WO2014095240A1 - Hydraulische hubvorrichtung für ein batteriebetriebenes flurförderzeug - Google Patents

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WO2014095240A1
WO2014095240A1 PCT/EP2013/074592 EP2013074592W WO2014095240A1 WO 2014095240 A1 WO2014095240 A1 WO 2014095240A1 EP 2013074592 W EP2013074592 W EP 2013074592W WO 2014095240 A1 WO2014095240 A1 WO 2014095240A1
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hydraulic
valve
pressure
control unit
pressure medium
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PCT/EP2013/074592
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Inventor
Thomas Stolten
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Jungheinrich Aktiengesellschaft
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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

Definitions

  • Hydraulic lifting device for a battery-operated truck
  • the invention relates to a hydraulic lifting device for a battery-powered truck, with at least one lifting cylinder, a working in lifting operation as a pump, the lifting cylinder with pressure medium charging hydraulic unit, a motor in the lifting operation to drive the hydraulic unit working electric machine and a pressure in a line of the hydraulic cylinder detecting pressure sensor.
  • EP 1 557 257 B1 discloses a hydraulic lifting device for battery-operated industrial trucks.
  • a hydraulic pump is provided, which acts on the lifting cylinder in the lifting operation with pressure medium and is driven in the load lowering operation of the displaced from the lifting cylinder pressure medium.
  • a mechanically coupled to the hydraulic pump electric machine is driven in regenerative mode and controlled by a speed control device in response to the operation of a setpoint generator in their speed.
  • a lifting valve assembly in a lift cylinder leading to the lifting branch, a Senkzweig between the lifting cylinder and a connection between a check valve and an input of the hydraulic pump is known.
  • two operating states for energy production are possible, wherein in an operating state via the pump, the electric machine is driven as a generator and power is fed back into the battery of the truck.
  • the second operating state of the energy recovery provides that one or more auxiliary consumers are supplied with the pressure medium available from the load-lowering operation. Excess pressure then flows back into the tank unused.
  • mixed forms of these two operating states are possible.
  • a Pressure compensator provided, which is driven with the pressure at the secondary consumer to dissipate excess, not required pressure medium.
  • the hydraulic auxiliary function is provided via the motorized pump operation. Switching between the two operating modes takes place via a mechanically-proportional lowering valve, the output line of which is throttled or throttled back into the tank via a so-called lowering brake.
  • the invention has for its object to provide a hydraulic lifting device for a battery-powered truck, which has a simpler structure and in particular avoids the use of two pressure sensors for speed control of the electric machine.
  • the object is achieved by a hydraulic lifting device with the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments form the subject of the dependent claims.
  • the hydraulic lifting device is provided and intended for a battery-powered industrial truck.
  • the hydraulic lifting device has at least one lifting cylinder and a hydraulic unit, which operates in the lifting operation as a pump, the lifting cylinder charged with pressure medium.
  • an electric machine is provided, which operates in the lifting operation motor to drive the hydraulic unit as a pump.
  • a pressure sensor is provided which detects a pressure in a line of the lifting cylinder.
  • a control unit is provided and is set up such that, in response to the detected pressure value, it is possible to switch between a generator-controlled load-lowering operation and a valve-controlled load-lowering operation.
  • the electric machine In generator-controlled load-lowering operation, the electric machine is operated as a generator by the hydraulic unit driven by the hydraulic fluid flowing back.
  • the control unit controls the electric machine, for example via a speed control in order to achieve a predetermined volume flow.
  • valve-controlled load-lowering operation the backflowing pressure medium is led into a tank.
  • the control unit is designed for valve-controlled load-lowering operation and is set up to set the predetermined volume flow via an electric proportional valve.
  • no mechanically-proportional lowering valve In contrast to the known hydraulic lifting device according to DE 44 16 173 C2 no mechanically-proportional lowering valve, but an electro-proportional lowering valve is used.
  • the hydraulic unit with fully open lowering valve take over the load sink, which is ensured during regenerative use, even at load lowering speeds far below the maximum load lowering speed of the generator operation and recharging the battery.
  • a second pressure measurement or a differential pressure measurement for controlling the engine speed can be dispensed with.
  • the electro-proportional lowering valve unlike the mechanically-proportional lowering valve is a sufficient Information about its degree of opening, which allows control of the engine speed.
  • control unit switches in the valve-controlled load-lowering operation when the detected pressure is less than a predetermined limit pressure value.
