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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schubmaststapler mit einer Hydraulikeinrichtung für einen Mastschubzylinder.
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Schubmaststapler besitzen zum Verschieben der Last einen Lastschlitten, mit dem das Hubgerüst sowie eine eventuell aufgenommene Last bewegt werden. In der Regel ist während einer Lastschubbewegung möglich, den Schubmaststapler zu verfahren. Durch eine Beschleunigung bzw. Verzögerung des Schubmaststaplers greifen Trägheitskräfte an dem Mastschubzylinder an, die auch während einer Lastschubbewegung aufgenommen werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schubmaststapler bereitzustellen, der mit einfachen Mitteln sicherstellt, dass eine Lastschubbewegung auch während einer Beschleunigung oder Verzögerung des Schubmaststaplers zuverlässig erfolgen kann.
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Aus
DE 102 19 739 A1 ist ein Flurförderzeug mit einem Schubmast bekannt. Der Schubmast wird über einen hydraulischen Zylinder gestellt, der über eine hydraulische Pumpe mit einem hydraulischen Ventil angesteuert wird. Die Schubbewegung wird durch eine Bewegung des Hubgerüsts gesteuert.
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Aus
DE 10 2010 014 071 A1 ist eine hydraulische Anlage bekannt, die ein Proportionalventil aufweist, bei dem eine Ansteuerung abhängig von einer Schaltstellung einer Drosseleinrichtung in einer Zulaufseite des Ventils erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Schubmaststapler mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Schubmaststapler weist eine Hydraulikeinrichtung für einen Mastschubzylinder auf. Der Mastschubzylinder besitzt eine Zuleitung und eine Ableitung, über die der Zylinder mit beiden Zylinderkammern gestellt werden kann. Zu- und Ableitung sind wahlweise mit einem Pumpenaggregat und einem Tank über ein ansteuerbares Proportionalventil verbindbar. Das Proportionalventil ist für einen Volumenstrom aus dem Mastschubzylinder ansteuerbar, wobei das Proportionalventil ausgebildet ist, bei einem Volumenstrom, der kleiner als ein maximaler Volumenstrom ist, die zum Tank abfließende Leitung gegenüber der mit der Pumpe verbundenen Leitung zu drosseln. Der gedrosselte Volumenstrom zum Tank hin bewirkt, dass ein hydraulisches Verspannen des Mastschubzylinders erfolgt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn bei einem Schubvorgang beispielsweisezusätzliche Trägheitskräfte vom Schubmaststapler an dem Mastschubzylinder angreifen. Eine ungewollte oder unkontrollierte Bewegung des Mastschubzylinders wird durch das hydraulische Verspannen verhindert.
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Erfindungsgemäß ist eine Steuerung für das Proportionalventil vorgesehen, die einen Volumenstrom über das Proportionalventil auf einen Wert unterhalb des maximalen Volumenstroms drosselt, wenn an dem Fahrzeug Geschwindigkeits- oder Beschleunigungswerte oberhalb von vorbestimmten Maximalwerten vorliegen. Für den Fall, dass an dem Schubmaststapler Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerte vorliegen, die oberhalb von vorbestimmten Maximalwerten liegen, wird, sofern eine Mastschubbewegung, also ein Volumenstrom über das Proportionalventil erfolgt, das Proportionalventil soweit reduziert, dass die stromabwärts gerichtete Drosselung einsetzt. Auf diese Weise erfolgt ein Vorspannen des Mastschubzylinders vorsorglich, um eine unkontrollierte Bewegung durch mögliche Trägheitskräfte zu verhindern. Zugleich wird aber auch der Mastschub nicht vollständig beendet, sondern lediglich in seiner Geschwindigkeit reduziert. Grundsätzlich bewirkt zwar nur eine Beschleunigung Trägheitskräfte, jedoch ist stets zu erwarten, dass bei großen Geschwindigkeitswerten bald auch große Verzögerungswerte als negative Beschleunigungswerte auftreten werden. Diese können vorausschauend durch die Steuerung berücksichtigt werden, wenn diese auf einen Geschwindigkeitswert abstellt. Für den regulären Schubvorgang, ohne dass die Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte den oder die jeweiligen Maximalwerte überschritten haben, erfolgt keine den Mast bremsende Drosselung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Proportionalventil als ein 4-3-Wegeventil ausgebildet. Das 4-3-Wegeventil besitzt vier Anschlüsse für Zu- und Ableitung zu dem Mastschubzylinder und kennt drei Stellungen, in denen der Mastschubzylinder vor und zurück verfahren wird oder seine Position hält.