EP1239167A1 - Hydraulic lifting device - Google Patents
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- EP1239167A1 EP1239167A1 EP02004809A EP02004809A EP1239167A1 EP 1239167 A1 EP1239167 A1 EP 1239167A1 EP 02004809 A EP02004809 A EP 02004809A EP 02004809 A EP02004809 A EP 02004809A EP 1239167 A1 EP1239167 A1 EP 1239167A1
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/14—Energy-recuperation means
Definitions
- the invention relates to a hydraulic lifting device especially for battery-powered industrial trucks, with a pump driven by an electric motor, by means of the at least one hydraulic lifting cylinder in load lifting operation Hydraulic oil from a reservoir via a supply line can be fed, in a suction section a supply valve is arranged in the feed line and wherein the hydraulic oil in the load lowering operation from the lifting cylinder via a return line flowing through a the hydraulic motor driving as an electric motor is returnable to the storage container, and with a control device for changing the lifting or lowering speed of the lifting cylinder, the feed line Has branch line, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line and the in the suction-side section of the feed line downstream of the Suction valve opens.
- a hydraulic lifting device with a corresponding Energy recovery is for example in DE 199 21 629 A1 shown, which has an electric motor that has a pump drives the hydraulic oil from a reservoir in load lifting mode via a suction valve and to the hydraulic Lift cylinder promotes.
- the hydraulic oil from the hydraulic lifting cylinder through a Hydromotor headed, which is also in this State acting as a hydraulic motor pump can act.
- the hydraulic motor drives a generator or the one in it State working as a generator electric motor from which by means of a suitable, known electrical Circuit for energy recovery the associated battery is charged.
- the feed line has a Branch line on, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line.
- the branch line opens in the suction side section of the feed line downstream of the suction valve so that the diverted amount of hydraulic oil is returned to the pump. In this way there is a favorable efficiency in all operating modes on.
- the suction conditions the pump if the secondary functions are switched on frequently especially with very low and also in load lifting operation at relatively high speeds to increased cavitation wear cause what the life of the pump is disadvantageous.
- the invention has for its object a hydraulic To create lifting device of the type mentioned, in which a excessive wear of the pump is reliably avoided.
- the suction valve according to the invention thus takes under the Spring effect the position of free flow as the basic position on. As long as the pump is operating in pump mode, can be drawn from the reservoir by the pump Oil quantity unhindered and free through the suction valve flow on the suction side of the pump.
- the hydraulic oil is replaced by the hydraulic Lift cylinder on the branch line, the same time Part of the return line is the section on the suction side fed back to the feed line downstream of the suction valve. If the fluid pressure in the branch line is sufficient is large, the suction valve will be from its open position or the position of free flow in its check valve position switched in which the pump Can suck hydraulic oil from the reservoir. there is, however, prevented that the on the branch line in the Hydraulic oil quantity flowing into the suction-side section of the feed line flows back into the reservoir. The Hydraulic oil flowing back through the branch line must therefore flow through the pump. If the pump due to its Speed a larger amount of oil than the amount of backflow Oil required, the difference in quantity can be in excess of check valve located in the check valve position be sucked into the reservoir.
- the suction valve can be an electrically operated one Act valve, in a preferred embodiment that is Suction valve but a hydraulically switchable valve, that with a sufficient fluid pressure in the branch line is switched directly by means of this fluid pressure.
- a check valve is arranged in the branch line, whose opening pressure is essentially the switching pressure of the suction valve in the check valve position equivalent. The opening pressure of the check valve applies thus at the same time as the minimum control pressure for the suction valve and is so determined that it has the preload of the suction valve in the free flow position can overcome and the suction valve reliably in its Check valve position brings and holds in this.
- the circuit of the suction valve can, for example, thereby take place upstream of the check valve from the Branch line a switching line leading to the suction valve branches in which the upstream of the check valve in fluid pressure prevailing in the branch line acts.
- the branch line is also part the return line, so that the existing in the branch line Current regulator valve also the current regulator valve the return line.
- the well-known stick-slip effect can also be expected, the acceleration, deceleration and also the low ones Speed processes due to the relatively low system stiffness no longer run with the desired precision, which adversely affects the positioning properties the lifting device.
- the flow control valve Branch line and thus the return line as a controller hydraulic load compensation, i.e. so-called pressure compensator is formed, these adverse phenomena occur intensifies because the hydraulic pressure compensator has its own time ratio brings.
- the flow control valve is a throttle valve without hydraulic Load compensation is, which creates an additional damping effect is given and a smoothing or a quick Decay of a possibly uneven speed course is reached.
- a closed speed control loop "Sensorvor-directional-control throttle valve" can the pure hydraulic load compensation by a Replace electrohydraulic load compensation well.
- a hydraulic lifting device shown in the figure 10 includes a reservoir 11 for hydraulic oil, the via a feed line consisting of several sections L1 and subsequent connecting lines L4.1 and L4.2 with. two hydraulic lifting cylinders 13 is connected.
- the in refer to the following information "upstream” and "downstream” towards an oil flow from the reservoir 11 the lifting cylinders 13, i.e. in the feed direction for load lifting operation.
- the supply line L1 is in turn made up of several line sections built up.
- a first section L1.1 leads from Reservoir 11 to a hydraulic pump P, which by means of a Electric motor M can be driven via a power connection 21 Energy from a battery, not shown refers.
