EP1628020A2

EP1628020A2 - Fluidschaltung und Flurförderzeug mit Fluidschaltung

Info

Publication number: EP1628020A2
Application number: EP05017883A
Authority: EP
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Stingl
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2006-02-22
Also published as: EP1628020A3; DE102004039848A1; US20060037470A1; US7441406B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidschaltung, insbesondere Hydraulikschaltung für eine Lastverlagerungseinrichtung eines Flurförderzeugs, mit einer Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c), durch welche ein Fluid aus einem Fluidvorrat (112) mittels einer Fluidpumpe (116) zu wenigstens einem Fluidspeicher (120) eines Verbrauchers (122) förderbar ist, und mit einer Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a), durch welche Fluid verbrauchergetrieben von dem wenigstens einen Fluidspeicher (120) über die Fluidpumpe (116) zu dem Fluidvorrat (112) rückführbar ist, wobei in der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c) ein strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassendes Ventil (130)vorgesehen ist, welches eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) vom Fluidvorrat (112) zum Fluidspeicher durchlässt und welches eine Fluid-Rückführströmung (R) vom Fluidspeicher (120) zum Fluidvorrat (112) sperrt, wobei die Fluidschaltung weiterhin wenigstens ein schaltbares Ventil (132, 134) umfasst, welches schaltbar ist zwischen einer Rückführströmungs-Durchlassstellung (140, 144'), in welcher es eine Fluid-Rückführströmung (R) durchlässt, und einer Rückführströmungs-Sperrstellung, (142, 146) in welcher es eine Fluid-Rückführströmung (R) sperrt, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) zumindest abschnittsweise von der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c) gesondert ausgebildet ist, wobei das schaltbare Ventil (132, 134) in dem von der Fluidzufuhrleitung (118b) gesonderten Abschnitt (148) der Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidschaltung mit einer Fluidzufuhrleitung, durch welche ein Fluid aus einem Fluidvorrat mittels einer Fluidpumpe zu wenigstens einem Fluidspeicher eines Verbrauchers förderbar ist, und mit einer Fluidrückführleitung, durch welche Fluid von dem wenigstens einen Fluidspeicher durch den Verbraucher angetrieben über die Fluidpumpe zu dem Fluidvorrat rückführbar ist, wobei in der Fluidzufuhrleitung ein strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassendes Ventil vorgesehen ist, welches eine Fluid-Zufuhrströmung vom Fluidvorrat zum Fluidspeicher durchlässt und welches eine Fluid-Rückführströmung vom Fluidspeicher zum Fluidvorrat sperrt, wobei die Fluidschaltung weiterhin wenigstens ein schaltbares Ventil umfasst, welches zwischen einer Rückführströmungs-Durchlassstellung, in welcher es eine Fluid-Rückführströmung durchlässt, und einer Rückführströmungs-Sperrstellung, in welcher es eine Fluid-Rückführströmung sperrt, schaltbar ist, wobei die Fluidschaltung einen Fluidfilter enthält. Die vorliegende Anmeldung betrifft weiter einen eine solche Fluidschaltung als vormontierte oder vormontierbare Baugruppe realisierenden Schaltblock sowie ein Flurförderzeug mit einer solchen Fluidschaltung.
Fluidschaltungen der gattungsgemäßen Art und Flurförderzeuge, welche mit solchen ausgestattet sind, sind im Stand der Technik bekannt. Gattungsgemäße Fluidschaltungen werden dabei hauptsächlich als Hydraulikschaltung zur Verstellung von Hydraulikzylindern als Antrieb von Lastaufnahme- und Lastverlagerungsmitteln von Flurförderzeugen verwendet. Ein Pumpenmotor zum Antrieb der Pumpe wird bei der gattungsgemäßen Fluidschaltung nur zur Erzeugung einer Fluid-Zufuhrströmung bestromt. Die zur Erzeugung einer Fluid-Rückführströmung benötigte Kraft wird durch die Verbraucher bereitgestellt.
Eine gattungsgemäße Fluidschaltung des Standes der Technik ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 1 zeigt einen Fluidvorrat 12, aus welchem eine von einem Motor 14 betriebene Pumpe 16 Hydrauliköl über eine Fluidleitung 18 längs einer Fluid-Zufuhrströmungsrichtung Z in die Fluidspeicher 20 von Hydraulik-Kolben-Zylinder-Anordnungen 22 fördert, um dort den nötigen Fluiddruck bereitzustellen, um den Kolben 24 aus dem Zylinder 26 der Kolben-Zylinder-Einheit 22 heraus zu verfahren.
