EP1193211B1 - Hydraulische Hubvorrichtung - Google Patents

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EP1193211B1
EP1193211B1 EP01122968A EP01122968A EP1193211B1 EP 1193211 B1 EP1193211 B1 EP 1193211B1 EP 01122968 A EP01122968 A EP 01122968A EP 01122968 A EP01122968 A EP 01122968A EP 1193211 B1 EP1193211 B1 EP 1193211B1
Authority
EP
European Patent Office
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lowering
lifting device
valve
hydraulic lifting
hydraulic
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01122968A
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English (en)
French (fr)
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EP1193211A2 (de
EP1193211A3 (de
Inventor
Ralf Mebert
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Still Wagner GmbH and Co KG
Original Assignee
Still Wagner GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Still Wagner GmbH and Co KG filed Critical Still Wagner GmbH and Co KG
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Publication of EP1193211A3 publication Critical patent/EP1193211A3/de
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
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    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7052—Single-acting output members
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    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7114—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/75—Control of speed of the output member

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lifting device for a battery-electrically operated machine, in particular industrial truck, wherein the lifting device has a vertically movable load-receiving means, which is in operative connection with at least one hydraulic lifting cylinder, wherein the lifting cylinder by means of a pressure medium line with a lifting operation as a pump and im Lowering operation as a motor operating hydraulic unit is in communication, which is in operative connection with a working in the lifting operation as a motor and sink operation as a generator electric machine.
  • Such lifting devices are used in battery-powered electrical machines, such as industrial trucks.
  • the lifting of the vertically movable load-receiving means takes place here by means of at least one lifting cylinder which is connected to the hydraulic unit, which operates as a pump in the lifting operation, promotes pressure medium to the lifting cylinder and is driven by the working as a motor electric machine.
  • the pressure medium flow flowing out of the lifting cylinder is passed through the hydraulic unit, which operates as a pump in sink operation and drives the electric machine operating as a generator.
  • the potential energy of the load released during lowering of the lifting device can be recovered by the potential energy is converted by the electric machine operating as a generator into electrical energy and fed into the battery. Energy recovery during sinking results in a longer battery charge life, allowing the truck to have a higher throughput with one battery charge.
  • the load is based on opening a arranged between the lifting cylinder and the hydraulic unit load-holding valve exclusively on the hydraulic unit and coupled to this electric machine.
  • a speed control of the electric machine can lead to an inaccurate setting of the lowering speed, since the leakage occurring at the hydraulic machine is not detected by the speed sensor of the electric machine and thus the leakage of the hydraulic machine in the setting of Lowering speed is not taken into account.
  • a lifting device in which a proportional valve for controlling the lowering movement is provided.
  • the proportional valve In sink operation in the fine control range, the proportional valve is in a flow position. At high lowering speeds, the proportional valve is opened in a flow position.
  • the hydraulic unit is driven by the pressure fluid flowing out of the lifting cylinder, whereby an energy recovery is possible.
  • the proportional valve is flowed through the entire sink operation, which in particular at high sinking speeds on the proportional valve due to the high pressure medium flow, a high pressure drop occurs.
  • the lowering speed can be set accurately in the fine control range, however, due to the pressure loss occurring at the proportional valve at high lowering speeds, the proportion of recoverable energy is reduced.
  • the present invention has for its object to provide a lifting device of the type mentioned above, which allows fine control in low sink speeds accurate adjustment of the sink speed and high sink rates effective energy recovery.
  • This object is achieved in that branches off from the pressure medium line guided to a container branch line in which a drain valve to control the lowering movement is arranged in the fine control range.
  • the lowering movement is thus controlled by the lowering valve when lowering in the fine control range, wherein the pressure fluid flowing from the lifting cylinder flows via the drain valve to the container.
  • the lowering speed in the fine control range can be set in a simple manner. Due to the low pressure medium flows in the fine control range, the drain valve is designed for low flow rates and therefore has a low construction cost and space requirements.
  • the drain valve is designed as a proportional valve and can be acted upon to control the lowering movement in the fine control range in a flow position.
