EP3936470A1

EP3936470A1 - Hydraulischer hubantrieb einer mobilen arbeitsmaschine

Info

Publication number: EP3936470A1
Application number: EP21181370.4A
Authority: EP
Inventors: Markus Schwab
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2041-06-24
Also published as: DE102020118139A1; EP3936470B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Hubantrieb (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, zum Anheben und Absenken eines Lastaufnahmemittels (3), wobei der Hubantrieb (1) eine Hubzylindereinrichtung (10a; 10b) und ein Steuerventil (14) zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs (1) aufweist, das an eine zu der Hubzylindereinrichtung (10a, 10b) geführte Verbraucherleitung (20) und an eine zu einem Behälter (18) geführte Behälterleitung (21) angeschlossen ist, wobei in der von dem Steuerventil (14) zu dem Behälter (18) geführten Behälterleitung (21) eine Ablaufdruckwaage (30) angeordnet ist. An die Behälterleitung (21) ist zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) eine zu dem Behälter (18) geführte weitere Behälterleitung (35) angeschlossen ist, in der eine Druckwaage (40) angeordnet ist, die von einer Federeinrichtung (41) in Richtung einer Durchflussstellung (40a) und von dem in der Verbraucherleitung (20) anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung (40b) beaufschlagt ist, wobei die Federeinrichtung (41) der Druckwaage (40) auf einen Grenzlastdruck des Hubantriebs (1) eingestellt ist, so dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs (1) unterhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb (1) abströmender Senkenvolumenstrom über die Ablaufdruckwaage (30) und die Druckwaage (40) in den Behälter (18) abströmt und im Senkenbetrieb des Hubantriebs (1) oberhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb (1) abströmender Senkenvolumenstrom ausschließlich über die Ablaufdruckwaage (30) in den Behälter (18) abströmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Hubantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, zum Anheben und Absenken eines Lastaufnahmemittels, wobei der Hubantrieb eine Hubzylindereinrichtung und ein Steuerventil zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs aufweist, das an eine zu der Hubzylindereinrichtung geführte Verbraucherleitung und an eine zu einem Behälter geführte Behälterleitung angeschlossen ist, wobei in der von dem Steuerventil zu dem Behälter geführten Behälterleitung eine Ablaufdruckwaage angeordnet ist, die von einer Federeinrichtung und dem in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage anstehenden Druck in Richtung einer Durchflussstellung und von dem in der Verbraucherleitung anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt ist.
Flurförderzeuge sind zur Handhabung von Lasten mit einem Lastaufnahmemittel versehen, das in der Regel von einem am Hubgerüst anhebbaren und absenkbaren Hubschlitten und einem daran befestigten Anbaugerät gebildet ist. Das Anbaugerät kann beispielsweise als eine von Gabelzinken bestehende Lastgabel ausgebildet werden, mittels der eine Last, beispielsweise eine Palette unterfahren werden kann.
Bei Flurförderzeugen, bei denen das Lastaufnahmemittel mittels einer hydraulischen Hubzylindereinrichtung anhebbar und absenkbar ist, bestimmt die Auslenkung des Steuerventils im Senkenbetrieb die Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels. Aus Sicherheitsgründen ist ein gesetzlich vorgeschriebener Grenzwert von 0,6 m/s für eine maximale Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels bzw. einer Last vorgeschrieben.
Soll bei gattungsgemäßen Hubantrieben eine angehobene Last bzw. ein leeres Lastaufnahmemittel abgesenkt werden, wird das Steuerventil in eine Öffnungsstellung betätigt. Zum Steuerventil ist die Ablaufdruckwaage in Reihe geschaltet. Mit dem Öffnen des Steuerventils beginnt ein Senkenvolumenstrom über das Steuerventil und die Ablaufdruckwaage von der Hubzylindereinrichtung zu dem Behälter zu fließen und das Lastaufnahmemittel wird abgesenkt. Der maximale Volumenstrom zum Senken des Lastaufnahmemittels wird durch das Einregeln der Ablaufdruckwaage begrenzt. Auf die Ablaufdruckwaage wirkt auf der einen Seite in Richtung einer Sperrstellung der Druck in der Verbraucherleitung vor dem Steuerventil und auf der anderen Seite in Richtung einer Durchflussstellung die Federkraft der Federeinrichtung und der Druck in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage und somit der Druck nach dem Steuerventil. Der Senkenvolumenstrom erhöht sich soweit, bis sich am Steuerventil ein maximaler Druckabfall von beispielsweise 4bar einstellt, der der Federkraft der Ablaufdruckwaage entspricht. Die Ablaufdruckwaage geht in Regelposition und fährt soweit in Richtung der Sperrstellung zu, dass dieser Druckabfall von beispielsweise 4bar an dem Steuerventil konstant gehalten wird.
