EP3336051A1 - Hubvorrichtung für ein flurförderzeug sowie ein solches flurförderzeug - Google Patents

Hubvorrichtung für ein flurförderzeug sowie ein solches flurförderzeug Download PDF

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EP3336051A1
EP3336051A1 EP17207700.0A EP17207700A EP3336051A1 EP 3336051 A1 EP3336051 A1 EP 3336051A1 EP 17207700 A EP17207700 A EP 17207700A EP 3336051 A1 EP3336051 A1 EP 3336051A1
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EP
European Patent Office
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valve
mast
lifting
return
free
Prior art date
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EP17207700.0A
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English (en)
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EP3336051B1 (de
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Thomas Stolten
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Jungheinrich AG
Original Assignee
Jungheinrich AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B66F9/205—Arrangements for transmitting pneumatic, hydraulic or electric power to movable parts or devices
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40523—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with flow dividers
    • F15B2211/4053—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with flow dividers using valves
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a lifting device for an industrial truck and a truck with a lifting device according to the invention.
  • the mast can consist of several mast stages, which spread apart telescopically when extending the mast. In this case, usually each mast stage is moved by a hydraulic cylinder.
  • the extension of the mast is also called Masthub.
  • the load section is usually connected to the topmost mast and serves to accommodate and carry loads.
  • the load part is also moved by a hydraulic cylinder along the so-called free lift.
  • the free lift usually starts first. Only the load section is lifted without extending the mast. Thus, the load part and thus the load can be raised without increasing the height of the mast and thus the headroom of the truck. If the load part is fully extended and the free lift has thus reached its end position, the mast stroke begins and the individual mast steps of the mast are extended.
  • the stroke sequence of free lift and mast stroke is usually controlled by the area ratios of the load part or the mast stages driving hydraulic cylinder.
  • the area ratios of the hydraulic cylinders are designed such that the hydraulic pressure necessary for lifting the free-lifting cylinder is less than the hydraulic pressure necessary for lifting the mast lifting cylinder. Consequently, during a lifting process, the load part always moves first according to the free lift. Only when the free lift is completed, so the free lift cylinder has reached its final position, the mast stroke begins.
  • the lowering speed of the load part is substantially lower than the lowering speed of the mast stages of the mast.
  • at low hydraulic pressure increased flow resistance in the hydraulic lines and mechanical friction losses occur in the cylinders. This leads to a further reduction of the lowering speed and thus to a reduced handling capacity of the truck.
  • the effective piston area of the free-lifting cylinder can be reduced.
  • the hydraulic pressure is increased and the lowering speed of the load part is increased.
  • the disadvantage of this solution is that the control of the stroke sequence and the sequence of succession over the area ratios can no longer be used because the pressure difference between the individual lifting stages is too low or even reversed.
  • Hydraulic controls are known, which allows a targeted supply of mast lifting and Freihubzylinder a truck regardless of the piston area of the cylinder.
  • the supply of hydraulic cylinders with hydraulic fluid is controlled by several hydraulic valves.
  • the EP 1 593 645 A2 provides for the supply of the free-lift and the mast lift in a complex manner, the use of two separate 3/3-way proportional valves.
  • the DE 10 2009 011 865 A1 provides a 3/3-way proportional valve and two 2/2-way proportional valve or a 2/3-way proportional valve and a 3/3-way proportional valve to supply the mast lifting and free-lifting cylinders.
  • the lifting devices described in the documents mentioned are complex and have an unfavorable energy balance.
  • the invention is therefore based on the object to provide a lifting device for an industrial truck, which is simpler and more efficient.
  • the lifting device according to the invention for an industrial truck comprises a mast with a movably guided load part and at least one movably guided mast step, a freehub cylinder acting on the load part and at least one mast lifting cylinder acting on the at least one mast step. Furthermore, the lifting device according to the invention comprises a hydraulic unit for supplying the Freihubzylinders and the at least one Masthubzylinders with hydraulic fluid. According to the invention, the lifting device also comprises at least one supply valve which is connected to the hydraulic unit and to the free-lifting cylinder and / or the at least one mast lifting cylinder and which is provided only for supplying hydraulic fluid from the hydraulic unit to the free-lifting cylinder and / or the mast lifting cylinder.
  • the lifting device comprises a return valve which is connected to the hydraulic unit and to the free-lifting cylinder and / or the at least one mast lifting cylinder and which is provided only for returning hydraulic fluid from the free-lifting cylinder and / or the mast lifting cylinder to the hydraulic unit.
  • the lifting device thus has at least two separate valves, namely a feed valve and a return valve.
  • the feed valve and the recirculation valve are not the same valve.
  • the supply valve is used to control the supply of hydraulic fluid from the hydraulic unit to the free-lifting cylinder or to the mast lifting cylinder.
  • the load part and thus a load located on the load part is lifted.
  • the free lift is passed through.
  • the at least one mast stage is extended and thus the mast stroke is passed through.
  • the load part is also lifted with the load.
  • the at least one mast lifting cylinder or the free lifting cylinder are retracted.
  • hydraulic fluid is led out of the corresponding cylinder back into the hydraulic unit.
  • This return of hydraulic fluid does not occur via the supply valve. Instead, the hydraulic fluid to be returned flows via the at least one return valve into the hydraulic unit.
  • the hydraulic unit has at least one hydraulic tank and a hydraulic pump connected thereto.
  • the at least one feed valve comprises a proportional valve.
  • a proportional valve This not only enables the selective supply of hydraulic fluid to the free-lift cylinder or the mast lift cylinder, but also the supply of hydraulic fluid to both cylinders simultaneously.
  • the volume flow of the hydraulic fluid can be flexibly adjusted and distributed to free lift cylinders and mast lifting cylinders.
  • the supply valve may comprise a 3/2-way proportional valve. This valve allows flexible supply of hydraulic fluid to the free-lift cylinder or to the mast lift cylinder or simultaneously to both valves simultaneously simple construction.
  • the at least one return valve may comprise a proportional valve.
  • the volume flow of the hydraulic fluid returned from the cylinders to the hydraulic unit can thus be adjusted flexibly via the at least one return valve.
  • the free lift or the mast lift can be flexibly controlled during the lowering process.
  • the free lift and the mast lift can be traversed independently or jointly depending on the valve position. In a particularly simple manner, this can be realized by a 2/2-way proportional valve.
  • the supply valve connects a supply line via a first connecting line to the free-lifting cylinder and / or via a second connecting line to the at least one mast lifting cylinder.
  • the supply line is connected to the hydraulic unit.
  • the supply valve can divide the guided via the common supply line from the hydraulic unit hydraulic fluid to the first connection line and the second connection line and thus supply the free-lift and the mast lift with hydraulic fluid.
  • the supply valve may in this case be in particular a 3/2-way proportional valve. This allows a particularly simple and efficient control of the free-lift and the mast lift. Such a valve is also inexpensive.
  • the at least one return valve connects a first return line, which branches off from the first connecting line and / or a second return line, which branches off from the second connecting line, independent of the supply valve with the hydraulic unit.
  • two return lines can be provided, which serve the return of hydraulic fluid from the cylinders.
  • the first return line branches off from the first connecting line and is thus connected via the first connecting line with the free-lifting cylinder.
  • the second return line branches off from the second connecting line and is thus connected via the second connecting line to the at least one mast lifting cylinder. Freewheeling cylinders and mast lifting cylinders can be retracted separately from each other via the separate return lines and thus the free lift or the mast lift can be traversed separately.
  • At least two return valves may be provided, wherein the first return line may have a first return valve and the second return line may have a second return valve.
  • the first return line and the second return line are combined to form a common third return line.
  • the first return line and the second return line can be brought together via the at least one return valve to form a common third return line.
  • the at least one return valve may be a returning 3/2-way proportional valve via which the first return line and the second return line are combined to form a common third return line. Via the 3/2-way proportional valve, the hydraulic fluid can either be returned from the free-lifting cylinder or from the at least one mast lifting cylinder or from both cylinders simultaneously back into the hydraulic unit.
  • a 4/2-way proportional valve which separates the first return line and the second return line optionally from the returning 3/2-way proportional valve or connects to the recirculating 3/2-way proportional valve.
  • the 4/2-way proportional valve can thus prevent backflow of hydraulic fluid in the hydraulic unit be, if a lowering of the hydraulic cylinder is not desired. If the cylinders are to be lowered, the 4/2-way proportional valve is first switched to its flow position so that the hydraulic fluid can reach the 3/2-way proportional valve.
  • This embodiment may be provided as an alternative to the use of two 2/2-way proportional valves as return valves.
  • the second connection line between the supply valve and the branch of the second return line from the second connection line may have a check valve.
  • both the first and the second connecting line may have such a check valve. The check valves ensure that no hydraulic fluid can flow back from the cylinders via the supply valve. Instead, the hydraulic fluid flowing back only remains the path via the first or second return line and thus via the at least one return valve.
  • the hydraulic unit comprises a hydraulic pump and a hydraulic tank, wherein the hydraulic pump hydraulic fluid from the hydraulic tank through the supply line and via the supply valve to the free-lifting cylinder and / or the mast lift promotes.
  • a desired lifting speed of the load can be achieved by passing the free lift and / or the mast stroke at the corresponding speed.
  • the pump speed of the hydraulic pump can be regulated.
  • the stroke speed by a corresponding valve position of the supply valve, which is supplied to the hydraulic pump by the hydraulic fluid to the Freihubzylinder and the at least one mast lifting cylinder distributed be regulated.
  • the supply line has an isolation valve in order to separate the hydraulic flow from the hydraulic unit to the supply valve.
  • the hydraulic flow through the isolation valve can be at least throttled.
  • an outgoing from the supply line function line may be provided to supply additional hydraulic elements with hydraulic fluid.
  • the isolation valve may be formed, for example, as a proportional valve or as a switching valve.
  • a control unit which is designed to actuate the at least one supply valve and / or the at least one return valve.
  • the control unit can actuate the supply valve and / or the at least one return valve electrically.
  • the supply valve and the at least one return valve may then be electrically actuatable valves.
  • the free-lifting cylinder or the at least one mast lifting cylinder may have a sensor communicating with the control unit for determining the lifting height of the load part.
  • both the free-lifting cylinder and the at least one mast lifting cylinder can each have a lifting height sensor.
  • the lifting height sensor may in particular be a position sensor which measures, for example, the position of a piston rod of the free-lifting cylinder or of the mast lifting cylinder. The further the piston rod is extended out of the respective cylinder, the further the free stroke or the mast stroke was driven through and the higher the lifting height of the load part. From the lifting height of the load part, the lifting height of a load to be transported on the load part be determined.
  • the free-lifting cylinder and / or the mast lifting cylinder has a sensor communicating with the control unit for determining the lifting speed and / or the lowering speed of the load part. It can be the same sensor that determines the lift height.
