DE19748782A1

DE19748782A1 - Hydraulic lifting arrangement for battery-powered fork-lift truck or similar

Info

Publication number: DE19748782A1
Application number: DE1997148782
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Lewalder
Original assignee: CLARK MATERIAL HANDLING GmbH
Current assignee: CLARK MATERIAL HANDLING GmbH
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-06

Abstract

The lifting arrangement has at least one hydraulic lifting cylinder (1) and at least one auxiliary hydraulic function with a pump (3) coupled to an electric motor. The pump's suction line (9) is connected to a tank. Controllable valves are connected in a pressure line from the pressure side of the pump or in return lines (7) leading from the lifting cylinder and/or auxiliary functions to a tank (8). The return line from the lifting cylinder opens into the suction line, which has a non-return valve (11) between the opening (10) of the return line and the tank.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung für batteriegetriebene Flurförderzeuge oder dergleichen, mit wenigstens einem hydraulischen Hubzylinder und wenig stens einer hydraulischen Nebenfunktion, mit einer an einen Elektromotor gekuppelten Pumpe, deren Saugleitung mit ei nem Tank verbunden ist, und mit steuerbaren Ventilen in einer von der Druckseite der Pumpe ausgehenden Drucklei tung bzw. in den vom Hubzylinder und/oder von den Neben funktionen ausgehenden, zu einem Tank führenden Rücklauf leitungen.The invention relates to a hydraulic lifting device for battery-powered industrial trucks or the like, with at least one hydraulic lifting cylinder and little At least one hydraulic auxiliary function, with one on one Electric motor-coupled pump, the suction line with ei connected to a tank, and with controllable valves in a pressure line from the pressure side of the pump device or in the of the lifting cylinder and / or from the secondary functions outgoing return to a tank cables.