Bei gattungsgemäßen Hubantrieben stellen sich bei Hubgerüsten mit mehreren Hubstufen, beispielsweise bei einem Hubgerüst mit einem Freihub als erste Hubstufe und einem Masthub als zweite Hubstufe, beim Senken mit geringen Lastdrücken, beispielsweise Lastdrücken unterhalb von ca. 25bar, in der ersten Hubstufe zu geringe maximale Senkengeschwindigkeiten ein, da das Steuerventil für diesen Betriebszustand nicht weit genug öffnet bzw. die Reihenschaltung Steuerventil und Ablaufdruckwaage einen zu großen Widerstand darstellt. Somit ist der geringe Lastdruck zum Senken des Lastaufnahmemittels nicht ausreichend, um auf die geforderte maximale Senkengeschwindigkeit zu kommen.
Das Steuerventil müsste bei gattungsgemäßen Hubantrieben für diesen Betriebszustand eines geringen Lastdruckes viel weiter öffnen, damit höhere Senkengeschwindigkeiten realisiert werden können. Dies würde jedoch bedeutet, dass mit höheren Lastdrücken, beispielsweise Lastdrücken oberhalb von 25bar, sich unzulässig hohe Senkengeschwindigkeiten des Lastaufnahmemittels einstellen würden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubantrieb der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem in einfacher Weise bei geringen Lastdrücken höhere Senkengeschwindigkeiten des Lastaufnahmemittels erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an die Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage eine zu dem Behälter geführte weitere Behälterleitung angeschlossen ist, in der eine Druckwaage angeordnet ist, die von einer Federeinrichtung in Richtung einer Durchflussstellung und von dem in der Verbraucherleitung anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt ist, wobei die Federeinrichtung der Druckwaage auf einen Grenzlastdruck des Hubantriebs eingestellt ist, so dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs unterhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb abströmender Senkenvolumenstrom über die Ablaufdruckwaage und die Druckwaage in den Behälter abströmt und im Senkenbetrieb des Hubantriebs oberhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb abströmender Senkenvolumenstrom ausschließlich über die Ablaufdruckwaage in den Behälter abströmt.
Der erfindungsgemäße Gedanke besteht somit darin, parallel zur Ablaufdruckwaage eine Druckwaage anzuordnen und die Druckwaage auf einen Grenzlastdruck einzustellen, bis zu dem die Druckwaage geöffnet ist, so dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs unterhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb abströmender Senkenvolumenstrom über die Ablaufdruckwaage und die Druckwaage in den Behälter abströmen kann. Die Ablaufdruckwaage und die Druckwaage sind direkt nach dem Senkenventil in die Behälterleitung bzw. die weitere Behälterleitung geschaltet.
Bei dem erfindungsgemäßen Hubantrieb kann der maximale Öffnungsquerschnitt des Steuerventils größer als bei gattungsgemäßen Steuerventilen ausgeführt und eingestellt werden. Die Druckwaage ist bis zu dem Grenzlastdruck, beispielsweise einem Lastdruck von ca. 25bar geöffnet. Bis zu diesem Grenzlastdruck fließt der Senkenvolumenstrom über den größeren Öffnungsquerschnitt des Steuerventils parallel durch die Druckwaage und die Ablaufruckwaage. In Summe kann somit bei Lastdrücken bis zu dem Grenzlastdruck ein höherer Volumenstrom beim Senken von der Hubzylindereinrichtung zum Behälter abströmen, da der Staudruck über das Steuerventil, die Ablaufdruckwaage und die parallel zur Ablaufdruckwaage geschaltete Druckwaage kleiner ist. Wird beim Senken der Grenzlastdruck überschritten, so schließt der Lastdruck die Druckwaage vollständig. Oberhalb des Grenzlastdruckes begrenzt allein die Ablaufdruckwaage den Senkenvolumenstrom über das Senkenventil. Mit der parallel zur Ablaufdruckwaage geschalteten Druckwaage kann somit bei niedrigen Lastdrücken in einfacher Weise eine erhöhte Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels erzielt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage eine Drosseleinrichtung, insbesondere eine Blende, angeordnet. Da bei dem erfindungsgemäßen Hubantrieb der maximale Öffnungsquerschnitt des Steuerventils größer als bei gattungsgemäßen Steuerventilen ausgeführt und eingestellt werden kann, ergibt sich als Folge, dass der gleiche maximale Volumenstrom bei 100% Senkengeschwindigkeit zum Senken über das Steuerventil nicht mehr beispielsweise einen Druckabfall von 4bar hervorruft, sondern einen verringerten Druckabfall von beispielsweise 2bar hervorruft. Mit der Drosseleinrichtung wird in einfacher Weise erzielt, dass im Senkenbetrieb oberhalb des Grenzlastdruckes, wobei die Druckwaage geschlossen ist und der Senkenvolumenstrom allein über das Steuerventil und die Ablaufdruckwaage abströmt und die Ablaufdruckwaage allein den Volumenstrom über das Steuerventil begrenzt, sich über das Steuerventil und die Drosseleinrichtung in Summe wieder ein Druckabfall von beispielsweise 4bar bei 100% Senkengeschwindigkeit einstellt, so dass von der