EP1188709B1

EP1188709B1 - Hubvorrichtung

Info

Publication number: EP1188709B1
Application number: EP20010121831
Authority: EP
Inventors: Recep Macit
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: DE50111349D1; EP1188709A2; EP1188709A3

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug, wobei die Hubvorrichtung ein vertikal bewegbares Lastaufnahmemittel aufweist, das mit zumindest einem hydraulischen Hubzylinder in Wirkverbindung steht, der mit einem im Hebebetrieb als Pumpe und im Senkenbetrieb als Motor arbeitenden hydraulischen Aggregat in Verbindung steht, das mit einer im Hebenbetrieb als Motor und im Senkenbetrieb als Generator arbeitenden elektrischen Maschine in trieblicher Verbindung steht, wobei in einer von dem hydraulischen Aggregat zum Hubzylinder geführten Druckmittelleitung ein Ventil zum Heben einer am Hubzylinder anstehenden Last angeordnet ist und wobei von der Druckmittelleistung zwischen dem Ventil zum Heben und dem Hubyzylinder eine Zweigleitung abzweigt, in der ein Ventil zum Senken der am Hubzylinder anstehenden Last angeordnet ist.
Bei derartigen Hubvorrichtungen für batterie-elektrisch betriebene Flurförderzeuge erfolgt das Anheben eines vertikal bewegbaren Lastaufnahmemittels mittels zumindest eines Hubzylinders, der mit dem hydraulischen Aggregat verbunden ist, das im Hebenbetrieb als Pumpe arbeitet, Druckmittel zum Hubzylinder fördert und von der als Motor arbeitenden elektrischen Maschine angetrieben wird. Während des Absenkens wird der aus dem Hubzylinder ausströmende Druckmittelstrom durch das hydraulische Aggregat geleitet, das im Senkenbetrieb als Pumpe arbeitet und die als Generator arbeitende elektrische Maschine antreibt. Hierdurch kann die beim Absenken der Hubvorrichtung freiwerdende potentielle Energie der Last zurückgewonnen werden, indem die potentielle Energie von der als Generator arbeitenden elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt und in die Batterie eingespeist wird. Durch die Energierückgewinnung beim Senken ergibt sich eine längere Betriebsdauer einer Batterieladung, wodurch das Flurförderzeug mit einer Batterieladung eine höhere Umschlagleistung aufweist.
Aus der EP 0 630 853 B1 ist eine derartige Hubvorrichtung bekannt. Die Regelung der Senkgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels im Senkenbetrieb und der Hubgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels im Hebenbetrieb erfolgt mittels einer Drehzahlregelung der elektrischen Maschine. Hierbei wird aus dem Signal eines Sollwertgebers ein Drehzahlsollwert für die elektrischen Maschine gebildet. Der Drehzahlsollwert wird mit einem mittels eines an der elektrischen Maschine angeordneten Drehzahlsensors gemessenen Drehzahlistwert verglichen, wobei die aus dem Drehzahlistwert und dem Drehzahlsollwert gebildete Regelabweichung auf einen Drehzahlregler der elektrischen Maschine gegeben wird.
Mit einer derartigen Hubeinrichtung kann ohne wesentliche Hydraulikverluste eine optimale Energierückgewinnung im Senkenbetrieb erzielt werden.
Beim Senken stützt sich hierbei jedoch die Last nach Öffnen eines zwischen dem Hubzylinder und dem hydraulischen Aggregat angeordneten Lasthalteventils ausschließlich auf dem hydraulischen Aggregat und der mit dieser gekoppelten elektrischen Maschine ab. Im Feinsteuerbereich bei geringen Senkgeschwindigkeiten kann es bei einer derartigen Drehzahlregelung der elektrischen Maschine zu einer ungenauen Einstellung der Senkgeschwindigkeit kommen, da die an der hydraulischen Maschine auftretende Leckage von dem Drehzahlsensor der elektrischen Maschine nicht erfasst wird und somit die Leckage der hydraulischen Maschine bei der Einstellung der Senkgeschwindigkeit nicht berücksichtigt wird.
Zudem können aufgrund der Massenkräfte des hydraulischen Aggregats und der elektrischen Maschine zu Beginn des Senkenbetriebs und bei Änderungen der vorgegebenen Senkgeschwindigkeit sowie der Hubgeschwindigkeit zeitliche Verzögerungen bei der Istwerterfassung der Senk- bzw. Hubgeschwindigkeit auftreten, die in dem Drehzahlregelkreis zu Verfälschungen des Messergebnisses und zu Schwingungen führen können.