- a leakage line L3 leads back from the pump P. into the reservoir 11.
- section L1.1 of the Feed line L which represents the suction-side section, a suction valve 12 is arranged, the hydraulic is adjustable and spring loaded into an open Free flow position is biased in the the hydraulic oil in section L1.1 in both directions can flow.
- the suction valve 12 can, however, also counteract the spring load in a check valve position be adjusted, which is an oil flow in the feed direction, i.e. from the reservoir 11 to the pump P and prevents backflow.
- a second section closes downstream of the pump P.
- L1.2 of the feed line L1 which leads to a check valve 15 that leads between an open position in which a flow is possible in both directions, and a locking position is adjustable, in which only one oil flow in the feed direction, i.e. to the lifting cylinders 13, possible and one Backflow is prevented.
- the check valve 15 is by means of a spring biased to a locked position it in the event of a power failure.
- Check valve 14 arranged, which is also only an oil flow in the feed direction, i.e. to the lifting cylinders 13 and prevents backflow.
- To the check valve 15 closes a third section L1.3 of the feed line L1 at the downstream end into the two Connection lines L4.1 and L4.2 branches, each lead to one of the hydraulic lifting cylinders.
- the flow control valve 16 is as Throttle valve designed without hydraulic load compensation.
- a second Check valve 12.1 arranged that a flow in Direction of the suction-side first section L1.1 of the feed line L1 enables and via the preload one Spring defines a certain opening pressure.
- a pressure relief valve 19 is arranged and in the drain line L5 opens between the valve 17 and the reservoir 11.
- This one too Check valve 18 is between an open position, in which is a flow in both directions and one Locking position adjustable, in which only one flow of the drain line L5 to the second section L1.2 of the feed line L1 possible and flow in the opposite direction prevented is.
- the two lifting cylinders 13 are each only schematic shown sensor device 20 associated with the current Position of the lifting cylinder 13 or the load detected and a corresponding control signal to a processing unit there, in which the lifting or lowering speed of the Lift cylinder is calculated.
- Lifting device 10 explains:
- the one in the branch Hydraulic pressure setting L2 is greater than the opening pressure of the second check valve 12.1 so that the hydraulic oil in the suction-side section L1.1 of the feed line L1 is returned.
- the one in the branch line L2 the prevailing oil pressure is also applied via the switching line L8 the suction valve 12 effective and switches this into the Check valve position, which ensures that that via the branch line L2 in the suction-side section Hydraulic oil returned to supply line L1 is not can flow back into the reservoir 11, but again the pump P must flow through.
- the flow cross section of the flow control valve 16 enlarged and thus the volume flow of hydraulic oil to the lifting cylinders be reduced.
- the maximum to be set in this way Lift speed will be at full closing of the flow control valve 16 reached. If another increase the lifting speed of the lifting cylinder 13 is desired is, this can be done by increasing the speed of the electric motor M and thus the pump P can be reached.
- the change in the lifting speed of the lifting cylinder 13, which is carried out either by controlling the flow control valve 16 for the purpose of changing the flow cross section or by controlling the electric motor for changing the speed, is carried out as a function of the current lifting speed, which is determined by the sensor devices 20. If the current lifting speed is below a predetermined limit value, the lifting speed is changed solely by actuating the flow control valve. If the current stroke speed is above the limit, the change of the stroke speed is carried out solely by driving the electric motor M, it being ensured in this state that the rotational speed of the electric motor M is above a minimum speed of eg 500min -1.
- the hydraulic oil flowing back through the branch line L2 occurs in the first section L1.1 of the feed line L1 between the suction valve 12 and the pump P, where a backflow into the reservoir 11 through the suction valve located in the check valve position 12 is prevented.
- the hydraulic oil then flows through the pump P, which works as a hydraulic motor in this state, arrives in the second section L1.2 of the feed line L1 and emerges from this into the bypass line L6 and from this via the bypass line L7 and the other opened Check valve 18 in the drain line leading to the reservoir 11 L5 a.
- the lifting cylinder 13 becomes the backflow of the hydraulic oil through the control alone of the current regulator valve 16 in the branch line L2 reached.
- the pump P acts as a hydraulic motor and is of the hydraulic oil in the same direction as in the lifting operation flows through.
- the pump P drives the electric motor, however, which works in idle mode, so that the hydraulic oil returned without pressure into the reservoir 11 can be.
- a change in the lowering speed can within certain limits by changing the flow cross-section of the flow control valve 16 can be reached.
- the flow control valve 16 is fully opened the pump P and the electric motor M rotate at one speed according to the minimum speed and the associated Lowering speed of the lifting cylinder 13 corresponds to that Limit.
- Branch of line L1 shown the amount of oil to this Consumers.
- the suction valve in the basic position "open” and the The pump can suck in the necessary amount of oil unhindered.