Ablaufdruckwaage dieser Druckabfall von beispielsweise 4bar an dem Steuerventil und der Drosseleinrichtung konstant gehalten wird, um mit der Ablaufdruckwaage den maximalen Senkenvolumenstrom und somit die maximale Senkengeschwindigkeit begrenzen zu können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die in einer Sicherheitsstellung die Beaufschlagung der Ablaufdruckwaage von dem zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage anstehenden Druck unterbricht und die Federvorspannungen der Federeinrichtungen der Ablaufdruckwaage und der Druckwaage reduziert. Mit einer derartigen Sicherheitseinrichtung kann in der Sicherheitsstellung die Senkenbewegung des Lastaufnahmemittels im Fehlerfall des Steuerventils, beispielsweise einem in der Öffnungsstellung klemmenden Steuerventil, in einfacher Weise gestoppt werden. In der Sicherheitsstellung der Sicherheitseinrichtung ist die Beaufschlagung der Ablaufdruckwaage von dem zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage in der Behälterleitung anstehenden Druck unterbrochen und sind die Federvorspannungen der Federeinrichtungen der Ablaufdruckwaage und der Druckwaage reduziert. Die Ablaufdruckwaage und die Druckwaage können somit bereits bei geringen Lastdrücken in der Verbraucherleitung in die jeweiligen Sperrstellungen betätigt werden, um die Senkenbewegung des Lastaufnahmemittels zu stoppen.
Die Sicherheitseinrichtung weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung einen mit der Federeinrichtung der Ablaufdruckwaage in Wirkverbindung stehenden ersten Kolben und einen mit der Federeinrichtung der Druckwaage in Wirkverbindung stehenden zweiten Kolben auf, wobei der erste Kolben und der zweite Kolben jeweils einen in Richtung einer Erhöhung der Federvorspannung der Federeinrichtung wirkenden Steuerdruckraum aufweisen, wobei zur Steuerung der Beaufschlagung des Steuerdruckraums des ersten Kolbens und des Steuerdruckraums des zweiten Kolbens ein Sicherheitsventil vorgesehen ist. Mit derartigen Kolben kann in Verbindung mit einem Sicherheitsventil in einfacher Weise durch Beaufschlagen bzw. Entlasten der Steuerdruckräume der beiden Kolben die Federvorspannung der Federeinrichtungen an der Ablaufdruckwaage und an der Druckwaage erhöht bzw. reduziert werden.
Das Sicherheitsventil ist hierzu gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung mittels einer Anschlussleitung an die Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage angeschlossen, mittels einer Steuerleitung an den Steuerdruckraum des ersten Kolbens und an den Steuerdruckraum des zweiten Kolbens angeschlossen sowie mittels einer Abflussleitung an den Behälter angeschlossen. Durch Verbinden der Steuerleitung mit der Anschlussleitung kann somit der in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage anstehende Druck als Steuerdruck verwendet werden, der im Steuerdruckraum des ersten Kolbens und im Steuerdruckraum des zweiten Kolbens ansteht, um die Federvorspannung der Federeinrichtungen an der Ablaufdruckwaage und an der Druckwaage zu erhöhen, sowie durch Verbinden der Steuerleitung mit dem Behälter der Steuerdruckraum des ersten Kolbens und der Steuerdruckraum des zweiten Kolbens entlastet werden, um die Federvorspannung der Federeinrichtungen an der Ablaufdruckwaage und an der Druckwaage zu reduzieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerleitung an einen in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerdruckraum der Ablaufdruckwaage angeschlossen. Mit dem Sicherheitsventil kann somit ebenfalls in einfacher Weise durch Verbinden der Steuerleitung mit der Anschlussleitung die Beaufschlagung des in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerdruckraums der Ablaufdruckwaage mit dem in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage gesteuert werden und durch Verbinden der Steuerleitung mit der Behälterleitung die Beaufschlagung des in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerdruckraums der Ablaufdruckwaage mit dem in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage unterbrochen werden und der Steuerdruckraum der Ablaufdruckwaage zum Behälter entlastet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verbindet das Sicherheitsventil in einer Betriebsstellung die Anschlussleitung mit der Steuerleitung und verbindet das Sicherheitsventil in einer Sicherheitsstellung die Steuerleitung mit dem Behälter. In der Betriebsstellung kann somit eine Beaufschlagung des in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerdruckraums der Ablaufdruckwaage mit dem in der Behälterleitung zwischen dem Steuerventil und der Ablaufdruckwaage sowie eine Erhöhung der Federvorspannung der Federeinrichtungen an der Ablaufdruckwaage und an der Druckwaage erzielt werden sowie in der Sicherheitsstellung eine Entlastung des Steuerdruckraums der Ablaufdruckwaage zum Behälter und eine Reduzierung der Federvorspannungen der Federeinrichtungen an der Ablaufdruckwaage und an der Druckwaage erzielt werden.