  • the lowering speed can be set precisely in a simple manner in the lowering operation in the fine control range, wherein the entire proportional range of the lowering valve can be used to control the lowering movement in the fine control range.
  • the drain valve has a blocking position formed as a seat valve. In the blocking position thus a flow of pressure medium is avoided to the container. This can be in the neutral position or In lifting operation, a pressure medium flow from the lifting cylinder via the branch line to the container can be prevented in a simple manner.
  • a load-holding valve is arranged in the pressure medium line between the hydraulic unit and the connection of the branch line.
  • the load-holding valve can be opened in an open position and the electric machine can be operated in generator mode.
  • the lowering movement at high lowering speeds thus takes place by the electrical machine operated as a generator, energy recovery taking place.
  • Due to the arrangement of the drain valve in the branch line branching off from the pressure medium line no pressure loss between the lift cylinder and the hydraulic unit caused by the drain valve occurs at high sink rates.
  • the load-holding valve is arranged, which is flowed through by the hydraulic cylinder from the lifting cylinder flowing pressure medium flow, whereby low pressure losses occur and thus the potential energy of the load at high sink rates without significant losses electrical energy can be recovered.
  • the lowering valve can be acted upon reaching a limit lowering speed in the blocking position according to an embodiment of the invention.
  • the proportional valve is thus in a blocking position, whereby an outflow of pressure medium to the container is avoided and it is achieved that the hydraulic fluid flowing from the lifting cylinder flows through the hydraulic unit operated as a motor and drives the electric machine operating as a generator.
  • the lowering valve can be acted upon reaching the lowering limit speed in the flow position. At high lowering speeds, therefore, the proportional valve remains in the fully open flow position. This results in a simpler Control engineering transition from lowering in the fine control range via the proportional valve for regenerative lowering at high sink speeds via the hydraulic unit. Due to the low pressure medium flow in the branch line in this case from the flowing to the container pressure medium flow in relation to the inflow of hydraulic fluid to the hydraulic medium low, whereby an effective energy recovery is achieved at high lowering speeds.
  • a measuring device for detecting the movement speed of the load-receiving means.
  • detecting the movement speed of the load receiving means measuring device can be easily generated a feedback signal for controlling the drain valve in the sink operation in the fine control range or for controlling the electric machine in sink operation at high sink rates and in lifting operation.
  • the measuring device is designed as a displacement sensor.
  • a displacement sensor for example, arranged on the displacement sensor, the movement speed of the load-receiving means can be detected in a simple manner.
  • the electric machine can be operated at a minimum speed in lifting operation in the fine control range, special advantages arise if the drain valve can be acted upon in a flow position.
  • the in the lifting operation in the fine control range of the operated as a pump hydraulic unit by the operation at a minimum speed excess flow promoted pressure medium flow can thereby easily flow through the drain valve to the container. As a result, it is achieved without additional effort that the lifting speed in the lifting operation in the fine control range can be accurately adjusted.
  • the electric machine can be designed as a DC machine. Particular advantages arise when the electrical machine is designed as an asynchronous machine. With an asynchronous machine results in the sink operation, an automatic recovery of electrical energy into the battery, resulting in a low construction cost for the lifting device.
  • a lifting device 1 for a truck no longer shown is shown.
  • the lifting device 1 has a hydraulic unit 2, which is in drive connection with an electric machine 3, for example a DC or asynchronous machine.
  • the electric machine 3 is in this case for the supply of electrical energy with a battery not shown in operative connection.
  • the hydraulic unit 2 is connected to a container 5 and a pressure medium line 6 in connection, which is guided to lifting cylinders 7.
  • a pipe rupture protection 8 is arranged in each case.
  • a load-holding valve 10 is arranged in the pressure medium line 6, a load-holding valve 10 is arranged.
  • the load-holding valve 10 has a blocking position 10a designed as a seat valve and a flow-through position 10b. In the direction of the blocking position 10a, the load-holding valve 10 is acted upon by a spring 11.