Das in Fluid-Zufuhrströmungsrichtung Z in der Fluidleitung 18 strömende Hydrauliköl durchströmt in der Zufuhrströmungsrichtung Z zuerst einen Ölfilter 28, dann ein Rückschlagventil 30, ein erstes schaltbares Ventil 32 und ein zweites schaltbares Ventil 34. In fluldischer Parallelschaltung zum Filter 28 befindet sich ein Sicherheitsventil 36, welches dann Hydrauliköl in Zufuhrströmungsrichtung Z durchlässt, wenn der Öldruck am pumpennäheren Ende des Sicherheitsventils 36 einen vorbestimmten Schwellendruck übersteigt. Dies kann etwa dann der Fall sein, wenn der Filter 28 verstopft ist.
Die schaltbaren Ventile 32 und 34 sind durch elektrische Aktuatoren 38 zwischen zwei Stellungen verstellbar. Das erste Schaltventil 32 umfasst in einer in Fig. 1 nicht aktiviert dargestellten Stellung ein Rückschlagventil 40, welches in der Zufuhrströmungsrichtung Z sperrt und in der Rückführströmungsrichtung R durchlässt. Weiterhin umfasst das erste Schaltventil 32 ein in Fig. 1 aktiviert dargestelltes druck- und richtungsabhängig durchlassendes Ventil 42, welches aus einer Steuerdüse und einem zu dieser fluidisch parallelen Ventil besteht. Das schaltbare Ventil 32 ist durch Federkraft in die in Fig. 1 gezeigte Stellung vorgespannt. Das Ventil sperrt in der Rückführströmungsrichtung R stets und lässt abhängig von dem an der Steuerdüse anliegenden Hydraulikdruck eine Fluidströmung in Zufuhrströmungsrichtung Z durch.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung des ersten schaltbaren Ventils 32, in welche dieses durch Federvorspannung vorgespannt ist, kann Hydrauliköl zum Ausfahren der Kolben 24 aus den Zylindern 26 in die Fluidspeicher 20 in Zufuhrströmungsrichtung Z gefördert werden.
Das zweite schaltbare Ventil 34 kann wie das erste schaltbare Ventil 32 in zwei unterschiedliche Stellungen verstellt werden. In der ersten, in Fig. 1 nicht aktiviert dargestellten Stellung, weist das schaltbare Ventil 34 lediglich einen Hydrauliköldurchlass 44 auf. In der anderen, in Fig. 1 aktiviert dargestellten Stellung, in welche das zweite schaltbare Ventil 34 durch Federvorspannung vorgespannt ist, weist das Ventil 34 ein Rückschlagventil 46 auf, welches in Zufuhrströmungsrichtung Z durchlässt und in Rückführströmungsrichtung R sperrt.
Die Hydraulikschaltung des Standes der Technik in Fig. 1 umfasst einen Fluidrückführleitungsabschnitt 48, welcher das in Rückführströmungsrichtung R sperrende Rückschlagventil 30 und den Filter 28 umgeht. In dem Fluidrückführleitungsabschnitt strömt die Hydraulikflüssigkeit ausschließlich in Rückführströmungsrichtung R.
Ein Ausfahren der Kolben 24 aus den Zylindern 20 ist bei der Hydraulikschaltung des Standes der Technik dann möglich, wenn bei motorisch betriebener Pumpe 16 sich das erste und das zweite schaltbare Ventil 32 bzw. 34 in den in Fig. 1 gezeigten Stellungen befinden, d. h. die Teilventile 42 und 46 liegen in der Fluidleitung 18. Dann kann Hydrauliköl das Teilventil 42 in Zufuhrströmungsrichtung Z passieren und kann ebenso das Rückschlagventil 46 des zweiten schaltbaren Ventils 34 passieren. Diese beiden Teilventile 42 und 46 der schaltbaren Ventile 32 und 34 sorgen redundant dafür, dass der einmal in den Fluidspeichern 20 der Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheiten 22 eingestellte Druck gehalten wird.
Ein Senken, d.h. ein Einfahren der Kolben 24 in die Zylinder 26 kann dann erfolgen, wenn sowohl das erste als auch das zweite schaltbare Ventil 32 bzw. 34 so verstellt werden, dass die Teilventile 40 und 44 in der Fluidleitung 18 liegen. Dann strömt Hydrauliköl von den Kolben 24 angetrieben, welche aufgrund ihres Eigengewichts und des Gewichts einer ggf. aufgenommenen Last den Druck in den Fluidspeichern 20 erhöhen, aus den Fluidspeichern 20 der Kolben-Zylinder-Einheiten 22 in Rückführströmungsrichtung R nacheinander durch das zweite schaltbare Ventil 34, das erste schaltbare Ventil 32, die Rückführleitung 48 mit dem in Rückführströmungsrichtung R durchlassenden und in Zufuhrströmungsrichtung Z sperrenden Rückschlagventil 50 sowie durch die Pumpe 16 zum Fluidvorrat 12.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die Pumpe beim Fördern des Fluids in einer Zufuhrströmungsrichtung zahlreiche Strömungswiderstände in Form von Filtern und Ventilen überwinden muss, was den Wirkungsgrad des Hydrauliksystems verschlechtert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fluidschaltung bereitzustellen für eine Zuführung von Arbeitsfluid von einem Fluidvorrat zu wenigstens einem Fluidspeicher eines Verbrauchers sowie für eine Rückführung von Arbeitsfluid von dem wenigstens einen Fluidspeicher des Verbrauchers zu dem Fluidvorrat, bei welcher ein höherer Wirkungsgrad des Hydrauliksystems erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fluidschaltung, insbesondere eines Flurförderzeugs, der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Fluidrückführleitung zumindest abschnittsweise von der Fluidzufuhrleitung gesondert ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine schaltbare Ventil und der Fluidfilter in dem von der Fluidzufuhrleitung gesonderten Abschnitt der Fluidrückführleitung vorgesehen sind, wobei das schaltbare Ventil in Fluid-Rückströmungsrichtung hinter dem Fluidfilter angeordnet ist, so dass in der Fluidrückführleitung zum Fluidvorrat strömendes Fluid zuerst den Fluidfilter und dann das schaltbare Ventil oder ggf. weitere Ventile durchströmt.