  • both the free-lifting cylinder and the at least one mast lifting cylinder can each have a speed sensor.
  • the speed sensor can, for example, measure the speed of movement of a piston rod of the free-lifting cylinder or of the mast lifting cylinder relative to the cylinder housing. From the speed of movement of the piston rods can be closed to the lifting speed of the moved by the piston rods of the two cylinders load part.
  • the control unit is then preferably designed to control the feed valve and / or the return valve depending on the lifting height of the load part determined by the sensor, in order to control the lifting speed and / or the lowering speed of the load part.
  • the lifting height sensor of the free-lifting cylinder or of the mast lifting cylinder measures a current position of the piston rod of the respective cylinder.
  • the determined measured values are transmitted to the control unit, which then controls the lifting or lowering speed of the respective valve.
  • the lifting and lowering speed of the load part is controlled.
  • certain ranges of the lifting height can be defined within which different lifting or lowering speeds are to be applied.
  • the lifting speed or the lowering speed of the load part in the vicinity of the end regions of the free-lifting cylinder or the mast lifting cylinder, ie shortly before the respective piston rod of the respective cylinder is fully extended or retracted, can be reduced. It is thus a gentle stop of the piston rods to the cylinder housing and thus, among other things, a softer transition between free lift and mast stroke guaranteed.
  • control unit is designed to control the supply valve for setting a desired lifting speed and / or the return valve for setting a desired lowering speed of the load part, a control deviation between the desired lifting speed and the actual lifting speed determined by the sensor and / or to determine the target lowering speed and the actual lowering speed determined by the sensor, and based on the control deviation to control the supply valve and / or the return valve for controlling the supply of the free-lifting and / or Mast cylinder with hydraulic fluid.
  • a desired lifting speed for the load part and thus the load is set via the control unit by a specific setting of the feed valve.
  • the return valve can be controlled via the control unit such that a defined desired lowering speed of the load part and thus the load is set.
  • the actual lifting speed and / or the actual lowering speed of the load part is first determined by the said sensors on the free-lifting cylinder or on the at least one mast lifting cylinder. This can be done, for example, by measuring the speed of movement of the piston rods of the respective hydraulic cylinders relative to the respective cylinder housing. The deviation between the actual speeds and the desired speeds of the piston rods of the respective cylinders is then determined via the control unit and the position of the supply valve or of the at least one return valve is readjusted accordingly. Through this feedback, a predetermined lifting or lowering speed of the load part and thus the load can be maintained much more precise and reliable.
  • FIG. 1 shows the lifting device according to the invention in a first embodiment.
  • the lifting device has a schematically illustrated mast 10 with a movably guided load part 12 and a movably guided mast step 14.
  • the load part comprises a load fork 12.
  • the free lift cylinder 13 acts on the load part 12, while the mast lift cylinder 15 acts on the mast step 14.
  • the load part 12 can be raised or lowered in the free lift and by controlling the Masthubzylinders 15, the load part 12 can be raised or lowered in the mast stroke.
  • the load part 12 is moved together with the free-lifting cylinder 13.
  • the free-lifting cylinder 13 comprises a schematically illustrated piston rod, wherein a sensor 17 is arranged on the piston rod or in the vicinity of the piston rod.
  • the mast lifting cylinder 15 also has a corresponding piston rod on which or in the vicinity of which a sensor 18 is arranged.
  • a hydraulic tank 16 and a hydraulic pump 28 together form a hydraulic unit.
  • the hydraulic tank 16 provides hydraulic fluid for supplying the free-lifting cylinder 13 and the mast-lifting cylinder 15 through the hydraulic pump 28.
  • a supply valve 20 connects the hydraulic tank 16 with the free-lifting cylinder 13 and with the mast lift cylinder 15.
  • the supply valve is a 3/2-way proportional valve with 3 line connections and two valve positions. Via a feed line 24, the hydraulic tank 16 is connected to a terminal of the supply valve 20, while the free-lifting cylinder 13 is connected via a first connecting line 25 and the mast lift 15 via a second connecting line 26 with the remaining terminals of the supply valve 20.
  • the two possible valve positions of the supply valve 20 are denoted by the reference numerals 20a and 20b, wherein the valve position 20a, the supply line 24 to the connecting line 26 and thus with the mast cylinder 15 connects while the valve position 20b, the supply line 24 to the connecting line 25 and above with the Free lift cylinder 13 connects. Because it When the supply valve 20 is a proportional valve, any intermediate positions between the valve positions 20a and 20b are also possible, so that the supply line 24 can also be connected to the connecting lines 25 and 26 at the same time.
  • the supply valve 20 is electrically actuated via a control unit 70.
  • a first and second check valve 40, 42 is provided, which prevents a backflow of hydraulic fluid from the cylinders 13, 15 to the feed valve 20.
  • FIG. 1 two return valves 30, 30 'can be seen, wherein the first return valve 30 is connected via a first return line 31 to the free-lifting cylinder 13 and to the hydraulic tank 16, while the second return valve 30' via a second return line 32 to the mast lift cylinder 15 and to the hydraulic tank 16 connected is.
  • the first return line 31 and the second return line 32 are combined via a common return line 33.
  • the first return line 31 branches off from the first connecting line 25 above the check valve 40, while the second return line 32 branches off from the second connecting line 26 above the check valve 42.
  • the two return valves 30, 30 ' are 2/2-way proportional valves, which have two ports and two valve positions.
  • first return valve 30 In a first valve position 30a, the first return valve 30 allows the return of hydraulic fluid from the free-lifting cylinder 13 in the hydraulic tank 16. In the second valve position 30b, the first return valve 30 blocks the return of hydraulic fluid from the free-lifting cylinder 13.
  • the second supply valve 30 ' is constructed accordingly and thus has a flow position 30a 'and a blocking position 30b'. Since the return valves 30, 30 'are proportional valves, any intermediate positions are also possible here. It can thus be controlled via the valve position, the volume flow of the return flow from the free-lifting cylinder 13 and the mast lift 15.
  • the return valves 30, 30 ' are electrically actuated via the control device 70.
  • FIG. 2 Lifting device shown differs from the in FIG. 1 illustrated embodiment only by a further provided isolation valve 60, which regulate the hydraulic flow from the hydraulic tank 16 to the feed valve 20, in particular can separate.
  • the isolation valve 60 is in the present embodiment, a 2/2-way proportional valve with a flow position and a blocking position.
  • the isolation valve 60 may also be designed as a switching valve.
  • this proportional valve can take any intermediate positions to control the flow.
  • the separating valve 60 can thus restrict or interrupt the inflow of hydraulic fluid to the free-lifting cylinder 13 or the mast lifting cylinder 15 in order to provide a part of the volume flow of the hydraulic fluid for further functions of the industrial truck via a branch line 62.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the lifting device according to the invention.
  • This embodiment differs from the in FIG. 1 illustrated embodiment through the use of other valves as return valves.
  • the branch for supplying hydraulic fluid to the cylinders is the same as in FIG. 1 ,
  • a 3/2-way proportional valve is provided as the first return valve 30 ", via which the first return line 31 and the second return line 32 are brought together to form a common third return line 33.
  • a 4/2-way proportional valve 50 is the second return valve provided, via which the first return line 31 and the second return line 32 can be separated from the 3/2-way proportional valve 30 "or connected to this.
  • Via the supply valve 20 can be translated by the control unit 70 predetermined speed for the movement of the load part 12 (and thus the load) into a volume flow of the hydraulic fluid to the free-lift cylinder or the mast lift.
  • an operator of the control unit 70 may make a speed command v .
  • the control unit 70 controls the valve position of the supply valve 20 via a control current i 1 in accordance with this predetermined setpoint speed v .
  • the supply valve 20 then divides the volume flow of hydraulic fluid coming from the hydraulic pump 28 into two volume flows q m and q f , wherein the volume flow q m the mast lift cylinder 15 and the flow rate q f the free lift cylinder 13 moves.
  • the desired set stroke speed v is controlled by the pump speed of the hydraulic pump 28, while the feed valve 20, the hydraulic fluid to the two Cylinders 13, 15 distributed.
  • the actual lifting speed v f of the load part or the actual lifting speed v m of the mast step 14 is determined by the sensors 17, 18 provided on the free-lifting cylinder 13 or the mast lifting cylinder 15. This can be done, for example, by measuring the speed of movement of the piston rod of the respective valve relative to the respective piston housing.
  • control unit 70 calculates this deviation of the actual lift speed v f of the free lift and the actual lift speed v m of the mast lift to the controlled variable v and adjusts the valve current i 1 and thus the valve position of the supply valve 20.
  • the actual speeds are continuously adjusted to the target speed. This leads to a much more precise control of the movement of the load.
  • hydraulic fluid can be passed from the free lift cylinder 13, from the mast lift cylinder 15 or from both back to the hydraulic tank 16 via the return valves 30, 30 '.
  • the return valve 30 is actuated, that is brought into the valve position 30a.
  • the valve 30a is actuated, that is brought into its valve position 30a '.
  • Hydraulic fluid flowing out of the free-lifting cylinder 13 flows via the connecting line 25 through the branch into the first return line 31 and via the first return valve 30 into the hydraulic tank 16.
  • Hydraulic fluid returning from the mast cylinder 15 flows via the connecting line 26, the branch and via the second return line 32 through the second return valve 30 'in the hydraulic tank 16.
  • the control unit 70 is a default lowering speed v as electrical control currents i 4 , i 5 to the two return valves 30, 30 '.
  • the electric control current i 4 By the electric control current i 4 , the valve position of the return valve 30 is controlled, so that a volume flow hydraulic fluid q m reaches the mast lift 15.
  • the valve position of the second return valve 30 ' is controlled by the electrical control current i 5 so that a volume flow q f of hydraulic fluid reaches the free-lifting cylinder 13.
  • the actual lowering speeds v f of the free lift and v m of the mast lift are determined via the sensors 17, 18 and transmitted to the control unit 70.
  • the control unit 70 calculates the control deviation of the actual lowering speeds v f, v m to the manipulated variable v and calculates the necessary adjustment of electric control currents i 4, i 5, As with the lifting operation so interference can be eliminated and the control of the lowering operation is carried out more precisely.
  • the lifting height, ie the mast position of the load part 12 is also used during the lowering process in order to control the lowering speed in certain areas.
  • the lowering speed can thus be reduced in the end regions of the free-lifting cylinder 13 or the mast-lifting cylinder 15, so that the countersink stop is achieved in a damped manner.
  • the electric currents i 4 , i 5 are calculated such that the lowering speed of the load also remains constant in the transition region between the mast lift and free lift. Both during the lifting process as well as during the lowering process, the free-lifting cylinder then moves into its stroke stop at a speed v f ⁇ v m .