Aus der DE 44 16 173 C2 ist eine Hubvorrichtung bekannt, bei der ein Steuerventil zur Steuerung des Hebenbetriebs und Senkenbetriebs vorgesehen ist. Im Senkenbetrieb ist mittels eines Umschaltventils der Hubzylinder in Abhängigkeit des Verbraucherdrucks über eine Senkbremse an einen Behälter bzw. zur Energierückgewinnung an das Hydraulikaggregat anschließbar. Die Drehzahl des Hydraulikaggregats im Senkenbetrieb bei Generatorbetrieb des Hydraulikaggregats wird hierbei derart geregelt, dass die am Steuerventil auftretende Druckdifferenz auf einen konstanten Wert gehalten wird. Bei einer derartigen Hubvorrichtung weist jedoch das Steuerventil zur Steuerung der Heben- und Senkenbewegung einen hohen Bauaufwand auf. Zudem ergibt sich durch die Messung der Druckdifferenz am Steuerventil und der Anordnung einer Senkbremse ein hoher Bauaufwand für die Steuerung der Senkenbewegung bei hohen Senkgeschwindigkeiten und im Feinsteuerbereich.
Eine gattungsgemäße Hubvorrichtung ist aus der EP 1 052 215 A2 bekannt, welche dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 entspricht. Im Senkenbetrieb bei kleinen Senkgeschwindigkeiten wird die Senkengeschwindigkeit durch ein Stromregelventil gesteuert, das in einer Leitung angeordnet ist, die von einer Förderleitung der Pumpe zu einer Saugleitung der Pumpe geführt ist. Der von dem Hubzylinder über das Stromregelventil abströmende Druckmittelstrom durchläuft das als Motor arbeitende hydraulische Aggregat, wobei die mit dem hydraulischen Aggregat in Wirkverbindung stehende elektrische Maschine im Leerlauf arbeitet, und strömt über eine Bypassleitung und ein geöffnetes Sperrventil zum Behälter. Im Feinsteuerbereich ist somit keine Energierückgewinnung im Senkenbetrieb möglich. Zudem ist zur Erfassung der Senkengeschwindigkeit eine aufwändie Sensorvorrichtung am Hubzylinder erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Bauaufwand eine Steuerung des Hub- und Senkbetriebs ermöglicht und im Senkenbetrieb eine effektive Energierückgewinnung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Zweigleitung stromab des Ventils zum Senken ein Umschaltventil angeordnet ist, das in Abhängigkeit von dem am Hubzylinder anstehenden Verbraucherdruck in eine die Zweigleitung mit einem Behälter verbindende Schaltstellung oder die Zweigleitung mit dem hydraulischen Aggregat verbindende Schaltstellung beaufschlagbar ist.
Erfindungsgemäß ist zur Steuerung der Hebenbewegung ein Ventil in der von dem hydraulischen Aggregat zum Hubzylinder führenden Druckmittelleitung vorgesehen. Die Senkenbewegung ist mittels eines weiteren Ventils steuerbar, das in einer von der Druckmittelleitung abzweigenden Zweigleitung angeordnet ist, wobei mittels des Umschaltventils das aus dem Hubzylinder ausströmende Druckmittel zum hydraulischen Aggregat zurückgeführt werden kann, wenn ein entsprechender Verbraucherdruck am Hubzylinder vorliegt. Hierdurch wird eine wirkungsvolle Energierückgewinnung bei entsprechend vorhandener potentieller Energie ermöglicht. Durch die Trennung der Steuerungsfunktion zum Heben und Senken in ein Ventil zum Heben und ein Ventil zum Senken weisen die Ventile zum Heben und Senken einen einfachen Aufbau auf, wodurch die Hubvorrichtung einen einfachen Aufbau aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Umschaltventil in die die Zweigleitung mit dem hydraulischen Aggregat verbindende Schaltstellung beaufschlagbar, wenn der Verbraucherdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet. Eine Energierückgewinnung erfolgt somit bei einem entsprechenden Verbraucherdruck, wodurch eine wirkungsvolle Energierückgewinnung ermöglicht wird. Bei einem Senkvorgang mit geringer Last oder ohne Last erfolgt keine Energierückgewinnung, da in einem derartigen Betriebszustand ohnehin kaum eine Energierückgewinnung möglich ist. In einem derartigen Betriebszustand ist mittels des Ventils in der Zweigleitung eine einfache Steuerung der Senkenbewegung möglich.
