DE3825129C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydrauliksteuerung für den Schwenkarm einer Hubarbeitsbühne gemäß den Gattungsmerkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Hydrauliksteuerungen dieser Art sind sowohl an der Bodenseite als auch an der Ringflächenseite des Hubzylinders Druckaufnehmer angeordnet, mit denen die auftretenden variablen Drücke in den beiden Zylinderräumen des doppelt wirkenden Hubzylinders erfaßt werden. Aus den Signalen dieser Druckaufnehmer wird ein den jeweiligen Differenzdruck entsprechendes Signal gebildet und unter Berücksichtigung der Kolbenflächenverhältnisse des Hubzylinders mittels eines Mikroprozessors oder einer adäquaten analogen elektronischen Schaltung ausgewertet, um das Erreichen der Lastgrenze zu bestimmen, bei der die Überlastsicherung in Aktion tritt.

Eine derartige Sicherheitseinrichtung ist in der nachveröffentlichten, auf einer früheren Anmeldung beruhenden DE 38 07 966 A1 beschrieben.

Eine solche Hydrauliksteuerung ist wegen der Verwendung wenigstens zweier Druckaufnahme und der Auswertung deren Signale komplizierter und damit aufwendiger, außerdem reduziert die Vielzahl der aufeinander abgestimmten Bauteile die Verfügbarkeit.

Aus der EP-A 1-00 76 249 ist eine Überlast-Sicherheitseinrichtung für den Ausleger von fahrbaren Ladegeräten bekannt, die am Hubzylinder des Auslegers einen beim Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Arbeitsraum ansprechenden Druckschalter aufweist. Der Druckschalter kann mit einer Abschaltvorrichtung für den Hubantrieb verbunden werden. Eine solche Überlast-Sicherheitseinrichtung allein ist für den Schwenkarm einer Hubarbeitsbühne ungeeignet, weil dort mit der Hydrauliksteuerung auch der Senkvorgang des Schwenkarms gesteuert wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hydrauliksteuerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Aufbau wesentlich vereinfacht und funktionssicherer ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Hydrauliksteuerung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß für die Überlastsicherung nur ein einziger Druckschalter mit dem eingestellten Grenzdruck erforderlich ist. Zwar überlagert sich der Druckbelastung der Bodenseite des Hubzylinders beim Senkvorgang die auf die Ringflächenseite wirkende Druck­ beaufschlagung, aufgrund des Kolbenflächenverhältnisses und des verringerten Ansteuerdrucks der Ringflächenseite des Hubzylinders ist die sich daraus ergebende Störgröße, die von dem Druckschalter an der Bodenseite des Hubzylinders mit erfaßt wird, vernachlässigbar. Wesentlich ist, daß auch mit der erfindungsgemäßen Hydrauliksteuerung der Senkvorgang des Schwenkarms der Hubarbeitsbühne gesteuert werden kann, also über die Ringflächenseite des Hubzylinders mit einer defi­ nierten Kraft erfolgt, womit man für den Senkvorgang nicht allein auf die Schwerkrafteinwirkung angewiesen ist.

Der Druck, der sich dem Druck an der Bodenseite des Hubzy­ linders beim Senkvorgang überlagert und zusätzlich von dem Druckschalter erfaßt wird, ist gegenüber dem Grenzdruck, auf den der Druckschalter eingestellt ist, nur ein vernachläs­ sigbarer Bruchteil. Bei einem Kolbenflächenverhältnis des Hubzylinders von 4:1 und einem Verhältnis des Ausgangsdrucks am Druckminderventil zum Grenzdruck des Druckschalters von 1:5 beträgt der Fehler, um den die Lastgrenze verfehlt wird, lediglich 5%, bei einem Druckverhältnis von 1:10 macht er sogar nur noch 2,5% aus.

In vorteilhafter Ausgestaltung nach der Erfindung ist zwi­ schen dem Wegeventil und der Bodenseite des Hubzylinders ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil mit einem Strom­ regelfunktionsglied als Senkbremssperrventil angeordnet. Die Steuerleitung dieses Ventils ist an der zur Eingangsseite des Druckminderventils führenden Zuleitung angeschlossen, womit man über den vom Wegeventil freigegebenen Ansteuer­ druck für die Ringflächenseite des Hubzylinders die Senkge­ schwindigkeit des Schwenkarms variieren kann. Damit von die­ ser Steuermöglichkeit die Beaufschlagung der Ringflächen­ seite des Hubzylinders unbeeinflußt bleibt, bildet man vor­ teilhaft das Druckminderventil derart aus, daß ab einer be­ stimmten unteren Druckgrenze am Ausgang des Druckminderven­ tils unabhängig vom Eingangsdruck ein konstanter Druck herrscht. Dieser konstante Druck, der auf die Ringflächen­ seite des Hubzylinders wirkt, bleibt auch dann aufrechter­ halten, wenn über das Senkbremssperrventil eine steuerbare Menge des Hydraulikmittels von der Bodenseite des Hubzylin­ ders abgezogen wird, was in der Weise geschieht, daß sich an der Bodenseite des Hubzylinders ein quasi stationärer Druck­ zustand ergibt, um die Funktion der Überlastsicherung über den Druckschalter zu gewährleisten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den Hydraulikschaltplan einer Steuerung für den Hubzylinder des Schwenkarms einer Hubarbeitsbühne.