  • the lifting height of the load section or the mast step is as in FIG. 4 and 5 shown as mast position in the control unit.
  • a corresponding regulation can also be made for the mast lifting cylinder 15. If, for example, a lowering operation is initiated from the mast stroke, the return valve 30 'is displaced so far in the direction of the valve position 30a' until the desired lowering speed is reached. Shortly before the mast lift cylinder 15 is fully retracted, the flow rate of the mast lift 15 is successively reduced by the return valve 30 'is successively brought into the blocking position 30b'. While the return valve 30 'is closed, that becomes Return valve 30 is opened, so moved into the valve position 30a and thus ensures the lowering process by the free lift.
  • FIG. 6 illustrated embodiment of the lifting device differs from the lifting device of FIG. 1 in that, instead of the 3/2-way proportional valve, a 2/2-way proportional valve 100 arranged in the connecting line 25 leading to the free-lifting cylinder 13 is provided as a feed valve.
  • the feed valve 100 has a blocking position 100a and a flow position 100b, wherein the feed valve 100 can also assume any intermediate positions.
  • the supply line 24 is divided in this case upstream of the hydraulic pump in the connecting lines 25 and 26, wherein the connecting line 26 has no supply valve.
  • the stroke sequence and the lifting speed of the mast stage and the load part can also be controlled in this embodiment.
  • the position of the piston rod of the free-lifting cylinder 13 can be monitored by a position sensor and transmitted to the control unit 70.
  • the supply valve 100 is successively switched by the control unit 70 into the valve position 100a.
  • the volume flow to Freihubzylinder 13 is reduced.
  • the piston rod of the free-lifting cylinder 13 thus reaches its stop at a slower speed.
  • the system pressure p in the supply line 24 and in the connecting line 26 increases, which leads to actuation of the mast lifting cylinder 15 as soon as p ⁇ p 2 .
  • the volume flow coming from the hydraulic pump 28 is successively directed to the mast lift cylinder 15.
  • the lifting movement of the load part 12 also remains at least approximately constant during this switching process between the valve positions.
  • the feed valve 100 is completely in its blocking position 100a and the free-lifting cylinder 13 is fully extended.
  • the control of the stroke sequence and the lifting speeds can be carried out according to the above-explained control.
  • a predetermined by the control unit 70 target speed for the movement of the load part 12 can be translated into a volume flow of the hydraulic fluid to the free-lifting cylinder or the Mast cylinder.
  • an operator of the control unit 70 may make a speed command v .
  • the control unit 70 controls the control unit via a control current i 1 Valve position of the supply valve 100.
  • the feed valve 100 also communicates in this embodiment, the volume flow of hydraulic fluid coming from the hydraulic pump 28 in the two volume flows q m and q f .
  • volume flow q m flows constantly to the mast lift cylinder 15.
  • the volume flow q m has no effect as long as the pressure generated by this volume flow in the mast lift cylinder 15 does not reach p ⁇ p 2 .
  • a control of the stroke sequence and the lifting speed of the cylinders 13, 15 is thus carried out by the supply valve 100 and by the different area ratios of the piston Freehubzylinder 13 and mast lift 15.
  • the desired target stroke speed v can also be controlled via the pump speed of the hydraulic pump 28 ,
  • the actual lifting speeds of the cylinders 13, 15 can be controlled by changing the valve position of the supply valve 100 by the control unit 70.
  • the lowering process takes place via the return valves 30, 30 '.
  • the two return valves can be controlled completely independently of each other and thus the movement of the lifting stages, i. Last part and mast level, completely independent of each other.
  • a smooth transition between the lifting stages can be achieved when lowering.
  • FIG. 7 Lifting device shown differs from the lifting device FIG. 6 only in that instead of the 2/2-way proportional valve, a proportional biasing valve 110 is provided as a feed valve. Analogous to the embodiment of FIG. 6 During the free lift, the supply valve 110 is fully open. During the transition from the free lift to the mast lift, the feed valve 110 is activated and thus the pressure in the connecting line 26 leading to the mast lifting cylinder 15 is increased successively.
  • Lifting device shown differs from the lifting device FIG. 6 merely in that instead of the 2/2-way proportional valve with blocking position and flow position, a proportional biasing valve 120 is provided with a throttle position 120a and a flow position 120b as a feed valve.
  • Lifting is basically as already done FIG. 6 explained.
  • the valve 120 can not be completely closed, but also allows in the throttle position 120a still a flow to the free-lifting cylinder 13. This thus moves slowly in its attack without further additional measures - such as the above-mentioned position sensor for measuring the piston position - would be necessary , This also allows controlled control of the free lift to the mast lift be reversed.
  • the lifting device of FIG. 9 is different from the one in FIG. 6 shown on the one hand that a 2/2-way proportional valve 130 is provided instead of in the connecting line 25 in the leading to the mast lift 15 connecting line 26.
  • the 2/2-way proportional valve 130 has a blocking position 130a acting in the direction of the connecting line 26, realized by a non-return valve, and a flow-through position 130b. Basically, however, this could also be the same feed valve as in FIG. 6 be provided.
  • this lifting device is a prerequisite that the required pressure p 1 for actuating the free-lifting cylinder 13 is always higher than the pressure required for actuating the mast lift cylinder 15 p 2 . So it must hold p 1 > p 2 . This can be achieved, in particular, by virtue of the fact that the effective piston surface of the free-lifting cylinder 13 is smaller than the effective piston surface of the mast lift cylinder 15.
  • Lifting device shown differs from the lifting device FIG. 6 by a 2/2-way valve 140 disposed in the Hubzweig before dividing the supply line 24 in the connecting lines 25, 26, arranged by two as 2/2-way proportional valves return valves 150, 152 respectively in one of the hydraulic pump 28 ' leading return line 35, 36, by two in each case one of the return lines 35, 36 arranged check valves 44, 46 and in that the hydraulic pump 28 'can also work regeneratively.
  • the lifting process takes place here as in the lifting device FIG. 6 , wherein first the supply line 24 must be enabled by the 2/2-way valve 140.
  • the 2/2-way valve 140 assumes its flow position 140b. Due to the check valves 44, 46, a flow of hydraulic fluid to the valves 150, 152 is prevented.
  • the hydraulic pump 28 which operates as a generator in this case, by means of the hydraulic fluid flowing back to the tank 16.
  • the hydraulic fluid from the free-lifting cylinder 13 or from the mast lifting cylinder 15 is not guided via the return valves 30, 30 'to the hydraulic tank 16 during the lowering process. Instead, the return of the hydraulic fluid from the free-lifting cylinder 13 via the return lines 31, 35th through the return valve 150, which is now in the flow position 150a, and through the check valve 44 to the pump 28 '.
  • the return of hydraulic fluid from the Masthubzylinder 15 takes place in accordance with the return lines 32, 36 through the return valve 152, which is now in the flow position 152a, as well as through the check valve 46 to the pump 28 '.
  • the hydraulic pump 28 ' is driven by the recirculated liquid. If no regenerative operation of the hydraulic pump 28 'take place, the return valves 150, 152 are moved into their blocking positions 150b, 152b and the return takes place in the manner already explained via the return valves 30, 30' directly to the hydraulic tank 16.
  • a 2/2-way proportional valve 130 is provided instead of in the connecting line 25 in the connecting line 26 leading to the mast lifting cylinder 15. This corresponds to the illustration in FIG. 9 with the additional, the generator operation serving characteristics of FIG. 10 , Accordingly, a regenerative operation of the hydraulic pump 28 'can also be achieved here. It is based on the comments FIG. 10 directed.

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Abstract

Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug umfassend - ein Hubgerüst 10 mit einem beweglich geführten Lastteil 12 und mindestens einer beweglich geführten Maststufe 14, - einen auf den Lastteil wirkenden Freihubzylinder 13, - mindestens einen auf die mindestens eine Maststufe wirkenden Masthubzylinder 15, - ein Hydraulikaggregat 16, 28 zur Versorgung des Freihubzylinders sowie des mindestens einen Masthubzylinders mit Hydraulikflüssigkeit, gekennzeichnet durch - mindestens ein Zuführventil 20, das mit dem Hydraulikaggregat und mit dem Freihubzylinder und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder verbunden ist und lediglich zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank zu dem Freihubzylinder und/oder dem Masthubzylinder vorgesehen ist und - mindestens ein Rückführventil 30, das mit dem Hydraulikaggregat und mit dem Freihubzylinder und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder verbunden ist und das lediglich zur Rückführung von Hydraulikflüssigkeit von dem Freihubzylinder und/oder dem Masthubzylinder zu dem Hydrauliktank vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug sowie ein Flurförderzeug mit einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung.
  • Flurförderzeuge zum Ein- und Auslagern von Lasten weisen üblicherweise ein Hubgerüst mit einem Mast und einem Lastteil auf. Der Mast kann aus mehreren Maststufen bestehen, die beim Ausfahren des Mastes teleskopartig auseinanderfahren. Hierbei wird üblicherweise jede Maststufe durch einen Hydraulikzylinder bewegt. Das Ausfahren des Mastes wird auch Masthub genannt. Das Lastteil ist in der Regel mit der obersten Maststufe verbunden und dient der Aufnahme und dem Tragen von Lasten. Das Lastteil wird ebenso durch einen Hydraulikzylinder entlang des sogenannten Freihubs bewegt. Bei der Einleitung eines Hubvorgangs fährt in der Regel zunächst der Freihub aus. Dabei wird lediglich das Lastteil angehoben, ohne den Mast auszufahren. So kann das Lastteil und damit die Last angehoben werden, ohne die Bauhöhe des Hubgerüstes und somit die Durchfahrtshöhe des Flurförderzeugs zu erhöhen. Ist das Lastteil vollständig ausgefahren und hat der Freihub somit seine Endposition erreicht, so beginnt der Masthub und es werden die einzelnen Maststufen des Mastes ausgefahren.
  • Die Hubfolge von Freihub und Masthub wird zumeist über die Flächenverhältnisse der das Lastteil bzw. die Maststufen antreibenden Hydraulikzylinder gesteuert. Die Flächenverhältnisse der Hydraulikzylinder sind dabei so gestaltet, dass der zum Anheben des Freihubzylinders notwendige Hydraulikdruck geringer ist als der zum Anheben des Masthubzylinders notwendige Hydraulikdruck. Folglich fährt während eines Hubvorgangs immer zunächst das Lastteil entsprechend dem Freihub aus. Erst wenn der Freihub abgeschlossen ist, also der Freihubzylinder seine Endposition erreicht hat, beginnt der Masthub. Beim Senkvorgang ergibt sich dadurch der Nachteil, dass der Hydraulikdruck im Freihub bei geringer Last oder ohne Last so niedrig ist, dass das Lastteil lediglich mit geringer Geschwindigkeit gesenkt werden kann. Die Senkgeschwindigkeit des Lastteils ist dabei wesentlich geringer als die Senkgeschwindigkeit der Maststufen des Hubmastes. Zudem können bei zu geringem hydraulischen Druck erhöhte Strömungswiderstände in den Hydraulikleitungen sowie mechanische Reibungsverluste in den Zylindern auftreten. Dies führt zu einer weiteren Verringerung der Senkgeschwindigkeit und somit zu einer verringerten Umschlagleistung des Flurförderzeugs.