Durch das Vorsehen des strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassenden Ventils in der Fluidzufuhrleitung kann sichergestellt werden, dass Arbeitsfluid, welches vom Fluidvorrat zu dem Verbraucher gefördert wurde, nicht unerwünschter Weise durch den im Fluidspeicher des Verbrauchers herrschenden Druck getrieben nach Abschalten des Pumpenantriebs zurück zum Fluidvorrat strömt.
Durch weiteres Vorsehen eines hinter dem Fluidfilter im Rückführzweig angeordneten schaltbaren Ventils, durch welches abhängig von der Schaltstellung Arbeitsfluid von dem Fluidspeicher des Verbrauchers zum Fluidvorrat strömen kann oder nicht, kann wahlweise Arbeitsfluid aus dem Fluidspeicher des Verbrauchers abgeführt werden. Indem nun dieses schaltbare Ventil nicht wie im Stand der Technik in einer gemeinsamen Zufuhr- und Rückführleitung, sondern in einem von einer Fluid-Zufuhrleitung gesondert ausgebildeten Fluid-Rückführleitungsabschnitt angeordnet ist, reduziert sich die Anzahl der von einem pumpengetrieben strömenden Arbeitsfluid zu durchströmenden Ventile und damit die Anzahl von Pumpenleistung verzehrenden Strömungswiderständen in der Fluid-Zufuhrleitung. Mit einer gleichen Förderpumpe wie im Stand der Technik kann somit eine höhere Nutzleistung bzw. die gleiche Nutzleistung mit einer kleineren bzw. leistungsschwächeren Förderpumpe erzielt werden.
Die oben dargestellte erfindungsgemäße Ausbildung der Fluidschaltung ist Voraussetzung für eine besonders vorteilhafte Weiterbildung. Durch sie ist es nämlich möglich, dass der von der Fluid-Rückführleitung gesondert ausgebildete Abschnitt der Fluid-Zufuhrleitung, vorzugsweise die gesamte von einem Fluid in Zufuhrströmungsrichtung von der Pumpe zu den Fluidspeichern des Verbrauchers durchströmte Fluidleitung, abgesehen von dem oben genannten strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassenden Ventil, etwa in Form eines Rückschlagventils, und abgesehen vom unvermeidlichen Fluidleitungswiderstand von weiteren Strömungswiderständen frei ist. Damit reduzieren sich die Pumpleistung verzehrenden Strömungsverluste in der Fluid-Zufuhrleitung erheblich, sodass ein noch größerer Anteil der Pumpenleistung als bisher als Nutzleistung zur Verfügung steht.
Zur Reinigung und damit zur Standzeiterhöhung des verwendeten Arbeitsfluids ist in dem von der Fluid-Zufuhrleitung gesondert ausgebildeten Abschnitt der Fluid-Rückführleitung der Fluidfilter vorgesehen. Der Filter ist hier optimal platziert, da er von den Verbrauchern her in das Leitungssystem eingebrachten Schmutz wirksam ausfiltern und somit die schaltbaren Ventile schützen kann. Der von diesem Filter bewirkte Strömungswiderstand wirkt sich somit nicht in der pumpengetriebenen Fluid-Zufuhrströmung, sondern nur in der verbrauchergetriebenen Fluid-Rückführströmung aus. Es ist daher keine Pumpenleistung zur Überwindung des Strömungswiderstands nötig.