Derartige Hubvorrichtungen sind in verschiedenen Ausfüh rungen bekannt (vgl. z. B. DE 43 17 782 C2 mit Hinweisen auf weitere Druckschriften) . Bei den meisten bekannten Hubvorrichtungen wird die beim Senken der Last freiwerdende mechanische Energie rückgewonnen, z. B. dadurch, daß die für den Hubbetrieb verantwortliche Pumpe oder eine andere Pumpe mit dem Druckmittel aus dem Rücklauf des Hubzylin ders beaufschlagt wird, so daß der an die Pumpe ange schlossene Elektromotor als Generator arbeitet. Regelmäßig wird dazu die Pumpe umgesteuert, d. h. sie arbeitet beim Senkbetrieb zur Energierückgewinnung mit gegenläufiger Drehrichtung. Um ein ruckfreies Umschalten der Pumpe zu ermöglichen, werden mehr oder weniger aufwendige Schal tungen eingesetzt. Ein grundsätzlicher Nachteil bei dieser Art von Energierückgewinnung ist aber, daß die beim Senken der Last freiwerdende mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, die in der Batterie gespeichert wird. Zur Nutzung der rückgewonnenen Energie muß die elek trische Energie aus der Batterie wieder in mechanische Energie umgesetzt werden.Such lifting devices are in different designs known (see e.g. DE 43 17 782 C2 with instructions on further publications). Most known Lifting devices become those that are released when the load is lowered recovered mechanical energy, e.g. B. in that the pump responsible for lifting operation or another Pump with the pressure medium from the return of the stroke cylinder ders is applied so that the to the pump closed electric motor works as a generator. Regularly the pump is reversed, d. H. she works at Lowering operation for energy recovery with opposing Direction of rotation. In order to switch the pump smoothly allow to be more or less elaborate scarf used. A fundamental disadvantage with this Kind of energy recovery is that when lowering mechanical energy released into electrical load Energy is converted, which is stored in the battery becomes. To use the recovered energy, the elec electrical energy from the battery back into mechanical Energy to be implemented.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Energierückgewinnung zu verbessern und insbesondere die beim Senken freiwerdende Energie unmittelbar für Nebenfunktionen zu nutzen.The object of the invention is to recover energy improve and especially those that become free when lowering Use energy directly for secondary functions.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rücklaufleitung vom Hubzylinder in die Saugleitung der Pumpe mündet und daß die Saugleitung zwischen der Mündung der Rücklauflei tung und dem Tank ein Rückschlagventil aufweist. Damit wird erreicht, daß beim Senken der Last das aus dem Hubzy linder ausströmende Druckmittel von der Saugseite her in die Pumpe eintritt und dadurch die Drehzahl der Pumpe er höht. Werden keine Nebenfunktionen angesteuert, dann be wirkt die erhöhte Drehzahl der Pumpe, daß der an die Pumpe gekoppelte Motor als Generator arbeitet und überschüssige Energie an die Batterie abgibt. Werden Nebenfunktionen angesteuert, dann kann dafür die erhöhte Druckmittelabgabe der Pumpe bzw. die damit verbundene, beim Senken der Last freiwerdende mechanische Energie unmittelbar genutzt wer den.This object is achieved in that the return line opens from the lifting cylinder into the suction line of the pump and that the suction line between the mouth of the return line device and the tank has a check valve. In order to is achieved that when lowering the load from the Hubzy pressure medium flowing out from the suction side the pump enters and thereby the speed of the pump increases. If no secondary functions are activated, then be the increased speed of the pump acts on the pump coupled motor works as a generator and excess Releases energy to the battery. Become secondary functions controlled, then the increased pressure medium release can do so the pump or the associated one when lowering the load released mechanical energy directly used who the.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind in der von der Pumpe vom Hubzylinder führenden Druckleitung ein Hubventil und ein dem Hubzylinder benachbartes Senkventil angeordnet, zwischen denen die Rücklaufleitung des Hubzylinders an die Druckleitung angeschlossen ist, wobei das Senkventil als Mehrwege-Ventil ausgebildet ist, das beim Hubbetrieb den Rücklauf aus dem Hubzylinder sperrt und beim Senkbetrieb den Rücklauf freigibt. Auch das Hubventil ist vorzugsweise als Mehrwege-Ventil ausgebildet, das bei Hubbetrieb den Druckmittelfluß zum Hubzylinder freigibt und die Rücklaufleitung vom Hubzylinder sperrt sowie beim Senkbetrieb die Rücklaufleitung und über eine Druckmittel nebenleitung den Druckmittelfluß zu der oder den Neben funktionen freigibt.In a preferred embodiment of the invention are in the from the pump from the lifting cylinder leading pressure line Lift valve and a lowering valve adjacent to the lifting cylinder arranged between which the return line of the lifting cylinder is connected to the pressure line, the Lowering valve is designed as a multi-way valve that at Lifting operation blocks the return from the lifting cylinder and releases the return when lowering. Also the lift valve is preferably designed as a multi-way valve, which at Lifting operation releases the pressure medium flow to the lifting cylinder and locks the return line from the lifting cylinder and at Lowering the return line and via a pressure medium branch line the pressure medium flow to the or the side functions.

Bei einer Ausführung der Erfindung ist als Nebenfunktion ein doppelt wirkender Neigezylinder angeordnet, wobei in der Druckmittelnebenleitung ein Mehrwege-Ventil angeordnet ist, das in einer Ruhestellung die Druckmittelnebenleitung mit dem Tank sowie in den anderen Stellungen jeweils einen Arbeitsraum des Neigezylinders mit der Druckmittelnebenleitung und den anderen Arbeitsraum mit dem Tank verbin det. Wird die Nebenfunktion nicht angesteuert, dann fließt das von der Pumpe abgegebene Druckmittel unmittelbar in den Tank. Anderenfalls wird die beim Senken freiwerdende Energie unmittelbar für den Betrieb der Nebenfunktion ge nutzt.In one embodiment of the invention is a secondary function a double-acting tilt cylinder arranged, in a multi-way valve is arranged on the pressure medium bypass is that the pressure medium bypass in a rest position with the tank and one each in the other positions Working area of the tilt cylinder with the pressure medium bypass and connect the other workspace to the tank det. If the secondary function is not activated, then flows the pressure medium emitted by the pump immediately in the tank. Otherwise, the one that becomes free when lowering Energy immediately ge for the operation of the secondary function uses.

Zusätzlich kann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, das in einer von der Druckleitung zwischen Pumpe und Hubventil ausgehenden und zum Tank führenden Zweigleitung angeordnet ist.In addition, a pressure relief valve can be provided be in a from the pressure line between the pump and Lift valve outgoing branch line leading to the tank is arranged.