Das Sicherheitsventil ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der von einer Feder in die Sicherheitsstellung und von einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Schaltmagnet, in die Betriebsstellung beaufschlagt. Hierdurch wird eine hohe Betriebssicherheit erzielt, da sich im unbestromten Zustand das Sicherheitsventil in der Sicherheitsstellung befindet, in der bereits geringe Lastdrücke in der Verbraucherleitungen die Ablaufdruckwaage und die Druckwaage in die Sperrstellung betätigen.
Die Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf.
Die Parallelschaltung der Ablaufdruckwaage und der Druckwaage ermöglicht es mit geringem zusätzlichem Bauaufwand, die Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels ohne und mit Teillast, insbesondere im Freihub eines Hubgerüstes, zu erhöhen. Dadurch ist eine Erhöhung der Umschlagsleistung der Arbeitsmaschine erzielbar.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

Figur 1: den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Hubantriebs und
Figur 2: eine Weiterbildung der Figur 1.

In der Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen hydraulischen Hubantriebs 1 einer nicht näher dargestellten mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, dargestellt.
Der Hubantrieb 1 weist ein Hubgerüst 2 auf, an dem ein Lastaufnahmemittel 3 anhebbar und absenkbar angeordnet ist. Das Lastaufnahmemittel 3 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem am Hubgerüst 2 vertikal bewegbaren Hubschlitten 4, an dem beispielsweise eine von Gabelzinken gebildete Lastgabel 5 als Anbaugerät befestigt ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Hubgerüst 2 aus einem Standmast 2a und einem an dem Standmast 2a anhebbar und absenkbar angeordneten Ausfahrmast 2b, an dem das Lastaufnahmemittel 3 anhebbar und absenkbar angeordnet ist.
Das Hubgerüst 2 der Figur 1 weist mindestens zwei Hubstufen auf. Zum Anheben und Absenken des Lastaufnahmemittels 3 relativ zu dem Ausfahrmast 2b ist eine hydraulische Hubzylindereinrichtung 10a vorgesehen. Die Hubzylindereinrichtung 10a bildet eine erste Hubstufe (Freihub). Zum Anheben und Absenken des Lastaufnahmemittels 3 ist ein flexibles Zugmittel 6, beispielsweise einer Hubkette, vorgesehen, das in der Figur 1 mit einem ersten Ende an dem Hubschlitten 4 befestigt ist, über eine Umlenkrolle 7 an der ausfahrbaren Kolbenstange der Hubzylindereinrichtung 10a geführt ist und mit einem zweiten Ende an dem Ausfahrmast 2b befestigt ist. Eine hydraulische Hubzylindereinrichtung 10b dient zum Anheben und Absenken des Ausfahrmastes 2b relativ zum Standmast 2a. Die Hubzylindereinrichtung 10b bildet eine zweite Hubstufe (Masthub). Die Hubzylindereinrichtung 10a ist mit der Hubzylindereinrichtung 10b mittels einer Druckmittelleitung 11 verbunden.
Die Hubzylindereinrichtung 10a, 10b ist mittels einer Steuerventileinrichtung 12 zum Anheben und Absenken des Lastaufnahmemittels 3 betätigbar. Die Steuerventileinrichtung 12 weist ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Steuerventil 13 zur Steuerung des Hebenbetriebs des Hubantriebs 1 und ein Steuerventil 14 zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs 1 auf.