  • Zur Erhöhung der Senkgeschwindigkeit im Freihub bei geringer oder ohne Last kann beispielsweise die wirksame Kolbenfläche des Freihubzylinders reduziert werden. Dadurch wird der Hydraulikdruck gesteigert und die Senkgeschwindigkeit des Lastteils wird erhöht. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Steuerung der Hubfolge und Senkfolge über die Flächenverhältnisse nicht mehr genutzt werden kann, da die Druckdifferenz zwischen den einzelnen Hubstufen zu gering wird oder sich sogar umkehrt.
  • Aus DE 10 2009 011 865 A1 und EP 1 593 645 A2 sind hydraulische Regelungen bekannt, die eine gezielte Versorgung der Masthubzylinder und Freihubzylinder eines Flurförderzeugs unabhängig von der Kolbenfläche der Zylinder ermöglicht. Hierzu wird die Versorgung der Hydraulikzylinder mit Hydraulikflüssigkeit über mehrere Hydraulikventile geregelt. Die EP 1 593 645 A2 sieht zur Versorgung des Freihubzylinders sowie des Masthubzylinders in aufwändiger Weise die Verwendung von zwei separaten 3/3-Wege-Proportionalventilen vor. Die DE 10 2009 011 865 A1 sieht zur Versorgung der Masthubzylinder und Freihubzylinder ein 3/3-Wege-Proportionalventil sowie zwei 2/2-Wege-Proportionalventil bzw. ein 2/3-Wege-Proportionalventil und ein 3/3-Wege-Proportionalventil vor. Die in den genannten Dokumenten beschriebenen Hubvorrichtungen sind aufwändig und weisen eine ungünstige Energiebilanz auf.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, die einfacher und effizienter ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Flurförderzeug mit einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
  • Die erfindungsgemäße Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug umfasst ein Hubgerüst mit einem beweglich geführten Lastteil und mindestens einer beweglich geführten Maststufe, einen auf den Lastteil wirkenden Freihubzylinder sowie mindestens einen auf die mindestens eine Maststufe wirkenden Masthubzylinder. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Hubvorrichtung ein Hydraulikaggregat zur Versorgung des Freihubzylinders sowie des mindestens einen Masthubzylinders mit Hydraulikflüssigkeit. Erfindungsgemäß umfasst die Hubvorrichtung zudem mindestens ein Zuführventil, das mit dem Hydraulikaggregat und mit dem Freihubzylinder und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder verbunden ist und das lediglich zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikaggregat zu dem Freihubzylinder und/oder dem Masthubzylinder vorgesehen ist. Weiterhin umfasst die Hubvorrichtung erfindungsgemäß ein Rückführventil, das mit dem Hydraulikaggregat und mit dem Freihubzylinder und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder verbunden ist und das lediglich zur Rückführung von Hydraulikflüssigkeit von dem Freihubzylinder und/oder dem Masthubzylinder zu dem Hydraulikaggregat vorgesehen ist.
  • Die erfindungsgemäße Hubvorrichtung weist also mindestens zwei separate Ventile auf, nämlich ein Zuführventil und ein Rückführventil. Bei dem Zuführventil und dem Rückführventil handelt es sich nicht um das gleiche Ventil. Das Zuführventil dient der Regelung der Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikaggregat zu dem Freihubzylinder bzw. zu dem Masthubzylinder. Durch die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikaggregat zu dem Freihubzylinder wird das Lastteil und somit eine auf dem Lastteil befindliche Last gehoben. Somit wird der Freihub durchfahren. Durch eine Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu dem Masthubzylinder wird die mindestens eine Maststufe ausgefahren und somit der Masthub durchfahren. Durch Ausfahren der mindestens einen Maststufe wird ebenfalls das Lastteil mit der Last gehoben. Zum Senken des Lastteils und somit der auf dem Lastteil befindlichen Last werden der mindestens eine Masthubzylinder bzw. der Freihubzylinder eingefahren. Dafür wird Hydraulikflüssigkeit aus dem entsprechenden Zylinder zurück in das Hydraulikaggregat geführt. Diese Rückführung von Hydraulikflüssigkeit erfolgt nicht über das Zuführventil. Stattdessen fließt die rückzuführende Hydraulikflüssigkeit über das mindestens eine Rückführventil in das Hydraulikaggregat. Das Hydraulikaggregat weist mindestens einen Hydrauliktank und eine mit diesem verbundene Hydraulikpumpe auf. Die erfindungsgemäße Trennung der Zufuhr und der Rückführung von Hydraulikflüssigkeit in die Zylinder ermöglicht ein einfacheren Aufbau des hydraulischen Systems und eine flexiblere Wahl der verwendeten Ventile, was auch zu Kosteneinsparungen führt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das mindestens eine Zuführventil ein Proportionalventil. Dies ermöglicht nicht nur die wahlweise Zuführung von Hydraulikflüssigkeit zu dem Freihubzylinder oder dem Masthubzylinder, sondern auch die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu beiden Zylindern gleichzeitig. Durch Proportionalventile kann der Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit flexibel eingestellt und auf Freihubzylinder und Masthubzylinder verteilt werden. Somit kann beim Heben der Last der Freihub und der Masthub je nach Ventilstellung unabhängig voneinander oder auch gemeinsam durchfahren werden. Insbesondere kann das Zuführventil ein 3/2-Wege-Proportionalventil umfassen. Dieses Ventil ermöglicht eine flexible Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu dem Freihubzylinder oder zu dem Masthubzylinder oder simultan zu beiden Ventilen bei gleichzeitig einfachem Aufbau. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung kann zudem das mindestens eine Rückführventil ein Proportionalventil umfassen. Über das mindestens eine Rückführventil kann somit flexibel der Volumenstrom der aus den Zylindern in das Hydraulikaggregat zurückgeführten Hydraulikflüssigkeit eingestellt werden. Entsprechend kann beim Senkvorgang der Freihub bzw. der Masthub flexibel gesteuert werden. Auch kann beim Senken der Last der Freihub und der Masthub je nach Ventilstellung unabhängig voneinander oder auch gemeinsam durchfahren werden. In besonders einfacher Weise kann dies durch ein 2/2-Wege-Proportionalventil realisiert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verbindet das Zuführventil eine Zuleitung über eine erste Verbindungsleitung mit dem Freihubzylinder und/oder über eine zweite Verbindungsleitung mit dem mindestens einen Masthubzylinder. Die Zuleitung ist dabei mit dem Hydraulikaggregat verbunden. Das Zuführventil kann dabei die über die gemeinsame Zuleitung aus dem Hydraulikaggregat geführte Hydraulikflüssigkeit auf die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung aufteilen und somit den Freihubzylinder und den Masthubzylinder mit Hydraulikflüssigkeit versorgen. Je nach Ventilstellung kann aber auch nur der Freihubzylinder der nur der Masthubzylinder mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden. Dies vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung. Das Zuführventil kann hierbei insbesondere ein 3/2-Wege-Proportionalventil sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache und effiziente Ansteuerung des Freihubzylinders und des Masthubzylinders. Ein solches Ventil ist zudem kostengünstig.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verbindet das mindestens eine Rückführventil eine erste Rückleitung, die von der ersten Verbindungsleitung abzweigt und/oder eine zweite Rückleitung, die von der zweiten Verbindungsleitung abzweigt, unabhängig von dem Zuführventil mit dem Hydraulikaggregat. Gemäß dieser Ausgestaltung können also insbesondere zwei Rückleitungen vorgesehen sein, welche der Rückführung von Hydraulikflüssigkeit aus den Zylindern dienen. Die erste Rückleitung zweigt dabei von der ersten Verbindungsleitung ab und ist somit über die erste Verbindungsleitung mit dem Freihubzylinder verbunden. Die zweite Rückleitung zweigt von der zweiten Verbindungsleitung ab und ist somit über die zweite Verbindungsleitung mit dem mindestens einen Masthubzylinder verbunden. Über die getrennten Rückleitungen können Freihubzylinder und Masthubzylinder getrennt voneinander eingefahren werden und somit der Freihub bzw. der Masthub getrennt voneinander durchfahren werden. Es können dabei mindestens zwei Rückführventile vorgesehen sein, wobei die erste Rückleitung ein erstes Rückführventil und die zweite Rückleitung ein zweites Rückführventil aufweisen kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Verwendung von 2/2-Wege-Proportionalventilen als erstes und zweites Rückführventil zur Rückführung der Hydraulikflüssigkeit aus den Zylindern in das Hydraulikaggregat.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden die erste Rückleitung und die zweite Rückleitung zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung zusammengeführt. Insbesondere können die erste Rückleitung und die zweite Rückleitung über das mindestens eine Rückführventil zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung zusammengeführt werden. Dies vereinfacht den Aufbau weiter. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann das mindestens eine Rückführventil ein rückführendes 3/2-Wege-Proportionalventil sein, über das die erste Rückleitung und die zweite Rückleitung zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung zusammengeführt werden. Über das 3/2-Wege-Proportionalventil kann die Hydraulikflüssigkeit entweder aus dem Freihubzylinder oder aus dem mindestens einen Masthubzylinder oder aus beiden Zylindern gleichzeitig zurück in das Hydraulikaggregat zurückgeführt werden. Es kann dann weiterhin ein 4/2-Wege-Proportionalventil vorgesehen sein, das die erste Rückleitung und die zweite Rückleitung wahlweise von dem rückführenden 3/2-Wege-Proportionalventil trennt oder mit dem rückführenden 3/2-Wege-Proportionalventil verbindet. Durch das 4/2-Wege-Proportionalventil kann somit ein Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit in das Hydraulikaggregat verhindert werden, falls ein Absenken der Hydraulikzylinder nicht gewünscht ist. Sollen die Zylinder abgesenkt werden, so wird zunächst das 4/2-Wege-Proportionalventil in seine Durchflussstellung geschaltet, sodass die Hydraulikflüssigkeit zu dem 3/2-Wege-Proportionalventil gelangen kann. Diese Ausgestaltung kann alternativ zu der Verwendung zweier 2/2-Wege-Proportionalventile als Rückführventile vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die erste Verbindungsleitung zwischen dem Zuführventil und der Abzweigung der ersten Rückleitung von der ersten Verbindungsleitung ein Rückschlagventil auf. Auch kann die zweite Verbindungsleitung zwischen dem Zuführventil und der Abzweigung der zweiten Rückleitung von der zweiten Verbindungsleitung ein Rückschlagventil aufweisen. Insbesondere können sowohl die erste als auch die zweite Verbindungsleitung ein solches Rückschlagventil aufweisen. Durch die Rückschlagventile wird gewährleistet, dass keine Hydraulikflüssigkeit aus den Zylindern über das Zuführventil zurückfließen kann. Stattdessen verbleibt der zurückfließenden Hydraulikflüssigkeit lediglich der Weg über die erste bzw. zweite Rückleitung und somit über das mindestens eine Rückführventil.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Hydraulikaggregat eine Hydraulikpumpe und einen Hydrauliktank, wobei die Hydraulikpumpe Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank durch die Zuleitung und über das Zuführventil zu dem Freihubzylinder und/oder dem Masthubzylinder fördert. Über die Hydraulikpumpe kann eine gewünschte Hubgeschwindigkeit der Last erreicht werden indem der Freihub und/oder der Masthub mit der entsprechenden Geschwindigkeit durchfahren werden. Hierfür kann insbesondere die Pumpendrehzahl der Hydraulikpumpe geregelt werden. Auch kann die Hubgeschwindigkeit durch eine entsprechende Ventilstellung des Zuführventils, das die durch die Hydraulikpumpe zugeführte Hydraulikflüssigkeit auf den Freihubzylinder sowie den mindestens einen Masthubzylinder verteilt, geregelt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Zuleitung ein Trennventil auf, um den Hydraulikfluss von dem Hydraulikaggregat zu dem Zuführventil zu trennen. Auch kann der Hydraulikfluss durch das Trennventil zumindest gedrosselt werden. Weiterhin kann eine von der Zuleitung abgehende Funktionsleitung vorgesehen sein, zur Versorgung weiterer hydraulischer Elemente mit Hydraulikflüssigkeit. Über das Trennventil kann so der Hydraulikfluss zu den Hubzylindern unterbrochen oder gedrosselt werden, um weiteren hydraulischen Elementen ausreichend Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung stellen zu können. Das Trennventil kann beispielsweise als Proportionalventil oder als Schaltventil ausgebildet sein.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Steuereinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Zuführventil und/oder das mindestens eine Rückführventil zu betätigen. Insbesondere kann die Steuereinheit das Zuführventil und/oder das mindestens eine Rückführventil elektrisch betätigen. Bei dem Zuführventil und dem mindestens einen Rückführventil kann es sich dann um elektrisch betätigbare Ventile handeln.