Da Flurförderzeuge in der Regel lenkbar sind und die Len kung stets betriebsbereit sein muß, geht ein weiterer Vor schlag der Erfindung dahin, ein Prioritätsventil vorzuse hen, das in der Druckleitung zwischen Pumpe und Hubventil angeordnet ist. Dieses Prioritätsventil wird beim Betäti gen der Lenkung so angesteuert, daß die Lenkung dann mit Druckmittel versorgt wird.Since trucks are usually steerable and the Len must always be ready for operation, there is another procedure Propose the invention to precede a priority valve hen, in the pressure line between the pump and the lift valve is arranged. This priority valve is the actuator controlled so that the steering then with Pressure medium is supplied.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus führungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die einzige Fi gur zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer hydrauli schen Hubvorrichtung für batteriegetriebene Flurförderzeu ge oder dergleichen.The following is an Aus shown in the drawing management example of the invention explained. The only fi gur shows schematically a block diagram of a hydraulic lifting device for battery-powered industrial trucks ge or the like.

Zu der dargestellten Hubvorrichtung gehört ein hydrauli scher Hubzylinder 1, der über eine Druckleitung 2 von ei ner Pumpe 3 mit Druckmittel versorgt wird. Die Pumpe 3 ist mit einem Elektromotor 4 gekuppelt, der auch einen Genera torbetrieb zuläßt. Im Ausführungsbeispiel ist der Elektro motor ein Drehstrommotor. Es kann aber auch ein Gleich strommotor sein. Der Elektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Batterie mit elektrischer Energie versorgt.The lifting device shown includes a hydraulic lifting cylinder 1 which is supplied with pressure medium from a pump 3 via a pressure line 2 . The pump 3 is coupled to an electric motor 4 , which also allows generator operation. In the exemplary embodiment, the electric motor is a three-phase motor. But it can also be a DC motor. The electric motor 4 is supplied with electrical energy by a battery, not shown.

In der Druckleitung 2 sind ein der Pumpe 3 zugewandtes Hubventil 5 und ein dem Hubzylinder 1 zugewandtes Senkven til 6 angeordnet. Zwischen dem Hubventil 5 und dem Senk ventil 6 ist an die Druckleitung 2 eine Rücklaufleitung 7 angeschlossen, deren anderes Ende in eine vom Tank 8 zur Pumpe 3 führende Saugleitung 9 mündet. Zwischen dem Tank 8 und der Mündung 10 der Rücklaufleitung 7 befindet sich in der Saugleitung 9 eine Rückschlagventil 11.In the pressure line 2 , a pump 3 facing lift valve 5 and a lifting cylinder 1 facing Senkven valve 6 are arranged. Between the lift valve 5 and the lowering valve 6 , a return line 7 is connected to the pressure line 2 , the other end of which leads into a suction line 9 leading from the tank 8 to the pump 3 . A check valve 11 is located in the suction line 9 between the tank 8 and the mouth 10 of the return line 7 .

Das Senkventil 6 ist als Mehrwege-Ventil ausgebildet, das beim Hubbetrieb mit einem Rückschlagventil 12 den Rücklauf aus dem Hubzylinder 1 sperrt und beim Senkbetrieb mit ei nem Durchgang 13 den Rücklauf aus dem Hubzylinder 1 frei gibt. The lower valve 6 is formed as a multi-way valve which blocks in the lifting operation with a check valve 12 to return from the lift cylinder 1, and outputs the return flow from the lift cylinder 1 during lowering with egg nem passage 13 free.

Das Hubventil 5 ist ebenfalls als Mehrwege-Ventil ausge bildet, das beim Hubbetrieb mit einem Durchgang 14 den Druckmittelfluß des Hubzylinders 1 freigibt und die Rück laufleitung 7 vom Hubzylinder 1 sperrt sowie beim Senkbe trieb in der dargestellten Position die Rücklaufleitung 7 vom Hubzylinder 1 und über eine Druckmittelnebenleitung 15 den Druckmittelfluß zu einer Nebenfunktion freigibt.The lift valve 5 is formed also as a multi-way valve being that releases when lifting operation with a passage 14 to the pressure fluid of the lift cylinder 1 and the return line 7 from the lifting cylinder 1 blocks and operating at Senkbe in the illustrated position, the return line 7 from the lifting cylinder 1 and a pressure medium branch line 15 releases the pressure medium flow to a secondary function.