  • an actuating device 12 for example a solenoid, the load-holding valve 10 can be acted upon in the flow position 10b.
  • a drain valve 16 is arranged.
  • the lowering valve 16 is designed as a proportional valve throttling in intermediate positions and has a blocking position 16a designed as a seat valve and a flow position 16b. In the direction of the blocking position 16a, the drain valve 16 is acted upon by means of a spring 17.
  • an actuating device 18 for example, a proportional solenoid, the drain valve 16 in the direction of the flow position 16b can be acted upon.
  • a measuring device 20 for example, a displacement sensor, arranged to detect the speed of movement.
  • the load-holding valve 10 In the illustrated neutral position of the lifting device 1, the load-holding valve 10 is in the blocking position 10a.
  • the drain valve 16 is also located in the blocking position 16a.
  • the lifting cylinders 7 are thus shut off leak oil-free, whereby an unintentional lowering of the upcoming on the lifting cylinders 7 load is avoided.
  • the electric machine 3 is operated in accordance with the specification of a desired value specification device, for example a joystick, whereby the hydraulic unit 2 operated as a pump supplies the quantity of pressure medium required to achieve the predetermined lifting speed.
  • a desired value specification device for example a joystick
  • the hydraulic unit 2 operated as a pump supplies the quantity of pressure medium required to achieve the predetermined lifting speed.
  • the electric machine 3 can in this case be operated at a predetermined minimum speed, whereby the lifting medium operating in the fine control range of the working as a pump hydraulic unit 2, a pressure medium requirement of the lifting cylinder 7 is increased above the pressure medium flow.
  • the lifting medium operating in the fine control range of the working as a pump hydraulic unit 2 By controlling the lowering valve 16 into the flow position 16b, the excess pressure medium flow conveyed by the hydraulic unit 2 acting as a pump can flow off to the container 5 in a simple manner. This makes it possible in a simple manner that the lifting cylinder 7 are operated when lifting in the fine control range with the predetermined lifting speed.
  • a setpoint speed of the load receiving means is predetermined by the setpoint input device.
  • the lowering valve 16 In the fine control range at low lowering speeds, the lowering valve 16 is acted upon by a corresponding actuation of the actuating device 18 of the lowering valve 16 as a function of the specification of the desired value setting device in the flow position 16b. Pressure fluid thus flows from the lifting cylinders 7 via the acted upon in a flow position 16b lowering valve 16 to the container. In the fine control range, therefore, the lowering speed is adjusted by the lowering valve 16, the entire proportional range of the lowering valve 16 being used for controlling the lowering movement in the fine control range.
  • the signal of the measuring device 20 can be used here as a feedback signal for controlling the drain valve 16.
  • the load holding valve 10 is opened by a corresponding actuation of the actuating device 12 into the flow position 10b.
  • Pressure fluid thus flows from the lifting cylinders 7 to the hydraulic unit 2, which is operated as a motor and which operates as a generator operating electric machine 3.
  • the potential energy of the load at high sink speed can thus be recovered by the generator operation of the electric machine 2 and fed into the battery.
  • the signal of the measuring device 20 can be used here as a feedback signal for speed control of the electric machine.
  • the drain valve 16 may be completely turned on in the flow position 16b or acted upon in the blocking position 16.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung für eine batterie-elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, wobei die Hubvorrichtung ein vertikal bewegbares Lastaufnahmemittel aufweist, das mit zumindest einem hydraulischen Hubzylinder in Wirkverbindung steht, wobei der Hubzylinder mittels einer Druckmittelleitung mit einem im Hebenbetrieb 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.
  • Derartige Hubvorrichtungen werden in batterie-elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen, beispielsweise Flurförderzeugen, eingesetzt. Das Anheben des vertikal bewegbaren Lastaufnahmemittels erfolgt hierbei 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 des Lastaufnahmemittels 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 über den gesamten Arbeitsbereich mittels einer Drehzahlregelung der elektrischen Maschine. Hierbei wird aus dem Signal einer Sollwertvorgabeeinrichtung 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 Hubvorrichtung 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 zeitliche Verzögerungen bei der Istwerterfassung der Senkgeschwindigkeit auftreten, die in dem Drehzahlregelkreis zu Verfälschungen des Messergebnisses und zu Schwingungen führen können, wodurch es zu einer ungenauen Einstellung der Senkengeschwindigkeit im Feinsteuerbereich kommen kann.