- the suction valve 12 remains in the open position and the pump can suck in the oil unhindered.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung insbesondere für batteriegetriebene Flurförderzeuge, mit einer von einem Elektromotor antreibbaren Pumpe, mittels der im Lasthebebetrieb zumindest einem hydraulischen Hubzylinder Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über eine Zuführleitung zuführbar ist, wobei in einem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung ein Nachsaugventil angeordnet ist und wobei das Hydrauliköl im Lastsenkbetrieb von dem Hubzylinder über eine Rückführleitung unter Durchströmen eines den als Generator arbeitenden Elektromotor antreibenden Hydromotors in den Vorratsbehälter rückförderbar ist, und mit einer Steuervorrichtung zur Änderung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des Hubzylinders, wobei die Zuführleitung eine Zweigleitung aufweist, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist und die in dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils mündet.The invention relates to a hydraulic lifting device especially for battery-powered industrial trucks, with a pump driven by an electric motor, by means of the at least one hydraulic lifting cylinder in load lifting operation Hydraulic oil from a reservoir via a supply line can be fed, in a suction section a supply valve is arranged in the feed line and wherein the hydraulic oil in the load lowering operation from the lifting cylinder via a return line flowing through a the hydraulic motor driving as an electric motor is returnable to the storage container, and with a control device for changing the lifting or lowering speed of the lifting cylinder, the feed line Has branch line, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line and the in the suction-side section of the feed line downstream of the Suction valve opens.
Bei elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen oder Gabelstaplern, die mit einer derartigen hydraulischen Hubvorrichtung ausgerüstet sind, hängt die Betriebsfähigkeit bzw. -dauer im wesentlichen von der Kapazität der Batterie ab. Um die Betriebsdauer der Batterie bis zu ihrem nächsten notwendigen Aufladen zu verlängern, ist es bekannt, die bei angehobener Last im System befindliche potentielle Energie über einen auch als Generator arbeitenden Elektromotor in die Batterie teilweise wieder einzuspeisen.In the case of electrically powered industrial trucks or forklifts, with such a hydraulic lifting device are equipped, the operability or duration depends essentially on the capacity of the battery. To the battery life until its next to prolong necessary charging, it is known that at potential energy in the system during increased load via an electric motor that also works as a generator partially feed the battery again.
Eine hydraulische Hubvorrichtung mit einer entsprechenden Energierückspeisung ist beispielsweise in der DE 199 21 629 A1 gezeigt, die einen Elektromotor aufweist, der eine Pumpe treibt, die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter über ein Nachsaugventil ansaugt und zu dem hydraulischen Hubzylinder fördert. Im Lastsenkbetrieb wird das Hydrauliköl von dem hydraulischen Hubzylinder durch einen Hydromotor geleitet, wobei es sich auch um die in diesem Zustand als Hydromotor arbeitende Pumpe handeln kann. Der Hydromotor treibt einen Generator oder den in diesem Zustand als Generator arbeitenden Elektromotor, von dem aus mittels einer geeigneten, an sich bekannten elektrischen Schaltung zur Energierückspeisung die zugehörige Batterie aufgeladen wird. Dabei wird die Drehzahl des Elektromotors zur Regelung der Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit des hydraulischen Hubzylinders nur dann verwendet, wenn der Hubzylinder ausreichend schnell verstellt wird bzw. die mittels einer Sensorvorrichtung umfaßte Hubgeschwindigkeit einen vorbestimmten ersten Grenzwert bzw. die Senkgeschwindigkeit einen vorbestimmten zweiten Grenzwert überschreiten. Wenn der Hubzylinder mit einer relativ geringen Geschwindigkeit unterhalb der genannten Grenzwerte verstellt wird, wie es beispielsweise beim Anfahren aus der Ruhestellung infolge der Trägheit und auch bei einer gewählten Schleichgeschwindigkeit der Fall ist, wird die Geschwindigkeit des Hubzylinders nicht über die Drehzahl des Elektromotors und somit der Pumpe, sondern über den Volumen- bzw. Massenstrom des in der Zuführ- bzw. Rückführleitung strömenden Hydrauliköls verändert. Zu diesem Zweck weist die Zuführleitung einer Zweigleitung auf, über die im Lasthebebetrieb Hydrauliköl aus der Zuführleitung abzweigbar ist. Die Zweigleitung mündet in dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils, so daß die abgezweigte Menge an Hydrauliköl der Pumpe wieder zugeführt wird. Auf diese Weise stellt sich in allen Betriebsarten ein günstiger Wirkungsgrad ein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Saugbedingungen der Pumpe bei häufigem Einschalten der Nebenfunktionen insbesondere bei sehr geringen und auch im Lasthebebetrieb bei relativ hohen Drehzahlungen zu einem erhöhten Kavitationsverschleiß führen, was für die Lebensdauer der Pumpe nachteilig ist.A hydraulic lifting device with a corresponding Energy recovery is for example in DE 199 21 629 A1 shown, which has an electric motor that has a pump drives the hydraulic oil from a reservoir in load lifting mode via a suction valve and to the hydraulic Lift cylinder promotes. In load lowering mode the hydraulic oil from the hydraulic lifting cylinder through a Hydromotor headed, which is also in this State acting as a hydraulic motor pump can act. The hydraulic motor drives a generator or the one in it State working as a generator electric motor from which by means of a suitable, known electrical Circuit for energy recovery the associated battery is charged. The speed of the electric motor to control the lifting or lowering speed of the hydraulic Lift cylinder only used when the lift cylinder is adjusted sufficiently quickly or by means of a Sensor device included a predetermined stroke speed first limit or lowering speed exceed a predetermined second limit. If the lifting cylinder with a relatively low speed is adjusted below the specified limits, as is for example when starting from the