EP1308415A2 - Hydraulic lifting device in particular for battery-powered industrial trucks and control method therefor - Google Patents
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- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
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Definitions
- the invention relates to a method for controlling a hydraulic lifting device, in particular for battery-operated Industrial trucks, one of an electric motor has drivable pump, by means of the lifting operation hydraulic oil from at least one hydraulic lifting cylinder fed to a storage container via a feed line is, the hydraulic oil in the load lowering mode from the lifting cylinder via a return flow line flowing through the driving the electric motor working as a generator Pump is returned to the reservoir.
- This task is related to the control method a hydraulic lifting device solved in that at the start of load-lowering operation both in the upstream of the pump located section of the return line as well as in downstream portion of the return line essentially the hydraulic in the lifting cylinder Pressure is built up, the pump with an actual speed is operated below a speed limit lies, and that a downstream in the return line Pump arranged proportional pressure relief valve only then essentially completely via a ramp function is opened when the actual speed of the pump is above the speed limit, the electric motor then works as a generator.
- a second check valve RV2 is arranged, that is a flow in the return direction, i.e. from the third Section L1.3 of the feed line L1 to the third section L2.3 allows the return line L2 and a flow prevented in the opposite direction.
- the hydraulic oil quantity delivered by pump P is exact corresponds to the amount of hydraulic oil generated by the volume flow controller SR1 is drained, the position of the Lift cylinder held.
- the individual hydraulic oil quantities and correspondingly the difference between the funded and the drained hydraulic oil quantity can over a change in the speed of the pump and / or via the Current supply and thus the degree of opening of the volume flow controller SR1 can be influenced.
- the third seat valve SV3 is closed and the pressure at the proportional pressure relief valve PDBV on the prevailing load pressure, the is detected by means of the first pressure transducer DA1. Then the first seat valve SV1 and the second seat valve SV2 opened and the speed the pump P until the desired lifting speed the lifting cylinder 12 is reached. From there on can continue the pending process in the above manner to be continued.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Hubvorrichtung insbesondere für batteriegetriebene Flurförderzeuge, die eine von einem Elektromotor antreibbare Pumpe aufweist, mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über eine Zuführleitung zugeführt wird, wobei das Hydrauliköl im Lastsenkbetrieb von dem Hubzylinder über eine Rückströmleitung unter Durchströmen der den als Generator arbeitenden Elektromotor antreibenden Pumpe in den Vorratsbehälter zurückgeführt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine hydraulische Hubvorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, mit einer von einem Elektromotor antreibbaren Pumpe, mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über eine Zuführleitung zuführbar ist, wobei das Hydrauliköl im Lastsenkbetriebs von dem Hubzylinder über eine Rückströmleitung unter Durchströmen der den als Generator arbeitenden Elektromotor antreibenden Pumpe in den Vorratsbehälter zurückführbar ist. The invention relates to a method for controlling a hydraulic lifting device, in particular for battery-operated Industrial trucks, one of an electric motor has drivable pump, by means of the lifting operation hydraulic oil from at least one hydraulic lifting cylinder fed to a storage container via a feed line is, the hydraulic oil in the load lowering mode from the lifting cylinder via a return flow line flowing through the driving the electric motor working as a generator Pump is returned to the reservoir. About that the invention also relates to a hydraulic lifting device in particular to carry out the method with a pump driven by an electric motor, by means of which in load lifting operation at least one hydraulic lifting cylinder Hydraulic oil from a reservoir via a supply line can be supplied, the hydraulic oil in the load lowering mode from the lifting cylinder via a return line Flow through the electric motor working as a generator driving pump can be returned to the reservoir is.
Eine derartige hydraulische Hubvorrichtung findet häufig bei elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen oder Gabelstaplern Verwendung, bei denen die Betriebsfähigkeit bzw. -dauer im wesentlichen von der Kapazität der Batterie abhängig ist. Um die Betriebsdauer der Batterie bis zu ihrem nächsten notwendigen Aufladen zu verlängern, ist es bekannt, die bei angehobener Last im System befindliche potentielle Energie über einen auch als Generator arbeitenden Elektromotor in die Batterie teilweise wieder einzuspeisen. Eine hydraulische Hubvorrichtung mit einer entsprechenden Energierückspeisung ist beispielsweise in der DE 199 21 629 A1 gezeigt, die einen Elektromotor aufweist, der eine Pumpe treibt, die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über ein Nachsaugventil ansaugt und zu dem hydraulischen Hubzylinder fördert. Im Lastsenkbetrieb wird das Hydrauliköl von dem hydraulischen Hubzylinder durch die in diesem Zustand als Hydromotor arbeitende Pumpe geleitet, die einen Generator oder den in diesem Zustand als Generator arbeitenden Elektromotor antreibt, von dem aus mittels einer geeigneten, an sich bekannten elektrischen Schaltung zur Energierückspeisung die zugehörige Batterie aufgeladen wird. Dabei wird die Drehzahl des Elektromotors zur Regelung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des hydraulischen Hubzylinders nur dann verwendet, wenn der Hubzylinder ausreichend schnell verstellt wird bzw. die mittels einer Sensorvorrichtung erfaßte Hubgeschwindigkeit einen vorbestimmten ersten Grenzwert bzw. die Senkgeschwindigkeit einen vorbestimmten zweiten Grenzwert überschreiben. Wenn der Hubzylinder mit einer relativ geringen Geschwindigkeit unterhalb der genannten Grenzwerte verstellt wird, wie es beispielsweise beim Anfahren aus der Ruhestellung infolge der Trägheit und auch bei einer gewählten Schleichgeschwindigkeit der Fall ist, wird die Geschwindigkeit des Hubzylinders nicht über die Drehzahl des Elektromotors und somit der Pumpe, sondern über den Volumen- bzw. Massenstrom des in der Zuführ- bzw. Rückführleitung strömenden Hydrauliköls verändert. Zu diesem Zweck weist die Zuführleitung eine Zweigleitung auf, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist. Die Zweigleitung mündet in dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils, so daß die abgezweigte Menge an Hydrauliköl der Pumpe wieder zugeführt wird.Such a hydraulic lifting device is often found with electrically powered industrial trucks or forklifts Use where the operability or duration depends essentially on the capacity of the battery is. To the operating time of the battery up to its to extend next necessary recharge it is known the potential in the system when the load is raised Energy via a generator that also works as a generator Partly feed the electric motor back into the battery. A hydraulic lifting device with a corresponding Energy recovery is for example in DE 199 21 629 A1 shown, which has an electric motor that has a pump drives the hydraulic oil from a reservoir in load lifting mode via a suction valve and to the hydraulic one Lift cylinder promotes. In load lowering mode the hydraulic oil from the hydraulic jack through the pump operating in this state as a hydraulic motor, which is a generator or in this state as a generator drives working electric motor, from which means a suitable, known electrical circuit the associated battery is charged for energy recovery becomes. The speed of the electric motor is used for regulation the lifting or lowering speed of the hydraulic Lift cylinder only used if the lift cylinder is sufficient is quickly adjusted or by means of a sensor device detected stroke speed a predetermined first limit or the lowering speed one overwrite the predetermined second limit value. If the Lift cylinder with a relatively low speed below of the mentioned limit values is adjusted as it for example when starting from the rest position as a result inertia and also at a selected creep speed the case is the speed of the lifting cylinder not about the speed of the electric motor and thus the pump, but via the volume or mass flow of the hydraulic oil flowing in the supply or return line changed. For this purpose, the feed line has a Branch line, on the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line. The branch line opens in the suction side section of the feed line downstream of the suction valve so that the diverted amount of hydraulic oil is returned to the pump.