  • Aus der DE 30 18 156 C2 ist eine Hubvorrichtung bekannt, bei der ein Proportionalventil zur Steuerung der Senkenbewegung vorgesehen ist. Im Senkenbetrieb im Feinsteuerbereich befindet sich das Proportionalventil in einer Durchflussstellung. Bei hohen Senkgeschwindigkeiten wird das Proportionalventil in eine Durchflussstellung aufgesteuert. Sowohl im Feinsteuerbereich wie auch bei hohen Senkgeschwindigkeiten wird das hydraulische Aggregat von dem aus dem Hubzylinder ausströmenden Druckmittel angetrieben, wodurch eine Energierückgewinnung ermöglicht wird. Das Proportionalventil ist jedoch im gesamten Senkenbetrieb durchströmt, wodurch insbesondere bei hohen Senkgeschwindigkeiten am Proportionalventil aufgrund des hohen Druckmitteldurchflusses ein hoher Druckverlust auftritt. Mit einer derartigen Hubvorrichtung kann die Senkengeschwindigkeit im Feinsteuerbereich genau eingestellt werden, durch den am Proportionalventil auftretenden Druckverlust bei hohen Senkengeschwindigkeiten vermindert sich jedoch der Anteil der zurückgewinnbaren Energie.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die im Feinsteuerbereich bei geringen Senkengeschwindigkeiten ein genaue Einstellung der Senkengeschwindigkeit und bei hohen Senkengeschwindigkeiten eine effektive Energierückgewinnung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass von der Druckmittelleitung eine zu einem Behälter geführte Zweigleitung abzweigt, in der ein Senkenventil zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird somit beim Senken im Feinsteuerbereich die Senkenbewegung durch das Senkenventil gesteuert, wobei das vom Hubzylinder abströmende Druckmittel über das Senkenventil zum Behälter strömt. Hierdurch kann die Senkengeschwindigkeit im Feinsteuerbereich auf einfache Weise eingestellt werden. Durch die geringen Druckmittelströme im Feinsteuerbereich ist das Senkenventil auf geringe Volumenströme auszulegen und weist daher einen geringen Bauaufwand und Bauraumbedarf auf.
  • Gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Senkenventil als Proportionalventil ausgebildet und zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich in eine Durchflussstellung beaufschlagbar. Mit einem Proportionalventil kann auf einfache Weise im Senkenbetrieb im Feinsteuerbereich die Senkengeschwindigkeit genau eingestellt werden, wobei der gesamte Proportionalbereich des Senkenventils zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich verwendet werden kann.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Senkenventil eine als Sitzventil ausgebildete Sperrstellung aufweist. In der Sperrstellung wird somit ein Druckmittelstrom zum Behälter vermieden. Dadurch kann in der Neutralstellung oder im Hebenbetrieb ein Druckmittelstrom vom Hubzylinder über die Zweigleitung zum Behälter auf einfache Weise verhindert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Druckmittelleitung zwischen dem hydraulischen Aggregat und dem Anschluss der Zweigleitung ein Lasthalteventil angeordnet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein unbeabsichtigtes Absinken der Last in der Neutralstellung der Hubvorrichtung vermieden werden.