  • the detected pressure value is recorded in a line of the lifting cylinder and is thereby an indicator of which load lowering pressure is available.
  • the predetermined limit pressure value is greater than or equal to a necessary minimum pressure which is required for a safe operation of a hydraulic auxiliary function even during the useful lowering.
  • a hydraulic auxiliary function is supplied by the hydraulic unit operated as a pump during the valve-controlled load-lowering operation.
  • valve-controlled load-lowering operation there is insufficient pressure for reliable operation of the auxiliary hydraulic function, so that the hydraulic unit is used to supply the auxiliary hydraulic function.
  • a hydraulic auxiliary function is supplied from the pressure medium flowing back to the hydraulic unit.
  • a hydraulic auxiliary function is supplied from the pressure medium flowing back to the hydraulic unit.
  • the control unit in the generator-controlled load-lowering operation throttled to the electric machine to build up sufficient for the hydraulic auxiliary function pressure of the pressure medium.
  • the electrically operated proportional valve is fully open, so that the throttling of the electric machine, for example via a speed control is sufficient to supply the hydraulic auxiliary function with the requested pressure.
  • the electrically actuated proportional valve on three position, wherein a first position for the lifting operation blocks a line for flowing back pressure medium and a second position connects the line for flowing back from the hydraulic cylinder pressure fluid to the tank and a third position, the lines for connecting the hydraulic fluid flowing back from the hydraulic cylinder with the hydraulic unit and a connecting line for one or more auxiliary hydraulic functions.
  • the third position of the electrically operated proportional valve is in the generator-controlled load-lowering operation, while the second position is present during the valve-controlled load-lowering operation.
  • the electrically actuated proportional valve is actuated by the control unit, with the hydraulic auxiliary function preferably being actuated as a secondary function valve via a further electrically actuated proportional valve in the valve-controlled load-lowering operation.
  • the secondary function valve is controlled via the control unit, depending on a predetermined valve characteristic and a corresponding throttling of the electric machine.
  • control unit has a fine control range and an operating range, wherein in the fine control range minimum amounts of pressure medium and in the operating range maximum amounts of pressure medium can be removed. All valve functions are executed via one or more predetermined ramp functions to provide a smooth start-up.
  • ramp functions allows a lowering operation carried out without jumps, in which no jumps in the lowering process are caused even by the connection of a hydraulic auxiliary function.
  • the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.
  • the sole figure shows the Nutzsenken for an electrically operated truck with an electrically operated proportional valve 11. In a load sinks the pressure medium from a lifting cylinder 7 via the lines 6, 9 and a safety valve 10 for an emergency stop on the electro-proportional lowering valve 11.
  • the pressure medium is then also on the lines 14 and 3 to the pump 1, from where it flows back into the tank 18.
  • the pump 1 is coupled to an electric machine 2, which is operated as a generator to feed a battery on the truck.
  • the control of the generator via a control unit 19, which performs a speed control of the regenerative electric machine 2 via a control line 34.
  • the control unit 19 further controls the electrically operated proportional valve 11 via the control line 33.
  • a measured in the line 6 pressure value at a pressure sensor 8 is applied via the control line 32 to the control unit 19.
  • a hydraulic auxiliary function such as the hydraulic cylinder 31
  • a sufficient load pressure in order to control the hydraulic cylinder 31 by a control of the electrically operated proportional valve 29 as a secondary function valve.
  • the proportional valve 11 is connected to the pressure compensator 21, which blocks a connection to the tank to supply the auxiliary function.
  • the benefit lowering over the valve position A of the electrically actuated proportional valve 11 takes place when the detected by the pressure sensor 8 Senkdruck is above a defined minimum pressure, which is necessary for the secure supply of secondary functions. This ensures that during the useful lowering, a further or several consumers for auxiliary functions can be supplied downstream from the load-lowering operation via the lines 6, 9, 14, 3 and via the power 35. If the auxiliary function of the hydraulic cylinder 31 is switched on during the regeneratively controlled useful lowering, the control unit 19 with a predetermined valve characteristic will act on the secondary function valve 29 with an increasing electric current. Proportional to the volumetric flow demand from the secondary function with the hydraulic cylinder 31, the reduction of the engine speed at the generator-operated electric machine 2 by the control unit 19. The control unit 19 controls both the secondary function valve 29 and the rotational speed of the electric machine 2 such that no jumps occur during lowering.
  • the control unit 19 carries out all the valve functions, that is, in particular those of the electrically controlled proportional valves 11 and 29, via ramp functions in which the control current is ramped up to its desired value.
