DE2745937C2

DE2745937C2 - Hydraulikkreis insbesondere für einen Gabelstapler

Info

Publication number: DE2745937C2
Application number: DE2745937A
Authority: DE
Inventors: John Edwin Painesville Ohio Wible
Original assignee: Caterpillar Industrial Inc Mentor Ohio; Caterpillar Industrial Inc
Current assignee: Caterpillar Industrial Inc
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1986-11-06
Also published as: GB1531125A; FR2375472A1; US4070857A; FR2375472B1; CA1044568A; DE2745937A1

Description

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stellen, and zwar unabhängig von den Änderungen des der durch Zurneßöffnung 48 gelieferten Strömung und

Strömungsmitteldrucks in Leitung 14, die als ein Einlaß der durch Meßdrossel 34 gelieferten Steuerströmung.

zur Meßdrossel 34 dient Die Meßdrossel 34 ist derart Da die durch Leitung 44 zur Lenkeinheit 19 fließende

aufgebaut, daß sie gestattet, daß eine eingestellte mini- Strömungsmittelmenge durch die Größe der Drossel 48

male Strömungsmittelflußgröße, d. h. ein Steuerfluß an 5 gesteuert wird, können unterschiedliche Strömungsra-

die Lenkeinheit geliefert wird. Jegliche Oberschußströ- ten durch Veränderung dieser Drossel eingestellt wer-

mung von der Pumpe 10 kann durch die Ventileinrich- den. Infolgedessen kann die Größe als eine Funktion der

tung 30 zum sekundären Arbeitskreis 23 gelangen. Dies Anforderungen eines gegebenen primären Arbeitskrei-

würde beispielsweise dann auftreten, wenn durch die ses 19 eingestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß

Lenkeinheit keine Strömungsmittelanforderung vor- 10 das Foigeventil 32 dann betätigt wird, wenn der Druck

liegt aber vom sekundären Arbeitskreis Strömungsmit- in der Pilotsteuerleitung 46 ausreicht, um der Federvor-

telflüß benötigt wird. spannung der Vorspannmittel 50 entgegenzuwirken.

Die Ventileinrichtung 30 weist Federvorspannmittel Kein Strömungsmittelfluß wird über Ventil 32 solange

36 sowie Pilotsteuerpfade 38 und 40 auf, um dem Ventil ermöglicht bis dies geschieht Die Vorspannmittel 50

30 zu ermöglichen, automatisch auf ein Druckdifferenti- 15 sind betriebsmäßig am Ventil 32 durch dem Fachmann

al zwischen dem Strömungsmitteldruck im primären bekannte Mittel befestigt

Arbeitskreis 19 und dem Strömungsmitteldruck des Ein Druckbegrenzungsventil 52. ist vorgesehen, um Strömungsmittelflusses von der Pumpe 10 anzuspre- sicherzustellen, daß ein Maximaldruck in Leitung 44 chen, wie er in Leitung 14 abgefühlt wird. Wie man sieht nicht überschritten wird. Die Druckabfühlung wird mitspannt die Feder 36 das Ventil 30 vor, um zu gestatten, 20 tels eines Pilotsteuerpfades 54 und %;itgegengesetzt vordaß der Strömungsmittelflsiß zuerst durch Meßdrosse! gespannter Federvcrspannrnitte! 55 vorgenommen. Ins 34 geleitet wird. Nur wenn eine Strömung größer als Betrieb öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 52 nur diese vorhanden ist, werden die obenerwähnten Pilot- dann, wenn der Druck in Leitung 44 eine gewisse Maxisteuerungen 38, 40 einen Differenzdruck abfühlen und malgröße, beispielsweise 70 Bar, erreicht, so daß der das öffnen des Ventils 30 hervorrufen und dadurch virird 25 Druck ausreicht um dem Effekt der Vorspannmittel 56 gestattet daß diese Oberschußströmung mit dem se- entgegenzuwirken. Wenn das Ventil 52 betätigt ist so ikundären Arbeitskreis 23 gekuppelt wird. Die über- wird der erzeugte Ausgangsströmungsmittelfluß über schüssige Strömung wird mit dem Arbeitskreis 23 über Leitung 58 zurück zum Tank 12 geleitet
eine Ausgangsleitung 42 gekuppelt Die dem primären Um die wirkungsvollste Ausnutzung des Strömungs-Arbeitskreis 19 gelieferte Steuerströmung durch Meß- 30 mittelflusses von der Pumpe 10 durch die primären und drossel 34 wird durch eine primäre Arbeitskreisleitung sekundären Arbeitskreise 19 und 23 zu gestatten, ist in 44 mit dem Lenksteuerventil 20 gekuppelt Dieses Ventil beiden Kreisen eine Rückkopplung vorgesehen, um den 20 ist ein in Mittelstellung offenes Ventil, so daß dann, Strömungsmittelfluß entsprechend der abgefühlten Anwenn keine Lenkung erforderlich ist, der dorthin gelie- förderung zu verändern. Das bevorzugte Atisführungsferte Steuerfluß zurück zum Tank 12 abfließen kann. 35 beispiel der Erfindung besteht darin, die Pumpe 10 der-Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das VoIu- art zu betreiben, daß ein Ausgangsströmungsmittelfluß men des Steuerflusses auf 21 pro Minute eingestellt mit einer Größe ausreichend nur zur Erzeugung des