rest position as a result inertia and also at a selected creep speed the case is the speed of the lifting cylinder not about the speed of the electric motor and thus the pump, but via the volume or mass flow of the hydraulic oil flowing in the supply or return line changed. For this purpose, the feed line has a Branch line on, via the hydraulic oil in the lifting operation can be branched off from the supply line. The branch line opens in the suction side section of the feed line downstream of the suction valve so that the diverted amount of hydraulic oil is returned to the pump. In this way there is a favorable efficiency in all operating modes on. However, it has been shown that the suction conditions the pump if the secondary functions are switched on frequently especially with very low and also in load lifting operation at relatively high speeds to increased cavitation wear cause what the life of the pump is disadvantageous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hubvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der ein übermäßiger Verschleiß der Pumpe zuverlässig vermieden ist.The invention has for its object a hydraulic To create lifting device of the type mentioned, in which a excessive wear of the pump is reliably avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer hydraulischen Hubvorrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß das Nachsaugventil in Abhängigkeit von dem in der Zweigleitung herrschenden Drucks zwischen einer Stellung freien Durchflusses und einer Rückschlagventilstellung schaltbar ist. Dabei ist insbesondere vorgehen, daß das Nachsaugventil in die Stellung freien Durchflusses beispielsweise mittels einer Feder vorgespannt ist.This object is achieved with a hydraulic Lifting device of the type mentioned solved in that the Suction valve depending on that in the branch line prevailing pressure between a position of free flow and a check valve position is switchable. It is particularly important that the suction valve in the position of free flow, for example by means of a Spring is biased.
Das erfindungsgemäße Nachsaugventil nimmt somit unter der Federwirkung die Stellung freien Durchflusses als Grundstellung ein. Solange die Pumpe im Pumpenbetrieb arbeitet, kann die von der Pumpe aus dem Vorratsbehälter angesaugte Ölmenge unbehindert und frei durch das Nachsaugventil zu der Saugseite der Pumpe strömen. The suction valve according to the invention thus takes under the Spring effect the position of free flow as the basic position on. As long as the pump is operating in pump mode, can be drawn from the reservoir by the pump Oil quantity unhindered and free through the suction valve flow on the suction side of the pump.
Im Lastsenkbetrieb wird das Hydrauliköl von dem hydraulischen Hubzylinder über die Zweigleitung, die gleichzeitig Teil der Rückführleitung ist, dem saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung stromab des Nachsaugventils wieder zugeführt. Wenn der Fluiddruck in der Zweigleitung ausreichend groß ist, wird das Nachsaugventil von seiner offenen Stellung bzw. der Stellung freien Durchflusses in seine Rückschlagventilstellung umgeschaltet, in der die Pumpe zwar Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter ansaugen kann. Dabei ist jedoch verhindert, daß die über die Zweigleitung in den saugseitigen Abschnitt der Zuführleitung einströmende Hydraulikölmenge in den Vorratsbehälter zurückfließt. Das über die Zweigleitung zurückströmende Hydrauliköl muß somit die Pumpe durchströmen. Falls die Pumpe aufgrund ihrer Drehzahl eine größere Ölmenge als die Menge des zurückströmenden Öls benötigt, kann die Mengendifferenz über das in der Rückschlagventilstellung befindliche Nachsaugventil aus dem Vorratsbehälter angesaugt werden.In the load lowering mode, the hydraulic oil is replaced by the hydraulic Lift cylinder on the branch line, the same time Part of the return line is the section on the suction side fed back to the feed line downstream of the suction valve. If the fluid pressure in the branch line is sufficient is large, the suction valve will be from its open position or the position of free flow in its check valve position switched in which the pump Can suck hydraulic oil from the reservoir. there is, however, prevented that the on the branch line in the Hydraulic oil quantity flowing into the suction-side section of the feed line flows back into the reservoir. The Hydraulic oil flowing back through the branch line must therefore flow through the pump. If the pump due to its Speed a larger amount of oil than the amount of backflow Oil required, the difference in quantity can be in excess of check valve located in the check valve position be sucked into the reservoir.
Bei dem Nachsaugventil kann es sich um ein elektrisch betätigtes Ventil handeln, in bevorzugter Ausgestaltung ist das Nachsaugventil jedoch ein hydraulisch schaltbares Ventil, das bei einem ausreichenden Fluiddruck in der Zweigleitung direkt mittels dieses Fluiddruckes geschaltet wird. Vorzugsweise ist in der Zweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Öffnungsdruck im wesentlichen dem Schaltdruck des Nachsaugventils in die Rückschlagventilstellung entspricht. Der Öffnungsdruck des Rückschlagventils gilt somit gleichzeitig als minimaler Steuerdruck für das Nachsaugventil und ist so bestimmt, daß er die Vorspannkraft des Nachsaugventils in die Stellung freien Durchflusses überwinden kann und das Nachsaugventil zuverlässig in seine Rückschlagventilstellung bringt und in dieser hält. The suction valve can be an electrically operated one Act valve, in a preferred embodiment that is Suction valve but a hydraulically switchable valve, that with a sufficient fluid pressure in the branch line is switched directly by means of this fluid pressure. Preferably a check valve is arranged in the branch line, whose opening pressure is essentially the switching pressure of the suction valve in the check valve position equivalent. The opening pressure of the check valve applies thus at the same time as the minimum control pressure for the suction valve and is so determined that it has the preload of the suction valve in the free flow position can overcome and the suction valve reliably in its Check valve position brings and holds in this.