  • the ramp functions are used to avoid speed jumps during the load lowering operation, when different operating conditions are driven by switching on and / or off auxiliary functions.
  • the electrically operated proportional valve 11 is fully opened in its position A for the sinking by the control unit 19 applies the maximum valve current (I max ) for complete opening of the valve area shortly after the start of the lowering operation and a possibly provided fine control range.
  • I max maximum valve current
  • An intended fine control range is traversed at the beginning of the lowering process, in which case the load lowering movement takes place completely by the control of the electrically actuated proportional valve 11. Only after completion of the fine control range, the proportional valve 11 is fully opened and the control of the load via the speed control of the electric machine. 2
  • a particular advantage of the invention is that the electrically operated proportional valve 11 has a negligibly small or no throttling effect in its position A in the fully open state. This is made possible by the characteristic of the valve from a certain opening stroke of the valve piston has a very large slope. The entire load is then lowered via the variable speed electric machine 2.
  • the position A is electrically controlled via a ramp function so that the line region 14 and 3 can fill up with fluid downstream and the uncontrolled sagging of the load is avoided.
  • the pump speed of the pump 1 is regulated by the control unit 19 to be less proportional to the volume flow requirement. If pressure has built up between the pump and the valve 11, the load is transferred to the pump by a further disproportionate opening of the valve and an increase in the pump speed to the level of the volumetric flow demand.
  • the proportional valve 11, position A is fully opened and a maximum valve current (I max ) is applied to the valve.

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Abstract

Hydraulische Hubvorrichtung für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit mindestens einem Hubzylinder [7], einem im Lasthebebetrieb als Pumpe arbeitenden, den Hubzylinder [7] mit Druckmittel beschickenden Hydraulikaggregat [1], einer im Lasthebebetrieb motorisch zum Antrieb des Hydraulikaggregats [1] arbeitenden elektrischen Maschine [2] und einem einen Druck in einer Leitung [6] des Hubzylinders erfassenden Drucksensor [8], wobei eine Steuereinheit [19] eingerichtet ist, die ansprechend auf einen erfassten Druckwert zwischen einem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb und einem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb umschaltet, wobei im generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb das Druckmittel über das Hydraulikaggregat [1] die elektrische Maschine [2] generatorisch antreibt und die Steuereinheit [19] die elektrische Maschine für einen vorgegebenen Volumenstrom ansteuert und im ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb das Druckmittel in einen Tank [18] geleitet wird und die Steuereinheit [19] zusätzlich eingerichtet ist, um über ein elektrisch betätigtes Proportionalventil [11] den vorgegebenen Ventilstrom einzustellen.

Description

Hydraulische Hub Vorrichtung für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug, mit mindestens einem Hubzylinder, einem im Lasthebebetrieb als Pumpen arbeitenden, den Hubzylinder mit Druckmittel beschickenden Hydraulikaggregat, einer im Lasthebebetrieb motorisch zum Antrieb des Hydraulikaggregats arbeitenden elektrischen Maschine und einem einen Druck in einer Leitung des Hydraulikzylinders erfassenden Drucksensor.
Aus EP 1 557 257 Bl ist eine hydraulische Hubeinrichtung für batteriebetriebene Flurförderzeuge bekannt geworden. Bei der bekannten hydraulischen Hubvorrichtung ist eine Hydraulikpumpe vorgesehen, die im Lasthebebetrieb den Hubzylinder mit Druckmittel beaufschlagt und im Lastsenkbetrieb von dem aus dem Hubzylinder verdrängten Druckmittel angetrieben wird. Ein mechanisch mit der Hydraulikpumpe gekuppelte elektrische Maschine wird im Lastsenkbetrieb generatorisch angetrieben und durch eine Drehzahlregeleinrichtung in Abhängigkeit von der Betätigung eines Sollwertgebers in ihrer Drehzahl geregelt. Ferner ist eine Hubventilanordnung in einem zum Hubzylinder führenden Hebezweig, einem Senkzweig zwischen dem Hubzylinder und einer Verbindung zwischen einem Rückschlagventil und einem Eingang der Hydraulikpumpe bekannt. Grundsätzlich sind zwei Betriebszustände für die Energiegewinnung möglich, wobei bei einem Betriebszustand über die Pumpe die elektrische Maschine als Generator angetrieben und Strom in die Batterie des Flurförderzeugs zurückgespeist wird. Der zweite Betriebszustand der Energierückgewinnung sieht vor, dass ein oder mehrere Nebenverbraucher mit dem aus dem Lastsenkbetrieb zur Verfügung stehenden Druckmittel gespeist werden. Überschüssiges Drucksmittel fließt dann ungenutzt in den Tank zurück. Grundsätzlich sind auch Mischformen dieser beiden Betriebzustände möglich. Bei der bekannten hydraulischen Hubvorrichtung ist eine Druckwaage vorgesehen, die mit dem Druck am Nebenverbraucher angesteuert wird, um überschüssiges, nicht benötigtes Druckmittel abzuleiten.