Das Umschaltventil kann beispielsweise vom Verbraucherdruck beaufschlagt sein. Mit besonderem Vorteil ist eine Druckmesseinrichtung, insbesondere ein Druckschalter, zur Erfassung des Verbraucherdrucks vorgesehen ist, der mit dem Umschaltventil in Wirkverbindung steht. Mit einer Druckmesseinrichtung kann auf einfache Weise bei einem entsprechenden Verbraucherdruck am Hubzylinder das Umschaltventil in eine Stellung zur Energierückgewinnung beaufschlagt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das in der Druckmittelleitung angeordnete Ventil zum Heben als in Zwischenstellungen drosselndes Ventil mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet. Mit einem derartigen Proportionalventil kann mit geringem Aufwand für das Ventil die Hebenbewegung gesteuert werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das in der Zweigleitung angeordnete Ventil zum Senken als in Zwischenstellungen drosselndes Ventil mit einer als Sitzventil ausgebildeten Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet ist. Mit einem derartigen Proportionalventil ergibt sich für die Steuerung der Senkenbewegung ein geringer Ventilaufwand. Durch die Sitzventilfunktion in der Sperrstellung kann hierbei im Hebenbetrieb ein Abströmen von Druckmittel über die Zweigleitung auf einfache Weise vermieden werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das hydraulische Aggregat in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, ergeben sich ein geringer schaltungstechnischer Aufwand, wenn das Umschaltventil mit der Druckmittelleitung zwischen dem hydraulischen Aggregat und dem Ventil zum Heben in Verbindung steht. Zur Energierückgewinnung im Senkenbetrieb ist somit die Zweigleitung mit dem als Motor arbeitenden hydraulischen Aggregat verbunden, wobei das hydraulische Aggregat in einer dem Hebenbetrieb entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben wird und über die als Generator arbeitende elektrische Maschine eine Energierückgewinnung ermöglicht wird.
Zweckmäßigerweise ist hierbei eine von der Druckmittelleitung des hydraulischen Aggregats zu einem Behälter geführte Umlaufleitung vorgesehen, in der eine Druckwaage angeordnet ist, die eine die Druckmittelleitung mit dem Behälter verbindende Schaltstellung und eine die Zweigleitung mit der Druckmittelleitung verbindende Schaltstellung aufweist. Durch eine derartige in der Umlaufleitung angeordnete Druckwaage, in der bei Ansteuerung mehrerer Verbraucher der von der Pumpe zuviel geförderte Druckmittelstrom zum Behälter abströmt, kann durch entsprechenden Anschluss der Zweigleitung auf einfache Weise eine Verbindung des Umschaltventils mit der Druckmittelleitung und somit dem hydraulischen Aggregat erzielt werden.
Zweckmäßigerweise ist die Druckwaage von dem in der Zweigleitung anstehenden Druck in die die Zweigleitung mit der Druckmittelleitung verbindende Schaltstellung beaufschlagbar ist. Dadurch kann auf einfache Weise bei entsprechendem Druck in der Zweigleitung eine Verbindung der Zweigleitung mit der an das hydraulische Aggregat in Verbindung stehenden Druckmittelleitung hergestellt werden.
Sofem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das hydraulische Aggregat in einer Drehrichtung betreibbar ist, ergeben sich besondere Vorteile, wenn das Umschaltventil an eine von einem Behälter zum hydraulischen Aggregat geführte Leitung angeschlossen ist, wobei in der Leitung zwischen dem Behälter und dem Anschluss der Zweigleitung ein in Richtung zum hydraulischen Aggregat öffnendes Sperrventil angeordnet ist. Hierdurch kann ein in einer Drehrichtung betreibbares hydraulisches Aggregat verwendet werden, wobei durch das Rückschlagventil ein Abströmen von aus dem Hubzylinder ausströmenden Druckmittel zum Behälter vermieden wird.
Zweckmäßigerweise ist in der Druckmittelleitung zwischen dem Anschluss der Zweigleitung und dem Hubzylinder ein Lasthalteventil angeordnet. Durch ein Lasthalteventil wird auf einfache Weise ein Absinken der am Hubzylinder angreifenden Last vermieden, wodurch das Ventil zum Heben einen einfachen Aufbau aufweisen kann.