Wenn das Lenksteuerventil 20 betätigt wird, so wird Steuerflusses durch Meßdrossei 34 erzeugt wird, wenn

der Fluß von Leitung 44 zum Tank über dieses Ventil keine Anforderung, weder vom Kreis 19 noch vom

abgetrennt Da der Steuerfluß an Leitung 44 über Meß- 40 Kreis 23, abgefühlt wird. Es sind erfindungsgemäß fer-

drossel 34 unabhängig vom Ausmaß des Druckaufbaus ncr Mittel vorgesehen, um die Ausgangsströmung der

in dieser Leitung geliefert wird, besteht das Ergebnis Pumpe 10 dann zu verstärken, wenn ein Lenkbedarf

darin, daß der Druck in Leitung 44 ansteigt wenn Wi- abgefühlt wird, d. h. dann, wenn, wie oben beschrieben,

derstand gegenüber der Bewegung des Lenkzylinders der erhöhte Druck in Leitung 44 das Folgeventil· 32

22 gefühlt wird. Somit besteht die Funktion des Steuer- 45 aktiviert. Diese Mittel zur Erzeugung einer Verstärkung

Flusses über Meßdrossel 34 darin, Mittel vorzusehen, um des Ausgangsflusses der Pumpe 10 können ein elektri-

die Lieferung eines erhöhten Strömungsmittelflusse,'; an sches Signal (erstes Signal) umfassen, welches zur glei-

die Lenkeinheit 19 dann zu gestatten, wenn eine Len- chen Zeit erzeugt wird, wo das Folgeventil 32 betätigt

Ikungsanforderung angezeigt wird. Das heißt, die Meß- wird. Dieses Signal ist mit dar Pumpenmotoreinheit 18

drossel 34 und die hindurchgehende Strömung erzeugen 50 gekoppelt um betriebsmäßig die Pumpenmotordreh-

einen Steuerfluß, der die Betätigung eines Lenkverstär- zahl und dadurch die Stömungsmittelausgangsgrnße

kerflusses ermöglicht Infolgedessen wird die Notwen- der Pumpe 10 zu erhöhen. Es sei bemerkt daß diese

digkeit für diesen Lenkverstärkungsfluß durch den Fur ^!aion auch hydraulisch ausgeführt werden kann, und

IDruckaufbau in Leitung 44, hervorgerufen durch den zwar unter Verwendung einer Strömungsmittelrück-

Steuerfluß von Meßdrossel 34, abgefühlt Wenn dieser 55 kopplung von Lehung 44 oder Ventil 32 tsh einer eine

Druck einen voreingestellten Steuer- oder Kontroll- veränderbare Verdrängung aufweisenden Pumpe ais

druckpegel, beispielsweise 14 Bar erreicht oder über- der Pumpe 10.