  • Zweckmäßigerweise ist bei Erreichen einer Senkgrenzgeschwindigkeit das Lasthalteventil in eine Öffnungsstellung aufsteuerbar und die elektrische Maschine im Generatorbetrieb betreibbar. Die Senkenbewegung bei hohen Senkengeschwindigkeiten erfolgt somit durch die als Generator betriebene elektrische Maschine, wobei eine Energierückgewinnung erfolgt. Durch die Anordnung des Senkenventils in der von der Druckmittelleitung abzweigenden Zweigleitung tritt bei hohen Senkengeschwindigkeiten kein durch das Senkenventil bedingter Druckverlust zwischen dem Hubzylinder und dem hydraulischen Aggregat auf. In der von dem Hubzylinder zu dem hydraulischen Aggregat geführten Druckmittelleitung ist hierbei lediglich das Lasthalteventil angeordnet, das von dem aus dem Hubzylinder zum hydraulischen Aggregat strömenden Druckmittelstrom durchströmt wird, wodurch geringe Druckverluste auftreten und somit die potentielle Energie der Last bei hohen Senkengeschwindigkeiten ohne nennenswerte Verluste als elektrische Energie zurückgewonnen werden kann.
  • Das Senkenventil kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Erreichen einer Grenzsenkgeschwindigkeit in die Sperrstellung beaufschlagt werden. Bei hohen Senkengeschwindigkeiten befindet sich somit das Proportionalventil in einer Sperrstellung, wodurch ein Abströmen von Druckmittel zum Behälter vermieden wird und erzielt wird, dass das vom Hubzylinder abströmende Druckmittel über das als Motor betriebene hydraulische Aggregat strömt und die als Generator arbeitende elektrischen Maschine antreibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Senkenventil bei Erreichen der Senkgrenzgeschwindigkeit in der Durchflussstellung beaufschlagt bleiben. Bei hohen Senkgeschwindigkeiten bleibt somit das Proportionalventil in der vollständig geöffneten Durchflussstellung. Hierdurch ergibt sich ein einfacher steuerungstechnischer Übergang vom Senken im Feinsteuerbereich über das Proportionalventil zum generatorischen Senken bei hohen Senkengeschwindigkeiten über das hydraulische Aggregat. Aufgrund des geringen Druckmittelflusses in der Zweigleitung ist hierbei der aus dem zum Behälter abströmende Druckmittelstrom im Verhältnis zu dem dem hydraulischen Aggregat zuströmenden Druckmittelstrom gering, wodurch eine wirksame Energierückgewinnung bei hohen Senkgeschwindigkeiten erzielt wird.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Messeinrichtung zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels vorgesehen ist. Durch eine die Bewegungsgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels erfassende Messeinrichtung kann auf einfache Weise ein Rückkopplungssignal zur Steuerung des Senkenventils im Senkenbetrieb im Feinsteuerbereich bzw. zur Steuerung der elektrischen Maschine im Senkenbetrieb bei hohen Senkengeschwindigkeiten sowie im Hebenbetrieb erzeugt werden.
  • Zweckmäßigerweise ist die Messeinrichtung als Wegsensor ausgebildet ist. Mit einem beispielsweise am Hubzylinder angeordneten Wegsensor kann auf einfache Weise die Bewegungsgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels erfasst werden.
  • Sofern im Hebenbetrieb im Feinsteuerbereich die elektrische Maschine mit einer minimalen Drehzahl betreibbar ist, ergeben sich besondere Vorteile, wenn das Senkenventil in eine Durchflussstellung beaufschlagbar ist. Der im Hebenbetrieb im Feinsteuerbereich von dem als Pumpe betriebene hydraulische Aggregat durch den Betrieb mit einer minimalen Drehzahl überschüssig geförderte Druckmittelstrom kann hierdurch auf einfache Weise über das Senkenventil zum Behälter abströmen. Hierdurch wird ohne zusätzlichen Aufwand erzielt, dass die Hubgeschwindigkeit im Hebenbetrieb im Feinsteuerbereich genau eingestellt werden kann.
  • 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 Hubvorrichtung ergibt.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In der Figur ist eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung 1 für ein nicht mehr dargestelltes Flurförderzeug gezeigt. Die Hubvorrichtung 1 weist ein hydraulisches Aggregat 2 auf, das mit einer elektrischen Maschine 3, beispielsweise einer Gleichstrom- oder Asynchronmaschine, in trieblicher Verbindung steht. Die elektrische Maschine 3 steht hierbei zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einer nicht mehr dargestellten Batterie in Wirkverbindung.