Sofern das Lasthalteventil in einer Stellung zum Senken einer am Hubzylinder anstehenden Last in eine Öffnungsstellung aufsteuerbar ist, kann im Senkenbetrieb eine Verbindung des Hubzylinders mit dem Ventil zum Senken bei geringem Schaltungsaufwand hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Lasthalteventil und dem Hubzylinder eine Ablassleitung angeschlossen ist, die an die Zweigleitung zwischen dem Ventil zum Senken und dem Umschaltventil angeschlossen ist, wobei in der Ablassleitung ein Sperrventil angeordnet ist. Durch Öffnen des Sperrventils kann bei einem Ausfall der Ventilsteuerung des Ventils zum Senken ein Absenken der Last erzielt werden und somit ein Notbetrieb ermöglicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine die Drehzahl der elektrischen Maschine erfassende Drehzahlmesseinrichtung vorgesehen. Mit einer die Drehzahl der elektrischen Maschine erfassenden Drehzahlmesseinrichtung kann auf einfache Weise ein Rückkopplungssignal zur Steuerung der Heben- bzw. Senkengeschwindigkeit der Last ermittelt werden. Im Hebenbetrieb kann hierbei durch eine Ansteuerung des Ventils zum Heben in Abhängigkeit von einer Sollwertvorgabeeinrichtung und des Rückkopplungssignals die vorgegebene Hebengeschwindigkeit auf einfache Weise eingestellt werden. Im Senkengetrieb mit Energierückgewinnung kann bei vollständig aufgesteuertem Ventil zum Senken die elektrische Maschine in Abhängigkeit von der Sollwertvorgabeeinrichtung und dem Rückkopplungssignal die elektrische Maschine auf einfache Weise mit einer derartigen Drehzahl betrieben werden, dass die an der Sollwertvorgabeeinrichtung eingestellte Senkengeschwindigkeit erzielt wird.
Die elektrische Maschine kann als Gleichstrommaschine ausgebildet sein. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die elektrische Maschine als Asynchronmaschine ausgebildet ist. Mit einer Asynchronmaschine ergibt sich im Senkenbetrieb eine automatische Rückspeisung von elektrischer Energie in die Batterie, wodurch sich ein geringer Bauaufwand für die Hubeinrichtung ergibt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung und
Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung.

In der Figur 1 ist ein hydraulisches Antriebssystem 1 eines batterie-elektrisch betriebenen Flurförderzeugs mit einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 3 gezeigt. Das Antriebssystem umfasst neben der Hubvorrichtung 3 eine Neigevorrichtung 2 und eine Vorrichtung 4 zur Betätigung eines Zusatzverbrauchers, beispielsweise eines Seitenschiebers.
Das hydraulische Antriebssystem 1 weist ein hydraulisches Aggregat 5a auf, das mit einer als Gleichstrommaschine oder Asynchronmaschine ausgebildeten elektrischen Maschine 6 in trieblicher Verbindung steht. Die elektrische Maschine 6 steht zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einer nicht mehr gezeigten Batterie in Verbindung. Das hydraulische Aggregat 5a ist in zwei Drehrichtungen betreibbar und steht mittels einer Leitung 7 mit einem Behälter 8 in Verbindung. An das hydraulische Aggregat 5a ist eine Förderleitung 10 angeschlossen, die mit einer aus zwei Steuerventilen bestehende Steuerventileinrichtung 11 zur Steuerung der Neigevorrichtung 2 und eine aus zwei Steuerventilen bestehende Steuerventileinrichtung 12 zur Steuerung der Vorrichtung 4 in Verbindung steht. Die Steuerventileinrichtungen 11, 12 sind ausgangsseitig an eine zu dem Behälter 8 geführte Behälterleitung 13 angeschlossen.
In der Förderleitung 10 ist zwischen dem hydraulischen Aggregat 5a und dem Anschluss der Steuerventileinrichtungen 11, 12 ein Prioritätsventil 14 angeordnet, das mit einer Druckmittelleitung 15 zur vorrangigen Versorgung einer nicht mehr dargestellten hydraulischen Lenkvorrichtung dient.