Um die Positionierzeiten einer hydraulischen Hubvorrichtung eines batteriegetriebenen Flurförderzeuges zu verkürzen bzw. die Reaktionszeiten innerhalb der Positionssuche zu verringern, ist es sinnvoll, die Pumpe beim Richtungswechsel der Lastbewegung laufen zu lassen und nicht wie üblich auszuschalten. Dabei stellt sich jedoch das Problem, daß die Pumpe bei relativ niedrigen Drehzahlen einem erhöhtem Kavitationsverschleiß unterliegt. Wenn die Pumpe eine Pumpe mit konstantem Verdrängungsvolumen, beispielsweise eine Flügelzellenpumpe, eine Spindelpumpe oder eine Innenzahnradpumpe ist, tritt das weitere Problem einer nicht zu vernachlässigenden inneren Leckage auf. Infolge der inneren Leckage ist eine sichere Lasthaltung bzw. eine geringe Senkgeschwindigkeit nicht zu erreichen. Wenn man darüber hinaus noch berücksichtigt, daß die Pumpe zur Vermeidung von übermäßigen Beschädigungen mit einer Mindestdrehzahl betrieben werden muß, führt dies zusammen mit der inneren Leckage zu einem undefinierten Absinken der Last. Die Betriebsbedingungen ändern sich desweiteren in Abhängigkeit von der Temperatur und dem sich im Laufe der Zeit einstellende Verschleiß der Pumpe.At the positioning times of a hydraulic lifting device of a battery-powered industrial truck or the response times within the position search decrease, it makes sense to turn the pump when changing direction to let the load move and not as usual off. However, there is the problem that the pump increased at relatively low speeds Cavitation wear is subject. If the pump is a pump with constant displacement, for example one Vane pump, a spindle pump or an internal gear pump is the further problem of a not negligible internal leakage. As a result of the inner Leakage is a safe load or a low one Lowering speed cannot be achieved. If you think about it also takes into account that the pump to avoid of excessive damage with a minimum speed must be operated, this leads together with the inner Leakage to an undefined lowering of the load. The operating conditions further change depending on of the temperature and the one that arises over time Pump wear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hubvorrichtung der genannten Art und ein Verfahren zu deren Steuerung zu schaffen, bei der bzw. dem ein übermäßiger Verschleiß der Pumpe und deren innere Leckage weitestgehend vermieden sind.The invention has for its object a hydraulic Lifting device of the type mentioned and a method for their Creating control at which an excessive Wear of the pump and its internal leakage as far as possible are avoided.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zur Steuerung einer hydraulischen Hubvorrichtung dadurch gelöst, daß zu Beginn des Lastsenkbetriebes sowohl im stromauf der Pumpe gelegenen Abschnitt der Rückströmleitung als auch im stromab der Pumpe gelegenen Abschnitt der Rückströmleitung im wesentlichen der im Hubzylinder herrschende hydraulische Druck aufgebaut wird, wobei die Pumpe mit einer IST-Drehzahl betrieben wird, die unterhalb eines Drehzahl-Grenzwertes liegt, und daß ein in der Rückströmleitung stromab der Pumpe angeordnetes proportionales Druckbegrenzungsventil über eine Rampenfunktion erst dann im wesentlichen vollständig geöffnet wird, wenn die IST-Drehzahl der Pumpe oberhalb des Drehzahl-Grenzwertes liegt, wobei der Elektromotor dann als Generator arbeitet.This task is related to the control method a hydraulic lifting device solved in that at the start of load-lowering operation both in the upstream of the pump located section of the return line as well as in downstream portion of the return line essentially the hydraulic in the lifting cylinder Pressure is built up, the pump with an actual speed is operated below a speed limit lies, and that a downstream in the return line Pump arranged proportional pressure relief valve only then essentially completely via a ramp function is opened when the actual speed of the pump is above the speed limit, the electric motor then works as a generator.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die innere Leckage der Pumpe zu minimieren, indem an beiden Ausgängen der Pumpe der gleiche hydraulische Druck zur Wirkung gebracht wird, wodurch auch bei Stillstand der Pumpe (Null-Drehzahl) die innere Leckage ausgeschlossen und dementsprechend der innere Kavitationsverschleiß vermieden ist. Die Feinsteuerung bzw. Regelung von kleinen Senkgeschwindigkeiten der Last kann dabei durch eine entsprechende geringe Drehzahl der Pumpe erreicht werden, die dann wie eine rein volumetrische Dosieranlage arbeitet. Da die Druckdifferenz Δp an der Pumpe und deren Durchfluß Q in diesem Zustand minimal sind, entsteht auch nur ein sehr geringer Energieverbrauch. Wenn die IST-Drehzahl der Pumpe beim Lastsenkbetrieb den Drehzahl-Grenzwert übersteigt, wird der Energie-Rückgewinnungsbetrieb aktiviert, bei dem das proportionale Druckbegrenzungsventil, das stromab der Pumpe in der Rückströmleitung angeordnet ist, vollständig geöffnet ist und der Elektromotor als Generator arbeitet, der von der als Hydromotor arbeitende Pumpe angetrieben wird.The invention is based on the basic idea, the inner one To minimize leakage of the pump by using both outputs brought the same hydraulic pressure to the pump which means that even when the pump is at a standstill (zero speed) the internal leakage is excluded and accordingly internal cavitation wear is avoided. The Fine control or regulation of low lowering speeds the load can be reduced by a corresponding Pump speed can be reached, which then like a pure volumetric dosing system works. Because the pressure difference Δp on the pump and its flow Q minimal in this state energy consumption is very low. If the actual speed of the pump during load reduction operation exceeds the speed limit, the energy recovery operation activated where the proportional Pressure relief valve, which is downstream of the pump in the return line is arranged, is fully open and the electric motor works as a generator; Hydromotor working pump is driven.