Die Schaltung des Nachsaugventils kann beispielsweise dadurch erfolgen, das stromauf des Rückschlagventils von der Zweigleitung eine zu dem Nachsaugventil führende Schaltleitung abzweigt, in der der stromauf des Rückschlagventils in der Zweigleitung herrschende Fluiddruck wirkt.The circuit of the suction valve can, for example, thereby take place upstream of the check valve from the Branch line a switching line leading to the suction valve branches in which the upstream of the check valve in fluid pressure prevailing in the branch line acts.
Bei Beendigung des Senkbetriebes und der vollständigen Schließung der Zweigleitung durch das in dieser angeordnete Stromreglerventil muß das Nachsaugventil infolge der Federvorspannung in seine Stellung freien Durchflusses zurückkehren. Dazu ist es sinnvoll, das sich ein eventuell in der Zweigleitung und der Schaltleitung befindlicher Druck abbauen kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, das stromab des Rückschlagventils zwischen der Zweigleitung der Schaltleitung eine Entlastungsleitung verläuft, in der eine Düse angeordnet ist, über der sich der Restdruck abbaut.At the end of the lowering operation and the complete Closure of the branch line by the arranged in this Flow control valve must be the suction valve due to the spring preload return to its free flow position. To do this, it makes sense that a possibly in the Relieve the pressure on the branch line and the switching line can. This is achieved according to the invention in that downstream of the check valve between the branch of the Switching line runs a relief line in which one Nozzle is arranged, over which the residual pressure is reduced.
Wie bereits erwähnt, ist die Zweigleitung gleichzeitig Teil der Rückführleitung, so daß das in der Zweigleitung vorhandene Stromreglerventil gleichzeitig auch das Stromreglerventil der Rückführleitung ist. Es ist bekannt, daß bei einer kleinen Eigenfrequenz des hydraulischen Hubwerksystems, d.h. bei einem Hubzylinder mit großem Ausfahrweg, bei der auch mit dem bekannten Stick-Slip-Effekt zu rechnen ist, die Beschleunigungs-, Verzögerungs- und auch die niedrigen Geschwindigkeitsvorgänge wegen der relativ geringen Systemsteife nicht mehr mit der gewünschten Präzision verlaufen, was nachteilige Auswirkungen auf die Positioniereigenschaften der Hubvorrichtung hat. Wenn das Stromreglerventil der Zweigleitung und somit der Rückführleitung als Regler mit hydraulischer Lastkompensation, d.h. sogenannte Druckwaage, ausgebildet wird, treten diese nachteiligen Erscheinungen verstärkt auf, da die hydraulische Druckwaage ihr Eigenzeitverhältnis einbringt. Es ist deshalb vorgesehen, daß das Stromreglerventil ein Drosselventil ohne hydraulische Lastkompensation ist, wodurch eine zusätzliche Dämpfungswirkung gegeben ist und eine Glättung bzw. ein schnelles Abklingen eines gegebenenfalls ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverlaufs erreicht ist. Ein geschlossener Geschwindigkeitsregelkreis "Sensorvor-richtung-Steuerung-Drosselventil" kann die reine hydraulische Lastkompensation durch eine elektrohydraulische Lastkompensation gut ersetzen.As already mentioned, the branch line is also part the return line, so that the existing in the branch line Current regulator valve also the current regulator valve the return line. It is known that in a low natural frequency of the hydraulic lifting system, i.e. in the case of a lifting cylinder with a large extension path, the well-known stick-slip effect can also be expected, the acceleration, deceleration and also the low ones Speed processes due to the relatively low system stiffness no longer run with the desired precision, which adversely affects the positioning properties the lifting device. If the flow control valve Branch line and thus the return line as a controller hydraulic load compensation, i.e. so-called pressure compensator, is formed, these adverse phenomena occur intensifies because the hydraulic pressure compensator has its own time ratio brings. It is therefore intended that the flow control valve is a throttle valve without hydraulic Load compensation is, which creates an additional damping effect is given and a smoothing or a quick Decay of a possibly uneven speed course is reached. A closed speed control loop "Sensorvor-directional-control throttle valve" can the pure hydraulic load compensation by a Replace electrohydraulic load compensation well.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen hydraulischen Hubvorrichtung zeigt.Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment below Reference to the drawing can be seen, the only one Figure is a schematic diagram of an inventive hydraulic lifting device shows.