Das Steuerventil 13 zur Steuerung des Hebenbetriebs des Hubantriebs 1 ist an eine Förderleitung 15 einer Pumpe 16 angeschlossen, die mittels einer Ansaugleitung 17 Druckmittel aus einem Behälter 18 ansaugt, und an eine zu den Hubzylindereinrichtung 11a, 11b geführte Verbraucherleitung 20 angeschlossen. Das Steuerventil 13 weist eine Sperrstellung 13a und eine Hebenstellung 13b auf.
Das Steuerventil 14 zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs 1 ist an die zu der Hubzylindereinrichtung 11 geführte Druckmittelleitung 20 und an eine zu dem Behälter 18 geführte Behälterleitung 21 angeschlossen. Das Steuerventil 14 weist eine Sperrstellung 14a und eine Senkenstellung 14b auf. im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 14 als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil ausgebildet, das elektrisch betätigbar ist.
In der von dem Steuerventil 14 zu dem Behälter 18 geführten Behälterleitung 21 ist eine Ablaufdruckwaage 30 angeordnet. Die Ablaufdruckwaage 30 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil mit einer Durchflussstellung 30a und einer Sperrstellung 30b ausgebildet. Die Ablaufdruckwaage 30 ist von einer Federeinrichtung 31 und dem in der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 anstehenden Druck und somit dem in der Behälterleitung 21 stromab des Steuerventils 14 anstehenden Druck in Richtung der Durchflussstellung 30a betätigt. Hierzu ist eine entsprechende Steuerleitung 32 von der Behälterleitung 21 an eine in Richtung der Durchflussstellung 30a wirkende Steuerdruckfläche der Ablaufdruckwaage 30 geführt. Die Federeinrichtung 31 ist auf einen Wert von beispielsweise 4bar eingestellt. Die Ablaufdruckwaage 30 ist von dem in der Verbraucherleitung 20 anstehenden Druck und somit dem in der Verbraucherleitung 20 stromauf des Steuerventils 14 anstehenden Druck in Richtung der Sperrstellung 30b betätigt. Hierzu ist eine entsprechende Steuerleitung 34 von der Verbraucherleitung 20 an eine in Richtung der Sperrstellung 30b wirkende Steuerdruckfläche der Ablaufdruckwaage 30 geführt.
Um im Senkenbetrieb bei geringen Lastdrücken eine erhöhte Senkengeschwindigkeit zu erzielen, ist erfindungsgemäß an die Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 eine zu dem Behälter 18 geführte weitere Behälterleitung 35 angeschlossen, in der eine Druckwaage 40 angeordnet ist. Die Behälterleitung 35 zweigt von der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 ab. Die Druckwaage 40 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil mit einer Durchflussstellung 40a und einer Sperrstellung 40b ausgebildet. Die Druckwaage 40 ist von einer Federeinrichtung 41 in Richtung der Durchflussstellung 40a und von dem in der Verbraucherleitung 20 anstehenden Druck in Richtung der Sperrstellung 40b beaufschlagt. Hierzu ist eine entsprechende Steuerleitung 42 von der Verbraucherleitung 20 bzw. der Steuerleitung 34 an eine in Richtung der Sperrstellung 40b wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage 40 geführt.
Die Federeinrichtung 41 der Druckwaage 40 ist auf einen Grenzlastdruck des Hubantriebs 1 eingestellt, beispielsweise auf einen Wert von 25bar.
In der Behälterleitung 21 ist zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 eine Drosseleinrichtung 45, beispielsweise eine Blende, angeordnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Hubantrieb 1 ist somit parallel zur Ablaufdruckwaage 30 die Druckwaage 40 angeordnet. Die Ablaufdruckwage 30 und die Druckwaage 40 sind jeweils direkt nach dem Steuerventil 14 geschaltet. Zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 ist zusätzlich in der Behälterleitung 21 die Drosseleinrichtung 45 installiert.
Der maximal Öffnungsquerschnitt des Steuerventils 14 des erfindungsgemäßen Hubantriebs 1 ist gegenüber einem Hubantrieb des Standes der Technik, der die Behälterleitung 35 mit der Druckwaage 40 nicht aufweist, bevorzugt größer eingestellt. Dies hat zur Folge, dass der gleiche maximale Volumenstrom bei 100% Senkengeschwindigkeit zum Senken über das Steuerventil 14 nicht mehr beispielsweise einen Druckabfall von 4bar erzeugt, sondern nur noch von beispielswiese 2bar hervorruft.