Um zu verhindern, dass der Filter im Versagensfall, etwa bei Verstopfung durch einen übermäßig angewachsenen Filterkuchen, eine Fluid-Rückführströmung verhindert und somit einen Betrieb der fluidisch betätigten Verbraucher nicht mehr ermöglicht, kann eine den Filter umgehende Bypass-Leitung vorgesehen sein, in welcher ein Notfallventil angeordnet ist, das eine Fluid-Rückführströmung dann durchlässt, wenn der Druckunterschied zwischen dem fluidspeichernäheren Ventilende und dem fluidvorratnäheren Ventilende einen vorbestimmten Schwellendruck übersteigt, und das ansonsten eine Fluidströmung sperrt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der Fluidfilter nicht in der Fluid-Zufuhrleitung, sondern in der Fluid-Rückführleitung vorgesehen. Zwar wird so Fluid zunächst ungefiltert den Verbrauchern zugeführt. Da jedoch das Fluid in einem Kreislauf zwischen Fluidvorrat und Fluidspeicher gefördert wird, erreicht man so über eine lange Zeit betrachtet im Wesentlichen die gleiche Filterleistung wie im Stand der Technik.
Um Fluid verbrauchergetrieben gezielt von dem wenigstens einen Fluidspeicher des Verbrauchers zum Fluidvorrat zurück führen zu können, kann das wenigstens eine schaltbare Ventil in seiner Rückführströmungs-Durchlassstellung eine Steuerdüse und ein zu dieser paralleles Sperrventil aufweisen, welches in Abhängigkeit von dem an der Steuerdüse herrschenden Fluiddruck in Rückführströmungrichtung durchlässt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der gesondert von der Fluid-Zufuhrleitung ausgebildete Fluid-Rückführleitungsabschnitt in einem Notfallbetrieb auch als Fluid-Zufuhrleitung nutzbar ist, sodass im Gegensatz zum Stand der Technik eine redundante Möglichkeit zur Zufuhr von Fluid zu dem Fluidspeicher des wenigstens einen Verbrauchers geschaffen ist. Dies ist dann möglich, wenn das wenigstens eine schaltbare Ventil in seiner Rückführströmungs-Sperrstellung als Notbetätigungsventil eine Fluid-Zufuhrströmung durchlässt und eine Fluid-Rückführströmung sperrt.
Zur Erfüllung weiterer Aufgaben kann in dem von der Fluid-Zufuhrleitung gesondert ausgebildeten Abschnitt der Fluid-Rückführleitung ein zweites zwischen wenigstens zwei Stellungen schaltbares Ventil vorgesehen sein. Ein solches zweites Ventil ist vor allem dann hilfreich, wenn eine sicherheitsrelevante Redundanz für den Fall eines Notfallbetriebs in der Fluidschaltung vorgesehen werden soll.
So kann das zweite schaltbare Ventil zwischen einer Zufuhrströmungs-Durchlassstellung, in welcher es eine Fluid-Zufuhrströmung durchlässt, und einer Zufuhrströmungs-Sperrstellung, in welcher es eine Fluid-Zufuhrströmung sperrt, schaltbar sein, um eine redundante Notbetätigungsmöglichkeit für den wenigstens einen Verbraucher zu schaffen. Hierzu kann das zweite schaltbare Ventil in seiner Zufuhrströmungs-Sperrstellung als Notablassventil eine Fluid-Rückführströmung durchlassen und eine Fluid-Zufuhrströmung sperren. Dies kann konstruktiv im einfachsten Fall durch ein Rückschlagventil erreicht werden. Weiterhin kann zur Bereitstellung einer redundanten Notfallbetätigungsmöglichkeit das zweite schaltbare Ventil in seiner Zufuhrströmungs-Durchlassstellung eine Notbetätigungs-Steuerdüse und ein zu dieser paralleles Notbetätigungs-Sperrventil aufweisen, welches in Abhängigkeit von dem an der Steuerdüse herrschenden Fluiddruck in Zufuhrströmungsrichtung durchlässt.
Mit einer solchen Konfiguration kann durch gezielte wahlweise Anordnung der beiden beschriebenen schaltbaren Ventile Fluid auch über den von der Fluid-Zufuhrleitung gesondert ausgebildeten Fluid-Rückführleitungsabschnitt dem wenigstens einen Fluidspeicher des Verbrauchers zugeführt und aus diesem abgelassen werden. Eine Fehlfunktion des einen schaltbaren Ventils kann dabei unter Umständen durch die vorgesehene Redundanz durch das jeweils andere fehlerfrei arbeitende Ventil aufgefangen werden, sodass die Fehlfunktion, etwa eine unerwünschte Verstellung eines der schaltbaren Ventile in eine Rückführströmungs-Durchlassstellung nicht zu einer unerwünschten Rückströmung von Fluid zum Fluidvorrat führt. Dadurch kann der gesondert ausgebildete Abschnitt der Fluid-Rückführleitung im Falle des Versagens der Fluidzufuhrleitung als vollwertige Notfall-Zufuhrleitung genutzt werden.