Eine in der Figur dargestellte hydraulische Hubvorrichtung
10 umfaßt einen Vorratsbehälter 11 für Hydrauliköl, der
über eine aus mehreren Abschnitten bestehende Zuführleitung
L1 und nachfolgende Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2 mit.
zwei hydraulischen Hubzylindern 13 verbunden ist. Die im
folgenden verwendeten Angaben "stromauf" und "stromab" beziehen
sich auf eine Ölströmung vom Vorratsbehälter 11 zu
den Hubzylindern 13, d.h. in Zuführrichtung für den Lasthebebetrieb.A hydraulic lifting device shown in the figure
10 includes a reservoir 11 for hydraulic oil, the
via a feed line consisting of several sections
L1 and subsequent connecting lines L4.1 and L4.2 with.
two
Die Zuführleitung L1 ist ihrerseits aus mehreren Leitungsabschnitten
aufgebaut. Ein erster Abschnitt L1.1 führt vom
Vorratsbehälter 11 zu einer Hydropumpe P, die mittels eines
Elektromotors M antreibbar ist, der über einen Stromanschluß
21 Energie von einer nicht dargestellten Batterie
bezieht. Von der Pumpe P führt eine Leckageleitung L3 zurück
in den Vorratsbehälter 11. In dem Abschnitt L1.1 der
Zuführleitung L, der den saugseitigen Abschnitt dargestellt,
ist ein Nachsaugventil 12 angeordnet, das hydraulisch
verstellbar ist und unter Federbelastung in eine offene
Stellung freien Durchflusses vorgespannt ist, in der
das Hydrauliköl in dem Abschnitt L1.1 in beide Richtungen
fließen kann. Das Nachsaugventil 12 kann jedoch auch entgegen
der Federbelastung in eine Rückschlagventilstellung
verstellt werden, die eine Ölströmung in Zuführrichtung,
d.h. aus dem Vorratsbehälter 11 zu der Pumpe P zuläßt und
eine Rückströmung verhindert.The supply line L1 is in turn made up of several line sections
built up. A first section L1.1 leads from
Reservoir 11 to a hydraulic pump P, which by means of a
Electric motor M can be driven via a
Stromab der Pumpe P schließt sich ein zweiter Abschnitt
L1.2 der Zuführleitung L1 an, der zu einem Sperrventil 15
führt, das zwischen einer Offenstellung, in der eine Strömung
in beide Richtungen möglich ist, und einer Sperrstellung
verstellbar ist, in der nur eine Ölströmung in Zuführrichtung,
d.h. zu den Hubzylindern 13, möglich und eine
Rückströmung unterbunden ist. Das Sperrventil 15 ist mittels
einer Feder in eine Sperrstellung vorgespannt, die es
bei einem eventuellen Stromausfall selbsttätig einnimmt.
Zwischen der Pumpe P und dem Sperrventil 15 ist ein erstes
Rückschlagventil 14 angeordnet, das ebenfalls nur eine Ölströmung
in Zuführrichtung, d.h. zu den Hubzylindern 13 zuläßt
und eine Rückströmung verhindert. An das Sperrventil
15 schließt sich ein dritter Abschnitt L1.3 der Zuführleitung
L1 an, die an ihrem stromab gelegenen Ende in die zwei
Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2 verzweigt, die jeweils
zu einem der hydraulischen Hubzylinder führen.A second section closes downstream of the pump P.
L1.2 of the feed line L1, which leads to a
Im dritten Abschnitt L1.3 der Zuführleitung L1 zweigt eine Ablaßleitung L5 ab, die ein normalerweise geschlossenes Ventil (17) aufweist und in den Vorratsbehälter 11 zurückführt.One branches in the third section L1.3 of the feed line L1 Drain line L5, which is a normally closed Has valve (17) and leads back into the reservoir 11.
Zwischen dem ersten Rückschlagventil 14 und dem Sperrventil
15 zweigt von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung
L1 eine Zweigleitung L2 ab, in der ein Stromreglerventil 16
angeordnet ist und die zwischen dem Nachsaugventil 12 und
der Pumpe P in den saugseitigen ersten Abschnitt L1.1 der
Zuführleitung L1 mündet. Das Stromreglerventil 16 ist als
Drosselventil ohne hydraulische Lastkompensation ausgebildet.Between the first check valve 14 and the
Nahe der Mündung der Zweigleitung L2 in den saugseitigen
ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung L1 ist ein zweites
Rückschlagventil 12.1 angeordnet, das eine Strömung in
Richtung des saugseitigen ersten Abschnittes L1.1 der Zuführleitung
L1 ermöglicht und über die Vorspannung einer
Feder einen bestimmten Öffnungsdruck definiert. Stromauf
des zweiten Rückschlagventils 12.1 zweigt von der Zweigleitung
L2 eine Schaltleitung L8 ab, die zu dem Nachsaugventil
12 führt und über die dem Nachsaugventil 12 ein Schaltdruck
zuführbar ist. Stromab des zweiten Rückschlagventils 12.1
ist zwischen der Zweigleitung L2 und der Schaltleitung L8
eine Entlastungsleitung L9 ausgebildet, in der eine Düse
12.2 zum Druckausgleich angeordnet ist.Near the mouth of branch line L2 in the suction side
first section L1.1 of the feed line L1 is a second
Check valve 12.1 arranged that a flow in
Direction of the suction-side first section L1.1 of the feed line
L1 enables and via the preload one
Spring defines a certain opening pressure. Upstream
of the second check valve 12.1 branches from the branch line
L2 from a switching line L8 leading to the
Von dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1 zweigt
zwischen der Pumpe P und den ersten Rückschlagventil 14 eine
Überbrückungsleitung L6 ab, in der ein Druckbegrenzungsventil
19 angeordnet ist und die in die Ablaßleitung
L5 zwischen dem Ventil 17 und dem Vorratsbehälter 11 mündet.