Die Hubvorrichtung 3 weist zumindest einen hydraulischen Hubzylinder 20 auf, der mit einem nicht mehr gezeigten Lastaufnahmemittel zum Heben und Senken einer Last in Wirkverbindung steht. Der Hubzylinder 20 ist mittels einer Druckmittelleitung 21 an die Förderleitung 10 des hydraulischen Aggregats 5a angeschlossen. In der Förderleitung 10 ist hierbei ein Ventil 22 zum Heben einer am Hubzylinder 20 anstehenden Last angeordnet. Zwischen dem Ventil 22 zum Heben und dem Hubzylinder 20 ist an die Druckmittelleitung 21 eine Zweigleitung 23 angeschlossen, in der ein Ventil 24 zum Senken einer am Hubzylinder 20 anstehenden Last angeordnet ist. Stromab des Ventils 24 ist in der Zweigleitung 23 ein Umschaltventil 25 angeordnet, das in einer ersten Schaltstellung 25a die Zweigleitung 23 mit der Behälterleitung 13 verbindet. In einer zweiten Schaltstellung 25b des Ventils 25 steht die Zweigleitung 23 mit der Förderleitung 10 des hydraulischen Aggregats 5a in Verbindung. Hierzu ist das Umschaltventil 25 ausgangsseitig an eine Leitung 45 und eine Leitung 46 anschließbar, wobei die Leitung 45 zur Förderleitung 10 geführt ist und die Leitung 46 an die Behälterleitung 13 angeschlossen ist.
Das Umschaltventil 25 ist mittels einer Feder 26 in die Schaltstellung 25a und in Abhängigkeit von dem am Hubzylinder 20 anstehenden Verbraucherdruck in die Schaltstellung 25b beaufschlagbar. Hierzu ist das Umschaltventil 25 als elektrisch ansteuerbares Umschaltventil ausgebildet und in der Druckmittelleitung 21 eine Druckmesseinrichtung 30, beispielsweise ein Druckschalter, angeordnet, der mit einer beispielsweise als Schaltmagnet ausgebildete Betätigungseinrichtung 27 des Umsteuerventils in Wirkverbindung steht, die das Umschaltventil 25 in Richtung der Schaltstellung 25b beaufschlagt.
In der Druckmittelleitung 21 ist zwischen dem Anschluss der Zweigleitung 23 und dem Hubzylinder 20 weiterhin ein Lasthalteventil 31 angeordnet.
Das Ventil 22 zum Heben ist als in Zwischenstellungen drosselndes Zweistellungsventil mit einer Sperrstellung 22a und einer Durchflussstellung 22b ausgebildet. In Richtung der Stellung 22a ist das Ventil 22 von einer Feder 35 beaufschlagt. In Richtung der Durchflussstellung ist das Ventil 22 mittels eines elektro-hydraulischen Betätigungsmittels 36 beaufschlagbar. Das Ventil 24 zum Senken ist als in Zwischenstellungen drosselndes Zweistellungsventil ausgebildet und weist eine als Sitzventil ausgebildete Sperrstellung 24a sowie eine Durchflussstellung 24b auf. Das Ventil 24 ist mittels einer Feder 37 in Richtung der Sperrstellung 24a beaufschlagt. Zur Betätigung des Ventils 24 in die Durchflussstellung 24b ist ein elektro-hydraulisches Betätigungsmittel 38 vorgesehen. Bei Ansteuerung des Betätigungsmittels 38 des Ventils 24 ist hierbei das Lasthalteventil 31 in eine Öffnungsstellung aufsteuerbar.
An die Förderleitung 10 ist vor dem Prioritätsventil 14 der Lenkvorrichtung eine Umlaufleitung 40 angeschlossen, in der eine Druckwaage 41 angeordnet ist. Die Druckwaage 41 verbindet in der dargestellten Schaltstellung die Förderleitung 10 mit dem Behälter. In der in der Figur 1 oben dargestellten Stellung der Druckwaage 41 steht die an die Förderleitung 10 angeschlossene Umlaufleitung 40 mit der zum Umschaltventil 25 geführten Leitung 45 in Verbindung.
Die Druckwaage 41 ist hierbei von dem in der Förderleitung 10 anstehenden Druck in die dargestellte Schaltstellung beaufschlagbar. In die in der Figur oben dargestellten Schaltstellung ist die Druckwaage 41 von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher der Neigevorrichtung 2, der Hubvorrichtung 3, der Vorrichtung 4 bzw. der Lenkvorrichtung beaufschlagbar. In Richtung der in der Figur oben dargestellten Stellung ist die Druckwaage 41 weiterhin von dem stromab des Umschaltventils 25 in der Leitung 45 anstehenden Druck beaufschlagbar. Hierzu zweigt von der von dem Umschaltventil 25 zum Ventil 41 geführten Leitung 45 eine Steuerdruckleitung 47 ab, die zu einer Steuerdruckfläche der Druckwaage 41 geführt ist, die die Druckwaage 41 in Richtung der in der Figur oben dargestellten Schaltstellung beaufschlagt.