Die Fluidschaltung kann neben den oben beschriebenen Ventilen und dem Filter zusätzlich in an sich bekannter Weise eine Druckbegrenzungseinrichtung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, den Druck in den Fluidleitungen auf einen vorbestimmten Druckwert zu begrenzen. Weiterhin kann die oben beschriebene Fluidschaltung ein manuelles Ablassventil aufweisen, um etwa im Falle eines völligen Versagens der Ventilsteuerung Fluid manuell vom Fluidspeicher des wenigstens einen Verbrauchers zum Fluidvorrat hin abzulassen.
Die oben beschriebene Fluidleitung kann mit beliebigen Fluiden, etwa mit Gas, betrieben werden. Vorzugsweise ist das Fluid jedoch eine Hydraulikflüssigkeit, wie etwa ein Hydrauliköl, da mit Flüssigkeiten wesentlich größere Verbraucherleistungen bei gleicher Förderpumpenleistung erzielbar sind. Besonders bevorzugt ist die oben beschriebene Fluidschaltung als Hydraulikschaltung für ein hydraulisches Lastverlagerungssystem eines Flurförderzeugs angedacht. Die erfindungsgemäße Fluidschaltung als Flurförderzeug-Hydraulikschaltung gestattet nämlich, wie oben bereits geschildert wurde, das Flurförderzeug entweder ohne Hubleistungsverlust mit einem Pumpenmotor geringerer Leistung zu versehen oder bei gleichem Pumpenmotor verglichen mit dem Stand der Technik eine höhere Nutzleistungsausbeute bereitzustellen.
Besonders vorteilhaft kann die oben beschriebene Fluidschaltung, insbesondere als Hydraulikschaltung für eine Lastverlagerungseinrichtung eines Flurförderzeugs, als vormontierter oder vormontierbarer Schaltblock realisiert sein, wobei der Schaltblock umfasst: einen ersten Fluidleitungsabschnitt, einen vom ersten Fluidleitungsabschnitt gesonderten zweiten Fluidleitungsabschnitt, wobei in dem ersten Fluidleitungsabschnitt ein strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassendes Ventil vorgesehen ist, welches eine Fluidströmung in einer ersten Strömungsrichtung durchlässt und welches eine Fluidströmung in einer der ersten entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung sperrt, wobei in dem zweiten Fluidleitungsabschnitt wenigstens ein schaltbares Ventil vorgesehen ist, welches schaltbar ist zwischen einer Durchlassstellung, in welcher es eine Fluidströmung in der zweiten Strömungsrichtung durchlässt, und einer Sperrstellung, in welcher es Fluidströmung in der zweiten Strömungsrichtung sperrt.
Die in dem Schaltblock vorgesehenen Fluidleitungsabschnitte, von welchen der erste Fluidleitungsabschnitt einem oben beschriebenen Fluid-Zufuhrleitungsabschnitt entspricht und von welchen der zweite Fluidleitungsabschnitt einem oben beschriebenen gesondert ausgebildeten Fluid-Rückführleitungsabschnitt entspricht, können mit weiteren Merkmalen der oben beschriebenen Fluidschaltung weitergebildet sein.
Da die oben beschriebene Fluidschaltung, insbesondere in einem vormontierten oder vormontierbaren Schaltblock realisiert, als Hydraulikschaltung einem Flurförderzeug einen besonderen Wert verleiht, wird weiterhin gesonderter Schutz für ein Flurförderzeug mit einer Lastverlagerungseinrichtung und mit einer oben beschriebenen Fluidschaltung zu deren Betrieb angestrebt. Besonders bevorzugt ist dabei ein Flurförderzeug, welches einen oben beschriebenen Schaltblock als vormontierte oder vormontierbare Baugruppe aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Fig. 2 näher beschrieben werden. Die Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch in einem Hydraulikschaltplan.
Gleiche oder gleich wirkende Bauteile wie in der den Stand der Technik erläuternden Fig. 1 sind in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Zur Erläuterung der Funktion dieser Bauteile wird ausdrücklich auf die zuvor gegebene Beschreibung von Fig. 1 verwiesen.
In Fig. 2 ist eine Lastverlagerungseinrichtung mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidschaltung in Form einer Hydraulikschaltung allgemein mit 110 bezeichnet.
Die vom Motor 114 betriebene Hydrauliköl-Förderpumpe 116 fördert Hydrauliköl vom Hydraulikölvorrat 112 in die Hydraulikleitung 118. Die Hydraulikleitung 118 umfasst die drei Abschnitte 118a, 118b und 118c. Die Abschnitte 118a und 118c der Hydraulikleitung 118 werden im normalen Betrieb der Hydraulikschaltung sowohl in der Zufuhrströmungsrichtung Z als auch in der Rückführströmungsrichtung R vom Hydrauliköl durchströmt. Der Hydraulikleitungsabschnitt 118b wird dagegen durch die Wirkung des Rückschlagventils 130 ausschließlich in der Zufuhrströmungsrichtung Z durchströmt.