Von der Überbrückungsleitung L6 zweigt eine ebenfalls
in die Ablaßleitung L5 mündende Bypassleitung L7 ab, in der
ein weiteres Sperrventil angeordnet ist. Auch dieses weitere
Sperrventil 18 ist zwischen einer Offenstellung, in
der eine Strömung in beide Richtungen möglich ist und einer
Sperrstellung verstellbar, in der nur eine Strömung der Ablaßleitung
L5 zu dem zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung
L1 möglich und eine Strömung in Gegenrichtung unterbunden
ist. Branches from the second section L1.2 of the feed line L1
between the pump P and the first check valve 14 a
Bypass line L6, in which a
Den beiden Hubzylindern 13 ist jeweils eine nur schematisch
dargestellte Sensorvorrichtung 20 zugeordnet, die die aktuelle
Position der Hubzylinder 13 bzw. der Last erfaßt und
ein entsprechendes Steuersignal an eine Verarbeitungseinheit
gibt, in der die Hub- oder Senkgeschwindigkeit der
Hubzylinder errechnet wird.The two
Im folgenden werden unterschiedliche Betriebsweisen der
Hubvorrichtung 10 erläutert:The following are different modes of
Im Lasthebebetrieb, d.h. zum Anheben der Hubzylinder 13,
muß Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter 11 durch die Zuführleitung
L1 in die entsprechende Kammer der Hubzylinder
13 gefördert werden. Ausgehend von einem Stillstand der
Hubzylinder 13 wird das Stromreglerventil 16 in der
Zweigleitung L2 in ausreichendem Maße geöffnet und gleichzeitig
wird der Elektromotor M mit der Pumpe P auf eine
Mindestdrehzahl gebracht. Das Nachsaugventil 12 befindet
sich dabei in seiner offenen Stellung freien Durchflusses.
Das von der Pumpe P aus dem Vorratsbehälter 11 durch das
Nachsaugventil 12 und den ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung
L1 angesaugte und über den weiterführenden zweiten
Abschnitt L1.2 geförderte Hyrauliköl tritt in diesen Zustand
vollständig und zumindest annähernd vollständig aufgrund
des vollständig geöffneten Stromreglerventils 16 in
die Zweigleitung L2 ein. Der sich dabei in der Zweigleitung
L2 einstellende Hydraulikdruck ist größer als der Öffnungsdruck
des zweiten Rückschlagventils 12.1, so daß das Hydrauliköl
in den saugseitigen Abschnitt L1.1 der Zuführleitung
L1 zurückgeführt wird. Der in der Zweigleitung L2
herrschende Öldruck wird über die Schaltleitung L8 auch an
dem Nachsaugventil 12 wirksam und schaltet dieses in die
Rückschlagventilstellung, wodurch sichergestellt ist, daß
das über die Zweigleitung L2 in den saugseitigen Abschnitt
L1.1 der Zuführleitung L1 zurückgeführte Hydrauliköl nicht
in den Vorratsbehälter 11 zurückfließen kann, sondern wiederum
die Pumpe P durchströmen muß.In load lifting operation, i.e. for lifting the
Im weiteren Verlauf des Lasthebebetriebes wird dann das
Stromreglerventil 16 allmählich geschlossen, wodurch ein
zunehmender Anteil des von der Pumpe P geförderten Volumenstroms
an Hydrauliköl durch den dritten Abschnitt L1.3 der
Zuführleitung L1 und die Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2
zu den Hubzylindern 13 gelangt, wodurch diese zunächst
langsam und dann mit zunehmender Geschwindigkeit angehoben
werden. Die Pumpe P kann dabei aus dem Vorratsbehälter 11
Hydrauliköl durch das Nachsaugventil 12 hindurch nachsaugen.
Eine Erhöhung der Hubgeschwindigkeit wird durch eine
Verringerung des Durchflußquerschnittes des Stromreglerventils
16 und die damit verbundene Erhöhung des Volumenstroms
an Hydrauliköl zu den Hubzylindern 13 erreicht. Wenn der
Durchflußquerschnitt des Stromreglerventils 16 so weit geschlossen
ist, daß der in der Zweigleitung L2 herrschende
Fluiddruck nicht ausreicht, um die Kraft der Schließfeder
des zweiten Rückschlagventils 12.1 zu überwinden, kehrt
auch das Nachsaugventil 12 aufgrund seiner Federvorspannung
in die offene Stellung freien Durchflusses zurück.In the further course of the load lifting operation, this will be
Um die Hubgeschwindigkeit zu verringern, kann der Strömungsquerschnitt
des Stromreglerventils 16 vergrößert und
somit der Volumenstrom an Hydrauliköl zu den Hubzylindern
verringert werden. Die auf diese Weise einzustellende maximale
Hubgeschwindigkeit wird bei vollständigem Schließen
des Stromreglerventils 16 erreicht. Wenn eine weitere Erhöhung
der Hubgeschwindigkeit der Hubzylinder 13 gewünscht
ist, kann diese über eine Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors
M und somit der Pumpe P erreicht werden.To reduce the stroke speed, the flow cross section
of the
Die Änderung der Hubgeschwindigkeit der Hubzylinder 13, die
entweder über eine Ansteuerung des Stromreglerventils 16
zwecks Veränderung des Durchflußquerschnittes oder durch
eine Ansteuerung des Elektromotors zwecks Änderung der
Drehzahl erfolgt, wird dabei in Abhängigkeit von der aktuellen
Hubgeschwindigkeit vorgenommen, die über die Sensorvorrichtungen
20 festgestellt wird. Wenn die aktuelle Hubgeschwindigkeit
unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes
liegt, erfolgt die Änderung der Hubgeschwindigkeit alleine
durch Ansteuerung des Stromreglerventils. Wenn die aktuelle
Hubgeschwindigkeit oberhalb des Grenzwertes liegt, erfolgt
die Änderung der Hubgeschwindigkeit alleine durch Ansteuerung
des Elektromotors M, wobei in diesem Zustand sichergestellt
ist, daß die Drehzahl des Elektromotors M oberhalb
einer Mindestdrehzahl von beispielsweise 500min-1 liegt.The change in the lifting speed of the lifting
Beim Lastsenkbetrieb, d.h. dem Absenken der Hubzylinder 13,
muß das Hydrauliköl aus den Hubzylindern in den Vorratsbehälter
11 zurückbefördert werden. Zu diesem Zweck werden
das Sperrventil 15 und das Stromreglerventil 16 geöffnet.