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Sensor zur Erfassung der Verstellgeschwindigkeit des Mastschubzylinders vorgesehen, dessen erfasster Wert liegt an der Steuerung an. Der Bewegungssensor prüft, ob die Verstellgeschwindigkeit des Mastschubs durch Beschleunigungskräfte erhöht ist. In der Folge wird ein Regler angesteuert, der den Magnetstrom des Ventils reduziert und damit den Durchfluss drosselt. Zudem wird eine Drehzahl der Pumpe reduziert, wenn die Verstellgeschwindigkeit des Mastschubs oberhalb einer vorbestimmten Höchstgeschwindigkeit liegt.
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Zweckmäßigerweise ist ein Lastschlitten an dem Schubmaststapler vorgesehen, der über den Mastschubzylinder verstellbar ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Ansicht einen Schubmaststapler mit seinem Mastschubzylinder und seiner Hydraulikeinrichtung und
- 2 die erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung mit einer schematisch dargestellten Ansteuerung für das Proportionalventil.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht von der Seite einen Schubmaststapler 5, der über ein Hubgerüst 13 verfügt, das mit einem Lastschlitten 12 verbunden ist. Mit Hilfe eines schematisch dargestellten Mastschubzylinders 20 kann der Mastschlitten mit dem Hubgerüst verfahren werden. Ein solches Verfahren ist auch möglich, wenn eine Last 6 sich auf den Lastgabeln 14 befindet.
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Der Mastschubzylinder 20 besitzt zwei Zylinderkammern 7 und 8, die jeweils über eine Leitung A1, B1 mit Hydraulikfluid versorgt werden. Neben den hydraulischen Kräften an dem Mastschubzylinder 20 greifen zudem Trägheitskräfte 11 an dem Zylinder an. Die Trägheitskräfte 11 entstehen durch eine Beschleunigung der mit dem Mastschubzylinder verbundenen Masse. Der Begriff der Beschleunigung wird hierbei im physikalischen Sinne verstanden, also als eine Änderung der Geschwindigkeit, sei es in Form einer Vergrößerung oder einer Verkleinerung der Geschwindigkeit. Die die Trägheitskräfte hervorrufende Beschleunigung rührt aus der Bewegung des Schubmaststaplers 5. Bei der Betätigung des Mastschubzylinders 20 ist zudem zu berücksichtigen, dass bei der Schubbewegung auch vorbestimmte Geschwindigkeiten 9 nicht überschritten werden dürfen. Beispielsweise darf der Schubmast beim Anfahren seiner Endlagen nicht eine zu hohe Geschwindigkeit besitzen.
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Die Ansteuerung des Mastschubzylinders 20 erfolgt über das Proportionalventil 1. Das Proportionalventil 1 ist als ein 4-3-Wegeventil ausgebildet. In der dargestellten, nicht bestromten Position sind Zu- und Ableitung A1, B1 gesperrt und der Mastschubzylinder hält seine Position. In der Stellung des Proportionalventils 1, in der die Anschlüsse 2, 2a mit den Leitungen A1, B1 verbunden sind, wird die Zylinderkammer 8 mit dem Pumpenaggregat 15 verbunden und die Zylinderkammer 7 über die Leitung A1 in den Tank T abgeleitet. Hierdurch verkleinert sich das Volumen der Zylinderkammer 7 und das Volumen der Zylinderkammer 8 vergrößert sich, was zu einer entsprechenden Bewegung der Lastgabel 14 mit der Last 6 führt. Die Ansteuerung des Proportionalventils 1 erfolgt derart, dass der über den Anschluss 2 laufende Volumenstrom gedrosselt ist gegenüber dem Volumenstrom am Anschluss 2a. Die Drosselung bewirkt, dass, wenn Trägheitskräfte an dem Mastschubzylinder 20 angreifen, es nicht zu einer ungewollten Bewegung des Fahrzeugs kommt.
