DE3433896A1 - Hydraulische anlage fuer ein lenkbares fahrzeug mit batterie-elektrischem antrieb - Google Patents

Hydraulische anlage fuer ein lenkbares fahrzeug mit batterie-elektrischem antrieb

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Description

  • Hydraulische Anlage für ein lenkbares Fahrzeug mit batterie-
  • elekitrischemrischem Antrieb Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anlage gemäß Oberbegriff des Patentan'spruches i. Eine solche Anlage ist aus der DE-OS 32 37 017 bekannt, aus der auch die Funktion eines Prioritätsventiles bekannt ist. Der Aufbau von Prioritätsventilen ist durch die DE-PSen 16 50 375, 20 23 881, 20 33 430 und 25 12 127 bekannt. Bei Gabelstaplern mit batterie-elektrischem Antrieb und hydraulischer Lenkhilfskraftunterstützung ist es ferner bekannt, den Verbrauch elektrischer Energie im Pumpenantriebsmotor zu vermindern, indem aer Pumpenantriebsmotor über eine Impulssteuerung derart gesteuert wird, daß die Pumpe den jeweils benötigten Strom liefert. Bei sehr geringen geförderten Öl strömen läuft dabei der Elektromotor und die Pumpe mit sehr geringer Drehzahl mit der Folge, daß sich ein schlechter Wirkung.sgrad ergibt.
  • Es ist auch schon iorgeschlagen worden, einen Elektromotor für zwei Drehzahlen (wie bei polumschaltbaren Elektromotoren) zu verwenden. Auch bei diesem ergibt sich bei niedrigeren Drehzahlen ein schlechter Wirkungsgrad.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Anpassen des jeweils geförderten Öl stromes an den jeweils geforderten Bedarf den Energieverbrauch des Fahrzeuges zu senken.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese wird der Verbrauch elektrischer Energie pro Arbeitsspiel erheblich gesenkt und damit die Arbeitszeit pro Batterieladung erheblich erhöht, bzw. bei anderen Einsatzarten kann das Fahrzeug mit einer kleineren und billigeren Batterie ausgerüstet werden, deren Kapazität dann immer noch bis zum nächsten Laden der Batterie ausreicht. Eine zweckmäßige Weiterausgestaltung zu der Anordnung gemäß Anspruch 1 ist im Anspruch 2 angegeben. Diese Ausgestaltungsform kann allerdings auch unabhängig von den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. zumindest in einer Anwendungsform, in der nicht alle kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 verwendet werden, mit Vorteil angewendet werden.
  • Die weiteren Unteransprüche betreffen zweckmäßige Weiterausgestaltungsformen.
  • Die Erfindung, ihr Aufbau und ihre Funktion werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispieles erläutert.
  • Der Elektromotor 1 treibt die Lenkhydraulikpumpe 2 an, die über eine Leitung 3 aus einem drucklosen Behälter 4 ansaugt und in eine Förderleitung 5 fördert, die zu einem Prioritätsventil 6 führt. An dieses ist ein in geschlossener Bauart ausgestaltetes Steuerventil 7 für das Lenken angebaut, von dem aus über die beiden Leitungen 8 und 9 der Lenkzylinder 10 mit Druckmittel beaufschlagt wird.
  • 1Das Prioritätsventil 6 weist einen Anschluß für den nachrangigen Verbraucher auf, an den die Verbindungsleitung 11 angeschlossen ist.
  • Ein zweiter Elektromotor 13 treibt eine zweite Hydraulikpumpe 12, wobei der Elektromotor 13 größer ist als der Elektromotor 1 und die Pumpe 12 für einen größeren Förderstrom ausgelegt'ist als die Pumpe 2.