Aus DE 44 16 173 AI ist eine hydraulische Hubvorrichtung für batteriebetriebene Flurförderzeuge oder dergleichen bekannt geworden. Auch bei dieser hydraulischen Hubvorrichtung liegen zwei Betriebszustände für die Energierückgewinnung vor. Abhängig von einem in dem Senkzweig des hydraulischen Zylinders erfassten Druckwert wird entschieden, ob der Druck ohne Zuschaltung einer hydraulischen Nebenfunktion für den generatorischen Betrieb ausreicht. In diesem Fall erfolgt eine Drehzahlregelung des Generators, um eine Druckdifferenz der Drücke in der Senkleitung des Hubzylinders und in einer Zuleitung für die hydraulische Nebenfunktion konstant zu halten. Wird eine hydraulische Nebenfunktion während des Nutzsenkens zugeschaltet, wird anhand des erfassten Druckwerts in der Zuleitung der hydraulischen Nebenfunktion geprüft, ob der Druck zur Versorgung der Nebenfunktion ausreichend ist. Falls nicht, wird die hydraulische Nebenfunktion über den motorischen Pumpenbetrieb bereitgestellt. Das Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten erfolgt über ein mechanisch-proportionales Senkventil, dessen Ausgangsleitung über eine sogenannte Senkbremse gedrosselt oder ungedrosselt in dem Tank zurückgeleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hubeinrichtung für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug bereitzustellen, das einfacher aufgebaut ist und insbesondere die Verwendung von zwei Drucksensoren zur Drehzahlregelung der elektrischen Maschine vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine hydraulische Hubvorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche. Die hydraulische Hubvorrichtung ist vorgesehen und bestimmt für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug. Die hydraulische Hubvorrichtung weist mindestens einen Hubzylinder und ein Hydraulikaggregat auf, das im Lasthebebetrieb als Pumpe arbeitend, den Hubzylinder mit Druckmittel beschickt. Ferner ist eine elektrische Maschine vorgesehen, die im Lasthebebetrieb motorisch zum Antrieb des Hydraulikaggregats als Pumpe arbeitet. Ferner ist ein Drucksensor vorgesehen, der einen Druck in einer Leitung des Hubzylinders erfasst. Erfindungsgemäß ist eine Steuereinheit vorgesehen und derart eingerichtet, dass ansprechend auf den erfassten Druckwert zwischen einem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb und einem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb umgeschaltet werden kann. Im generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb wird die elektrische Maschine generatorisch durch das von dem zurückströmenden Hydraulikmittel angetriebene Hydraulikaggregat betrieben. Die Steuereinheit steuert die elektrische Maschine beispielsweise über eine Drehzahlregelung an, um einen vorgegebenen Volumenstrom zu erreichen. Im ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb wird das zurückströmende Druckmittel in einen Tank geleitet. Die Steuereinheit ist für den ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb ausgebildet und eingerichtet, um über ein elektrisches Proportionalventil den vorgegebenen Volumenstrom einzustellen. Im Gegensatz zu der bekannten hydraulischen Hubvorrichtung gemäß DE 44 16 173 C2 wird kein mechanisch-proportionales Senkventil, sondern ein elektro-proportionales Senkventil eingesetzt. So kann im generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb das Hydraulikaggregat bei vollständig geöffnetem Senkventil das Lastsenken übernehmen, wodurch beim generatorischen Nutzsenken auch bei Lastsenkgeschwindigkeiten weit unterhalb der maximalen Lastsenkgeschwindigkeit der generatorische Betrieb und das Wiederaufladen der Batterie sichergestellt ist. Hinzu kommt, dass durch die Verwendung des elektro-proportionalen Senkventils auf eine zweite Druckmessung bzw. eine Differenzdruckmessung zur Steuerung der Motordrehzahl verzichtet werden kann. Bei dem elektro-proportionalen Senkventil liegt anders als bei dem mechanisch-proportionalen Senkventil eine ausreichende Information über dessen Öffnungsgrad vor, die eine Steuerung der Motordrehzahl erlaubt.