Um beim Starten des Senkvorganges einen sanften Bewegungsanlauf zu erreichen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Druck in der Rückströmleitung zu Beginn des Lastsenkbetriebes mittels eines proportionalen Druckregelventils, das stromauf der Pumpe angeordnet ist, über eine Rampenfunktion auf den im Hubzylinder herrschenden hydraulischen Druck gebracht wird.To make a gentle movement start when starting the lowering process To achieve is in further development of the invention provided that the pressure in the return line at the beginning the load lowering operation by means of a proportional pressure control valve, which is arranged upstream of the pump via a Ramp function on the hydraulic in the lifting cylinder Pressure is brought.
Um einen übermäßigen Verschleiß der Pumpe zu verhindern, wird diese beim Lasthebebetrieb vorzugsweise nie unter einer vorgegebenen Mindestdrehzahl betrieben. Zusätzlich wird dafür gesorgt, daß die Pumpe im Lasthebebetrieb über einen drucklosen Anlauf startet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Pumpe zu Beginn des Lasthebebetriebs das Hydrauliköl solange über eine Zweigleitung drucklos in den Vorratsbehälter zurückleitet, wie die IST-Drehzahl der Pumpe unterhalb des Drehzahl-Grenzwertes liegt, und daß die Zweigleitung mittels eines Ventils geschlossen wird, sobald die IST-Drehzahl der Pumpe oberhalb des Drehzahl-Grenzwertes liegt. Bei dem Drehzahl-Grenzwert handelt es sich vorzugsweise um die vorgegebene Mindestdrehzahl der Pumpe.To prevent excessive wear on the pump, this is preferably never less than one during load lifting operation predetermined minimum speed operated. In addition, made sure that the pump in the lifting operation over a pressureless start starts. This is according to the invention achieved that the pump at the beginning of the lifting operation the hydraulic oil over a branch line returns to the reservoir without pressure, like the actual speed the pump below the speed limit lies, and that the branch line is closed by means of a valve as soon as the actual speed of the pump is above of the speed limit. At the speed limit it is preferably the predetermined minimum speed the pump.
Hinsichtlich der hydraulischen Hubvorrichtung wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Druckaufnehmer vorgesehen ist, der den im Hubzylinder herrschenden hydraulischen Druck erfaßt, daß ein zweiter Druckaufnehmer vorgesehen ist, der den eingangsseitigen Druck der Pumpe erfaßt, daß in der Rückführleitung stromauf der Pumpe ein proportionales Druckregelventil angeordnet ist, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mittels der der eingangsseitige Druck der Pumpe durch Ansteuerung des Druckregelventils in Abhängigkeit in den von den Druckaufnehmern gemessenen Druckwerten an den im Hubzylinder herrschenden hydraulischen Druck angleichbar ist, und daß stromab der Pumpe in der Rückströmleitung ein proportionales Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, wobei über das proportionale Druckregelventil ein Heben, Halten oder Senken der Last bei konstant gehaltener Drehzahl und Drehrichtung der Pumpe möglich ist.Regarding the hydraulic lifting device, the above said task solved in that a first pressure sensor is provided, which prevails in the lifting cylinder hydraulic pressure detects that a second pressure sensor is provided, which is the input pressure of the pump detects that in the return line upstream of the pump proportional pressure control valve is arranged that a Control device is provided, by means of which the input side Pump pressure by controlling the pressure control valve depending on those measured by the pressure transducers Pressure values at the hydraulic in the lifting cylinder Pressure is adjustable, and that downstream of the pump a proportional pressure relief valve in the return line is arranged, being about the proportional Pressure control valve to raise, hold or lower the load constant speed and direction of rotation of the pump is possible.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung und insbesondere der hydraulischen Hubvorrichtung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Figur 1- ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen hydraulischen Hubvorrichtung, und
Figur 2- eine Abwandlung des Schaltbildes gemäß Fig. 1.
- Figure 1
- a schematic diagram of a hydraulic lifting device according to the invention, and
- Figure 2
- a modification of the circuit diagram according to FIG. 1.