  • Die Pumpe 12 saugt über eine Leitung 14 aus dem Behälter 4 an und fördert in eine Förderleitung 15, die zum Pumpenanschluß eines Steuerventiles 16 führt, durch das willkürlich mehrere weitere Verbraucher, von denen hier beispielsweise die Verbraucher 17 und 18 dargestellt sind, gesteuert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel eines Hubladers sind die von.dem Steuerventil 16 gesteuerten Verbraucher ein Hubzylinder für das Hubgerüst, ein Neigezylinder für das Hubgerüst und eine Zusatzhydraulik, die in der Zeichnung durch die beiden Verbraucher 17 und 18 symbolisiert sind, wobei diese einzelpen Verbraucher unterschiedlich große Energiemengen aufnehmen. Zum Beispiel ist für das Heben ein wesentlich. größerer Förderstrom erforderlich als für das Neigen.
  • Die Verbindungsleitung 11 ist an die Förderleitung 15 in einem Anschlußpunkt 19 angeschlossen. Zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem Anschlußpunkt 19 ist in der Förderleitung 15 ein Rücklaufsperrventil 20 angeordnet. Weiterhin ist in der Verbindungsleitung 11 zwischen dem Prioritätsventil 6 und dem Anschlußpunkt 19 ein RJcklaufsperrventil 21 angeordnet.
  • An die Verbindungsleitung 11 ist weiterhin ein entspannbares Druckbegrenzungsventil 22 angeschlossen.
  • Der Elektromotor 13 ist mit einer Einschalteinrichtung 23, die die Stromversorgung zum Elektromotor 13 beeinflußt, verbunden und die Steuerung für das entlastbare Druckbegrenzungsventil 22 ist ebenfalls mit dieser Einschalteinrichtung 23 verbunden, die an eine in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Stromquelle angeschlossen ist. Der Elektromotor 1 ist mit einer Einschalteinrichtung 24 verbunden, die ebenfalls ihrerseits an die in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Stromquelle angeschlossen ist.
  • Der Tankablaufanschluß des Prioritätsventiles 6 ist mit einer Ablaufleitung 26 verbunden, die zu dem Behälter 4 führt. Der Tankablaufanschluß des Steuerventiles 16 ist mit einer Ablaufleitung 25 verbunden, die ebenfalls zu dem Behälter 4 führt.
  • Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Teiles der Gesamteinrichtung ist folgende: Im Normalbetrieb läuft der Elektromotor 1 und folglich die Pumpe 2 und diese fördert über die Förderleitung 5 zu dem Prioritätsventil 6 und von diesem durch das Lenksteuerventil 7 bei Bedarf durch das Prioritätsventil 6 zu einer der Leitungen 8 oder 9 und durch diese zu dem Lenkzylinder 10. Der nicht benötigte Strom fließt vom Anschluß E des Prioritätsventiles 6 durch die Verbindungsleitung 11. Wenn und sofern gelenkt wird, wird mit Vorrang der für das Lenken benötigte Ölstrom durch das Prioritätsventil 6 dem Steuerventil 7 und durch dieses der jeweils beaufschlagten der beiden Leitungen 8 und 9 zugeführt.
  • Das Rücklauföl aus dem jeweils nicht beaufschlagten Druckraum des Lenkzylinders 10 fließt über die jeweils zweite der Leitungen 8 und 9 und durch das Prioritätsventil und das Steuerventil 7 zu dem Anschluß T des Prioritätsventiles 6 und von diesem durch die Ablaufleitung 26 zum Behälter 4.
  • Wenn nunmehr durch Betätigen des Steuerventiles 16 ein Verbraucher geringer Energieaufnahme geschaltet wird, wird der durch die Verbindungsleitung 11 über den Anschlußpunkt 19 in die Förderleitung 15 fließende Strom durch das Steuerventil 16 dem jeweils beaufschlagten Verbraucher zugeführt. Da in diesem Zustand der zweite Elektromotor 13 nicht läuft und damit die Pumpe 12 nicht fördert, ist das Rücklaufsperrventil 20 geschlossen. Das vom Verbraucher rückströmende entspannte Druckmittel fließt über das Steuerventil 16 und die Ablaufleitung 25 zum Behälter 4. Durch Betätigen des Betätigungsorganes für den Verbraucher mit geringer Energieaufnahme wird also die Einschalteinrichtung 23 für den Elektromotor 13 nicht eingeschaltet.