In einer bevorzugten Weiterbildung schaltet die Steuereinheit in dem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb, wenn der erfasste Druck kleiner als ein vorbestimmter Grenzdruckwert ist. Der erfasste Druckwert wird in einer Leitung des Hubzylinders erfasst und ist dabei ein Indikator dafür, welcher Lastsenkdruck zur Verfügung steht. Der vorbestimmte Grenzdruckwert ist größer als oder gleich einem notwendigen Mindestdruck, der für eine sichere Betätigung einer hydraulischen Nebenfunktion auch während des Nutzsenkens erforderlich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird während des ventilgesteuerten Lastsenkbetriebs eine hydraulische Nebenfunktion durch das als Pumpe betriebene Hydraulikaggregat versorgt. Im ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb liegt kein ausreichender Druck für einen zuverlässigen Betrieb der hydraulischen Nebenfunktion vor, so dass das Hydraulikaggregat zur Versorgung der hydraulischen Nebenfunktion eingesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird während des generatorisch gesteuerten Lastsenkbetriebs eine hydraulische Nebenfunktion aus dem zum Hydraulikaggregat zurückfließenden Druckmittel versorgt. Hierzu steuert bevorzugt die Steuereinheit bei dem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb die elektrische Maschine gedrosselt an, um einen für die hydraulische Nebenfunktion ausreichenden Druck des Druckmittels aufzubauen. Zur Steuerung der elektrischen Maschine ist hierbei kein zweiter Drucksensor erforderlich, sondern das elektrisch betätigte Proportionalventil ist vollständig geöffnet, so dass die Drosselung der elektrischen Maschine, beispielsweise über eine Drehzahlregelung ausreicht, um die hydraulische Nebenfunktion mit dem angeforderten Druck zu versorgen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das elektrisch betätigte Proportionalventil drei Stellung auf, wobei eine erste Stellung für den Lasthebebetrieb eine Leitung für zurückfließendes Druckmittel sperrt und eine zweite Stellung die Leitung für aus dem Hydraulikzylinder zurückfließendes Druckmittel mit dem Tank verbindet und eine dritte Stellung, die Leitungen für das von dem Hydraulikzylinder zurückfließende Druckmittel mit dem Hydraulikaggregat und einer Anschlussleitung für einen oder mehrere hydraulische Nebenfunktionen verbindet. Die dritte Stellung des elektrisch betätigten Proportionalventils liegt bei dem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb vor, während die zweite Stellung während des ventilgesteuerten Lastsenkbetriebs vorliegt.
Zweckmäßigerweise wird das elektrisch betätigte Proportionalventil von der Steuereinheit angesteuert, wobei bevorzugt bei dem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb die hydraulische Nebenfunktion über ein weiteres elektrisch betätigtes Proportionalventil als Nebenfunktionsventil angesteuert wird. Das Nebenfunktionsventil wird über die Steuereinheit, abhängig von einer vorbestimmten Ventilkennlinie und einer entsprechenden Drosselung der elektrischen Maschine angesteuert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die Steuereinheit einen Feinsteuerbereich und einen Betriebsbereich, wobei in dem Feinsteuerbereich minimale Mengen an Druckmittel und in dem Betriebsbereich maximale Mengen an Druckmittel abgefördert werden können. Alle Ventilfunktionen werden, um ein sanftes Anlaufen zu gewähren, über eine oder mehrere vorbestimmte Rampenfunktionen ausgeführt wird. Die Verwendung von Rampenfunktionen erlaubt, einen frei von Sprüngen durchgeführten Senkbetrieb, bei dem auch durch das Zuschalten einer hydraulischen Nebenfunktion keine Sprünge in dem Senkvorgang verursacht werden. Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Nutzsenken für ein elektrisch betriebenes Flurförderzeug mit einem elektrisch betätigten Proportionalventil 11. Bei einem Lastsenken liegt das Druckmittel aus einem Hubzylinder 7 über die Leitungen 6, 9 und einem Sicherheitsventil 10 für einen Notstopp an dem elektro-proportionalen Senkventil 11 an. In der Stellung A des elektrisch betätigten Proportionalventils 11 liegt das Druckmittel dann ferner über die Leitungen 14 und 3 an der Pumpe 1 an, von wo aus es in den Tank 18 zurückströmt. Die Pumpe 1 ist mit einer elektrischen Maschine 2 gekuppelt, die generatorisch betrieben wird, um eine Batterie an dem Flurförderzeug zu speisen. Die Steuerung des Generators erfolgt über eine Steuereinheit 19, die über eine Steuerleitung 34 eine Drehzahlsteuerung der generatorisch arbeitenden elektrischen Maschine 2 vornimmt. Die Steuereinheit 19 steuert ferner das elektrisch betätigte Proportionalventil 11 über die Steuerleitung 33 an. Ein in der Leitung 6 gemessener Druckwert bei einem Drucksensor 8 liegt über die Steuerleitung 32 an der Steuereinheit 19 an. Während des Nutzsenkens über die Ventilstellung A liegt an der Leitung 35 zur Versorgung einer hydraulischen Nebenfunktion, wie beispielsweise den Hydraulikzylinder 31, ein ausreichender Lastdruck vor, um den Hydraulikzylinder 31 durch eine Ansteuerung des elektrisch betätigten Proportionalventils 29 als Nebenfunktionsventil anzusteuern. Über die Meldeleitung 12 ist das Proportional ventil 11 mit der Druckwaage 21 verbunden, die zur Versorgung des Nebenfunktion eine Verbindung zum Tank sperrt.
Das Nutzsenken über die Ventilstellung A des elektrisch betätigten Proportionalventils 11 erfolgt, wenn der von dem Drucksensor 8 erfasste Senkdruck oberhalb eines definierten Mindestdrucks liegt, der für die sichere Versorgung der Nebenfunktionen notwendig ist. Damit ist gewährleistet, dass während des Nutzsenkens ein weiterer oder mehrere Verbraucher für Nebenfunktionen aus dem Lastsenkbetrieb stromabwärts über die Leitungen 6, 9, 14, 3 und über die Leistung 35 versorgt werden können. Wird während des generatorisch gesteuerten Nutzsenkens die Nebenfunktion des Hydraulikzylinders 31 zugeschaltet, so wird die Steuereinheit 19 mit einer vorbestimmten Ventilkennlinie das Nebenfunktionsventil 29 mit einem ansteigenden elektrischen Strom beaufschlagen. Proportional zu der Volumenstromanforderung aus der Nebenfunktion mit dem Hydraulikzylinder 31 erfolgt die Reduzierung der Motordrehzahl an der generatorisch betriebene elektrischen Maschine 2 durch die Steuereinheit 19. Die Steuereinheit 19 steuert sowohl das Nebenfunktionsventil 29 als auch die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 derart an, dass keine Sprünge beim Senkbetrieb auftreten.
Die Steuereinheit 19 führt alle Ventilfunktionen, also insbesondere die der elektrisch gesteuerten Proportionalventile 11 und 29 über Rampenfunktionen aus, bei denen der Steuerstrom rampfenförmig bis zu seinem Sollwert erhöht wird. Die Rampenfunktionen dienen der Vermeidung von Geschwindigkeitssprüngen während des Lastsenkbetriebs, wenn unterschiedliche Betrieb szustände durch Zu- und/oder Abschalten von Nebenfunktionen gefahren werden.
Das elektrisch betätigte Proportionalventil 11 ist in seiner Stellung A für das Nutzsenken vollständig geöffnet, indem kurz nach Beginn des Senkvorgangs und einem eventuell vorgesehenen Feinsteuerbereich die Steuereinheit 19 den maximalen Ventilstrom (Imax) zur vollständigen Öffnung des Ventilbereichs anlegt. Ein vorgesehener Feinsteuerbereich wird zu Beginn des Senkvorganges durchfahren, wobei hier die Lastsenkbewegung vollständig durch die Steuerung des elektrisch betätigten Proportionalventils 11 erfolgt. Erst nach Beendigung des Feinsteuerbereichs wird das Proportionalventil 11 vollständig geöffnet und die Steuerung der Last erfolgt über die Drehzahlsteuerung der elektrischen Maschine 2. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das elektrisch betätigte Proportionalventil 11 in seiner Stellung A im vollkommen geöffneten Zustand einen vernachlässigbar kleine oder gar keine drosselnde Wirkung besitzt. Dies wird ermöglicht, indem die Kennlinie des Ventils ab einem bestimmten Öffnungsweg des Ventilkolbens eine sehr große Steigung besitzt. Die gesamte Last wird dann über die drehzahlgeregelte elektrische Maschine 2 gesenkt.