Im einzelnen ist in der Zeichnung der Hubzylinder mit 1 be­ zeichnet, und er weist als Differentialzylinder einen Kolben 2 mit einseitiger, ausgeführter Kolbenstange 3 auf. Der Durchmesser der Kolbenstange 3 im Innern des Hubzylinders 1 ist so gewählt, daß das Verhältnis der Kreisfläche des Kol­ bens 2 an der Bodenseite 4 zu der Ringfläche an der Seite der Kolbenstange 3, also an der Ringflächenseite 5, wenig­ stens 4:1 beträgt. Der Hubzylinder 1 ist ein doppelt wirken­ der Differential-Zylinder und besitzt folglich sowohl an seiner Bodenseite 4 als auch an seiner Ringflächenseite 5 je einen Hydraulikanschluß. Mit dem Zylinderraum an der Boden­ seite 4 des Hubzylinders 1 ist ein Druckschalter 16 verbun­ den, der auf einen Grenzdruck eingestellt ist, bei dessen Erreichen der Schalter 16 ein Signal abgibt oder unter­ bricht.

Der Schalter 16 ist das wesentliche Steuerungselement einer Überlastsicherung, die dann anspricht, wenn die Lastmoment­ grenze erreicht ist, welche von dem Kippmoment der gesamten Hubarbeitsbühne unter Berücksichtigung eines Sicherheitszu­ schlages abhängig ist. Der Lastgrenze ist ein bestimmter Druck im Zylinderraum an der Bodenseite 4 des Hubzylinders 1 zuzuordnen, dies ist der Grenzdruck auf den der Druckschal­ ter 16 eingestellt ist. Im übrigen wird der Hubzylinder 1 zwischen dem üblicherweise vorhandenen Turm und dem Schwenk­ arm einer Hubarbeitsbühne derart angelenkt, daß bei Errei­ chen der Lastmomentgrenze an der Bodenseite 4 des Hubzylin­ ders 1 bei jedem beliebigen Winkel der gleiche Grenzdruck auftritt. Für die Lastmomentgrenze ergibt sich eine nach der Normung zu ermittelnde Kennlinie, bei deren Erreichen die Überlastsicherung des Gerätes keine lastmomentvergrößernde Bewegungen des Schwenkarm mehr zuläßt. Diese Kennlinie ist so festgelegt, daß weitere Belastungen auf das Auslege­ system, wie Massenkräfte, Windbelastung und Handkräfte noch abgeleitet werden können, ohne die Kippmomentgrenze zu er­ reichen.

Über den Druckschalter 16 ist folglich der Hubzylinder 1 le­ diglich an seiner Bodenseite 4 abgesichert, weitere Druck­ aufnehmer insbesondere an der Ringflächenseite 5 entfallen hier. Da es sich bei dem Hubzylinder 1 um einen gesteuerten Zylinder handelt, dessen Kolben 2 auch an der Ringflächen­ seite 5 beaufschlagt werden kann, müssen die für den Senk­ vorgang über die Ringflächenseite 5 aufzubringenden Kräfte, die sich in einer Druckerhöhung an der Bodenseite 4 des Hub­ zylinders 1 niederschlagen, möglichst gering gehalten wer­ den, damit ihr Einfluß auf den Grenzdruck, der von dem Druckschalter 16 erfaßt werden soll, vernachlässigbar ist. Darauf ist die dem Hubzylinder 1 vorgeschaltete Hydrau­ liksteuerung ausgelegt.

Sie umfaßt ein Wegeventil 6, dem ein proportional-Ventil und eine Hydraulikpumpe vorgeschaltet sind, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Bei dem Wegeventil 6 handelt es sich um ein Vier/Drei- Wegeventil, dessen Verbraucheran­ schluß A über eine Leitung 7 mit der Bodenseite 4 des Hubzy­ linders 1 verbunden ist. In die Leitung 7 ist unmittelbar vor dem Hubzylinder 1 noch ein Rückschlagventil 8 eingefügt, welches ein Stromregelfunktionsglied 9 aufweist und als Senkbremssperrventil fungiert. Das Rückschlagventil 8 ist hydraulisch entsperrbar und wird auf den durch das Strom­ regelfunktionsglied 9 regelbaren Durchlaß geschaltet, sobald das Wegeventil 6 die Ansteuerung der Ringflächenseite 5 des Hydraulikzylinders 1 freigibt und über das vorgeschaltete Proportionalventil ein vorgegebener Mindestdruck eingestellt wird. Dazu ist der Steuereingang des Rückschlagventils 8 über eine Leitung 10 mit einer Zuleitung 11 verbunden, die vom Verbraucheranschluß B des Vier/Drei-Wegeventils 6 zum Eingang A eines Druckminderventils 12 führt.