Eine in der Figur 1 schematisch dargestellte hydraulische
Hubvorrichtung 10 umfaßt einen Vorratsbehälter 11 für Hydrauliköl,
der über eine aus mehreren Abschnitten bestehenden
Zuführleitung L1 und nachfolgende Verbindungsleitungen
L4.1 und L4.2 mit zwei hydraulischen Hubzylindern 12 verbunden
ist. Die im folgenden verwendeten Angaben "stromauf"
und "stromab" beziehen sich auf eine Ölströmung vom Vorratsbehälter
11 zu den Hubzylindern 12, d.h. in Zuführrichtung
für den Lasthebebetrieb.A hydraulic shown schematically in Figure 1
Die Zuführleitung L1 ist aus mehreren Leitungsabschnitten
aufgebaut. Ein erster Abschnitt L1.1 führt vom Vorratsbehälter
11 zu einer Hydropumpe P, die mittels eines Elektromotors
M antreibbar ist, der in nicht dargestellter Weise
über eine Motor-Steuereinheit Energie von einer Batterie
bezieht. Von der Pumpe P kann eine (gestrichelt dargestellte)
Leckageleitung L7 zurück in den Vorratsbehälter 11 führen.
In dem ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1, der
den saugseitigen Abschnitt der Pumpe P darstellt, ist ein
als Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil NSV angeordnet,
das eine Ölströmung in Zuführrichtung, d.h. aus dem
Vorratsbehälter 11 zu der Pumpe P zuläßt und eine Rückströmung
verhindert.The feed line L1 is made up of several line sections
built up. A first section L1.1 leads from the
Stromab der Pumpe P schließt sich ein zweiter Abschnitt
L1.2 der Zuführleitung L1 an, der zu einem ersten Sitzventil
SV1 führt, das zwischen einer Offenstellung, in der eine
Strömung in beide Richtungen möglich ist, und einer
Sperrstellung verstellbar ist, in der eine Ölströmung in
Zuführrichtung, d.h. zu den Hubzylindern 12 unterbunden
ist. Das erste Sitzventil SV1 ist mittels einer Feder in
die Sperrstellung vorgespannt, die es bei einem eventuellen
Stromausfall selbsttätig einnimmt.A second section closes downstream of the pump P.
L1.2 of the supply line L1 to the first poppet valve
SV1 leads that between an open position in which one
Flow in both directions is possible, and one
Locking position is adjustable, in which an oil flow in
Feed direction, i.e. to the
Unmittelbar hinter dem ersten Sitzventil SV1 ist ein erstes
Rückschlagventil RV1 angeordnet, das nur eine Ölströmung in
Zuführrichtung, d.h. zu den Hubzylindern 12 zuläßt und eine
Rückströmung verhindert.Immediately behind the first seat valve SV1 is a first one
Check valve RV1 arranged that only an oil flow in
Feed direction, i.e. to the
Von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 zweigt zwischen der Pumpe P und dem ersten Sitzventil SV1 eine Druckleitung LDA4 ab, die zu einem vierten Druckaufnehmer DA4 führt, mittels dessen der im zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 herrschende Druck erfaßt werden kann.From the second section L1.2 of the supply line L1, a pressure line L DA4 branches off between the pump P and the first seat valve SV1, which leads to a fourth pressure sensor DA4, by means of which the pressure prevailing in the second section L1.2 of the supply line L1 is detected can.
Von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 zweigt
zwischen der Pumpe P und der Druckleitung LDA4 eine Zweigleitung
L6 ab, in der ein proportionales Druckbegrenzungsventil
PDBV angeordnet ist und die in dem Vorratsbehälter
11 mündet.A branch line L6 branches off from the second section L1.2 of the supply line L1 between the pump P and the pressure line L DA4 , in which a proportional pressure relief valve PDBV is arranged and which opens into the
An das erste Sitzventil SV1 schließt sich ein dritter Abschnitt
L1.3 der Zuführleitung L1 an, der sich an seinem
stromab gelegenen Ende in die zwei Verbindungsleitungen
L4.1 und L4.2 verzweigt, die jeweils zu einem der hydraulischen
Hubzylinder 12 führen. Von der Verbindungsleitung
L4.2 zweigt eine weitere Druckleitung LDA1 ab, die zu einem
ersten Druckaufnehmer DA1 führt, mittels dessen der in der
Verbindungsleitung L4.2 herrschende Druck und somit der
Lastdruck erfaßt werden kann.The first seat valve SV1 is followed by a third section L1.3 of the supply line L1, which branches at its downstream end into the two connecting lines L4.1 and L4.2, each of which leads to one of the
Im dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zweigt eine Rückführleitung L2 ab, die ebenfalls aus mehreren Abschnitte L2.1, L2.2 und L2.3 besteht. Ein erster Abschnitt L2.1 der Rückführleitung L2 führt von dem dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zu einem zweiten Sitzventil SV2, das zwischen einer Offenstellung, in der eine Strömung in beide Richtungen möglich ist, und einer Sperrstellung verstellbar ist, in der eine Ölströmung in beide Richtungen gesperrt ist. Das zweite Sitzventil SV2 ist mittels einer Feder in die Sperrstellung vorgespannt.One branches in the third section L1.3 of the feed line L1 Return line L2, which also consists of several sections L2.1, L2.2 and L2.3 exist. A first section L2.1 the return line L2 leads from the third section L1.3 the supply line L1 to a second seat valve SV2, the between an open position in which a flow in both Directions is possible, and a locking position adjustable is in which an oil flow is blocked in both directions is. The second seat valve SV2 is in by means of a spring the locking position biased.