  • Weiterhin kann in bevorzugter Weise der Freihubzylinder oder der mindestens eine Masthubzylinder einen mit der Steuereinheit kommunizierenden Sensor zur Bestimmung der Hubhöhe des Lastteils aufweisen. Insbesondere können sowohl der Freihubzylinder wie auch der mindestens eine Masthubzylinder jeweils einen Hubhöhensensor aufweisen. Der Hubhöhensensor kann insbesondere ein Positionssensor sein, der beispielsweise die Position einer Kolbenstange des Freihubzylinders bzw. des Masthubzylinders misst. Je weiter die Kolbenstange aus dem jeweiligen Zylinder ausgefahren ist, desto weiter wurde der Freihub bzw. der Masthub durchfahren und desto höher ist die Hubhöhe des Lastteils. Aus der Hubhöhe des Lastteils kann die Hubhöhe einer auf dem Lastteil transportieren Last bestimmt werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Freihubzylinder und/oder der Masthubzylinder einen mit der Steuereinheit kommunizierenden Sensor zur Bestimmung der Hubgeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit des Lastteils auf. Es kann sich hierbei um den gleichen Sensor handeln, der die Hubhöhe bestimmt. Insbesondere können sowohl der Freihubzylinder wie auch der mindestens eine Masthubzylinder jeweils einen Geschwindigkeitssensor aufweisen. Der Geschwindigkeitssensor kann beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit einer Kolbenstange des Freihubzylinders bzw. des Masthubzylinders gegenüber dem Zylindergehäuse messen. Aus der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstangen kann auf die Hubgeschwindigkeit des durch die Kolbenstangen der beiden Zylinder bewegten Lastteils geschlossen werden.
  • Bevorzugt ist die Steuereinheit dann dazu ausgebildet, das Zuführventil und/oder das Rückführventil abhängig von der durch den Sensor bestimmten Hubhöhe des Lastteils anzusteuern, um die Hubgeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit des Lastteils zu steuern. Der Hubhöhensensor des Freihubzylinders bzw. des Masthubzylinders misst beispielsweise eine aktuelle Position der Kolbenstange des jeweiligen Zylinders. Die ermittelten Messwerte werden an die Steuereinheit übermittelt, welche daraufhin die Hub- oder Senkgeschwindigkeit des jeweiligen Ventils steuert. Abhängig von der Hubhöhe des Lastteils wird somit die Hub- und Senkgeschwindigkeit des Lastteils gesteuert. So können bestimmte Bereiche der Hubhöhe definiert werden, innerhalb derer unterschiedliche Hub- oder Senkgeschwindigkeiten angewendet werden sollen. Beispielsweise kann die Hubgeschwindigkeit oder die Senkgeschwindigkeit des Lastteils in der Nähe der Endbereiche des Freihubzylinders bzw. des Masthubzylinder, also kurz bevor die jeweilige Kolbenstange des jeweiligen Zylinders voll ausgefahren oder eingefahren ist, verringert werden. Es wird somit ein sanfter Anschlag der Kolbenstangen an das Zylindergehäuse und somit unter anderem ein weicherer Übergang zwischen Freihub und Masthub gewährleistet.
  • Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit dann dazu ausgebildet, das Zuführventil zum Einstellen einer Soll-Hubgeschwindigkeit und/oder das Rückführventil zum Einstellen einer Soll-Senkgeschwindigkeit des Lastteils anzusteuern, eine Regelabweichung zwischen der Soll-Hubgeschwindigkeit und der durch den Sensor bestimmten Ist-Hubgeschwindigkeit und/oder der Soll-Senkgeschwindigkeit und der durch den Sensor bestimmten Ist-Senkgeschwindigkeit zu ermitteln, und auf Grundlage der Regelabweichung das Zuführventil und/oder das Rückführventil zur Regelung der Versorgung des Freihubzylinders und/oder des Masthubzylinders mit Hydraulikflüssigkeit anzusteuern. Gemäß dieser Ausgestaltung wird also über die Steuereinheit durch eine bestimmte Einstellung des Zuführventils eine Soll-Hubgeschwindigkeit für das Lastteil und damit die Last vorgegeben. Entsprechend kann über die Steuereinheit das Rückführventil derart angesteuert werden, dass eine definierte Soll-Senkgeschwindigkeit des Lastteils und damit der Last eingestellt wird. Diese Soll-Geschwindigkeiten unterliegen jedoch einer Vielzahl von externen Störeinflüssen, wie beispielsweise unterschiedlichen Lasten, einer schwankenden Ölviskosität, dem Pumpenwirkungsgrad oder mechanischen Verlusten im System. Die Soll-Geschwindigkeit kann daher von der tatsächlich realisierten Ist-Geschwindigkeit abweichen. Um eine solche Abweichung auszugleichen, wird durch die genannten Sensoren an dem Freihubzylinder bzw. an dem mindestens einen Masthubzylinder die Ist-Hubgeschwindigkeit und/oder die Ist-Senkgeschwindigkeit des Lastteils zunächst bestimmt. Dies kann beispielsweise über die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstangen der jeweiligen Hydraulikzylinder relativ zu dem jeweiligen Zylindergehäuse erfolgen. Über die Steuereinheit wird dann die Abweichung zwischen den Ist-Geschwindigkeiten und den Soll-Geschwindigkeiten der Kolbenstangen der jeweiligen Zylinder bestimmt und die Stellung des Zuführventils bzw. des mindestens einen Rückführventils entsprechend nachgeregelt. Durch diese Rückkopplung kann eine vorgegebene Hub- oder Senkgeschwindigkeit des Lastteils und somit der Last wesentlich präziser und zuverlässiger eingehalten werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von fünf Figuren erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer ersten Ausgestaltung,
    Figur 2
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer zweiten Ausgestaltung,
    Figur 3
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer dritten Ausgestaltung,
    Figur 4
    ein Regelungsschema zur Regelung der Hubgeschwindigkeit,
    Figur 5
    ein Regelungsschema zur Regelung der Senkgeschwindigkeit,
    Figur 6
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer vierten Ausgestaltung,
    Figur 7
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer fünften Ausgestaltung,
    Figur 8
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer sechsten Ausgestaltung,
    Figur 9
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer siebten Ausgestaltung,
    Figur 10
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer achten Ausgestaltung,
    Figur 11
    die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer neunten Ausgestaltung.
  • Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Hubvorrichtung in einer ersten Ausgestaltung. Die Hubvorrichtung weist ein schematisch dargestelltes Hubgerüst 10 mit einem beweglich geführten Lastteil 12 und einer beweglich geführten Maststufe 14 auf. Das Lastteil umfasst eine Lastgabel 12. Auf das Lastteil 12 wirkt der Freihubzylinder 13, während auf die Maststufe 14 der Masthubzylinder 15 wirkt. Durch Ansteuerung des Freihubzylinders 13 kann somit das Lastteil 12 im Freihub gehoben bzw. gesenkt werden und durch Ansteuerung des Masthubzylinders 15 kann das Lastteil 12 im Masthub gehoben bzw. gesenkt werden. Durch Betätigung des Masthubzylinders 15 wird dabei das Lastteil 12 gemeinsam mit dem Freihubzylinder 13 bewegt. Der Freihubzylinder 13 umfasst eine schematisch dargestellte Kolbenstange, wobei an der Kolbenstange oder in der Nähe der Kolbenstange ein Sensor 17 angeordnet ist. Auch der Masthubzylinder 15 weist eine entsprechende Kolbenstange auf, an der bzw. in deren Nähe ein Sensor 18 angeordnet ist.