steigt so bewirkt er die Betätigung de.« Folgeventils 32 Es kann eine Vielzahl möglicher elektrischer Mittel über Pilotsteuerpfad 46. Wenn das Folgeventil 32 betä- verwendet werden, um eine erhöhte Strömungsmitteltigt ist, so erzeugt es den erwünschten erhöhten Strö- 60 flußanforderung anzuzeigen, Speziell kann ein Schalter mungsmittelfluß zur Lenkeinheit 19. Die Größe des ma- 60 betriebsmäßig am Folgeventil 32 befestigt sein, und ximalen vom Folgeventil 32 verfügbaren Strömungsmit- zwar benachbart zum Federende dieses Ventils derari, telflusses wird durch zweite druckkompensierte Strö- daß dann, wenn das Ventil 32 infolge des festgestellten mungssteuerzumeßöffnungsmittel (Drossel) 48 gesteu- erhöhten Strömupgsmitteldrucks in Leitung 44 der crt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser ma- 65 Schalter 60 sich schließt. Dieses Schließen des Schalters ximale Strömungsmittelfluß auf 8 1 pro Minute be- 60 erzeugt ein elektrisches Signal in bekannter Weise grenzt Somit ist der gesamte für die Lenkeinheit 19 und wird über einen Leiter 62 an die Pumpenmotorverfügbare Strömungsmittelfluß die Gesamtsumme aus drehzahlsteuerung 18 aneekoDDelt. Ein ähnliches Fr-

gebnis könnte man auch dadurch erhalten, daß man einen elektrischen Druckschalter verwendet, der betriebsmäßig mit der Leitung 44 gekuppelt ist, und zwar zur gesonderten Feststellung des erhöhten Drucks' in dieser Leitung auf diese Weise.

Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads des erfindungsgemäßen hydraulischen Prioritätskreises sind auch sekundäre Rückkopplungsmittel vorgesehen. Diese Rückkopplungsmittel steuern die Größe des durch die Pumpe 10 erzeugten Ausgangsström ungsmittelflusses als eine Funktion der geänderten Anforderung des sekundären Arbeitssystems 23. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der sekundäre Arbeitskreis 23 zwei Funktionen, und zwar die Kipp- und Anhebefunktionen für einen Gabelstapler, gesteuert durch das Werkzeug-Steuerventil 24. Wenn entweder eine Kipp- oder eine Anhebefunktion gewünscht wird, so wird durch den Fahrer ein entsprechender Kippsteuerarm 70 oder Anhebsteuerarm 72 betätigt Diese Betätigung veranlaßt die Ventilmittel 24, den Strömungsmittelfluß mit dem entsprechenden Zylinder 26 oder 28 in üblicher Weise zu verbinden oder zu kuppeln.

Die Ventilmittel 24 weisen ferner entsprechende Potentiometer auf, und zwar einschließlich eines Kipparmpositionspotentiometers 74 und eines Hebearmposi- 2s tionspotentiometers 76. Die Potentiometer 74, 76 sind betriebsmäßig mit ihren entsprechenden Steuerarmen 70, 72 verbunden. Es sei bemerkt, daß anstelle des Potentiometers Schalter verwendet werden können, wenn veränderbare Rückkopplungspegel nicht erforderlich sind. Wenn somit ein gegebener Steuerarm 70, 72 betriebsmäßig positioniert wird, um die Betätigung seines entsprechenden Zylinders 26,28 zu steuern, so wird das an dem gegebenen Steuerarm 70, 72 befestigte Potentiometer veranlaßt, einen geänderten Widerstand anzu- zeigen. Dieser geänderte Widerstand wird mit der Pumpenniöiufdfehzähistcucrung IS mitteis eines elektrischen Signals (weiteres Signal) gekoppelt, welches daraus in üblicher Weise hergestellt wird, beispielsweise dadurch, daß man die eine Seite des Potentiometers mit einer Spannungsquelle verbindet, während die andere Sehe mit dem Pumpenmotor 18 über einen Leiter 78 in Verbindung steht Die Größe dieses Signals wäre daher proportional zu einer gegebenen Widerstandseinstellung des Potentiometers 74 bzw. 76. Es sei bemerkt daß die Ausgänge der beiden Potentiometer 74 und 76 miteinander verbunden werden können, so daß das von der Pumpenmotoreinheit 18 empfangene resultierende C; gnal die Gesamtsumme der Strömungsmittelanforderung von sowohl dem Kipp- als auch dem Hub-Hydrau- likkreis anzeigen würde.

Somit wird neben den Anforderungen des primären Arbeitssystems 19 nur die Strömungsmittelmenge von der Pumpe 10 abgegeben, die im sekundären Arbeitskreis 23 erforderlich ist Die Strömungsmittelanforde- rung wird angezeigt durch das Ausmaß der Betätigung von entweder dem Kippsteuerarm 70 oder dem Hubsteuerarm 72 oder von beiden Armen, wodurch ein Signal erzeugt wird, welches über Leiter 78 zum Motor 18 rückgekoppelt wird. Dieses Signal erhöht oder erniedrigt die Drehzahl des Pumpenmotors 18 und infolgedessen steigt der Ausgangsströmungsmittelfluß von der Pumpe 10 an oder nimmt ab, um dieser geänderten Strömungsmittelflußanforderung zu genügen.