Ist der erforderliche Mindestdruck, der zur Versorgung der Nebenfunktion erforderlich ist, nicht erreicht, erfolgt kein generatorisch gesteuerter Lastsenkbetrieb, sondern es erfolgt ein ventilgesteuerter Lastsenkbetrieb. In diesem Fall wird über das elektrisch betätigte Proportionalventil 11 in seiner Stellung C und einem Zwei- Wege-Stromregler 13 das zurückströmende Fluid über die Leitung 15 direkt in den Tank 18 geführt. Bei dem ventilgesteuerten Nutzsenken wird der Kennlinienverlauf des elektrisch betätigten Proportionalventils 11 in seiner Stellung C genutzt. Die Kennlinie wird hierbei mit einem mittleren Kennlinienbereich gefahren, wobei der Kennlinienverlauf flach ist und eine Senkcharakteristik, die üblicherweise bei proportionalen Senkventilen vorgesehen ist, besitzt. Der von der Steuereinheit 19 angelegte Steuerstrom ist dabei kleiner als der maximale Ansteuerstrom.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Hebebetrieb des Hydraulikzylinders 7 über die Pumpe 1, die Leitung 3, das Zwei-Wege- Ventil 4, das Rückschlagventil 5 und die Leitung 6 erfolgt. In der zu der Nebenfunktion führenden Leitung 35 ist zudem eine Umlauf druckwaage 21 vorgesehen, an der die Lastmeldeleitungen 24 und 28 anliegen. Über das Wechselventil 22 wird je nach Betätigung entweder die Meldeleitung 20 beim Hebebetrieb oder die Meldeleitung 12 beim generatorisch gesteuerten Nutzsenken (Ventilstellung A des Proportional ventils 11) mit der Umlaufdruckwaage 21 verbunden, die nicht benötigtes Druckmittel der Nebenfunktion über die Leitung 16 sowie den Filter 17 in den Tank 18 zurückleitet. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das elektrisch betätigte Proportionalventil 11 im Nutzsenkbetrieb den beginnenden Senkvorgang einleitet. Hierzu wird beim Senkvorgang die Stellung A über eine Rampenfunktion elektrisch so angesteuert, dass sich der Leitungsbereich 14 und 3 stromabwärts mit Fluid füllen kann und das unkontrollierte Absacken der Last vermieden wird. Dazu wird im ersten Teil des Senkvorgangs, dem sogenannten Feinsteuerbereich, die Pumpendrehzahl der Pumpe 1 von der Steuereinheit 19 unterproportional zu der Volumenstromanforderung geregelt. Hat sich zwischen der Pumpe und dem Ventil 11 Druck aufgebaut, wird durch ein weiteres überproportionales Öffnen des Ventils und eine Steigerung der Pumpendrehzahl auf das Niveau der Volumenstromanforderung die Lastübernahme auf die Pumpe vollzogen. Ist die vollständige Lastübernahme durch die Pumpe erfolgt, wird das Proportionalventil 11, Stellung A vollständig geöffnet und es liegt ein maximaler Ventilstrom (Imax) an dem Ventil an. Würde ein Schaltventil, wie beispielsweise im Stand der Technik, anstatt des elektrisch betätigten Proportionalventils eingesetzt, würde die Last bei jedem Senkvorgang zu Beginn durchsacken, weil der Leitungsbereich 14 und 3 stromabwärts einen deutlich geringeren Leitungsdruck aufweisen, als der Bereich der Leitungen 6 und 9 vor dem Ventil 11. Es würde ein unkontrollierter Druckausgleich zwischen dem Leitungsbereich 6 und 9 einerseits und dem Leitungsbereich 14 und 3 andererseits stattfinden.