  • Wenn jedoch das Betätigungsorgan für den einen größeren Strom aufnehmenden, @@ das Steuerventil 16 angeschlossenen Verbraucher angesteuert wird, wird gleichzeitig über die Einschalteinrichtung 23 einerseits der Elektromotor 13 eingeschaltet und damit die Pumpe 12 angetrieben, andererseits das entspannbare Druckbegrenzungsventil 22 auf drucklosen Umlauf geschaltet Da somit die Verbindungsleitung 11 druckentlastet ist, schließt das Rücklaufsperrventil 21 und der Förderstrom der zweiten Pumpe 12 wird dem Steuerventil 16 und damit dem Verbraucher mit großer Energieaufnahme zugeführt.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform ist an die Förderleitung 5 der Lenkpumpe 2 ein Druckspeicher 27 angeschlossen und ist neben diesem ein Druckschalter 28 angeschlossen, der mit der Schalteinrichtung 24 für den Lenkelektromotor 1 in Verbindung steht. Weiterhin ist in der Förderleitung 5 zwischen der Lenkpumpe 2 und dem Anschluß des Druckspeichers27 ein Rücklaufsperrventil 29 angeordnet. Weiterhin ist in der Verbindungsleitung 11 ein Zweistellung/Zweianschluß-Wegeventil 30 angeordnet.
  • Die Wirkungsweise ist folgende: Der Druckspeicher 27 wird auf einen vorgegebenen Druck aufgeladen. Sobald dieser erreicht ist, schaltet der Druckschalter 28 über die Einschalteinrichtung 29 den Lenkelektromotor 1 aus. Sobald das Lenksteuerventil 7 betätigt wird und somit ein Ölstrom aus der Förderleitung 5 entnommen wird, fällt der Druck im Druckspeicher 27 ab. Sobald dieser geringfügig abgesunken ist, schaltet der Druckschalter 28 über die Einschalteinrichtung 24 den Lenkelektromotor 1 ein, so daß der für das Lenken benötigte Strom von der Lenkpumpe 2 gefördert wird. Der Druckspeicher 27 dient also nur zu dem Zweck, Druckmittel unter Druck bereit zu halten und die Einschaltphase bis zum Anlaufen der Lenkpumpe 2 zu überbrücken.
  • Die Funktion ist also eine andere wie die der sogenannten Speicherlenkungen, bei denen die gesamte, zum Lenken erforderliche Energie einem Druckspeicher entnommen wird.
  • Wenn in dem Steuerventil 16 die Betätigungen für einen einen geringen Energiestrom aufnehmenden Verbraucher betätigt wird, so wird dadurch gleichzeitig das Wegeventil 30 geöffnet, so daß aus der Verbindungsleitung ll,in der der Druck des Druckspeichers 27 ansteht, in der zuvor beschriebenen Weise Druckmittel über den Anschlußpunkt 19 in die Förderleitung 15 und von dieser durch das Steuerventil 16 zu dem angesteuerten Verbraucher führt. Wird hingegen durch das Steuerventil 16 ein Verbraucher eingeschaltet, der einen größeren Energiestrom aufnimmt, so wird durch diese Betätigung das Wegeventil 30 geschlossen, so daß sich die bereits eingangs beschriebene Wirkung auch bei dieser Ausge- staltungsform bei Einschalten des Verbrauchers mit großem Energiebedarf ergibt. Das Wesentliche bei dieser Ausgestaltungsform mit dem Druckspeicher 27 ist das Betriebsverfahren, bei der durch den Druckspeicher 27 nur Druckmittel unter Druck bereitgehalten und die Zeit bis zum Anlaufen der Lenkhilfspumpe 2 überbrückt wird, wobei abhängig vom Druck im Druckspeicher 27 das Ein- und Ausschalten des Lenkhilfselektromotors 1 erfolgt.