Die Druckwaage 40 ist bis zu dem Grenzlastdruck von ca. beispielsweise 25bar geöffnet. Im Senkenbetrieb zu diesem Grenzlastdruck von beispielsweise 25bar fließt somit der aus der Hubzylindereinrichtung 10a, 10b abströmende Senkenvolumenstrom über den größeren Öffnungsquerschnitt vom Steuerventil 14 parallel durch die Druckwaage 40 und durch die Drosseleinrichtung 45 und die Ablaufdruckwaage 30. Im Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 unterhalb des Grenzlastdruckes kann somit ein aus dem Hubantrieb 1 abströmender Senkenvolumenstrom über die Ablaufdruckwaage 30 und die Druckwaage 40 in den Behälter 18 abströmen. In Summe kann bei Lastdrücken kleiner wie der Grenzlastdruck somit ein höherer Volumenstrom beim Senken zum Behälter 18 abströmen, da der Staudruck über das Steuerventil 14 und der parallel geschalteten Druckwaage 40 und Ablaufdruckwaage 30 kleiner ist. Dies ermöglicht bei geringen Lastdrücken unterhalb des Grenzlastdruckes eine erhöhte Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels 3.
Wird das Lastdruckniveau beim Senken von 25bar und somit der Grenzlastdruck überschritten, beaufschlagt der in der in der Steuerleitung 42 anstehenden Lastdruck die Druckwaage 40 in die Schließstellung 40b und schließt die Druckwaage 40 komplett. Im Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 oberhalb des Grenzlastdruckes kann somit ein aus dem Hubantrieb 1 abströmender Senkenvolumenstrom ausschließlich über die Ablaufdruckwaage 30 in den Behälter 18 abströmen. Die Ablaufdruckwaage 30 begrenzt somit oberhalb des Grenzlastdruckes allein den Volumenstrom über das Senkenventil 14 durch den konstanten Druckabfall über das Senkenventil 14 und die Drosseleinrichtung 45. Der Druckabfall über das Senkenventil 14 und die Drosseleinrichtung 45 beträgt bevorzugt in Summe 4bar bei 100% Senkengeschwindigkeit und somit dem Wert der Federeinrichtung 31 der Ablaufdruckwaage 30.
In der Figur 2 ist eine Weiterbildung der Figur 1 dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.
In der Figur 2 ist zusätzlich eine Sicherheitseinrichtung 50 vorgesehen, die in einer Sicherheitsstellung die Beaufschlagung der Ablaufdruckwaage 30 von dem in der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 anstehenden Druck unterbricht und die Federvorspannungen der Federeinrichtungen 31, 41 der Ablaufdruckwaage 30 und der Druckwaage 40 reduziert.
Die Sicherheitseinrichtung 50 weist einen mit der Federeinrichtung 31 der Ablaufdruckwaage 30 in Wirkverbindung stehenden ersten Kolben 51 und einen mit der Federeinrichtung 41 der Druckwaage 40 in Wirkverbindung stehenden zweiten Kolben 52 auf. Der erste Kolben 51 und der zweite Kolben 52 weisen jeweils einen in Richtung einer Erhöhung der Federvorspannung der Federeinrichtung 31 bzw. 41 wirkenden Steuerdruckraum 53, 54 auf. Zur Steuerung der Beaufschlagung des Steuerdruckraums 53 des ersten Kolbens 51 und des Steuerdruckraums 54 des zweiten Kolbens 52 ist ein Sicherheitsventil 55 vorgesehen.
Das Sicherheitsventil 55 ist mittels einer Anschlussleitung 56 an die Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 angeschlossen, im dargestellten Ausführungsbeispiel an die Behälterleitung 21 zwischen der Drosseleinrichtung 45 und die Ablaufdruckwaage 30. Das Sicherheitsventil 55 ist weiterhin mittels einer Steuerleitung 57 an den Steuerdruckraum 53 des ersten Kolbens 51 und an den Steuerdruckraum 54 des zweiten Kolbens 52 angeschlossen. Das Sicherheitsventil 55 ist weiterhin mittels einer Abflussleitung 58 an den Behälter 18 angeschlossen.
Die Steuerleitung 57 ist weiterhin an den in Richtung der Durchflussstellung 30a wirkenden Steuerdruckraum 59 der Ablaufdruckwaage 30 angeschlossen, in dem die Federeinrichtung 31 angeordnet ist.
Ein dem Steuerdruckraum 53 des ersten Kolbens 51 gegenüberliegender Steuerdruckraum 60 ist mittels einer Leitung 61 zum Behälter 18 entlastet. Ein dem Steuerdruckraum 54 des zweiten Kolbens 52 gegenüberliegender Steuerdruckraum 62 sowie der in Richtung der Durchflussstellung 40a wirkende Steuerdruckraum 63 der Druckwaage 40, in dem die Federeinrichtung 41 angeordnet ist, ist mittels einer Leitung 64 zum Behälter 18 entlastet.