Das Hydrauliköl kann dann aus den Hubzylindern 13 über die
Verbindungsleitungen L4.1 und L4.2, den dritten Abschnitt
L1.3 der Zuführleitung L1 und durch das Sperrventil 15 in
die Zweigleitung L2 einströmen, wobei es durch das Stromreglerventil
16 strömt. Der sich dabei in der Zweigleitung
L2 aufbauende Fluiddruck öffnet das zweite Rückschlagventil
12.1 und kommt über die Schaltleitung L8 auch an dem Nachsaugventil
12 zur Wirkung, wodurch dieses entgegen der
Kraft der Feder in die Rückschlagventilstellung verstellt
wird. Das durch die Zweigleitung L2 zurückströmende Hydrauliköl
tritt in den ersten Abschnitt L1.1 der Zuführleitung
L1 zwischen dem Nachsaugventil 12 und der Pumpe P ein, wobei
ein Rückfließen in den Vorratsbehälter 11 durch das
sich in der Rückschlagventilstellung befindliche Nachsaugventil
12 verhindert ist. Das Hydrauliköl durchströmt dann
die Pumpe P, die in diesem Zustand als Hydromotor arbeitet,
gelangt in den zweiten Abschnitt L1.2 der Zuführleitung L1
und tritt aus diesem in die Überbrückungsleitung L6 und von
dieser über die Bypassleitung L7 und das geöffnete weitere
Sperrventil 18 in die zum Vorratsbehälter 11 führende Ablaßleitung
L5 ein.In load-lowering mode, i.e. the lowering of the lifting
Bei kleineren Senkgeschwindigkeiten der Hubzylinder 13 wird
die Rückströmung des Hydrauliköls alleine durch die Ansteuerung
des Stromreglerventils 16 in der Zweigleitung L2
erreicht. Die Pumpe P wirkt dabei als Hydromotor und wird
von dem Hydrauliköl in der gleichen Richtung wie beim Lasthebebetrieb
durchströmt. Die Pumpe P treibt den Elektromotor,
der dabei jedoch im Leerlauf arbeitet, so daß das Hydrauliköl
drucklos in den Vorratsbehälter 11 zurückgeführt
werden kann. Eine Veränderung der Senkgeschwindigkeit kann
dabei in gewissen Grenzen durch die Veränderung des Durchflußquerschnittes
des Stromreglerventils 16 erreicht werden.
Bei vollständiger Öffnung des Stromreglerventils 16
drehen die Pumpe P und der Elektromotor M mit einer Drehzahl
entsprechend der Mindestdrehzahl und die zugehörigen
Senkgeschwindigkeit der Hubzylinder 13 entspricht dem
Grenzwert. Wenn eine größere Senkgeschwindigkeit gewünscht
ist, erfolgt deren Veränderung über die Ansteuerung der
Drehzahl des Elektromotors zur Erzeugung eines Gegenmomentes,
wobei das die Pumpe P durchströmende und antreibende
Hydrauliköl den in diesem Zustand als Generator wirkenden
Elektromotor treibt, wodurch ein Energieüberschuß am Elektromotor
M abgenommen und in die Leitung 21 in die Batterie
eingespeist wird.At lowering speeds, the lifting
Für die Versorgung von Nebenfunktionen wird in einem nicht
dargestellten Abzweig der Leitung L1 die Ölmenge zu diesen
Verbrauchern gerichtet. Bei jedem Pumpenstart befindet sich
das Nachsaugventil in der Grundstellung "offen" und die
Pumpe kann ungehindert die nötige Ölmenge ansaugen. Da meistens
der Rücklauf von Öl direkt zum Vorratsbehälter 11 geleitet
wird, bleibt das Nachsaugventil 12 in offener Stellung
und die Pumpe kann somit ungehindert das Öl ansaugen.For the supply of secondary functions in one is not
Branch of line L1 shown the amount of oil to this
Consumers. Each time the pump is started there is
the suction valve in the basic position "open" and the
The pump can suck in the necessary amount of oil unhindered. Mostly
the return of oil is passed directly to the reservoir 11
the
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