  • Das hydraulische Aggregat 2 steht mit einem Behälter 5 und einer Druckmittelleitung 6 in Verbindung, die zu Hubzylindern 7 geführt ist. An den Hubzylindern 7 ist jeweils eine Rohrbruchsicherung 8 angeordnet.
  • In der Druckmittelleitung 6 ist ein Lasthalteventil 10 angeordnet. Das Lasthalteventil 10 weist eine als Sitzventil ausgebildete Sperrstellung 10a und eine Durchflussstellung 10b auf. In Richtung der Sperrstellung 10a ist das Lasthalteventil 10 durch eine Feder 11 beaufschlagt. Mittels einer Betätigungseinrichtung 12, beispielsweise einem Schaltmagnet, ist das Lasthalteventil 10 in die Durchflussstellung 10b beaufschlagbar.
  • Von der Druckmittelleitung 6 zweigt zwischen dem Lasthalteventil 10 und den Hubzylindern 7 eine Zweigleitung 15 ab, die zum Behälter 5 geführt ist, wobei in der Zweigleitung 15 ein Senkenventil 16 angeordnet ist. Das Senkenventil 16 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil ausgebildet und weist eine als Sitzventil ausgebildete Sperrstellung 16a und eine Durchflussstellung 16b auf. In Richtung der Sperrstellung 16a ist das Senkenventil 16 mittels einer Feder 17 beaufschlagt. Durch eine Betätigungseinrichtung 18, beispielsweise einen Proportionalmagneten, ist das Senkenventil 16 in Richtung der Durchflussstellung 16b beaufschlagbar.
  • An den Hubzylindern 7 ist eine Messeinrichtung 20, beispielsweise ein Wegsensor, zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit angeordnet.
  • In der dargestellten Neutralstellung der Hubvorrichtung 1 befindet sich das Lasthalteventil 10 in der Sperrstellung 10a. Das Senkenventil 16 befindet sich ebenfalls in der Sperrstellung 16a. Die Hubzylinder 7 sind somit leckölfrei abgesperrt, wodurch ein unbeabsichtigtes Absinken der an den Hubzylindern 7 anstehende Last vermieden wird.
  • Zum Heben wird die elektrische Maschine 3 entsprechend der Vorgabe einer Sollwertvorgabeeinrichtung, beispielsweise einem Joystick, betrieben, wodurch das als Pumpe betriebene hydraulische Aggregat 2 die zur Erzielung der vorgegebenen Hebengeschwindigkeit erforderliche Druckmittelmenge liefert. Mittels der Messeinrichtung 20 kann hierbei ein Rückkopplungssignal zur Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 3 erzeugt werden.
  • Die elektrische Maschine 3 kann hierbei mit einer vorbestimmten minimalen Drehzahl betrieben werden, wodurch beim Hebenbetrieb im Feinsteuerbereich von dem als Pumpe arbeitenden hydraulischen Aggregat 2 ein den Druckmittelbedarf der Hubzylinder 7 übersteigender Druckmittelstrom gefördert wird. Durch eine Ansteuerung des Senkenventils 16 in die Durchflussstellung 16b kann hierbei auf einfache Weise der von dem als Pumpe arbeitenden hydraulischen Aggregat 2 geförderte überschüssige Druckmittelstrom zum Behälter 5 abströmen. Hierdurch wird auf einfache Weise ermöglicht, dass die Hubzylinder 7 beim Heben im Feinsteuerbereich mit der vorgegebenen Hebengeschwindigkeit betrieben werden.
  • Im Senkenbetrieb wird durch die Sollwertvorgabeeinrichtung eine Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels vorgegeben.