  • Ein Hydrauliktank 16 sowie eine Hydraulikpumpe 28 bilden gemeinsam ein Hydraulikaggregat. Der Hydrauliktank 16 stellt Hydraulikflüssigkeit zur Versorgung des Freihubzylinders 13 und des Masthubzylinders 15 durch die Hydraulikpumpe 28 zur Verfügung. Ein Zuführventil 20 verbindet den Hydrauliktank 16 mit dem Freihubzylinder 13 und mit dem Masthubzylinder 15. Es handelt sich bei dem Zuführventil um ein 3/2-Wege-Proportionalventil mit 3 Leitungsanschlüssen und zwei Ventilstellungen. Über eine Zuleitung 24 ist der Hydrauliktank 16 mit einem Anschluss des Zufuhrventils 20 verbunden, während der Freihubzylinder 13 über eine erste Verbindungsleitung 25 und der Masthubzylinder 15 über eine zweite Verbindungsleitung 26 mit den restlichen Anschlüssen des Zufuhrventils 20 verbunden ist. Die beiden möglichen Ventilstellungen des Zufuhrventils 20 sind mit den Bezugszeichen 20a bzw. 20b gekennzeichnet, wobei die Ventilstellung 20a die Zuleitung 24 mit der Verbindungsleitung 26 und somit mit dem Masthubzylinder 15 verbindet während die Ventilstellung 20b die Zuleitung 24 mit der Verbindungsleitung 25 und darüber mit dem Freihubzylinder 13 verbindet. Da es sich bei dem Zuführventil 20 um ein Proportionalventil handelt, sind auch beliebige Zwischenstellungen zwischen den Ventilstellungen 20a und 20b möglich, sodass die Zuleitung 24 auch gleichzeitig mit den Verbindungsleitungen 25 und 26 verbunden werden kann. Das Zuführventil 20 wird über eine Steuereinheit 70 elektrisch betätigt. In der ersten bzw. zweiten Verbindungsleitung 25, 26 ist ein erstes bzw. zweites Rückschlagventil 40, 42 vorgesehen, welches einen Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit aus den Zylindern 13, 15 zu dem Zuführventil 20 verhindert.
  • Weiterhin sind in Figur 1 zwei Rückführventile 30, 30' ersichtlich, wobei das erste Rückführventil 30 über eine erste Rückleitung 31 mit dem Freihubzylinder 13 und mit dem Hydrauliktank 16 verbunden ist, während das zweite Rückführventil 30' über eine zweite Rückführleitung 32 mit dem Masthubzylinder 15 und mit dem Hydrauliktank 16 verbunden ist. Die erste Rückleitung 31 und die zweite Rückleitung 32 werden über eine gemeinsame Rückleitung 33 zusammengeführt. Die erste Rückleitung 31 zweigt von der ersten Verbindungsleitung 25 oberhalb des Rückschlagventils 40 ab, während die zweite Rückleitung 32 von der zweiten Verbindungsleitung 26 oberhalb des Rückschlagventils 42 abzweigt. Bei den beiden Rückführventilen 30, 30' handelt es sich um 2/2-Wege-Proportionalventile, welche zwei Anschlüsse und zwei Ventilstellungen haben. In einer ersten Ventilstellung 30a erlaubt das erste Rückführventil 30 den Rücklauf von Hydraulikflüssigkeit aus dem Freihubzylinder 13 in den Hydrauliktank 16. In der zweiten Ventilstellung 30b sperrt das erste Rückführventil 30 den Rücklauf von Hydraulikflüssigkeit aus dem Freihubzylinder 13. Das zweite Zuführventil 30' ist entsprechend aufgebaut und weist somit eine Durchflussstellung 30a' sowie eine Sperrstellung 30b' auf. Da es sich bei den Rückführventilen 30, 30' um Proportionalventile handelt, sind auch hier beliebige Zwischenstellungen möglich. Es kann somit über die Ventilstellung der Volumenstrom des Rückflusses aus dem Freihubzylinder 13 bzw. dem Masthubzylinder 15 geregelt werden. Auch die Rückführventile 30, 30' werden über die Steuereinrichtung 70 elektrisch betätigt.
  • Die in Figur 2 dargestellte Hubvorrichtung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung lediglich durch ein weiterhin vorgesehenes Trennventil 60, welches den Hydraulikfluss von dem Hydrauliktank 16 zu dem Zuführventil 20 regeln, insbesondere trennen kann. Das Trennventil 60 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein 2/2-Wege-Proportionalventil mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung. Jedoch kann das Trennventil 60 auch als Schaltventil ausgeführt sein. Auch dieses Proportionalventil kann zur Regelung des Durchflusses beliebige Zwischenstellungen einnehmen. Das Trennventil 60 kann somit den Zufluss von Hydraulikflüssigkeit zu dem Freihubzylinder 13 bzw. dem Masthubzylinder 15 drosseln oder unterbrechen, um über eine Abzweigleitung 62 einen Teil des Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit für weitere Funktionen des Flurförderzeugs zur Verfügung zu stellen.
  • Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung. Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung durch die Verwendung anderer Ventile als Rückführventile. Der Zweig zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit zu den Zylindern ist der gleiche wie in Figur 1. In der Ausgestaltung in Figur 3 ist ein 3/2-Wege-Proportionalventil als erstes Rückführventil 30" vorgesehen, über das die erste Rückleitung 31 und die zweite Rückleitung 32 zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung 33 zusammengeführt werden. Zudem ist ein 4/2-Wege-Proportionalventil 50 als zweites Rückführventil vorgesehen, über welches die erste Rückleitung 31 und die zweite Rückleitung 32 von dem 3/2-Wege-Proportionalventil 30" getrennt oder mit diesem verbunden werden können.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung nach Figur 1 unter Bezug auf die Figuren 4 und 5 erläutert. Zum Heben des Lastteils 12 wird über die Hydraulikpumpe 28 Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 16 durch die Zuleitung 24 und das in der Ventilstellung 20b befindliche Zuführventil 20 sowie über die erste Verbindungsleitung 25 in den Freihubzylinder 13 geführt. Es wird somit der Freihub durchfahren. Die Position der Kolbenstange des Freihubzylinders 13 wird dabei durch einen Positionssensor überwacht und an die Steuereinheit 70 übermittelt. Es wird somit die Mastposition überwacht. Kurz bevor der Freihubzylinder 13 seine Endstellung erreicht, wird das Zuführventil 20 durch die Steuereinheit 70 sukzessive in die Ventilstellung 20a geschaltet. Somit wird der Volumenstrom zum Freihubzylinder 13 reduziert und der Volumenstrom zum Masthubzylinder 15 eingeleitet. Die Kolbenstange des Freihubzylinders 13 erreicht so langsam und sanft ihren Anschlag. Hydraulikflüssigkeit wird nun aus dem Hydrauliktank 16 mittels der Hydraulikpumpe 28 über die Zuleitung 24 durch das Zuführventil 20 und auch in die zweite Verbindungsleitung 26 und somit in den Masthubzylinder 15 geführt. Dies führt zu einem Ausfahren der Kolbenstange des Masthubzylinders 15 und somit zum Beginn des Masthubs. Im Masthub wird das Lastteil 12 mitsamt dem Freihubzylinder 13 angehoben. Durch entsprechende Stellung des Zuführventils 20 ist es jedoch ebenso möglich, zuerst den Masthub und dann den Freihub zu durchfahren. Auch ist es möglich, beide gleichzeitig zu durchfahren.
  • Über das Zuführventil 20 kann eine durch die Steuereinheit 70 vorgegebene Soll-Geschwindigkeit für die Bewegung des Lastteils 12 (und damit der Last) übersetzt werden in einen Volumenstrom der hydraulischen Flüssigkeit zu dem Freihubzylinder bzw. dem Masthubzylinder. Mit Blick auf Figur 4 kann beispielsweise eine Bedienperson der Steuereinheit 70 eine Geschwindigkeitsvorgabe v machen. Entsprechend dieser vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit v regelt die Steuereinheit 70 über einen Steuerstrom i1 die Ventilstellung des Zuführventils 20. Das Zuführventil 20 teilt dann den von der Hydraulikpumpe 28 kommenden Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit in zwei Volumenströme qm und qf auf, wobei der Volumenstrom qm den Masthubzylinder 15 und der Volumenstrom qf den Freihubzylinder 13 bewegt. Die gewünschte Soll-Hubgeschwindigkeit v wird hierbei über die Pumpendrehzahl der Hydraulikpumpe 28 geregelt, während das Zuführventil 20 die Hydraulikflüssigkeit auf die beiden Zylinder 13, 15 verteilt. Durch die an dem Freihubzylinder 13 bzw. dem Masthubzylinder 15 vorgesehenen Sensoren 17, 18 wird zudem die Ist-Hubgeschwindigkeit vf des Lastteils bzw. die Ist-Hubgeschwindigkeit vm der Maststufe 14 ermittelt. Dies kann bspw. über das Messen der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange des jeweiligen Ventils relativ zu dem jeweiligen Kolbengehäuse erfolgen. Die Ist-Geschwindigkeiten vf, vm können von der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit v = vf + vm aufgrund von Störeinflüssen, wie bspw. unterschiedlichen Lasten, Ölviskositäten oder Pumpenwirkungsgraden sowie mechanischen Verlusten abweichen. Daher berechnet die Steuereinheit 70 diese Abweichung der Ist-Hubgeschwindigkeit vf des Freihubs und der Ist-Hubgeschwindigkeit vm des Masthubs zur Regelgröße v und passt den Ventilstrom i1 und somit die Ventilstellung des Zuführventils 20 an. Somit werden die Ist-Geschwindigkeiten kontinuierlich der Soll-Geschwindigkeit nachgeregelt. Dies führt zu einer wesentlich präziseren Steuerung der Bewegung der Last.
  • Zum Senken einer auf dem Lastteil 12 befindlichen Last kann über die Rückführventile 30, 30' Hydraulikflüssigkeit aus dem Freihubzylinder 13, aus dem Masthubzylinder 15 oder aus beiden zurück zum Hydrauliktank 16 geführt werden. Für ein Senken im Freihub wird lediglich das Rückführventil 30 betätigt, also in die Ventilstellung 30a gebracht. Zum Senken im Masthub wird zudem das Ventil 30a betätigt, also in seine Ventilstellung 30a' gebracht. Aus dem Freihubzylinder 13 strömende Hydraulikflüssigkeit fließt dabei über die Verbindungsleitung 25 durch die Abzweigung in die erste Rückleitung 31 und über das erste Rückführventil 30 in den Hydrauliktank 16. Aus dem Mastzylinder 15 zurückfließende Hydraulikflüssigkeit fließt über die Verbindungsleitung 26, die Abzweigung und über die zweite Rückleitung 32 durch das zweite Rückführventil 30' in den Hydrauliktank 16. Wie in Figur 5 ersichtlich, gibt die Steuereinheit 70 eine Vorgabe-Senkgeschwindigkeit v als elektrische Steuerströme i4, i5 an die beiden Rückführventile 30, 30'. Durch den elektrischen Steuerstrom i4 wird die Ventilstellung des Rückführventils 30 gesteuert, sodass ein Volumenstrom hydraulischer Flüssigkeit qm den Masthubzylinder 15 erreicht. Entsprechend wird durch den elektrischen Steuerstrom i5 die Ventilstellung des zweiten Rückführventils 30' gesteuert, sodass ein Volumenstrom qf an hydraulischer Flüssigkeit zu dem Freihubzylinder 13 gelangt. Über die Sensoren 17, 18 werden die Ist-Senkgeschwindigkeiten vf des Freihubs und vm des Masthubs ermittelt und an die Steuereinheit 70 übertragen. Die Steuereinheit 70 berechnet die Regelabweichung der Ist-Senkgeschwindigkeiten vf, vm zur Stellgröße v und errechnet daraus die notwendige Anpassung der elektrischen Steuerströme i4, i5, Wie auch beim Hubvorgang können so Störeinflüsse beseitigt werden und die Steuerung des Senkvorgangs erfolgt präziser.