Ein zweiter Abschnitt L2.2 der Rückführleitung L2 verläuft von dem zweiten Sitzventil SV2 zu einem proportionalen Druckregelventil PDRV. Von dem zweiten Abschnitt L2.2 der Rückführleitung L2 zweigt stromauf des proportionalen Druckregelventils PDRV eine weitere Druckleitung LDA3 ab, die zu einem dritten Druckaufnehmer DA3 führt, mittels dessen der im zweiten Abschnitt L2.2 der Rückführleitung L2 herrschende Druck erfaßt werden kann. Von dem proportionalen Druckregelventil PDRV führt eine Überbrückungsleitung L5 zu dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1. Die Überbrückungsleitung L5 mündet in den zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 zwischen der Druckleitung LDA4 und dem ersten Sitzventil SV1. Darüber hinaus führt ein dritter Abschnitt L2.3 der Rückführleitung L2 von den proportionalen Druckregelventil PDRV zu dem saugseitigen ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 und mündet in diese zwischen dem Nachsaugventil NSV und der Pumpe P. Nahe der Mündung des dritten Abschnittes L2.3 der Rückführleitung L2 in den ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 zweigt von dem dritten Abschnitt L2.3 der Rückführleitung L2 eine weitere Druckleitung LDA2 ab, die zu einem zweiten Druckaufnehmer DA2 führt, mittels dessen der in der Nähe des Eingangs der Pumpe P herrschende Druck erfaßt werden kann.A second section L2.2 of the return line L2 runs from the second seat valve SV2 to a proportional pressure control valve PDRV. A further pressure line L DA3 branches off from the second section L2.2 of the return line L2 upstream of the proportional pressure control valve PDRV and leads to a third pressure sensor DA3, by means of which the pressure prevailing in the second section L2.2 of the return line L2 can be detected. A bypass line L5 leads from the proportional pressure control valve PDRV to the second section L1.2 of the supply line L1. The bypass line L5 opens into the second section L1.2 of the supply line L1 between the pressure line L DA4 and the first seat valve SV1. In addition, a third section L2.3 of the return line L2 leads from the proportional pressure control valve PDRV to the suction-side first section L1.1 of the supply line L1 and opens into this between the suction valve NSV and the pump P. Near the mouth of the third section L2.3 of the return line L2 in the first section L1.1 of the supply line L1 branches off from the third section L2.3 of the return line L2 a further pressure line L DA2 , which leads to a second pressure sensor DA2, by means of which the near the inlet of the pump P prevailing pressure can be detected.
Parallel zu den ersten Abschnitten der Rückführleitung L2 verläuft eine Umgehungsleitung L3, die an ihrem einen Ende zusammen mit dem ersten Abschnitt L2.1 der Rückführleitung L2 in dem dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 und mit ihren anderen Ende in dem dritten Abschnitt L2.3 der Rückführleitung L2 mündet. In der Umgehungsleitung L3 ist ein drittes Sitzventil SV3 angeordnet, das zwischen einer Offenstellung, in der eine Strömung in beide Richtungen möglich ist, und einer Sperrstellung verstellbar ist, in der eine Ölströmung in Rückführrichtung, d.h. von dem dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zu dem dritten Abschnitt L2.3 der Rückführleitung L2 unterbunden ist. Das dritte Sitzventil SV3 ist mittels einer Feder in die Sperrstellung vorgespannt. Unmittelbar hinter dem dritten Sitzventil SV3 ist ein zweites Rückschlagventil RV2 angeordnet, das eine Strömung in Rückführrichtung, d.h. von dem dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zu dem dritten Abschnitt L2.3 der Rückführleitung L2 zuläßt und eine Strömung in Gegenrichtung verhindert.Parallel to the first sections of the return line L2 a bypass line L3 runs at one end together with the first section L2.1 of the return line L2 in the third section L1.3 of the feed line L1 and with their other end in the third section L2.3 of the Return line L2 opens. In the bypass line L3 is a third seat valve SV3 arranged between a Open position in which there is a flow in both directions is possible, and a locking position is adjustable in which is an oil flow in the return direction, i.e. from the third Section L1.3 of the feed line L1 to the third section L2.3 of the return line L2 is prevented. The third seat valve SV3 is in the blocking position by means of a spring biased. Immediately behind the third seat valve SV3 a second check valve RV2 is arranged, that is a flow in the return direction, i.e. from the third Section L1.3 of the feed line L1 to the third section L2.3 allows the return line L2 and a flow prevented in the opposite direction.
Das Hydrauliköl kann aus den Hubzylindern 12 über einen in
seiner Gesamtheit als Rückströmleitung bezeichneten Weg in
den Vorratsbehälter 11 zurückströmen. Die Rückströmleitung
umfaßt die Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2, einen Teil
des dritten Abschnitts L1.3 der Zuführleitung L1, die Rückführleitung
L2, die Umgehungsleitung L3, Teile des ersten
und des zweiten Abschnitts L1.1 und L1.2 der Zuführleitung
L1 einschließlich des Durchströmens der Pumpe P sowie die
Zweigleitung L6.The hydraulic oil can from the
Im folgenden werden die unterschiedlichen Betriebsweisen
der hydraulischen Hubvorrichtung 10 im einzelnen erläutert.The following are the different modes of operation
of the
Im Lasthebebetrieb, d.h. zum Anheben der Hubzylinder 12,
muß das Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter 11 durch die
Zuführleitung L1 in die entsprechenden Kammern der Hubzylinder
12 gefördert werden. Ausgehend von einem Stillstand
der Hubzylinder 12 werden das proportionale Druckbegrenzungsventil
PDBV in der Zweigleitung L6 und das erste Sitzventil
SV1 in der Zuführleitung L1 geöffnet, während das
zweite Sitzventil SV2 und das dritte Sitzventil SV3 geschlossen
sind. Der Elektromotor M wird mit der Pumpe P
über eine einstellbare Rampenfunktion auf eine Mindestdrehzahl
gebracht. Das von der Pumpe P aus dem Vorratsbehälter
11 durch das Nachsaugventil NSV und dem ersten Abschnitt
L1.1 der Zuführleitung L1 angesaugte und über den weiterführenden
zweiten Abschnitt L1.2 geförderte Hydrauliköl
tritt in diesem Zustand, d.h. in der Regel für einige Sekundenbruchteile,
aufgrund des vollständig geöffneten proportionalen
Druckbegrenzungsventils PDBV vollständig in die
Zweigleitung L6 ein und wird drucklos in den Vorratsbehälter