Ist kein Nutzsenkbetrieb möglich, weil der von dem Drucksensor 8 an die Steuereinheit 19 gemeldete Lastdruck zu gering ist, wird über das Ventil 11 in Stellung C der Lastsenkvorgang über die Leitung 15 eingeleitet. Die Volumenstromreglung erfolgt über einen Zwei- Wege- Volumenstromregler 13. In diesem Fall wird das Senkventil gegenüber dem Nutz senkbetrieb nicht vollständig geöffnet und der Ventilstrom ist in diesem Fall weniger als der maximal mögliche Strom. Die Versorgung der Nebenfunktion während dieses Senkvorganges erfolgt über das Hydraulikaggregat. Bezugszeichenliste
Pumpe
elektrische Maschine / Generator
Leitung
Zwei-Wege- Ventil
Rückschlagsventil
Leitung
Hubzylinder
Drucksensor
Leitung
Notstopp-Sicherheitsventil
elektrisch betätigtes Proportionalventil
Meldeleitung
Zwei- Wege-Stromregler
Leitung
Leitung
Filter
Tank
Steuereinheit
Meldeleitung
Umlauf dmckwaage
Wechselventil
Lastmeldeleitung
Lastmeldeleitung
elektrisch betätigtes Proportional ventil (Nebenfunktionsventil) Hydraulikzylinder (Nebenfunktion)
Steuerleitung
Steuerleitung
Steuerleitung
Leitung für Nebenfunktion

Claims

Ansprüche
1. Hydraulische Hubvorrichtung für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit mindestens einem Hubzylinder (7), einem im Lasthebebetrieb als Pumpe arbeitenden, den Hubzylinder (7) mit Druckmittel beschickenden Hydraulikaggregat (1), einer im Lasthebebetrieb motorisch zum Antrieb des Hydraulikaggregats (1) arbeitenden elektrischen Maschine (2) und einem einen Druck in einer Leitung (6) des Hubzylinders (7) erfassenden Drucksensor (8), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (19) eingerichtet ist, die ansprechend auf einen erfassten Druckwert (32) zwischen einem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb und einem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb umschaltet, wobei im generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb das Druckmittel über das Hydraulikaggregat die elektrische Maschine (2) generatorisch antreibt und die Steuereinheit die elektrische Maschine (2) für einen vorgegebenen Volumenstrom ansteuert und im ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb das Druckmittel in einen Tank geleitet wird und die Steuereinheit (14) zusätzlich eingerichtet ist, um über ein elektrisch betätigtes Proportionalventil (11) den vorgegebenen Ventilstrom einzustellen.
2. Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in dem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb schaltet, wenn der erfassten Druck kleiner als ein vorbestimmter Grenzdruckwert ist.
3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des ventilgesteuerten Lastsenkbetriebs eine hydraulische Nebenfunktion durch das als Pumpe betriebene Hydraulikaggregat versorgt wird.
4. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des generatorisch gesteuerten Lastsenkbetriebes eine hydraulische Nebenfunktion aus dem zum Hydraulikaggregat zurückfließenden Druckmittel versorgt wird.
5. Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei dem generatorisch gesteuerten Lastsenkbetrieb die elektrische Maschine gedrosselt ansteuert, um einen für die hydraulische Nebenfunktion ausreichenden Druck des Druckmittels aufzubauen.
6. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigte Proportionalventil (11) drei Stellungen (A, B, C) aufweist, wobei eine erste Stellung (B) für den Lasthebebetrieb die Leitung für ein zurückfließendes Druckmittel sperrt und eine zweite Stellung (C) die Leitung für von dem Hydraulikzylinder (7) zurückfließendes Druckmittel mit dem Tank (18) verbindet und eine dritte Stellung (A) die Leitung für von dem Hydraulikzylinder (7) zurückfließendes Druckmittel mit dem Hydraulikaggregat (1) und einer Anschlussleitung (35) für eine oder mehrere hydraulische Nebenfunktionen verbindet.
7. Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Stellung (A) die Leitung für von dem Hydraulikzylinder (7) zurückfließendes Druckmittel über eine Meldeleitung (12) an einer Umlaufdruckwaage (21) anliegt, die eine Verblendung der Anschlussleitung (35) mit einem Tank (18) sperrt.
8. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigte Proportional ventil von der Steuereinheit (19) angesteuert wird.
9. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ventilgesteuerten Lastsenkbetrieb die hydraulische Nebenfunktion über ein weiteres elektrisch betätigtes Proportionalventil (29) als Nebenfunktionsventil angesteuert wird, wobei das Nebenfunktions ventil (29) von der Steuereinheit (19) entsprechend einer vorbestimmten Ventilkennlinie und der Drosselung der elektrischen Maschine (2) angesteuert wird.
10. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) einen Feinsteuerbereich und einen Betriebsbereich bereitstellt, wobei in dem Feinsteuerbereich minimale Mengen und in dem Betriebsbereich maximale Mengen an Druckmittel gesteuert werden können.
11. Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ventilfunktionen über eine oder mehrere vorbestimmte Rampenfunktionen ausgeführt werden.
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