An die Druckmittelleitung 21 ist zwischen dem Lasthalteventil 31 und dem Hubzylinder 20 eine Ablassleitung 50 angeschlossen, die zu der Zweigleitung 23 zwischen dem Ventil 24 und dem Umschaltventil 25 geführt ist, wobei in der Ablassleitung 50 ein normalerweise in Sperrstellung befindliches Sperrventil 51 angeordnet ist.
In der Figur 2 ist ein Antriebssystem 1 für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 3. Im Gegensatz zur Hubvorrichtung 3 gemäß der Figur 1 ist das hydraulische Aggregat 5b in einer Drehrichtung betreibbar. Die an das Umschaltventil 25 angeschlossene Leitung 45 ist hierbei an die Leitung 7 angeschlossen, wobei in der Leitung 7 zwischen dem Anschluss der Leitung 45 und dem Behälter 8 ein in Richtung zum hydraulischen Aggregat 5b öffnendes Rückschlagventil 52 angeordnet ist. Die Umlaufleitung 40 ist hierbei von der Förderleitung 10 zum Behälter 8 geführt, wobei die Druckwaage 41 vom höchsten Lastdruck der Verbraucher in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagbar ist.
In der dargestellten Neutralstellung der Hubvorrichtung 3 gemäß Figur 1 bzw. Figur 2 befindet sich das Ventil 22 zum Heben und das Ventil 24 zum Senken in der Sperrstellung. Das Lasthalteventil 31 ist durch den Verbraucherdruck der am Hubzylinder 20 anstehenden Last in die Sperrstellung beaufschlagt, wodurch der Verbraucher 20 abgesperrt ist und die Last die eingestellte Hubhöhe einhält.
In einem Betriebszustand zum Heben wird das Ventil 22 in Abhängigkeit von der Betätigung einer nicht mehr dargestellten Sollwertvorgabeeinrichtung, beispielsweise eines Joysticks, in Richtung der Schaltstellung 22b beaufschlagt. Gleichzeitig wird durch eine Drehzahlregelung der elektrischen Maschine, die als Motor arbeitet, das als Pumpe arbeitende hydraulische Aggregat 5a, 5b angetrieben, wodurch das hydraulische Aggregat Druckmittel vom Behälter 8 in die Förderleitung 10 und das in Durchflussstellung beaufschlagte Ventil 22 in die Druckmittelleitung 21 fördert. Übersteigt der in der Druckmittelleitung 21 anstehende Druck den Verbraucherdruck der am Hubzylinders 20 anstehenden Last, öffnet das Lasthalteventil 31, wodurch die am Hubzylinder 20 anstehende Last angehoben wird. Die Druckwaage 41 wird hierbei durch den Förderdruck des als Pumpe arbeitenden hydraulischen Aggregats 5a, 5b bzw. den Lastdruck des Hubzylinders 20 in die in der Figur 1 bzw. 2 oben dargestellte Schaltstellung beaufschlagt, in der die Verbindung der Förderleitung 10 zum Behälter 8 gesperrt ist. Durch die Erfassung der Drehzahl der elektrischen Maschine 6 mittels einer nicht mehr dargestellten Drehzahlmesseinrichtung und einer Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 6 kann hierbei die Last mit der an der Sollwertvorgabeeinrichtung vorgegebenen Hebengeschwindigkeit angehoben werden.
In einem Betriebszustand zum Senken der am Hubzylinder 20 anstehenden Last wird das Ventil 24 durch eine entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 38 in Abhängigkeit von der Betätigung der Sollwertvorgabeeinrichtung in Richtung der Schaltstellung 24b beaufschlagt, wobei gleichzeitig das Lasthalteventil 31 in die Öffnungsstellung aufgesteuert wird. Druckmittel kann somit vom Hubzylinder 20 über die Druckmittelleitung 21, die Zweigleitung 23, das in Durchflussstellung befindliche Ventil 24 zum Umsteuerventil 25 strömen.