Der Ausgang B des Druckminderventils 12 ist über eine Lei­ tung 13 mit der Ringflächenseite 5 des Hubzylinders 1 ver­ bunden. Ab einem vorgegebenen Mindestdruck am Eingang A liefert das Druckminderventil 12 einen konstanten Ausgangs­ druck am Ausgang B, der von dem den Mindestdruck überstei­ genden Eingangsdruck unabhängig ist. Der konstante Ausgangs­ druck des Druckminderventils 12 liegt zweckmäßig in der Größenordnung des 0,2 bis 0,1-fachen des Grenzdrucks, auf den der Druckschalter 16 eingestellt ist. Hinsichtlich der Kräfte, die auf den Kolben 2 des Hubzylinders 1 wirken, multipliziert sich dieses Druckverhältnis mit dem Kolben­ flächenverhältnis des Hubzylinders 1, so daß die Kraft, die von der Ringflächenseite 5 her beim Senkvorgang auf den Kol­ ben 2 des Hubzylinders 1 ausgeübt wird, lediglich ein Bruch­ teil derjenigen Gegenkraft ist, die bei Erreichen der Last­ grenze von der Bodenseite 4 her auf den Zylinderkolben 2 wirkt.

Im Hubzylinder 1 wird beim Senkvorgang ein quasi stationärer Druckzustand dadurch sichergestellt, daß bei Ansteuerung der Ringflächenseite 5 des Zylinders 1 über das Wegeventil 6 durch das zugleich angesteuerte Stromregelfunktionsglied 9 des Rückschlagventils 8 von der Bodenseite 4 des Zylinders 1 eine der Ringflächenseite 5 zugeführten Menge des Hydraulik­ mittels im Kolbenflächenverhältnis proportionale Menge abge­ leitet wird. Dadurch kann allein über den einzigen Druck­ schalter 16 an der Bodenseite 4 des Hubzylinders 1 die Über­ wachung der Lastgrenze bei allen Betriebszuständen vorgenom­ men werden.

Damit beim Anheben des Schwenkarms unter Beaufschlagung der Bodenseite 4 des Hubzylinders 1 aus dessen Ringflächenseite 5 Hydraulikmittel abgeleitet werden kann, findet sich am Druckminderventil 12 ein überbrückender Bypass 14 mit einem Rückschlagventil 15.

Claims (5)

1. Hydrauliksteuerung für den den Schwenkarm einer Hubar­ beitsbühne betätigenden, doppelt wirkenden Hubzylinder mit einseitiger Kolbenstange, dessen Bodenseite der Hebe­ bewegung und dessen Ringflächenseite dem Senkvorgang zu­ geordnet ist und der über ein Wegeventil gesteuert wird, mit einer Überlastsicherung, die bei Ansprechen lastmo­ mentvergrößernde Bewegungen des Schwenkarms blockiert und einen mit der Bodenseite des Hubzylinders verbundenen Druckaufnehmer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer ein auf den Grenzdruck des begin­ nenden Überlastzustandes eingestellter Druckschalter (16) ist und die Kolbenfläche an der Bodenseite (4) des Hubzy­ linders (1) um ein Mehrfaches größer als die an der Ring­ flächenseite (5) ist, wobei die Ringflächenseite (5) des Hubzylinders (1) über ein dem Wegeventil (6) nachgeschal­ tetes Druckminderventil (12) angesteuert wird, dessen Ausgangsdruck um ein Mehrfaches kleiner als der Grenz­ druck ist.

2. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenflächenverhältnis zwischen der Bodenseite (4) und der Ringflächenseite (5) des Hubzylinders (1) etwa 4:1 oder größer ist und der Ausgangsdruck des Druck­ minderventils (12) etwa das 0,2-fache des Grenzdrucks, auf den der Druckschalter (16) eingestellt ist, oder we­ niger beträgt.

3. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wegeventil (6) und der Bodenseite (4) des Hubzylinders (1) ein hydraulisch entsperrbares Rück­ schlagventil (8) mit einem Stromregelfunktionsglied (9) als Senkbremssperrventil angeordnet ist, dessen Steuer­ leitung (10) an der zur Eingangsseite des Druckminderven­ tils (12) führenden Zuleitung (11) angeschlossen ist.

4. Hydrauliksteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Druckminderventil (12) ein Bypass (14) mit einem ungesteuerten Rückschlagventil (15) angeordnet ist.

5. Hydrauliksteuerung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (1) zwischen einem Festpunkt und dem Schwenkarm der Hubarbeitsbühne derart angelenkt ist, daß an der Bodenseite (4) des Hubzylinders (1) bei Erreichen der Lastgrenze bei jedem Neigungswinkel des Schwenkarms der gleiche Grenzdruck auftritt.