  • Im Feinsteuerbereich bei geringen Senkengeschwindigkeiten wird durch eine entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 18 des Senkenventils 16 das Senkenventil 16 in Abhängigkeit von der Vorgabe der Sollwertvorgabeeinrichtung in die Durchflussstellung 16b beaufschlagt. Druckmittel strömt somit von den Hubzylindern 7 über das in eine Durchflussstellung 16b beaufschlagte Senkenventil 16 zum Behälter. Im Feinsteuerbereich wird somit die Senkengeschwindigkeit durch das Senkenventil 16 eingestellt, wobei der gesamte Proportionalbereich des Senkenventils 16 zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich verwendet wird. Das Signal der Messeinrichtung 20 kann hierbei als Rückkopplungssignal zur Steuerung des Senkenventils16 verwendet werden.
  • Überschreitet die an der Sollwertvorgabeeinrichtung vorgegebene Senkengeschwindigkeit eine eingestellte Grenzsenkgeschwindigkeit, wird das Lasthalteventil 10 durch eine entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 12 in die Durchflussstellung 10b aufgesteuert. Druckmittel strömt somit aus den Hubzylindern 7 zum hydraulischen Aggregat 2, das als Motor betrieben wird und die als Generator arbeitende elektrische Maschine 3 antreibt. Die potentielle Energie der Last bei hohen Senkengeschwindigkeit kann somit durch den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 2 zurückgewonnen und in die Batterie eingespeist werden.
  • Das Signal der Messeinrichtung 20 kann hierbei als Rückkopplungssignal zur Drehzahlregelung der elektrischen Maschine verwendet werden.
  • Bei hohen Senkgeschwindigkeiten kann das Senkenventil 16 vollständig in die Durchflussstellung 16b aufgesteuert sein oder in die Sperrstellung 16 beaufschlagt werden.
  • Im Senkenbetrieb bei hohen Senkengeschwindigkeiten liegt außer dem Lasthalteventil 10 und der Rohrbruchsicherung 8 kein einen Druckverlust verursachendes Bauteil in der Druckmittelleitung 6, wodurch die potentielle Energie der Last ohne nennenswerte Druckverluste als elektrische Energie zurückgewonnen werden kann.

Claims (12)

  1. Hydraulische Hubvorrichtung für eine batterie-elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, wobei die Hubvorrichtung ein vertikal bewegbares Lastaufnahmemittel aufweist, das mit zumindest einem hydraulischen Hubzylinder in Wirkverbindung steht, wobei der Hubzylinder mittels einer Druckmittelleitung mit einem im Hebenbetrieb 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, dadurch gekennzeichnet, dass von der Druckmittelleitung (6) eine zu einem Behälter (5) geführte Zweigleitung (15) abzweigt, in der ein Senkenventil (16) zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich angeordnet ist.
  2. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Senkenventil (16) als Proportionalventil ausgebildet und zur Steuerung der Senkenbewegung im Feinsteuerbereich in eine Durchflussstellung (16b) beaufschlagbar ist.
  3. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Senkenventil (16) eine als Sitzventil ausgebildete Sperrstellung (16a) aufweist.
  4. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckmittelleitung (6) zwischen dem hydraulischen Aggregat (2) und dem Anschluss der Zweigleitung (15) ein Lasthalteventil (10) angeordnet ist.
  5. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen einer Senkgrenzgeschwindigkeit das Lasthalteventil (10) in eine Öffnungsstellung aufsteuerbar und die elektrische Maschine (3) im Generatorbetrieb betreibbar ist.
  6. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Senkenventil (16) bei Erreichen der Senkgrenzgeschwindigkeit in die Sperrstellung (16a) beaufschlagt ist.
  7. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der Senkgrenzgeschwindigkeit das Senkenventil (16) in die Durchflussstellung (16b) beaufschlagt ist.
  8. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (20) zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels vorgesehen ist.
  9. Hydraulische Hubvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (20) als Wegsensor ausgebildet ist.
  10. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei im Hebenbetrieb im Feinsteuerbereich die elektrische Maschine (3) mit einer minimalen Drehzahl betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Senkenventil (16) in eine Durchflussstellung (16b) beaufschlagbar ist.
  11. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) als Gleichstrommaschine ausgebildet ist.
  12. Hydraulische Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) als Asynchronmaschine ausgebildet ist.
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