Elektromotor 1 und die Pumpe 12 für einen größeren Förder­ strom ausgelegt ist als die Pumpe 2.
Die Pumpe 12 saugt über eine Leitung 14 aus dem Behälter 4 an und fördert in eine Förderleitung 15, die zum Pumpenan­ schluß eines Steuerventiles 16 führt, durch das willkürlich mehrere weitere Verbraucher, von denen hier beispielsweise die Verbraucher 17 und 18 dargestellt sind, gesteuert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel eines Hubladers sind die von dem Steuerventil 16 gesteuerten Verbraucher ein Hubzylinder für das Hubgerüst, ein Neigezylinder für das Hubgerüst und eine Zusatzhydraulik, die in der Zeichnung durch die beiden Verbraucher 17 und 18 symbolisiert sind, wobei diese einzelnen Verbraucher unterschiedlich große Energiemengen aufnehmen. Zum Beispiel ist für das Heben ein wesentlich größerer Förderstrom erforderlich als für das Neigen.
Die Verbindungsleitung 11 ist an die Förderleitung 15 in einem Anschlußpunkt 19 angeschlossen. Zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem Anschlußpunkt 19 ist in der Förderlei­ tung 15 ein Rücklaufsperrventil 20 angeordnet. Weiterhin ist in der Verbindungsleitung 11 zwischen dem Prioritäts­ ventil 6 und dem Anschlußpunkt 19 ein Rücklaufsperrven­ til 21 angeordnet.
An die Verbindungsleitung 11 ist weiterhin ein entspann­ bares Druckbegrenzungsventil 22 angeschlossen.
Der Elektromotor 13 ist mit einer Einschalteinrichtung 23, die die Stromversorgung zum Elektromotor 13 beeinflußt, verbunden und die Steuerung für das entlastbare Druckbe­ grenzungsventil 22 ist ebenfalls mit dieser Einschaltein­ richtung 23 verbunden, die an eine in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Stromquelle angeschlossen ist. Der Elektro­ motor 1 ist mit einer Einschalteinrichtung 24 verbunden, die ebenfalls ihrerseits an die in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Stromquelle angeschlossen ist.
Der Tankablaufanschluß des Prioritätsventiles 6 ist mit einer Ablaufleitung 26 verbunden, die zu dem Behälter 4 führt. Der Tankablaufanschluß des Steuerventiles 16 ist mit einer Ablaufleitung 25 verbunden, die ebenfalls zu dem Behälter 4 führt.
Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Teiles der Gesamt­ einrichtung ist folgende:
Im Normalbetrieb läuft der Elektromotor 1 und folglich die Pumpe 2 und diese fördert über die Förderleitung 5 zu dem Prioritätsventil 6 und von diesem durch das Lenk­ steuerventil 7 bei Bedarf durch das Prioritätsventil 6 zu einer der Leitungen 8 oder 9 und durch diese zu dem Lenkzylinder 10. Der nicht benötigte Strom fließt vom An­ schluß E des Prioritätsventiles 6 durch die Verbindungs­ leitung 11. Wenn und sofern gelenkt wird, wird mit Vorrang der für das Lenken benötigte Ölstrom durch das Prioritäts­ ventil 6 dem Steuerventil 7 und durch dieses der jeweils beaufschlagten der beiden Leitungen 8 und 9 zugeführt. Das Rücklauföl aus dem jeweils nicht beaufschlagten Druck­ raum des Lenkzylinders 10 fließt über die jeweils zweite der Leitungen 8 und 9 und durch das Prioritätsventil und das Steuerventil 7 zu dem Anschluß T des Prioritätsven­ tiles 6 und von diesem durch die Ablaufleitung 26 zum Be­ hälter 4.