11 abgeleitet.In load lifting operation, i.e. for lifting the lifting
Gleich nach dem Start der Pumpe P werden das proportionale
Druckbegrenzungsventil PDBV und das proportionale Druckregelventil
PDRV geschlossen, wodurch der Druck in der Zuführleitung
L1 ansteigt. Wenn mittels des Druckaufnehmers
DA4 festgestellt wird, daß der Druck in der Zuführleitung
L1 den Lastschwebedruck, der mittels des Druckaufnehmers
DA1 festgestellt wird, erreicht hat, wird die Drehzahlregelung
der Pumpe P freigegeben und das Öl wird durch die Zuführleitung
L1 und die Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2
zu den Hubzylindern 12 gefördert, so daß diese angehoben
werden. Die auf diese Weise ermittelte Drehzahl, bei der
die Drehzahlregelung freigegeben wird, wird jedes Mal gespeichert
und als minimale Drehzahl Nmin beim Bremsen der
Hubbewegung zugelassen.Immediately after the pump P is started, the proportional pressure relief valve PDBV and the proportional pressure control valve PDRV are closed, as a result of which the pressure in the supply line L1 increases. If it is determined by means of the pressure sensor DA4 that the pressure in the supply line L1 has reached the load levitation pressure which is determined by means of the pressure sensor DA1, the speed control of the pump P is released and the oil is supplied through the supply line L1 and the connecting lines L4.1 and L4.2 conveyed to the lifting
Beim Bremsen der Hubbewegung werden die Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. Die Drehzahl der Pumpe P wird auf den konstanten, minimal zugelassenen Wert Nmin eingestellt, der die Bedingungen p(DA4) = p(DA1) sicherstellen muß, d.h. die Drehzahl muß mindestens so hoch sein, daß sie die Ölverluste abdecken und dabei den Schwebedruck noch erzeugen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Pumpe nicht in einem Drehzahlbereich betrieben wird, in dem die Schmierung der Pumpe nicht gesichert ist.When braking the lifting movement, the steps are carried out in the reverse order. The speed of the pump P is set to the constant, minimum permitted value N min , which must ensure the conditions p (DA4) = p (DA1), ie the speed must be at least high enough to cover the oil losses and the floating pressure can still generate. This ensures that the pump is not operated in a speed range in which the lubrication of the pump is not ensured.
Falls im automatischen Betrieb der Hubvorrichtung die gewünschte
Höhenposition verpaßt wurde oder falls ein Benutzer
über eine Auswahltaste das sogenannte Schwebeverfahren
(= langsame Verstellung) einleitet, wird die Pumpe P mit
einer vorgegebenen Mindestdrehzahl Nv (>Nmin) weiterbetrieben,
das Sitzventil SV2 der Rückführleitung L2 geöffnet und
die Hub- bzw. Senkbewegung über das proportionale Druckregelventil
PDRV bestimmt. Wird über die Bestromung dem proportionalen
Druckregelventil PDRV der Befehl gegeben, einen
größeren Druck als den Schwebedruck zu erzeugen, so wird
die Last angehoben. Die Ölzufuhr von der Pumpe P zu den
Hubzylindern 12 über die Überbrückungsleitung L5 und das
proportionale Druckregelventil PDRV wird geöffnet und die
Ableitung des Öls vom Hubzylinder 12 in den dritten Abschnitt
L2.3 der Rückführleitung L2 und somit zur Saugseite
der Pumpe P wird an dem proportionalen Druckregelventil
PDRV geschlossen.If the desired height position was missed in the automatic operation of the lifting device or if a user initiates the so-called hovering method (= slow adjustment) via a selection button, the pump P continues to operate at a predetermined minimum speed N v (> N min ), the seat valve SV2 of the return line L2 opened and the lifting or lowering movement determined via the proportional pressure control valve PDRV. If the command is given to the proportional pressure control valve PDRV via the current supply to generate a pressure greater than the levitation pressure, the load is raised. The oil supply from the pump P to the lifting
Wenn dem proportionalen Druckregelventil PDRV der Befehl
gegeben wird, einen niedrigeren Druck als den Lastschwebedruck
zu erzeugen, wird trotz des anhaltenden Laufs der
Pumpe P die Last langsam abgesenkt. Die Ölzufuhr von der
Pumpe P zu den Hubzylindern 12 über die Überbrückungsleitung
L5 und das proportionale Druckregelventil PDRV wird an
diesem geschlossen und die Ableitung des Öls von den Hubzylindern
12 über die Rückführleitung L2 zur Saugseite der
Pumpe P wird an dem proportionalen Druckregelventil PDRV
geöffnet. Die übrige Ölmenge wird von der Pumpe P über die
Zweigleitung L6 und das proportionale Druckbegrenzungsventil
PDBV zum Vorratsbehälter 11 geleitet.If the proportional pressure control valve PDRV the command
is given a lower pressure than the load levitation pressure
to produce, despite the ongoing run of the
Pump P slowly lowered the load. The oil supply from the
Pump P to the
Wenn der Druck an dem Druckaufnehmer DA3 und der Druck an
dem Druckaufnehmer DA1 gleich ist, wird die Last auf Position
gehalten. Da man beim Übergang vom Heben auf das Senken
und auch umgekehrt den Zustand der Positionshaltung
durchläuft, kann diese Bewegung auch mit einem Schwebeverfahren
verglichen werden. Anzumerken ist, daß die Druckbegrenzungs-
bzw. Druckregelventile an sich kein Volumen regeln
können und die maximale Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit
der Hubzylinder 12 alleine durch die Pumpendrehzahl begrenzt
ist.When the pressure on the pressure transducer DA3 and the pressure on
is equal to the pressure transducer DA1, the load is in position
held. As you move from lifting to lowering
and vice versa the state of the position
passes through, this movement can also take
be compared. It should be noted that the pressure relief
or pressure regulating valves do not regulate volume per se
can and the maximum lifting or lowering speed
the
Beim Lastsenkbetrieb, d.h. dem Absenken der Hubzylinder 12
muß das Hydrauliköl aus den Hubzylindern 12 in den Vorratsbehälter
11 zurückgefördert werden. Zu diesem Zweck werden
das proportionale Druckbegrenzungsventil PDBV und das proportionale
Druckregelventil PDRV leicht unter dem von dem
Druckaufnehmer DA1 erfaßten Lastschwebedruck angeglichen,
d.h. p(DA4) ≤ p(DA1) bzw. p(DA3) ≤ p(DA1). Alternativ ist
es auch möglich, daß der am proportionalen Druckbegrenzungsventil
PDBV eingestellte Druck leicht oberhalb des
Lastschwebedrucks liegt. Der Elektromotor M wird auf Null-Drehzahl
geregelt gehalten und das Sitzventil SV2 wird geöffnet.