Diesem Hydrauliköl-Zufuhrleitungsabschnitt 118b ist strömungstechnisch parallel geschaltet ein vom Zufuhrleitungsabschnitt 118b gesondert ausgebildeter Hydrauliköl-Rückführleitungsabschnitt 148. Dieser Rückführleitungsabschnitt 148 wird im normalen Betrieb der Hydraulikschaltung lediglich in Rückführströmungsrichtung R vom Hydrauliköl durchströmt, kann jedoch im Notfallbetrieb durch geeignete Stellung der elektrisch schaltbaren Ventile 132 und 134 auch in Zufuhrströmungsrichtung Z durchströmt werden.
Die von elektrischen Aktuatoren 138 schaltbaren Ventile 132 und 134 entsprechen in ihrer Funktion den in Fig. 1 beschriebenen schaltbaren Ventilen 32 und 34. Lediglich anstelle des Durchflusses 44 weist das schaltbare Ventil 134 ein Strömungselement 144' auf, umfassend eine Steuerdüse und ein zu dieser paralleles strömungsrichtungsabhängig durchlassendes Ventil, welches in Zufuhrströmungsrichtung Z stets sperrt und in Rückführströmungsrichtung abhängig von dem an der Steuerdüse anliegenden Druck durchlässt. Im Gegensatz zum bloßen Durchlass 44 kann das Strömungselement 144' in Fig. 2 ein Hydrauliköl zwar auch in Rückführströmungsrichtung R durchlassen, sperrt jedoch in Zufuhrströmungsrichtung Z.
Zwischen der Pumpe 116 und den strömungstechnisch parallel geschalteten Verbrauchern 122, genauer deren Leitungsbruchsicherungsventilen 160 befindet sich in der Hydrauliköl-Zufuhrleitung 118a, 118b und 118c als einziger Strömungswiderstand neben den unvermeidlichen Leitungswiderständen das Rückschlagventil 130, welches dafür sorgt, dass ein in den Fluidspeichern 120 der Verbraucher 122 erzeugter Druck nicht unerwünscht über die Fluid-Zufuhrleitung nach Abschalten der Pumpe 116 abgebaut wird.
Die gesamte Steuerung der Hydrauliköl-Rückführung von den Hydraulikölspeichern 120 der Verbraucher 122 zum Hydraulikölvorrat 112 geschieht durch entsprechende Schaltung der Ventile 132 und 134 im Hydrauliköl-Rückführleitungsabschnitt 148. In den in Fig. 2 gezeigten Stellungen der Ventile 132 und 134, in welchen sich die Ventile 132 und 134 in jenen Stellungen befinden, in die sie durch Federvorspannung vorgespannt sind, sperrt das aktivierte Rückschlagventil 146 als Teilventil des schaltbaren Ventils 134 den Rückführströmungsleitungsabschnitt 148 für eine Rückführströmung. Ebenso sperrt das Teilventil 142 des schaltbaren Ventils 132 den Leitungsabschnitt 148 für eine Rückführströmung.
Während die Pumpe 116 in Zufuhrströmungsrichtung Z fördert, befindet sich das Teilventil 140 des schaltbaren Ventils 132 in der Aktivstellung, d. h. in Rückführleitungsabschnitt 148, um diesen in Zufuhrströmungsrichtung Z zu sperren. Das andere schaltbare Ventil 134 sperrt durch sein aktiviertes Teilventil 146 den Rückführleitungsabschnitt 148 in Rückführströmungsrichtung R, so dass sich Fluiddruck in den Fluidspeichern 120 aufbauen kann.
Werden nun beide Ventile 132 und 134 derart geschaltet, dass die Teilventile 144' und 140 im Rückführleitungsabschnitt 148 angeordnet sind, kann Hydrauliköl von den Hydraulikölspeichern 120 über den gemeinsamen Hydraulikleitungsabschnitt 118c in dem Rückführleitungsabschnitt 148 durch den Filter 128, die Ventile 132 und 134 und durch die Pumpe 116 zurück zum Hydraulikölvorrat 112 strömen.
Sollte das im Zufuhrleitungsabschnitt 118b vorgesehene Rückschlagventil 130 aus irgendeinem Grund verklemmen und den Leitungsabschnitt 118b für jegliche Fluidströmung absperren, so kann bei den in Fig. 2 dargestellten Ventilstellungen der Ventile 132 und 134 über den Leitungsabschnitt 148 in einem Notfallbetrieb Hydrauliköl in die Hydraulikölspeicher 120 der Kolben-Zylinder-Einheiten 122 gepumpt werden. Dadurch können die Kolben 124 aus den Zylindern 126 ausgefahren werden. Verglichen mit einer Fluidzufuhr über den Zufuhrleitungsabschnitt 118b geschieht dies jedoch unter Überwindung mehrerer Strömungswiderstände, sodass der Nutzanteil der von der motorbetriebenen Pumpe 116 gelieferten Pumpleistung sinkt.