Als Nebenfunktion ist bei der dargestellten Ausführung ein doppelt wirkender Neigezylinder 16 vorgesehen, dessen Ar beitsräume 17, 18 über ein Mehrwege-Ventil derart ansteu erbar sind, daß in einer Ruhestellung die Druckmittelne benleitung 15 über einen Durchgang 19 mit einer zum Tank 8 führenden Leitung 20 sowie in den anderen Stellungen über Durchgänge 21 bzw. 22 jeweils einen Arbeitsraum 17 bzw. 18 des Neigezylinders 16 mit der Druckmittelnebenleitung 15 und den anderen Arbeitsraum 18 bzw. 17 mit der zum Tank 8 führenden Leitung 20 verbindet.As a secondary function, a double-acting tilt cylinder 16 is provided in the illustrated embodiment, the working spaces 17 , 18 of which can be controlled via a multi-way valve such that the pressure medium line 15 in a rest position via a passage 19 with a line 20 leading to the tank 8 and in the other positions via passages 21 and 22, respectively, connects a working space 17 or 18 of the tilt cylinder 16 with the pressure medium branch line 15 and the other working space 18 or 17 with the line 20 leading to the tank 8 .

Ferner ist ein Druckbegrenzungsventil 23 vorgesehen, das zwischen einer von der Druckleitung 2 zwischen Pumpe 3 und Hubventil 5 ausgehenden Zweigleitung 24 sowie der zum Tank 8 führenden Leitung 20 angeordnet ist.Furthermore, a pressure limiting valve 23 is provided, which is arranged between a branch line 24 starting from the pressure line 2 between the pump 3 and the lifting valve 5 and the line 20 leading to the tank 8 .

Schließlich ist in der Druckleitung 2 zwischen Pumpe 3 und Hubventil 5 ein Prioritätsventil 25 angeordnet, über das eine mit dem Tank 8 verbundene Lenkung 26 mit Druckmittel versorgt wird. Das Prioritätsventil wird bei Betätigen der Lenkung 26 über eine Steuerleitung 27 betätigt und stellt sicher, daß die Lenkung 26 während des Betriebes stets ausreichend mit Druckmittel versorgt wird.Finally, a priority valve 25 is arranged in the pressure line 2 between the pump 3 and the lifting valve 5 , via which a steering 26 connected to the tank 8 is supplied with pressure medium. The priority valve is actuated by pressing the steering 26 via a control line 27 and ensures that the steering is always an adequate supply 26 during operation with pressure medium.

Für den Hubbetrieb wird das Hubventil 5 betätigt, d. h. in Richtung des Pfeils 28 verstellt. Das Druckmittel fließt dann von der Pumpe 3 über die Druckleitung 2, den Durch gang 14 des Hubventils 5 und das Rückschlagventil 12 des Senkventils 6 in den Arbeitsraum des Hubzylinders 1.For the lifting operation, the lifting valve 5 is actuated, ie adjusted in the direction of the arrow 28 . The pressure medium then flows from the pump 3 via the pressure line 2 , the passage 14 of the globe valve 5 and the check valve 12 of the lowering valve 6 into the working space of the lifting cylinder 1 .