Anschließend wird über eine einstellbare Rampe die
Bestromung des proportionalen Druckregelventils PDRV reduziert.
Dadurch findet in der Rücklaufleitung L2 und auch
auf der Eingangsseite der Pumpe P ein Druckanstieg statt,
der durch den Druckaufnehmer DA2 erfaßt wird. Durch die
Pumpe P hindurch findet ein Druckausgleich soweit statt,
daß auch in der Zweigleitung L6 vor dem proportionalen
Druckbegrenzungsventil PDBV der voreingestellte Druck
herrscht. Sobald der Druckaufnehmer DA2 den vorprogrammierten
Wert des Druckanstiegs festgestellt hat, wird die Drehzahlregelung
der Pumpe freigeschaltet und das Sitzventil
SV3 geöffnet. Da das Öl nur über das auf den Lastschwebedruck
voreingestellte proportionale Druckbegrenzungsventil
PDBV zum Vorratsbehälter 11 abfließen kann, herrscht an
beiden Pumpenanschlüssen in etwa der gleiche Druck. Die
Pumpe wird somit wie eine feine Dosiereinrichtung wirken,
wobei die innere Leckage Null ist und kleine Senkgeschwindigkeiten
der Hubzylinder nunmehr über eine relativ geringe
Drehzahl geregelt werden können, da die Gefahr von Kavitationsverschleiß
ausgeschlossen ist.In load lowering mode, i.e. the lowering of the lifting
Sobald die Pumpe die vorgegebene Mindestdrehzahl erreicht hat, wird der Druck an dem proportionalen Druckbegrenzungsventil PDBV über eine einstellbare Rampenfunktion bis auf sein Minimum reduziert und der Elektromotor M fängt an im Generator-Betrieb zu arbeiten, in dem er durch die Pumpe angetrieben wird. As soon as the pump reaches the specified minimum speed the pressure at the proportional pressure relief valve PDBV via an adjustable ramp function up to its minimum is reduced and the electric motor M starts in Generator operation to work by passing through the pump is driven.
Das Bremsen bzw. das Stoppen der Absenkbewegung findet in entsprechend umgekehrter Reihenfolge statt.Braking or stopping the lowering movement takes place in according to the reverse order.
Statt einer Druckregelung über das Druckregelventil PDRV kann für das Schwebeverfahren auch eine Geschwindigkeitsregelung mit Hilfe eines Feinproportionalstromreglers für kleine Ölmengen und große Auflösung in Differenzdurchflußverfahren eingesetzt werden. Der Feinproportionalstromregler kann mit seinem einen Anschluß zwischen dem zweiten Sitzventil SV2 und dem proportionalen Druckregelventil PDRV in dem zweiten Abschnitt L2.2 der Rückführleitung L2 münden und mit dem anderen Anschluß an den hinter dem zweiten Rückschlagventil RV2 liegenden und somit der Pumpe P zugewandten Abschnitt der Umgehungsleitung L3 angeschlossen sein. Das Heben, Senken bzw. Schweben der Last kann über die Differenz zwischen der Pumpenfördermenge QP und der Abflußmenge QPSR über den Feinproportionalstromregler bestimmt werden. Wenn die Pumpenfördermenge QP größer als die Abflußmenge QPSR des Feinproportionalstromreglers ist, wird die Last angehoben. Wenn die Pumpenfördermenge QP kleiner als die Abflußmenge QPSR des Feinproportionalstromreglers ist, wird die Last langsam abgesenkt. Wenn die beiden Mengen QP und QPSR gleich sind, wird die Last auf Position gehalten. Die Ölmenge läßt sich entweder über den Feinproportionalstromregler regeln oder über die Pumpendrehzahl entsprechend variieren.Instead of pressure control via the pressure control valve PDRV, a speed control using a fine proportional flow controller for small amounts of oil and high resolution in differential flow methods can also be used for the levitation method. The fine proportional flow controller can open with its one connection between the second seat valve SV2 and the proportional pressure control valve PDRV in the second section L2.2 of the return line L2 and with the other connection to the section of the bypass line located behind the second check valve RV2 and thus facing the pump P. L3 must be connected. The lifting, lowering or hovering of the load can be determined via the difference between the pump delivery quantity Q P and the discharge quantity Q PSR via the fine proportional flow controller. If the pump delivery rate Q P is greater than the discharge rate Q PSR of the fine proportional flow controller, the load is raised. If the pump delivery rate Q P is less than the discharge rate Q PSR of the fine proportional flow controller, the load is slowly lowered. If the two quantities Q P and Q PSR are the same, the load is held in position. The amount of oil can either be regulated using the fine proportional flow controller or varied accordingly using the pump speed.
Figur 2 zeigt eine Abwandlung der hydraulischen Anordnung gemäß Figur 1 und unterscheidet sich von dieser in folgenden Punkten:
- Die Überbrückungsleitung L5 ist entfallen,
- statt des proportionalen Druckregelventils PDRV, das ebenfalls entfallen ist, ist eine Düse D1 in dem zweiten Abschnitt L2.2 der Rückführleitung L2 angeordnet. Von dem zweiten Abschnitt L2.2. der Rückführleitung L2 zweigt weiterhin stromauf der Düse D1 die Druckleitung LDA3 ab, die zum dem dritten Druckaufnehmer DA3 führt.