  • Weiterhin wird auch beim Senkvorgang die Hubhöhe, also die Mastposition des Lastteils 12 verwendet, um die Senkgeschwindigkeit in bestimmten Bereichen zu steuern. Wie auch beim Hubvorgang kann so in den Endbereichen des Freihubzylinders 13 bzw. des Masthubzylinders 15 die Senkgeschwindigkeit verringert werden, sodass der Senkanschlag in gedämpfter Weise erreicht wird. Über den in Figur 5 gezeigten Regelkreis werden dabei die elektrischen Ströme i4, i5 derart berechnet, dass die Senkgeschwindigkeit der Last auch im Übergangsbereich zwischen Masthub und Freihub konstant bleibt. Sowohl beim Hubvorgang wie auch beim Senkvorgang fährt der Freihubzylinder dann mit einer Geschwindigkeit vf << vm in seinen Hubanschlag. Dies führt zu einem sehr sanften Übergang zwischen Freihub und Masthub. Die Hubhöhe des Lastteils bzw. der Maststufe geht wie in Figur 4 und 5 dargestellt als Mastposition in die Steuereinheit ein. Eine entsprechende Regelung kann auch für den Masthubzylinder 15 erfolgen. Wird bspw. ein Senkvorgang aus dem Masthub heraus eingeleitet, so wird das Rückführventil 30' so weit in Richtung der Ventilstellung 30a' verfahren, bis die gewünschte Senkgeschwindigkeit erreicht ist. Kurz bevor der Masthubzylinder 15 vollständig eingefahren ist, wird der Volumenstrom des Masthubzylinders 15 sukzessive verringert, indem das Rückführventil 30' sukzessive in die Sperrstellung 30b' gebracht wird. Während das Rückführventil 30' geschlossen wird, wird das Rückführventil 30 geöffnet, also in die Ventilstellung 30a verfahren und somit der Senkvorgang durch den Freihub gewährleistet. Die Steuerung der beiden Rückführventile 30, 30' erfolgt dabei, wie oben erwähnt, derart, dass trotz der sich verändernden Ventilstellungen die Senkgeschwindigkeit konstant bleibt.
  • Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die oben beschriebene Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung ohne 3/2-Wege-Proportionalventil zu erreichen. Die in Figur 6 dargestellte Ausgestaltung der Hubvorrichtung unterscheidet sich von der Hubvorrichtung der Figur 1 darin, dass anstatt des 3/2-Wege-Proportionalventils ein in der zu dem Freihubzylinder 13 führenden Verbindungsleitung 25 angeordnetes 2/2-Wege-Proportionalventil 100 als Zuführventil vorgesehen ist. Das Zuführventil 100 verfügt über eine Sperrstellung 100a und eine Durchflussstellung 100b, wobei das Zuführventil 100 auch beliebige Zwischenstellungen einnehmen kann. Die Zuleitung 24 teilt sich hierbei stromaufwärts der Hydraulikpumpe in die Verbindungsleitungen 25 und 26 auf, wobei die Verbindungsleitung 26 kein Zuführventil aufweist. Voraussetzung ist hierbei, dass der erforderliche Druck p1 zum Betätigen des Freihubzylinders 13 stets niedriger als der zum Betätigen des Masthubzylinders 15 benötigte Druck p2 ist. Es muss also gelten p1 < p2. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die wirksame Kolbenfläche des Freihubzylinders 13 größer gewählt wird als die wirksame Kolbenfläche des Masthubzylinders 15.
  • Zum Heben des Lastteils 12 wird hierbei über die Hydraulikpumpe 28 Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 16 durch die Zuleitung 24 und das in der Durchflussstellung 100b befindliche Zuführventil 100 zur ersten Verbindungsleitung 25 und somit in den Freihubzylinder 13 geführt. Weiterhin wird Hydraulikflüssigkeit auch durch die Verbindungsleitung 26 zu dem Masthubzylinder 15 geführt. Solange der vorliegende Systemdruck p kleiner ist als der zur Betätigung des Masthubzylinders 15 notwendige Druck p2, solange also p < p2 gilt, wird zunächst nur der Freihubzylinder 13 bewegt und somit der Freihub durchfahren.
  • Erreicht der Freihubzylinder 13 seinen Hubanschlag, erhöht sich der Systemdruck p solange bis p2 erreicht ist. Dann beginnt der Masthub durch Betätigung des Masthubzylinders 15. Somit wird zuerst der Freihub durchfahren und anschließend der Masthub.
  • Entsprechend der oben erläuterten Steuerung kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Hubfolge sowie die Hubgeschwindigkeit von Maststufe und Lastteil gesteuert werden. So kann die Position der Kolbenstange des Freihubzylinders 13 durch einen Positionssensor überwacht und an die Steuereinheit 70 übermittelt werden. Kurz bevor der Freihubzylinder 13 seine Endstellung erreicht, wird das Zuführventil 100 durch die Steuereinheit 70 sukzessive in die Ventilstellung 100a geschaltet. Somit wird der Volumenstrom zum Freihubzylinder 13 reduziert. Die Kolbenstange des Freihubzylinders 13 erreicht so mit geringerer Geschwindigkeit sanft ihren Anschlag. Gleichzeitig steigt der Systemdruck p in der Zuleitung 24 sowie in der Verbindungsleitung 26, was zu einer Betätigung des Masthubzylinders 15 führt sobald p ≥ p2. Somit wird der von der Hydraulikpumpe 28 kommende Volumenstrom sukzessive zum Masthubzylinder 15 geleitet. Insbesondere bleibt die Hubbewegung des Lastteils 12 auch während dieses Umsteuervorgangs zwischen den Ventilstellungen zumindest annähernd konstant. Am Ende des Umsteuervorgangs befindet sich das Zuführventil 100 vollständig in seiner Sperrstellung 100a und der Freihubzylinder 13 ist vollständig ausgefahren.
  • Die Steuerung der Hubfolge sowie der Hubgeschwindigkeiten kann dabei entsprechend der oben erläuterten Regelung erfolgen. So kann über das Zuführventil 100 eine durch die Steuereinheit 70 vorgegebene Soll-Geschwindigkeit für die Bewegung des Lastteils 12 in einen Volumenstrom der hydraulischen Flüssigkeit zu dem Freihubzylinder bzw. dem Masthubzylinder übersetzt werden. Mit Blick auf Figur 4 kann beispielsweise eine Bedienperson der Steuereinheit 70 eine Geschwindigkeitsvorgabe v machen. Entsprechend dieser vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit v regelt die Steuereinheit 70 über einen Steuerstrom i1 die Ventilstellung des Zuführventils 100. Das Zuführventil 100 teilt auch bei diesem Ausführungsbeispiel den von der Hydraulikpumpe 28 kommenden Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit in die zwei Volumenströme qm und qf auf. Zwar fließt ständig ein Volumenstrom qm zu dem Masthubzylinder 15. Allerdings entfaltet der Volumenstrom qm keine Wirkung, solange nicht der durch diesen Volumenstrom in dem Masthubzylinder 15 erzeugte Druck p ≥ p2 erreicht. Eine Regelung der Hubfolge sowie der Hubgeschwindigkeit der Zylinder 13, 15 erfolgt hierbei folglich durch das Zuführventil 100 sowie durch die unterschiedlichen Flächenverhältnisse der Kolben von Freihubzylinder 13 und Masthubzylinder 15. Die gewünschte Soll-Hubgeschwindigkeit v kann auch hier über die Pumpendrehzahl der Hydraulikpumpe 28 geregelt werden.
  • Wie oben beschrieben, können auch hier die Ist-Hubgeschwindigkeiten der Zylinder 13, 15 durch Verändern der Ventilstellung des Zuführventils 100 durch die Steuereinheit 70 geregelt werden. Der Senkvorgang findet über die Rückführventile 30, 30' statt. Insbesondere können auch hier die beiden Rückführventile völlig unabhängig voneinander angesteuert werden und somit die Bewegung der Hubstufen, d.h. Lastteil und Maststufe, völlig unabhängig voneinander erfolgen. Zudem kann auch ein sanfter Übergang zwischen den Hubstufen beim Senken erreicht werden.
  • Die in Figur 7 dargestellte Hubvorrichtung unterscheidet sich von der Hubvorrichtung aus Figur 6 lediglich darin, dass anstatt des 2/2-Wege-Proportionalventils ein Proportional-Vorspannventil 110 als Zuführventil vorgesehen ist. Analog zu dem Ausführungsbeispiel aus Figur 6 ist während des Freihubs das Zuführventil 110 vollständig geöffnet. Beim Übergang vom Freihub zum Masthub wird das Zuführventil 110 angesteuert und somit der Druck in der zu dem Masthubzylinder 15 führenden Verbindungsleitung 26 sukzessive erhöht.
  • Die in Figur 8 dargestellte Hubvorrichtung unterscheidet sich von der Hubvorrichtung aus Figur 6 lediglich darin, dass anstatt des 2/2-Wege-Proportionalventils mit Sperrstellung und Durchflussstellung ein Proportional-Vorspannventil 120 mit einer Drosselstellung 120a und einer Durchflussstellung 120b als Zuführventil vorgesehen ist. Das Heben erfolgt grundsätzlich so wie bereits zu Figur 6 erläutert. Allerdings kann das Ventil 120 nicht vollständig geschlossen werden, sondern erlaubt auch in der Drosselstellung 120a noch einen Durchfluss zu dem Freihubzylinder 13. Dieser fährt somit langsam in seinem Anschlag ohne dass weitere Zusatzmaßnahmen - wie beispielsweise der oben erwähnte Positionssensor zur Messung der Kolbenposition - nötig wären. Auch hierdurch kann kontrolliert vom Freihub auf den Masthub umgesteuert werden.