Das Sicherheitsventil 55 weist eine Betriebsstellung 55a auf, in der die Anschlussleitung 56 mit der Steuerleitung 57 verbunden ist und die Abflussleitung 58 abgesperrt ist. In der Betriebsstellung 55a sind somit die Steuerdruckräume 53, 54 der beiden Kolben 51, 52 von dem Druck in der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 beaufschlagt, so dass die Federeinrichtungen 31, 41 auf die gewünschten Vorspannungen vorgespannt sind. Weiterhin ist in der Betriebsstellung 55a die Ablaufdruckwaage 30 auf der Federseite mittel der Steuerleitung 57 von dem Druck in der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 beaufschlagt. Das Sicherheitsventil 55 weist weiterhin eine Sicherheitsstellung 55b auf, in der die Steuerleitung 57 mit der Abflussleitung 58 und somit dem Behälter 18 verbunden ist und die Anschlussleitung 56 abgesperrt ist. In der Sicherheitsstellung 55b sind somit die Steuerdruckräume 53, 54 der beiden Kolben 51, 52 entlastet, so dass die Federvorspannungen der Federeinrichtungen 31, 41 reduziert und bevorzugt die Federeinrichtung 31, 41 vollständig entlastet werden. Zudem wird in der Sicherheitsstellung 55b die Beaufschlagung der Ablaufdruckwaage 30 von dem in der Behälterleitung 21 zwischen dem Steuerventil 14 und der Ablaufdruckwaage 30 anstehenden Druck unterbrochen und der Steuerdruckraum 59 der Ablaufdruckwaage 30 zum Behälter 18 entlastet.
Das Sicherheitsventil 55 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Feder 70 in die Sicherheitsstellung 55b und von einer Betätigungseinrichtung 71, insbesondere einem Schaltmagnet, in die Betriebsstellung 55a beaufschlagt.
Sofern kein Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 gewünscht ist, sind das Steuerventil 14 und das Sicherheitsventil 55 nicht bestromt, so dass sich das Steuerventil 14 in der Sperrstellung 14a und das Sicherheitsventil 55 in der Sicherheitsstellung 55b befinden.
Sofern ein Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 gewünscht ist, wird das Steuerventil 14 in die Senkenstellung 14b angesteuert und das Sicherheitsventil 55 bestromt und somit in die Betriebsstellung 55a angesteuert.
In der Betriebsstellung 55a des Sicherheitsventils 55 wird der Lastdruck nach dem Steuerventil 14 in die Steuerdruckräume 53, 54 der beiden Kolben 51, 52 geleitet, so dass die Kolben 51, 52 die Federeinrichtungen 31, 41 der Ablaufdruckwaage 30 und der Druckwaage 40 auf die gewünschten Vorspannungen einstellen. Zusätzlich wird in der Betriebsstellung 55a des Sicherheitsventils 55 der Lastdruck nach dem Steuerventil 14 in den Steuerdruckraum 59 der Ablaufdruckwaage 30 geleitet, wodurch ein Regeln des Volumenstroms durch die Ablaufdruckwaage 30 möglich ist.
Durch Betätigen des Sicherheitsventils 55 in die Sicherheitsstellung 55b kann bei einem Fehlerfall, beispielswiese einem in der Senkenstellung 14b klemmenden Steuerventil 14 ein Stopp der Senkenbewegung des Lastaufnahmemittels 3 erzielt werden.
In der Sicherheitsstellung 55b entlastet das Sicherheitsventil 50 die beiden Kolben 51, 52, so dass die Federeinrichtungen 31, 41 der Ablaufdruckwaage 30 und der Druckwaage 40 nicht mehr vorgespannt und an der Ablaufdruckwaage 30 liegt im Steuerdruckraum 39 kein Lastdruck stromab des Steuerventils 14 mehr an. Somit ist ein sehr kleiner Lastdruck in der Verbracherleitung 20 und somit stromauf des Senkenventils 14 ausreichend, um die Druckwaage 40 und die Ablaufdruckwaage 30 jeweils in die Sperrstellung 30b, 40b zu betätigen. Eine Senkenbewegung des Lastaufnahmemittels 3 kann somit auch bei in der Senkenstellung 14b klemmenden Steuerventil durch nicht bestromen des Sicherheitsventils 55 jederzeit gestoppt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. Unter Umständen kann auf die Drosseleinrichtung 45 verzichtet werden, wenn die zusätzlich zur Ablaufdruckwaage 30 parallel angeordnete Druckwaage 40 beim Senken mit Lastdrücken unterhalb des Grenzlastdruckes schon zu den gewünschten höheren Senkengeschwindigkeiten des Lastaufnahmemittels 3 führt, so dass der maximale Öffnungsquerschnitt des Steuerventils 14 nicht größer eingestellt werden muss.