- Von der zu dem dritten Druckaufnehmer DA3 führenden
Druckleitung LDA3 zweigt eine Verbindungsleitung L8 ab,
die stromab des proportionalen Druckbegrenzungsventils
PDBV in die Zweileitung L6 mündet, die
zum Vorratsbehälter 11 führt. - In der Verbindungsleitung L8 ist ein Volumenstromregler SR1 angeordnet.
- The bridging line L5 has been omitted,
- instead of the proportional pressure control valve PDRV, which has also been omitted, a nozzle D1 is arranged in the second section L2.2 of the return line L2. From the second section L2.2. the return line L2 branches off upstream of the nozzle D1 from the pressure line L DA3 , which leads to the third pressure transducer DA3.
- From the leading to the third pressure sensor DA3 pressure line L DA3 a connecting line branches off L8 downstream of the proportional pressure limiting valve pdbv in the dual-line L6 opens which leads to the reservoir. 11
- A volume flow controller SR1 is arranged in the connecting line L8.
Im Lastsenkbetrieb erlaubt die Düse D1 den Druckaufbau in der Rücklaufleitung L2 beim Start der normalen Senkbewegung. Das Sitzventil SV2 wird bestromt und geöffnet, so daß in der Rücklaufleitung L2 und auch auf der Eingangsseite der Pumpe P ein Druckanstieg stattfindet. Sobald der zweite Druckaufnehmer DA2 den vorgegebenen Wert des Druckanstieges feststellt, wird das Sitzventil SV3 geöffnet und die Drehzahlregelung der Pumpe freigegeben. Der weitere Ablauf des Senkbetriebes entspricht dem der Ausführung gemäß Figur 1.In load-lowering mode, the nozzle D1 allows the pressure to be built in the return line L2 at the start of the normal lowering movement. The seat valve SV2 is energized and opened, see above that in the return line L2 and also on the input side there is an increase in pressure in the pump P. As soon as the second pressure sensor DA2 the predetermined value of If the pressure increases, the seat valve SV3 is opened and the speed control of the pump released. The further sequence of lowering operation corresponds to that of the execution according to FIG. 1.
Wenn beim Heben die gewünschte Soll-Position der Hubzylinder
12 überfahren wurde, wird die Soll-Position im sogenannten
Schwebezustand angefahren. Dabei wird die Pumpe
P auf der minimalen Drehzahl, die die Leckage abdeckt, in
Betrieb gehalten, wobei in dem Leitungsabschnitt L1.2
stromab der Pumpe P ein Druck vorhanden sein muß, was
durch den vierten Druckaufnehmer DA4 festgestellt wird.
Das erste Sitzventil SV1 und das zweite Sitzventil SV2
bleiben bestromt offen. Der Volumenstromregler SR1 wird
geöffnet, so daß Hydraulikflüssigkeit über den ersten Abschnitt
L2.1 und den zweiten Abschnitt L2.2 der Rückführleitung
L2 sowie die Druckleitung LDA3, die Verbindungsleitung
L8 und die Zweigleitung L6 in den Vorratsbehälter
11 zurückströmen kann. Der Volumenstromregler SR1 wird
soweit geöffnet, bis die gewünschte Senkgeschwindigkeit
erreicht ist. Sollte beim Senken die Soll-Position wiederum
verpaßt werden, wird die Drehzahl der Pumpe P erhöht,
um das Heben einzuleiten. Die Differenz dQ zwischen
der von der Pumpe P geförderten Hydraulikölmenge und der
von dem Volumenstromregler SR1 abgelassenen Hydraulikölmenge
bestimmt die Bewegungsrichtung der Hubzylinder 12.
Wenn die Differenzmenge dQ positiv ist (dQ > 0), d.h. die
Pumpe P mehr Hydrauliköl fördert als über den Volumenstromregler
SR1 abgelassen wird, werden die Hubzylinder
12 angehoben. Entsprechend werden die Hubzylinder 12 abgesenkt,
wenn die Differenzmenge negativ ist, d.h. die
Pumpe P weniger Hydrauliköl fördert, als durch den Volumenstromregler
SR1 abgelassen wird.If the desired target position of the lifting
Wenn die von der Pumpe P gefördert Hydraulikölmenge exakt der Hydraulikölmenge entspricht, die durch den Volumenstromregler SR1 abgelassen wird, wird die Position der Hubzylinder gehalten. Die einzelnen Hydraulikölmengen und entsprechend die genannte Differenz zwischen der geförderten und der abgelassenen Hydraulikölmenge kann über eine Änderung der Drehzahl der Pumpe und/oder über die Bestromung und somit den Grad der Öffnung des Volumenstromreglers SR1 beeinflußt werden.If the hydraulic oil quantity delivered by pump P is exact corresponds to the amount of hydraulic oil generated by the volume flow controller SR1 is drained, the position of the Lift cylinder held. The individual hydraulic oil quantities and correspondingly the difference between the funded and the drained hydraulic oil quantity can over a change in the speed of the pump and / or via the Current supply and thus the degree of opening of the volume flow controller SR1 can be influenced.
Wenn beim Senken die Soll-Position der Hubzylinder 12
überfahren wurde, wird das dritte Sitzventil SV3 geschlossen
und der Druck an dem proportionalen Druckbegrenzungsventil
PDBV über den herrschenden Lastdruck, der
mittels des ersten Druckaufnehmers DA1 erfaßt wird, eingestellt.
Anschließend werden das erste Sitzventil SV1
und das zweite Sitzventil SV2 geöffnet und die Drehzahl
der Pumpe P soweit erhöht, bis die gewünschte Hubgeschwindigkeit
der Hubzylinder 12 erreicht ist. Von da ab
kann das Schwebeverfahren in oben genannter Weise weiter
fortgeführt werden.If the target position of the lifting
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