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Hydraulische Anlage für ein lenkbares Fahrzeug , dessen Lenkung mit einer hydraulischen Hilfskraftverstärkung versehen ist und das mit einer weiteren hydraulischen Einrichtung mit mehreren Verbrauchern hydraulischer Energie, die unterschiedlich starke Energieströme aufnehmen, versehen ist, wobei zwei unterschiedlich große Hydraulikpumpen vorgesehen sind, die von je einem aus einer Batterie gespeisten Elektromotor angetrieben werden, vorzugsweise Hydraulikanlage für Hublader mit batterieelektrischem Antrieb, wobei in der hydraulischen Lenkhilfskraftverstärkungseinrichtung zwischen der dieser zugeordneten Pumpe und dem Lenkzylinder ein Prioritätsventil geschaltet ist, durch das der nicht von der Lenkhydraulikanlage benötigte Strom der weiteren hydraulischen Einrichtung zuleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den für den nachrangigen Strom bestimmten Anschluß(E) des Prioritätsventiles (6) eine Verbindungsleitung (11) angeschlossen ist, die in eine Anschlußstelle(l9) an die Förderleitung (15) der zweiten Pumpe (12) angeschlossen ist, wobei zwischen dieser zweiten Pumpe (12) und der Anschlußstelle (19),an der die Verbindungsleitung (11) an die Förderleitung (15) angeschlossen ist, ein zur Anschlußstelle (19) hin öffnendes Rücklaufsperrventil (20) angeordnet ist und wobei ferner in der Verbindungsleitung (11) ein zur Anschlußstelle (19) hin öffnendes Rücklaufsperrventil (21) angeordnet ist, wobei zwischen Prioritätsventil (6) und Rücklaufsperrventil (21) an die Verbindungsleitung (11) ein entspannbares Druckbegrenzungsventil (22) angeschlossen ist und wobei ferner die Betätigungseinrichtungen für die einen höheren Energiestrom aufnehmenden Verbraucher der weiteren hydraulischen Einrichtung mit der Einschalteinrichtung (23) für den zweiten Motor (13) und diese (23) mit der Schalteinrichtung für das entspannbare Druckbegrenzungsventil (22) verbunden ist.
  2. 2. Hydraulische Anlage , insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Förderleitung (5) der Lenkhilfspumpe (2) ein Druckspeicher (27) und ein abhängig von dem in diesem Druckspeicher (27) herrschenden Druck schaltender Druckschalter (28) angeschlossen sind und in dieser Förderleitung (5) zwischen Lenkhilfspumpe (2) und Druckspeicher (27) ein zur Pumpe (2) hin schließendes Rücklaufsperrventil angeordnet ist und daß in die Verbindungsleitung (11) zwischen Prioritätsventil (6) und Förderleitung (15) der zweiten Pumpe (12) ein Wegeventil (30) geschaltet ist, dessen Betätigung von der Betätigungseinrichtung für das Einschalten eines höheren Energiestrom aufnehmenden Verbrauchers, der an das Steuerventil (16) angeschlossen ist, abhängig ist, wobei der Druckschalter (28) mit der Einschalteinrichtung (24) für den Elektromotor (1) diesen bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckes einschaltend und bei Überschreiten dieses vorbestimmten Druckes ausschaltend verbunden ist.
  3. 3. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1 und/oder insbesondere Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschalteinrichtung (24) für den die Lenkhilfspumpe'(2) antreibenden Elektromotor als nur bei Bedarf einschaltende Bedarfsschalteinrichtung ausgestaltet ist.
  4. 4. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lenkhilfspumpe (2) antreibende Elektromotor (1) für zwei Normalbetriebsdrehzahlen ausgelegt ist.
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