Zusammenfassend gestattet aiso die erfindungsgemäße Vorrichtung die Lieferung eines Minimums an Strömungsmittelfluß von der Pumpe 10 dann, wenn weder der primäre Arbeitskreis 19 noch der sekundäre Arbeitskreis 23 betätigt ist. Zweitens sind für den Fall, daß der eine oder andere dieser Kreise einen erhöhten Strömungsmktelfluß von der Pumpe 10 anfordert, Rückkopplungsmittel vorgesehen, und zwar einschließlich des auf Druck ansprechenden Schalters 60 und der Potentiometer 74, 76. Diese Mittel zeigen dem Pumpenmotor 18 an, daß eine erhöhte Pumpenströmungsausgangsgröße erforderlich ist. Wenn schließlich die beiden Kreise 19 und 23 einen Strömungsmittelfluß erfordern, so gestatten die Ventilmittel 16, daß die Anforderungspriorität dem primären Arbeitskreis 19 erteilt wird, und zwar über Prioritätssteuerventil 30 derart, daß die Strömungsanforderungen dieses Arbeitskreises 19 erfüllt werden, bevor irgendein überschüssiger Strömungsmittelfluß mittels der Leitung 42 mit dem sekundären Arbeitskreis 23 gekuppelt wird. Die Ventilmittel 16 weisen ferner erfindungsgemäß ein Folgeventil 32 auf, um die Verbindung der erhöhten Anforderungsströmung mit dem primären Arbeitskreis zu gestatten, und zwar mit einer vorbestimmten einstellbaren Strömungsrate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Hydraulikkreise dieser Art stellen bei Gabelstaplern Patentansprüche: sicher, daß kontinuierlich ein zur Lenkung ausreichen der Strömungsmittelfluß vorgesehen wird. Speziell aus

1. Hydraulikkreis, insbesondere für einen Gabel- der DE-OS 15 50 625 ist es bereits insbesondere für stapler mit einem primären Arbeitskreis (19), 5 Kraftfahrzeuge bekannt, einen Hydraulikkreis im wewelcher einen über ein Wegeventil (20) betätigbaren sentlichen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des AnVerbraucher, insbesondere eine Lenkeinrichtung spruchs 1 vorzusehen. Ein selbsttätiges Steuerventil (22) aufweist, wird dabei verwendet, um die bevorzugte Versorgung mit einem sekundären Arbeitskreis (23), eines Verbrauchers gegenüber einem anderen Verbrauwelcher über Wegeventile (24) betätigbare Verbrau- ίο eher sicherzustellen.

eher (26,28) insbesondere zum Anheben und Absen- Aus der britischen Patentschrift 13 85 099 ist ferner ken einer Gabel und zum Verkippen eines Mastes ein elektrischer Steuerkreis für einen Gabelstapler beaufweist, kannt, bei dem eine Puvnpe durch einen Motor angetriemit Ventilmitteln (16) zur Regulierung der Strö- ben wird. Der Motor wird entsprechend Eingangssignamungsmittelmengen zum primären und sekundären 15 len gesteuert, die von einem primären und einem sekun-Arbeitskreis in Abhängigkeit vom Bedarf des primä- dären Arbeitskreis geliefert werden,
ren Arbeitskreises (19), Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zumit einer Pumpe (10) zur Versorgung der Arbeits- gründe, ausgehend von einem gattungsgemäßen Hykreise (19,33), draulikkreis die Fördermenge der Pumpe in enger Abmit einem steuerbaren Motor (18) zum Antrieb der 20 hängigkeit von dem tatsächlichen Strömungsmitteibe-Pumpe (10) mit unterschiedlichen Drehzahlen, darf des primären Arbeitskreises steuerbar zu machen, mit Mitteln (60) zum Erzeugen eines ersten Signals Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die in Abhängigkeit vom Strömungsmittelmengenbe- Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 darf des primären Arbeitskreises (19), wobei dieses vor.