Der Strömungsverlust beim Rückführen des Hydrauliköls zum Hydraulikölvorrat 112 ist im Wesentlichen unkritisch, da hierfür keine Pumpenleistung benötigt wird. Vielmehr wird das Hydrauliköl durch eine unter Einwirkung ihrer Schwerkraft sich absenkende an den Kolben wirkende Last von den Kolben aus dem Hydraulikölspeicher 120 zum Hydraulikölvorrat 112 gedrückt. Die so entstehenden Strömungsverluste bei der Hydraulikölrückführung müssen daher nicht durch Energieentnahme aus einem Energiespeicher am Flurförderzeug zum Betrieb des Motors 114 ausgeglichen werden.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Hydraulikschaltung der Fig. 2, wie schon die Hydraulikschaltung des Standes der Technik von Fig. 1, eine Ablassleitung 162 aufweist, in welcher ein manuelles Ablassventil 164 vorgesehen ist. Die Ablassleitung 162 ist parallel zum Zufuhrleitungsabschnitt 118b und zum Rückführleitungsabschnitt 148 vorgesehen und führt direkt zum Hydraulikölvorrat 112.
Mit dem manuell betätigbaren Notfall-Ablassventil 164 kann im Falle eines vollständigen Versagens der Ventilsteuerung das Hydrauliköl manuell aus den Hydraulikölspeichern 120 zum Hydraulikölvorrat 112 hin abgelassen und eine etwa von den Kolben-Zylinder-Einheiten 122 angehobene Last abgesenkt werden.
Ein Druckbegrenzungsventil 166 ist derart angeordnet, dass es während einer Fluidbewegung im normalen Betrieb der Fluidschaltung stets mit dem im Leitungssystem herrschenden Hydrauliköldruck beschickt ist. Im Falle eines einen vorbestimmten Schwellendruck übersteigenden Hydrauliköldrucks öffnet das Druckbegrenzungsventil 166 und lässt Hydrauliköl direkt in den Hydraulikölvorrat 112 ab. Die Pumpe 116 ist außerdem über ein Rückschlagventil 168 unmittelbar mit dem Hydraulikölvorrat 112 verbunden. Dieses Rückschlagventil 168, welches eine Hydraulikölströmung von der Pumpe 116 zum Fluidvorrat 112 sperrt, in umgekehrter Richtung jedoch durchlässt, dient als Nachsaugventil der Pumpe beim Lastsenken, so dass die von Hydrauliköl, das durch die Kolben 124 über die Pumpe 116 zurück in den Hydraulikölvorrat 112 gedrückt wird, angetriebene Pumpe 116 nach Förderschluss bei etwaigem Nachlaufen keinen übermäßigen Unterdruck im Hydrauliköl in den Leitungen 118 und 148 erzeugt.
Strichliniert ist ein Schaltblock 170 angedeutet, in welchem die Ventile 130, 132, 134, 136, 164, 166 und 168, der Filter 128, die Leitungen 118b, 148, 162 sowie Abschnitte der Leitungen 118a und 118c angeordnet sind. Die Hydraulikölleitungen, in welchen die Ventile 166 und 168 angeordnet sind, sind vorzugsweise ebenfalls in dem Schaltblock 170 vorgesehen. Der Schaltblock 170 kann so als Baugruppe einfach vormontiert werden und als vormontierte Baugruppe in das Flurförderzeug eingebaut werden.
Abschließend wird auf den Leitungszweig 172 verwiesen, welcher eine Anschlussmöglichkeit für weitere Schaltblöcke oder Verbraucher bietet. In der in Fig. 2 gezeigten Darstellung wird von diese Möglichkeit zur Abzweigung von Hydrauliköl kein Gebrauch gemacht.

Claims

Fluidschaltung, insbesondere Hydraulikschaltung für eine Lastverlagerungseinrichtung eines Flurförderzeugs, mit einer Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c), durch welche ein Fluid aus einem Fluidvorrat (112) mittels einer Fluidpumpe (116) zu wenigstens einem Fluidspeicher (120) eines Verbrauchers (122) förderbar ist, und mit einer Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a), durch welche Fluid verbrauchergetrieben von dem wenigstens einen Fluidspeicher (120) über die Fluidpumpe (116) zu dem Fluidvorrat (112) rückführbar ist, wobei in der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c) ein strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassendes Ventil (130) vorgesehen ist, welches eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) vom Fluidvorrat (112) zum Fluidspeicher durchlässt und welches eine Fluid-Rückführströmung (R) vom Fluidspeicher (120) zum Fluidvorrat (112) sperrt, wobei die Fluidschaltung weiterhin wenigstens ein schaltbares Ventil (132, 134) umfasst, welches schaltbar ist zwischen einer Rückführströmungs-Durchlassstellung (140, 144'), in welcher es eine Fluid-Rückführströmung (R) durchlässt, und einer Rückführströmungs-Sperrstellung, (142, 146) in welcher es eine Fluid-Rückführströmung (R) sperrt, und wobei die Fluidschaltung einen Fluidfilter (128) enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) zumindest abschnittsweise von der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c) gesondert ausgebildet ist, wobei das schaltbare Ventil (132, 134) und der Fluidfilter (128) in dem von der Fluidzufuhrleitung (118b) gesonderten Abschnitt (148) der Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) vorgesehen sind, wobei das schaltbare Ventil (132, 134) in Fluid-Rückführströmungsrichtung hinter dem Fluidfilter (128) angeordnet ist.
Fluidschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der von der Fluidrückführleitung (148) gesondert ausgebildete Abschnitt (118b) der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c), vorzugsweise die gesamte Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c), abgesehen von dem strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassenden Ventil (130) und der Fluidleitung (118a, 118b, 118c), von weiteren Strömungswiderständen, wie etwa Ventilen und Filtern, im Wesentlichen frei ist.
Fluidschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Fluidzufuhrleitung (118b) gesonderten Abschnitt (148) der Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) eine den Filter (128) umgehende Bypassleitung vorgesehen ist, in welcher ein Notfallventil (136) vorgesehen ist, das eine Fluid-Rückführströmung (R) dann durchlässt, wenn der Druckunterschied zwischen dem fluidspeichernäheren Ventilende und dem fluidvorratnäheren Ventilende einen vorbestimmten Schwellendruck übersteigt, und das ansonsten eine Fluidströmung sperrt.
Fluidschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine schaltbare Ventil (134) in seiner Rückführströmungs-Durchlassstellung (144') eine Steuerdüse und zu dieser paralleles Sperrventil aufweist, welches in Abhängigkeit von dem an der Steuerdüse herrschenden Fluiddruck durchlässt.
Fluidschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine schaltbare Ventil (134) in seiner Rückführströmungs-Sperrstellung (146) als Notbetätigungsventil eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) durchlässt und eine Fluid-Rückführströmung (R) sperrt.
Fluidschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Fluidzufuhrleitung (118a, 118b, 118c) gesondert ausgebildeten Abschnitt (148) der Fluidrückführleitung (118c, 148, 118a) ein zweites zwischen wenigstens zwei Stellungen schaltbares Ventil (132) vorgesehen ist.
Fluidschaltung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite schaltbare Ventil (132) zwischen einer Zufuhrströmungs-Durchlassstellung (142), in welcher es eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) durchlässt, und einer Zufuhrströmungs-Sperrstellung (140), in welcher es eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) sperrt, schaltbar ist.
Fluidschaltung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite schaltbare Ventil (132) in seiner Zufuhrströmungs-Sperrstellung (140) als Notablassventil eine Fluid-Rückführströmung (R) durchlässt und eine Fluid-Zufuhrströmung (Z) sperrt.
Fluidschaltung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite schaltbare Ventil (132) in seiner Zufuhrströmungs-Durchlassstellung (142) eine Notbetätigungs-Steuerdüse und ein zu dieser paralleles Notbetätigungs-Sperrventil aufweist, welches in Abhängigkeit von dem an der Steuerdüse herrschenden Fluiddruck in Zufuhrströmungsrichtung (Z) durchlässt.
Schaltblock (170) einer Fluidschaltung, wobei der Schaltblock (170) umfasst:
einen ersten Fluidleitungsabschnitt (118b),

einen vom ersten Fluidleitungsabschnitt (118b) gesonderten zweiten Fluidleitungsabschnitt (148), wobei in dem ersten Fluidleitungsabschnitt (118b) ein strömungsrichtungsabhängig Fluid durchlassendes Ventil (130) vorgesehen ist, welches eine Fluidströmung in einer ersten Strömungsrichtung (Z) durchlässt und welches eine Fluidströmung in einer der ersten entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung (R) sperrt,

wobei in dem zweiten Fluidleitungsabschnitt (148) wenigstens ein vorzugsweise auswechselbar angeordneter Fluidfilter (128) und ein hinter dem Fluidfilter in der zweiten Strömungsrichtung (R) angeordnetes schaltbares Ventil (132, 134) vorgesehen ist, welches zwischen einer Durchlassstellung (140, 144'), in welcher es eine Fluidströmung in der zweiten Strömungsrichtung (R) durchlässt, und einer Sperrstellung (142, 146), in welcher es Fluidströmung in der zweiten Strömungsrichtung (R) sperrt, schaltbar ist, gegebenenfalls mit weiteren Merkmalen eines der Ansprüche 2 bis 8.
Flurförderzeug mit einer Lastverlagerungseinrichtung und mit einer Fluidschaltung zum Betrieb der Lastverlagerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, vorzugsweise unter Verwendung eines Schaltblocks als vormontierte oder vormontierbare Baugruppe nach Anspruch 10.