Bei geringer Last, beispielsweise einem Senken ohne Last oder einem Senken mit geringer Last, liefert die Druckmesseinrichtung 30 kein Signal, wodurch das Umsteuerventil 25 in der dargestellten Stellung verharrt und das Druckmittel über die Leitung 46 zum Behälter 8 strömt. Bei geringer Last, in der in der Hubvorrichtung 3 lediglich eine geringe potentielle Energie vorhanden ist, findet somit keine Energierückgewinnung statt. Die Senkgeschwindigkeit wird hierbei durch das Senkventil 24 eingestellt, wodurch die Senkenbewegung auf einfache Weise gesteuert werden kann.
Übersteigt eine am Hubzylinder 20 angreifende Last einen vorbestimmten, in der Druckmittelleitung 21 anstehenden Verbraucherdruck, spricht die Druckmesseinrichtung 30 an und liefert ein Steuersignal, das das Umschaltventil 25 in die Schaltstellung 25b beaufschlagt.
Hierdurch steht bei einer Hubvorrichtung gemäß der Figur 1 die Zweigleitung 23 mit der Leitung 45 in Verbindung. Durch den anstehenden Verbraucherdruck in der Steuerdruckleitung 47 wird die Druckwaage 41 in Richtung der in der Figur oben dargestellten Schaltstellung beaufschlagt, in der die Leitung 45 mit der Förderleitung 10 in Verbindung steht. Aus dem Hubzylinder 20 ausströmendes Druckmittel strömt somit über die Zweigleitung 23, das Umschaltventil 25, die Leitung 45 zur Förderleitung 10, wodurch das hydraulische Aggregat 5a angetrieben wird und als Motor arbeitet und die die als Generator arbeitende elektrische Maschine 6 antreibt. Die elektrischen Maschine 6 erzeugt hierbei ein Bremsmoment zur Lasthaltung der am Hubzylinder 20 anstehenden Last und speist elektrische Energie in die Batterie zurück. Die elektrische Maschine 6 der Hubvorrichtung der Figur 1 weist hierbei im Hebenbetrieb und Senkenbetrieb eine unterschiedliche Drehrichtung auf.
Bei einer Hubvorrichtung gemäß der Figur 2 wird bei einem entsprechenden Verbraucherdruck des Hubzylinders 20 im Senkenbetrieb und somit in die Schaltstellung 25b beaufschlagtem Umsteuerventil 25 die Zweigleitung 23 und somit die Leitung 45 mit der Leitung 7 verbunden, wodurch das hydraulische Aggregat 5b von dem aus dem Hubzylinder 20 ausströmenden Druckmittel angetrieben wird und als Motor arbeitet, die die als Generator arbeitende elektrische Maschine 6 antreibt. Die elektrischen Maschine 6 erzeugt hierbei ein Bremsmoment zur Lasthaltung der am Hubzylinder 20 anstehenden Last und speist elektrische Energie in die Batterie zurück.
Das von dem als Motor arbeitenden hydraulischen Aggregat 5b ausströmende Druckmittel strömt hierbei über die Umgehungsleitung 40 und die in Durchflussstellung befindliche Druckwaage 41 zum Behälter 8. Das hydraulische Aggregat 5b gemäß der Figur 2 weist somit im Hebenbetrieb und Senkenbetrieb die gleiche Drehrichtung auf.
Das Ventil 24 kann bei Ansprechen der Druckmesseinrichtung 30 vollständig in die Durchflussstellung 24b aufgesteuert werden, wodurch geringe Verluste entstehen und die potentielle Energie der Last mit geringen Verlusten als elektrische Energie zurückgewonnen werden kann. Durch die mittels der Drehzahlmesseinrichtung an der elektrischen Maschine 6 ermittelten Drehzahl kann hierbei im Senkenbetrieb mit Energierückgewinnung ein Rückkopplungssignal zur Steuerung der Drehzahl der elektrischen Maschine 6 ermittelt werden, um die Last mit der an der Sollwertvorgabeeinrichtung vorgegebenen Senkengeschwindigkeit abzusenken.
Bei einem Ausfall der elektrischen Ansteuerung des Ventils 24 kann hierbei durch Öffnen des Sperrventils 51 eine Verbindung des Hubzylinders 20 mit der Zweigleitung 23 stromab des Ventils 24 hergestellt werden, wodurch Druckmittel vom Hubzylinder 20 über die Ablassleitung 50 in die Zweigleitung 23 und über das Umschaltventil 25 zum Behälter 8 strömen kann. Hierdurch wird auf einfache Weise ein Absenken der Last bei einem Ausfall der elektrischen Ansteuerung ermöglicht.