Wenn nunmehr durch Betätigen des Steuerventiles 16 ein Verbraucher geringer Energieaufnahme geschaltet wird, wird der durch die Verbindungsleitung 11 über den Anschluß­ punkt 19 in die Förderleitung 15 fließende Strom durch das Steuerventil 16 dem jeweils beaufschlagten Verbraucher zugeführt. Da in diesem Zustand der zweite Elektromotor 13 nicht läuft und damit die Pumpe 12 nicht fördert, ist das Rücklaufsperrventil 20 geschlossen. Das vom Verbraucher rückströmende entspannte Druckmittel fließt über das Steuer­ ventil 16 und die Ablaufleitung 25 zum Behälter 4. Durch Betätigen des Betätigungsorganes für den Verbraucher mit geringer Energieaufnahme wird also die Einschaltein­ richtung 23 für den Elektromotor 13 nicht eingeschaltet. Wenn jedoch das Betätigungsorgan für den einen größeren Strom aufnehmenden, an das Steuerventil 16 angeschlossenen Verbraucher angesteuert wird, wird gleichzeitig über die Einschalteinrichtung 23 einerseits der Elektromotor 13 eingeschaltet und damit die Pumpe 12 angetrieben, anderer­ seits das entspannbare Druckbegrenzungsventil 22 auf druck­ losen Umlauf geschaltet. Da somit die Verbindungsleitung 11 druckentlastet ist, schließt das Rücklaufsperrventil 21 und der Förderstrom der zweiten Pumpe 12 wird dem Steuer­ ventil 16 und damit dem Verbraucher mit großer Energieauf­ nahme zugeführt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform ist an die Förder­ leitung 5 der Lenkpumpe 2 ein Druckspeicher 27 angeschlos­ sen und ist neben diesem ein Druckschalter 28 angeschlossen, der mit der Schalteinrichtung 24 für den Lenkelektromotor 1 in Verbindung steht. Weiterhin ist in der Förderleitung 5 zwischen der Lenkpumpe 2 und dem Anschluß des Druckspeichers 27 ein Rücklaufsperrventil 29 angeordnet. Weiterhin ist in der Verbindungsleitung 11 ein Zweistellung/Zweianschluß- Wegeventil 30 angeordnet.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der Druckspeicher 27 wird auf einen vorgegebenen Druck aufgeladen. Sobald dieser erreicht ist, schaltet der Druckschalter 28 über die Ein­ schalteinrichtung 29 den Lenkelektromotor 1 aus. Sobald das Lenksteuerventil 7 betätigt wird und somit ein Ölstrom aus der Förderleitung 5 entnommen wird, fällt der Druck im Druckspeicher 27 ab. Sobald dieser geringfügig abge­ sunken ist, schaltet der Druckschalter 28 über die Einschalt­ einrichtung 24 den Lenkelektromotor 1 ein, so daß der für das Lenken benötigte Strom von der Lenkpumpe 2 gefördert wird. Der Druckspeicher 27 dient also nur zu dem Zweck, Druckmittel unter Druck bereit zu halten und die Einschalt­ phase bis zum Anlaufen der Lenkpumpe 2 zu überbrücken. Die Funktion ist also eine andere wie die der sogenannten Speicherlenkungen, bei denen die gesamte, zum Lenken erfor­ derliche Energie einem Druckspeicher entnommen wird.
Wenn in dem Steuerventil 16 die Betätigungen für einen einen geringen Energiestrom aufnehmenden Verbraucher betätigt wird, so wird dadurch gleichzeitig das Wegeventil 30 ge­ öffnet, so daß aus der Verbindungsleitung 11, in der der Druck des Druckspeichers 27 ansteht, in der zuvor beschrie­ benen Weise Druckmittel über den Anschlußpunkt 19 in die Förderleitung 15 und von dieser durch das Steuerventil 16 zu dem angesteuerten Verbraucher führt. Wird hingegen durch das Steuerventil 16 ein Verbraucher eingeschaltet, der einen größeren Energiestrom aufnimmt, so wird durch diese Betätigung das Wegeventil 30 geschlossen, so daß sich die bereits, eingangs beschriebene Wirkung auch bei dieser Ausge­ staltungsform bei Einschalten des Verbrauchers mit großem Energiebedarf ergibt. Das Wesentliche bei dieser Ausge­ staltungsform mit dem Druckspeicher 27 ist das Betriebsver­ fahren, bei der durch den Druckspeicher 27 nur Druckmittel unter Druck bereitgehalten und die Zeit bis zum Anlaufen der Lenkhilfspumpe 2 überbrückt wird, wobei abhängig vom Druck im Druckspeicher 27 das Ein- und Ausschalten des Lenkhilfselektromotors 1 erfolgt.