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Entsprechend verhält es sich bei der Betätigung des Proportionalventils 1 dahingehend, dass die Anschlüsse 3, 3a mit den Leitungen verbunden sind. In diesem Fall wird die Leitung B1 in den Tank T abgeleitet und die Leitung A1 zur Zylinderkammer 7 mit dem Pumpenaggregat 15 verbunden. Hierdurch erfolgt eine Verkleinerung der Zylinderkammer 8 und eine entsprechende Bewegung des Schubmastes.
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Eine Steuerung 4 gibt einen Magnetstrom 10 für das Proportionalventil 1 vor. Die Steuerung 4 besitzt eine abgespeicherte Volumenstromkennlinie, die das Proportionalventil 1 nur soweit öffnet, wie es für den aktuellen Volumenstrom notwendig ist. Das Proportionalventil 1 ist so ausgeführt, dass bei geringer Öffnung, also bei abnehmendem Strom 10 stromabwärts ein reduzierter Drosselquerschnitt 2 oder 3 entsteht, der im Fall einer Beschleunigung oder Verzögerung den benötigten Strömungswiderstand erzeugt. Über den Drosselquerschnitt 2 oder 3 werden die angreifenden Trägheitskräfte gedämpft, wodurch eine Beschleunigung an dem Hubgerüst abgebremst wird.
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Bei der Ansteuerung des Proportionalventils 1 über die Steuerung 4 mittels des Stroms 10 geht die Beschleunigung/Verzögerung des Schubmaststaplers 5 ein. Hierfür gibt es zwei Ansätze: In einem ersten Ansatz ist ein fahrzeugfester Beschleunigungssensor vorgesehen, der einen gemessenen Beschleunigungswert an die Steuerung 4 anlegt. Alternativ oder zusätzlich können auch die Steuersignale für die Erzeugung von Brems- und Antriebsmomenten, die eine Beschleunigung an dem Schubmaststapler auslösen, an der Steuerung 4 anliegen.
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Bei der in 2 dargestellten Steuerung 4` wird die Schubgeschwindigkeit an dem Mastschubzylinder erfasst. Ausgehend von der erfassten tatsächlichen Schubgeschwindigkeit wird der Magnetstrom 10 für das Proportionalventil 1 angesteuert, um eine gewünschte Geschwindigkeit des Mastschubzylinders zu erzielen.
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Bei einer Drosselung des Volumenstroms kann auch die Drehzahl des Pumpenaggregats 15 reduziert werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein Betriebsdruck erreicht wird, der das Druckbegrenzungsventil 16 auslöst.
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Ist die kritische Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs beendet und die Mastschubfunktion weiterhin aktiviert, wird die Schubfunktion für den normalen Betrieb freigegeben und das Proportionalventil 1 entsprechend der aktuellen Volumenstromanforderung geöffnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Proportionalventil
- 2
- Anschluss tankseitig
- 2a
- Anschluss pumpenseitig
- 3
- Anschluss tankseitig
- 3a
- Anschluss pumpenseitig
- 4
- Steuerung
- 4`
- Steuerung
- 5
- Schubmaststapler
- 6
- Last
- 7
- Zylinderkammer
- 8
- Zylinderkammer
- 9
- Geschwindigkeit
- 10
- Magnetstrom
- 11
- Beschleunigung
- 12
- Lastschlitten
- 13
- Hubgerüst
- 14
- Lastgabeln
- 15
- Pumpenaggregat
- 16
- Druckbegrenzungsventil
- 20
- Mastschubzylinder