Signal dem steuerbaren Motor (18) zuführbar ist um 25 Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben

die Drehzahl des Motors (18) zu steuern, sich aus den Unteransprüchen.

und insbesondere mit Mitteln (74,76) zum Erzeugen Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand

eines weiteren Signals in Abhängigkeit von Strö- der Zeichnung beschrieben.

mungsmittelbedarf des sekundären Arbeitskreises Beim dargestellen Ausführungsbeispiel werden eine

(23), 30 veränderbare Ausgangsgröße aufweisende Pumpenmit-

wobei dieses Signal dem steuerbaren Motor eben- tel durch eine eine feste Verdrängung besitzende, eine

falls zuführbar ist, um die Drehzahl des Motors (18) veränderbare Drehzahl aufweisende Pumpe 10 gebildet,

zu steuern, deren Ausgangsgröße .sich als eine Funktion der Pum-

dadurch gekennzeichnet, pendrehzahl ändert Die Pumpe 10 steht mit ihrem Ein-

daß die Ventilmittel (16) folgendes aufweisen: 35 laß mit einem Tank 12 derart in Verbindung, daß ein

Strömungsmittel, wie beispielsweise öl, von dort abge-

a) eine Meßdrossel (34) in der von der Pumpe (10) zogen werden kann, wohingegen der Pumpenauslaß mit zum primären Arbeitskreis (19) führenden Lei- Ventilmitteln 16 durch eine Leitucg 14 verbunden ist. tung(14,44). Die Drehzahl der Pumpe 10 wird durch eine Pumpen-

b) eine vom Druckabfall an der Meßdrossel (34) 40 motoreinheit (Motor) 18 gesteuert Dieser Motor 18 betätigte Ventileinrichtung (30) zur Ableitung weist Mittel auf, die für die Drehzahlsteuerung des Moüberschüssiger Strömungsmittel zum Sekunda- tors üblich sind. Die Arbeitsweise des Motors 18 wird im ren Arbeitskreis (23), folgenden im einzelnen beschrieben. Die Ventilmittel 16

c) eine zur Meßdrossel (34) parallel angeordnete steuern die zu einem primären Arbeitskreis 19 gerichte-Drossel (48) mit einem nachgeschalteten Folge- 45 te Größe an Strömungsmittelfluß. Im vorliegenden Ausventil (32), welches abhängig vom Druck im pri- führungsbeispiel ist der Arbeitskreis 19 eine Lenkeinmären Arbeitskreis (19) die Verbindung zu die- heit für einen Gabelstapler. Dabei ist ferner ein Lenksem steuert, richtungssteuerventil (Wegeventil) 20 vorgesehen, wel- und daß die Mittel (60) zum Erzeugen des ersten ches in üblicher Weise, wie beispielsweise durch einen Signals am Folgeventil vorgesehen sind. 50 Steuerarm 21, betätigt wird, und es ist ferner ein Lenkzylinder 22 vorhanden. Der sekundäre Arbeitskreis 23

2. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch ge- weist Werkzeugsteuerventilmittel (Wegeventil) 24 und kennzeichnet, daß die Drossel (48) verstellbar ist. Zylinder 26 und 28 auf. Die Ventilmittel 24 steuern die

3. Hydraulikkreis nach Anspruch 1 oder 2, da- Kipp- und Anhebeoperationen des Gabelstaplers, d. h. durch gekennzeichnet, daß die Mittel (60) zum Er- 55 die Mittel zum Anheben und Absenken der die Last zeugen des ersten Signals einen Schalter (60) aufwei- tragenden Gabeln am Mast und zum Kippen des Masen. stes, und zwar geschieht dies unter Verwendung ent-

4. Hydraulikkreis nach einem oder mehreren der sprechender Zylinder, wobei der Zylinder 26. zum Kipvorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- pen und der Zylinder 28 zum Anheben dient. Andere net, daß zur Absicherung des primären Arbeitskrei- 60 Hilfsfunktionen können ebenfalls durch den sekundären ses (19) ein Druckbegrenzungsventil (52) vorgesehen Arbeitskreis ausgeführt werden.

ist. Die Ventilmittel 16 weisen Prioritätssteuerventilmit

tel (Ventileinrichtung) 30 und Folgeventilmittel (Folge-

ventil) 32 auf. Diese beiden Ventilmittel erzeugen alter-

65 native Strömungsmittelflußpfade zum Arbeitskreis 19. Die Ventileinrichtung 30 weist eine Strömungssteuerzu-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikkreis meßöffnung (Meßdrossel) 34 auf, die druckkompensiert gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ist, um einen konstanten Strömungsmittelfluß sicherzu-