Beim Senken wird das Hubventil 5 in die dargestellte Posi tion gebracht und das Senkventil 6 in Richtung des Pfeils 29 verstellt, so daß das Druckmittel aus dem Arbeitsraum des Hubzylinders 1 über den Durchgang 13 durch die Rück laufleitung 7 und den Durchgang 14 des Hubventils 5 weiter bis zur Mündung 10 der Saugleitung 9 fließen kann. Von dort, d. h. von der Mündung 10 gelangt das Druckmittel in die Pumpe 3, die dadurch mit erhöhter Drehzahl angetrieben wird. Wenn der Neigezylinder 16 nicht angesteuert wird, bewirkt die erhöhte Drehzahl der Pumpe 3, daß der Elektromotor 4 als Generator arbeitet und die überschüs sige Energie in Form von elektrischer Energie an die Bat terie abgibt. Wird der Neigezylinder 16 durch Betätigen des in der Druckmittelnebenleitung 15 liegenden Mehrwege- Ventils angesteuert, dann wird die für den Betrieb des Neigezylinders 16 erforderliche Energiemenge ohne Ener gieumwandlung aus der beim Senken des Hubzylinders 1 freiwerdenden Energiemenge entnommen.When lowering the lift valve 5 is brought into the position shown and the lowering valve 6 is adjusted in the direction of arrow 29 , so that the pressure medium from the working space of the lifting cylinder 1 via the passage 13 through the return line 7 and the passage 14 of the globe valve 5 further can flow to the mouth 10 of the suction line 9 . From there, ie from the mouth 10 , the pressure medium reaches the pump 3 , which is thereby driven at an increased speed. If the tilt cylinder 16 is not controlled, the increased speed of the pump 3 causes the electric motor 4 to work as a generator and releases the excess energy in the form of electrical energy to the battery. If the tilt cylinder 16 is actuated by actuating the multi-way valve lying in the pressure medium bypass 15 , then the amount of energy required for the operation of the tilt cylinder 16 without energy conversion is taken from the amount of energy released when the lifting cylinder 1 is lowered.

Das Druckbegrenzungsventil 23 verhindert den Aufbau über kritischer Drucke im System. Das Prioritätsventil 25 sorgt dafür, daß die Lenkung 26 sowohl beim Hubbetrieb als auch beim Senkbetrieb stets mit dem erforderlichen Druckmittel versorgt wird.The pressure relief valve 23 prevents build-up over critical pressures in the system. The priority valve 25 ensures that the steering 26 is always supplied with the required pressure medium both in the lifting operation and in the lowering operation.

Claims

1. Hydraulic lifting device for battery-powered industrial trucks or the like, with at least one hydraulic lifting cylinder and at least one hydraulic auxiliary function, with a pump coupled to an electric motor, the suction line of which is connected to a tank, and with controllable valves in one of the pressure side of the Pump outgoing pressure line or in the return lines leading to a tank from the lifting cylinder and / or from the auxiliary functions, characterized in that the return line ( 7 ) from the lifting cylinder ( 1 ) into the suction line ( 9 ) of the pump ( 3 ) opens and that the suction line ( 9 ) between the mouth ( 10 ) of the return line ( 7 ) and the tank ( 8 ) has a check valve ( 11 ).

2. Lifting device according to claim 1, characterized in that in the from the pump ( 3 ) to the lifting cylinder ( 1 ) leading pressure line ( 2 ) a lifting valve ( 5 ) and a lifting cylinder ( 1 ) adjacent lowering valve ( 6 ) are arranged , between which the return line ( 7 ) of the Hubzylin ders ( 1 ) to the pressure line ( 2 ) is connected, and that the lowering valve ( 6 ) is designed as a multi-way valve that blocks the return flow from the lifting cylinder ( 1 ) during lifting operation and releases the return when lowering.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the lifting valve ( 5 ) is formed as a multi-way valve, which releases the pressure medium flow to the lifting cylinder ( 1 ) during lifting operation and blocks the return line ( 7 ) from the lifting cylinder ( 1 ) and when lowering the return line ( 7 ) and via a pressure medium branch line ( 15 ) releases the pressure medium flow to the auxiliary function or functions.

4. Lifting device according to one of claims 1 to 3, where a double-acting tilt cylinder ( 16 ) is arranged as an auxiliary function, characterized in that in the pressure medium bypass ( 15 ) a multi-way valve is net angeord, the line in a rest position, the pressure medium ( 15 ) with the tank ( 8 ) and in the other positions each a work space ( 17 , 18 ) of the Neigezylin ders ( 16 ) with the pressure medium bypass ( 15 ) and the other work space ( 18 , 17 ) with the tank ( 8 ) connects.

5. Lifting device according to one of claims 1 to 4, characterized by a pressure relief valve ( 23 ) between a from the pressure line ( 2 ) between the pump ( 3 ) and the lifting valve ( 1 ) outgoing branch line ( 24 ) and the tank ( 8th ) leading line ( 20 ) is arranged.

6. Lifting device according to one of claims 1 to 5, characterized by a priority valve ( 25 ) for supplying the steering system ( 26 ) with pressure medium, which is arranged in the pressure line ( 2 ) between the pump ( 3 ) and the lifting valve ( 1 ) is.