Claims

Hydraulische Hubvorrichtung für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug, wobei die Hubvorrichtung (3) ein vertikal bewegbares Lastaufnahmemittel aufweist, das mit zumindest einem hydraulischen Hubzylinder (20) in Wirkverbindung steht, der mit einem im Hebebetrieb als Pumpe und im Senkenbetrieb als Motor arbeitenden hydraulischen Aggregat (5a; 5b) in Verbindung steht, das mit einer im Hebenbetrieb als Motor und im Senkenbetrieb als Generator arbeitenden elektrischen Maschine (6) in trieblicher Verbindung steht, wobei in einer von dem hydraulischen Aggregat (5a; 5b) zum Hubzylinder (20) geführten Druckmittelleitung (21) ein Ventil (22) zum Heben einer am Hubzylinder (20) anstehenden Last angeordnet ist und wobei von der Druckmittelleitung (21) zwischen dem Ventil (22) zum Heben und dem Hubzylinder (20) eine Zweigleitung (23) abzweigt, in der ein Ventil (24) zum Senken der am Hubzylinder (20) anstehenden Last angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zweigleitung (23) stromab des Ventils (24) zum Senken ein Umschaltventil (25) angeordnet ist, das in Abhängigkeit von dem am Hubzylinder (20) anstehenden Verbraucherdruck in eine die Zweigleitung (23) mit einem Behälter (8) verbindende Schaltstellung (25a) oder die Zweigleitung (23) mit dem hydraulischen Aggregat (5a; 5b) verbindende Schaltstellung (25b) beaufschlagbar ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (25) in die die Zweigleitung (23) mit dem hydraulischen Aggregat (5a; 5b) verbindende Schaltstellung (25b) beaufschlagbar ist, wenn der Verbraucherdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmesseinrichtung (30), insbesondere ein Druckschalter, zur Erfassung des Verbraucherdrucks vorgesehen ist, die mit dem Umschaltventil (25) in Wirkverbindung steht.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Druckmittelleitung (21) angeordnete Ventil (22) zum Heben als in Zwischenstellungen drosselndes Ventil mit einer Sperrstellung (22a) und einer Durchflussstellung (22b) ausgebildet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Zweigleitung (23) angeordnete Ventil (24) zum Senken als in Zwischenstellungen drosselndes Ventil mit einer als Sitzventil ausgebildeten Sperrstellung (24a) und einer Durchflussstellung (24b) ausgebildet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das hydraulische Aggregat (5a) in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (25) mit der Druckmittelleitung (21) zwischen dem hydraulischen Aggregat (5a) und dem Ventil (22) zum Heben in Verbindung steht.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Druckmittelleitung (21) des hydraulischen Aggregats (5a) zu einem Behälter (8) geführte Umlaufleitung (40) vorgesehen ist, in der eine Druckwaage (41) angeordnet ist, die eine die Druckmittelleitung (21) mit dem Behälter (8) verbindende Schaltstellung und eine die Zweigleitung (23) mit der Druckmittelleitung (21) verbindende Schaltstellung aufweist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwaage (41) von dem in der Zweigleitung (23) anstehenden Druck in die die Zweigleitung (23) mit der Druckmittelleitung (21) verbindende Schaltstellung beaufschlagbar ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das hydraulische Aggregat (5b) in einer Drehrichtung betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (25) an eine von einem Behälter (8) zum hydraulischen Aggregat (5b) geführte Leitung (7) angeschlossen ist, wobei in der Leitung (7) zwischen dem Behälter (8) und dem Anschluss der Zweigleitung (23) ein in Richtung zum hydraulischen Aggregat (5b) öffnendes Sperrventil (52) angeordnet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckmittelleitung (21) zwischen dem Anschluss der Zweigleitung (23) und dem Hubzylinder (20) ein Lasthalteventil (31) angeordnet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasthalteventil (31) in einer Stellung zum Senken einer am Hubzylinder (20) anstehenden Last in eine Öffnungsstellung aufsteuerbar ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lasthalteventil (31) und dem Hubzylinder (20) eine Ablassleitung (50) angeschlossen ist, die an die Zweigleitung (23) zwischen dem Ventil (24) zum Senken und dem Umschaltventil (25) angeschlossen ist, wobei in der Ablassleitung ein Sperrventil (51) angeordnet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Drehzahl der elektrischen Maschine (6) erfassende Drehzahlmesseinrichtung vorgesehen ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) als Gleichstrommaschine ausgebildet ist.
Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) als Asynchronmaschine ausgebildet ist.