  • Die Hubvorrichtung der Figur 9 unterscheidet sich von der in Figur 6 gezeigten zum einen darin, dass ein 2/2-Wege-Proportionalventil 130 anstatt in der Verbindungsleitung 25 in der zu dem Masthubzylinder 15 führenden Verbindungsleitung 26 vorgesehen ist. Das 2/2-Wege-Proportionalventil 130 weist eine in Richtung zu der Verbindungsleitung 26 wirkende Sperrstellung 130a, realisiert durch ein Rückschlagventil, sowie eine Durchflussstellung 130b auf. Grundsätzlich könnte hierbei jedoch auch dasselbe Zuführventil wie in Figur 6 vorgesehen sein. Zudem ist bei dieser Hubvorrichtung Voraussetzung, dass der erforderliche Druck p1 zum Betätigen des Freihubzylinders 13 stets höher ist als der zum Betätigen des Masthubzylinders 15 benötigte Druck p2. Es muss also gelten p1 > p2. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die wirksame Kolbenfläche des Freihubzylinders 13 kleiner ist als die wirksame Kolbenfläche des Masthubyzlinders 15.
  • Zu Beginn des Hubvorgangs wird über die Hydraulikpumpe 28 Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 16 durch die Zuleitung 24 und die Verbindungsleitung 25 zu dem Freihubzylinder 13 geführt. Das Zuführventil 130 befindet sich hierbei in der Sperrstellung 130a. Der Systemdruck p wird erhöht bis der zum Betätigen des Freihubs notwendige Druck p1 erreicht ist. Bevor der Freihubzylinder 13 seinen Endanschlag erreicht, wird das Zuführventil 130 sukzessive geöffnet, also sukzessive in die Durchflussstellung 130b verstellt. Dadurch sinkt der Systemdruck auf das Niveau des Masthubzylinders 15. Ebenso reduziert sich die Hubgeschwindigkeit. Zudem wird der Volumenstrom zu dem Masthubzylinder 15 freigeben, welcher somit betätigt wird. Somit kann auch bei dieser Ausgestaltung erreicht werden, dass zunächst der Freihub und dann der Masthub durchfahren wird.
  • Die in Figur 10 dargestellte Hubvorrichtung unterscheidet sich von der Hubvorrichtung aus Figur 6 durch ein im Hubzweig vor der Aufteilung der Zuleitung 24 in die Verbindungsleitungen 25, 26 angeordnetes 2/2-Wege-Ventil 140, durch zwei als 2/2-Wege-Proportionalventile ausgebildete Rückführventile 150, 152 angeordnet jeweils in einer zu der Hydraulikpumpe 28' führenden Rückleitung 35, 36, durch zwei in jeweils einer der Rückleitungen 35, 36 angeordnete Rückschlagventile 44, 46 sowie dadurch, dass die Hydraulikpumpe 28' auch regenerativ arbeiten kann.
  • Der Hubvorgang erfolgt hierbei wie bei der Hubvorrichtung aus Figur 6, wobei zunächst die Zuleitung 24 durch das 2/2-Wege-Ventil 140 freigeschaltet werden muss. Das 2/2-Wege-Ventil 140 nimmt dabei seine Durchflussstellung 140b ein. Aufgrund der Rückschlagventile 44, 46 wird ein Strömen der Hydraulikflüssigkeit zu den Ventilen 150, 152 verhindert.
  • Beim Senkvorgang besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch die Möglichkeit die in diesem Fall generatorisch arbeitende Hydraulikpumpe 28 durch die zurück zum Tank 16 strömende Hydraulikflüssigkeit anzutreiben. Hierfür wird beim Senkvorgang die Hydraulikflüssigkeit aus dem Freihubzylinder 13 bzw. aus dem Masthubzylinder 15 nicht über die Rückführventile 30, 30' zu dem Hydrauliktank 16 geführt. Stattdessen erfolgt die Rückführung der Hydraulikflüssigkeit aus dem Freihubzylinder 13 über die Rückleitungen 31, 35 durch das Rückführventil 150, welches sich nun in der Durchflussstellung 150a befindet, sowie durch das Rückschlagventil 44 zu der Pumpe 28'. Die Rückführung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Masthubzylinder 15 erfolgt entsprechend über die Rückleitungen 32, 36 durch das Rückführventil 152, welches sich nun in der Durchflussstellung 152a befindet, sowie durch das Rückschlagventil 46 zu der Pumpe 28'. Die Hydraulikpumpe 28' wird durch die rückgeführte Flüssigkeit angetrieben. Soll kein generatorischer Betrieb der Hydraulikpumpe 28' erfolgen, werden die Rückführventile 150, 152 in ihre Sperrstellungen 150b, 152b verstellt und die Rückführung erfolgt in der bereits erläuterten Weise über die Rückführventile 30, 30' direkt zum Hydrauliktank 16.
  • Bei der Hubvorrichtung in Figur 11 ist ein 2/2-Wege-Proportionalventil 130 anstatt in der Verbindungsleitung 25 in der zu dem Masthubzylinder 15 führenden Verbindungsleitung 26 vorgesehen. Dies entspricht der Darstellung in Figur 9 mit den zusätzlichen, dem generatorischen Betrieb dienenden Merkmalen der Figur 10. Entsprechend kann auch hier ein generatorischer Betrieb der Hydraulikpumpe 28' erreicht werden. Es wird auf die Ausführungen zu Figur 10 verwiesen.

Claims (15)

  1. Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug umfassend
    - ein Hubgerüst (10) mit einem beweglich geführten Lastteil (12) und mindestens einer beweglich geführten Maststufe (14),
    - einen auf den Lastteil (12) wirkenden Freihubzylinder (13),
    - mindestens einen auf die mindestens eine Maststufe (14) wirkenden Masthubzylinder (15),
    - ein Hydraulikaggregat (16, 28) zur Versorgung des Freihubzylinders (13) sowie des mindestens einen Masthubzylinders (15) mit Hydraulikflüssigkeit,
    gekennzeichnet durch
    - mindestens ein Zuführventil (20), das mit dem Hydraulikaggregat (16, 28) und mit dem Freihubzylinder (13) und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder (15) verbunden ist und lediglich zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank (16) zu dem Freihubzylinder (13) und/oder dem Masthubzylinder (15) vorgesehen ist und
    - mindestens ein Rückführventil (30, 30', 30"), das mit dem Hydraulikaggregat (16, 28) und mit dem Freihubzylinder (13) und/oder dem mindestens einen Masthubzylinder (15) verbunden ist und das lediglich zur Rückführung von Hydraulikflüssigkeit von dem Freihubzylinder (13) und/oder dem Masthubzylinder (15) zu dem Hydrauliktank (16) vorgesehen ist.
  2. Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zuführventil (20) ein Proportionalventil, insbesondere ein 3/2-Wege-Proportionalventil, umfasst und/oder dass das mindestens eine Rückführventil (30, 30') ein Proportionalventil, insbesondere ein 2/2-Wege-Proportionalventil, umfasst.
  3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführventil (20) eine Zuleitung (24) über eine erste Verbindungsleitung (25) mit dem Freihubzylinder (13) und/oder über eine zweite Verbindungsleitung (26) mit dem mindestens einen Masthubzylinder (15) verbindet, wobei die Zuleitung (24) mit dem Hydraulikaggregat (16, 28) verbunden ist.
  4. Hubvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rückführventil (30, 30', 30") eine erste Rückleitung (31), die von der ersten Verbindungsleitung (25) abzweigt, und/oder eine zweite Rückleitung (32), die von der zweiten Verbindungsleitung (26) abzweigt, unabhängig von dem Zuführventil (20) mit dem Hydraulikaggregat (16) verbindet.
  5. Hubvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückleitung (31) und die zweite Rückleitung (32) zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung (33) zusammengeführt werden.
  6. Hubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rückführventil (30") ein rückführendes 3/2-Wege-Proportionalventil (30") umfasst, über das die erste Rückleitung (31) und die zweite Rückleitung (32) zu einer gemeinsamen dritten Rückleitung (33) zusammengeführt werden.
  7. Hubvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein 4/2-Wege-Proportionalventil (50), das die erste Rückleitung (31) und die zweite Rückleitung (32) wahlweise von dem rückführenden 3/2-Wege-Proportionalventil (30") trennt oder mit dem rückführenden 3/2-Wege-Proportionalventil (30") verbindet.
  8. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsleitung (25) zwischen dem Zuführventil (20) und der Abzweigung der ersten Rückleitung (31) von der ersten Verbindungsleitung (25) ein Rückschlagventil (40) aufweist und/oder dass die zweite Verbindungsleitung (26) zwischen dem Zuführventil (20) und der Abzweigung der zweiten Rückleitung (32) von der zweiten Verbindungsleitung (26) ein Rückschlagventil (42) aufweist.
  9. Hubvorrichtung nach einem Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikaggregat (16, 28) eine Hydraulikpumpe (28) aufweist, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Hydrauliktank (16) über die Zuleitung (24) und das Zuführventil (20) zu dem Freihubzylinder (13) und/oder dem Masthubzylinder (15) fördert.
  10. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (24) ein Trennventil (60) aufweist, um den Hydraulikfluss von dem Hydraulikaggregat (16, 28) zu dem Zuführventil (20) zu trennen.
  11. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (70), die dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Zuführventil (20) und/oder das mindestens eine Rückführventil (30, 30', 30") elektrisch zu betätigen.
  12. Hubvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Freihubzylinder (13) und/oder der Masthubzylinder (15) einen mit der Steuereinheit (70) kommunizierenden Sensor (17, 18) zur Bestimmung der Hubhöhe und/oder der Hubgeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit des Lastteils (12) aufweist.
  13. Hubvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (70) dazu ausgebildet ist, das Zuführventil (20) und/oder das Rückführventil (30, 30', 30") abhängig von der durch den Sensor (17, 18) bestimmten Hubhöhe des Lastteils (12) anzusteuern, um die Hubgeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit des Lastteils (12) zu steuern.
  14. Hubvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (70) dazu ausgebildet ist, das Zuführventil (20) zum Einstellen einer Soll-Hubgeschwindigkeit und/oder das Rückführventil (30, 30', 30") zum Einstellen einer Soll-Senkgeschwindigkeit des Lastteils (12) und/oder der mindestens einen Maststufe (14) anzusteuern, eine Regelabweichung zwischen der Soll-Hubgeschwindigkeit und der durch den Sensor (17, 18) bestimmten Ist-Hubgeschwindigkeit und/oder der Soll-Senkgeschwindigkeit und der durch den Sensor (17, 18) bestimmten Ist-Senkgeschwindigkeit zu ermitteln, und auf Grundlage der Regelabweichung das Zuführventil (20) und/oder das Rückführventil (30, 30', 30") zur Regelung der Versorgung des Freihubzylinders (13) und/oder des Masthubzylinders (15) mit Hydraulikflüssigkeit anzusteuern.
  15. Flurförderzeug umfassend eine Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP17207700.0A 2016-12-15 2017-12-15 Hubvorrichtung für ein flurförderzeug sowie ein solches flurförderzeug Active EP3336051B1 (de)

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