Claims

Hydraulischer Hubantrieb (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, zum Anheben und Absenken eines Lastaufnahmemittels (3), wobei der Hubantrieb (1) eine Hubzylindereinrichtung (10a; 10b) und ein Steuerventil (14) zur Steuerung des Senkenbetriebs des Hubantriebs (1) aufweist, das an eine zu der Hubzylindereinrichtung (10a, 10b) geführte Verbraucherleitung (20) und an eine zu einem Behälter (18) geführte Behälterleitung (21) angeschlossen ist, wobei in der von dem Steuerventil (14) zu dem Behälter (18) geführten Behälterleitung (21) eine Ablaufdruckwaage (30) angeordnet ist, die von einer Federeinrichtung (31) und dem in der Behälterleitung (21) zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) anstehenden Druck in Richtung einer Durchflussstellung (30a) und von dem in der Verbraucherleitung (20) anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung (30b) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Behälterleitung (21) zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) eine zu dem Behälter (18) geführte weitere Behälterleitung (35) angeschlossen ist, in der eine Druckwaage (40) angeordnet ist, die von einer Federeinrichtung (41) in Richtung einer Durchflussstellung (40a) und von dem in der Verbraucherleitung (20) anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung (40b) beaufschlagt ist, wobei die Federeinrichtung (41) der Druckwaage (40) auf einen Grenzlastdruck des Hubantriebs (1) eingestellt ist, so dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs (1) unterhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb (1) abströmender Senkenvolumenstrom über die Ablaufdruckwaage (30) und die Druckwaage (40) in den Behälter (18) abströmt und im Senkenbetrieb des Hubantriebs (1) oberhalb des Grenzlastdruckes ein aus dem Hubantrieb (1) abströmender Senkenvolumenstrom ausschließlich über die Ablaufdruckwaage (30) in den Behälter (18) abströmt.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Behälterleitung (21) zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) eine Drosseleinrichtung (45), insbesondere eine Blende, angeordnet ist.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitseinrichtung (50) vorgesehen ist, die in einer Sicherheitsstellung (55b) die Beaufschlagung der Ablaufdruckwaage (30) von dem zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) anstehenden Druck unterbricht und die Federvorspannungen der Federeinrichtungen (31, 41) der Ablaufdruckwaage (30) und der Druckwaage (40) reduziert.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (50) einen mit der Federeinrichtung (31) der Ablaufdruckwaage (30) in Wirkverbindung stehenden ersten Kolben (51) und einen mit der Federeinrichtung (41) der Druckwaage (40) in Wirkverbindung stehenden zweiten Kolben (52) aufweist, wobei der erste Kolben (51) und der zweite Kolben (52) jeweils einen in Richtung einer Erhöhung der Federvorspannung der Federeinrichtung (31, 41) wirkenden Steuerdruckraum (53, 54) aufweisen, wobei zur Steuerung der Beaufschlagung des Steuerdruckraums (53) des ersten Kolbens (51) und des Steuerdruckraums (54) des zweiten Kolbens (52) ein Sicherheitsventil (55) vorgesehen ist.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (55) mittels einer Anschlussleitung (56) an die Behälterleitung (21) zwischen dem Steuerventil (14) und der Ablaufdruckwaage (30) angeschlossen ist, mittels einer Steuerleitung (57) an den Steuerdruckraum (53) des ersten Kolbens (51) und an den Steuerdruckraum (54) des zweiten Kolbens (52) angeschlossen ist sowie mittels einer Abflussleitung (58) an den Behälter (18) angeschlossen ist.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (57) an einen in Richtung der Durchflussstellung (30a) wirkenden Steuerdruckraum (59) der Ablaufdruckwaage (30) angeschlossen ist.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (55) in einer Betriebsstellung (55a) die Anschlussleitung (56) mit der Steuerleitung (57) verbindet und in einer Sicherheitsstellung (55b) die Steuerleitung (57) mit dem Behälter (18) verbindet.
Hydraulischer Hubantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (55) von einer Feder (70) in die Sicherheitsstellung (55b) und von einer Betätigungseinrichtung (71), insbesondere einem Schaltmagnet, in die Betriebsstellung (55a) beaufschlagt ist.