Claims (3)

1. Hydraulische Anlage für ein lenkbares Fahrzeug, dessen Lenkung mit einer hydraulischen Hilfskraftverstärkung versehen ist und das mit einer weiteren hydraulischen Einrichtung mit mehreren Verbrauchern hydraulischer Energie, die unterschiedlich starke Energieströme auf­ nehmen, versehen ist, wobei zwei unterschiedlich große Hydraulikpumpen vorgesehen sind, die von je einem aus einer Batterie gespeisten Elektromotor angetrieben werden, vorzugsweise Hydraulikanlage für Hublader mit batterie-elektrischem Antrieb, wobei in der hydrauli­ schen Lenkhilfskraftverstärkungseinrichtung zwischen der dieser zugeordneten Pumpe und dem Lenkzylinder ein Prio­ ritätsventil geschaltet ist, durch das der nicht von der Lenkhydraulikanlage benötigte Strom der weiteren hydrau­ lischen Einrichtung zuleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den für den nachrangigen Strom bestimmten Anschluß (E) des Prioritätsventiles (6) eine Verbindungsleitung (11) angeschlossen ist, die in eine Anschlußstelle (19) an die Förderleitung (15) der zweiten Pumpe (12) ange­ schlossen ist, wobei zwischen dieser zweiten Pumpe (12) und der Anschlußstelle (19) an der die Verbindungsleitung (11) an die Förderleitung (15) angeschlossen ist, ein zur Anschlußstelle (19) hin öffnendes Rücklaufsperrventil (20) angeordnet ist und wobei ferner in der Verbindungsleitung (11) ein zur Anschlußstelle (19) hin öffnendes Rücklauf­ sperrventil (21) angeordnet ist, wobei zwischen Priori­ tätsventil (6) und Rücklaufsperrventil (21) an die Ver­ bindungsleitung (11) ein entspannbares Druckbegrenzungs­ ventil (22) angeschlossen ist und wobei ferner die Betä­ tigungseinrichtungen für die einen höheren Energiestrom aufnehmenden Verbraucher der weiteren hydraulischen Ein­ richtung mit der Einschalteinrichtung (23) für den zweiten Motor (13) und diese (23) mit der Schalteinrich­ tung für das entspannbare Druckbegrenzungsventil (22) verbunden ist.
2. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Förderleitung (5) der Lenk­ hilfspumpe (2) ein Druckspeicher (27) und ein abhängig von dem in diesem Druckspeicher (27) herrschenden Druck schaltender Druckschalter (28) angeschlossen sind und in dieser Förderleitung (5) zwischen Lenkhilfspumpe (2) und Druckspeicher (27) ein zur Pumpe (2) hin schließendes Rücklaufsperrventil angeordnet ist und daß in die Ver­ bindungsleitung (11) zwischen Prioritätsventil (6) und Förderleitung (15) der zweiten Pumpe (12) ein Wegeventil (30) geschaltet ist, dessen Betätigung von der Betäti­ gungseinrichtung für das Einschalten eines höheren Energiestrom aufnehmenden Verbrauchers, der an das Steuer­ ventil (16) angeschlossen ist, abhängig ist, wobei der Druckschalter (28) mit der Einschalteinrichtung (24) für den Elektromotor (1) diesen bei Unterschreiten eines vor­ bestimmten Druckes einschaltend und bei Überschreiten dieses vorbestimmten Druckes ausschaltend verbunden ist.
3. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lenkhilfspumpe (2) antreibende Elektromotor (1) für zwei Normalbetriebs­ drehzahlen ausgelegt ist.
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