Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs und Hydraulikantrieb hierfür

Abstract

 Zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs (29) mittels einer Hydraulikpumpe (15) und eines Wegeventils (19) sind zwei Zylinder (2, 3) vorgesehen, deren Kolben (4, 5) durch einen Seitenschieberrahmen gleichsinnig verschiebbar sind. Zwecks Erzielung einer wirksamen Entlüftung wird durch den einen Kolben (4, 5) am Ende seiner Einwärtsbewegung ein Rückschlagventil (8, 9) des zugehörigen Zylinders (2, 3) entgegen seiner Schließrichtung mechanisch geöffnet, während ein Rückschlagventil (8, 9) des jeweils anderen Zylinders (2, 3) während der Betätigungsdauer des Wegeventils (19) durch den Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe (15) offen gehalten wird. Dadurch wird erreicht,dass die Hydraulikflüssigkeit zusammen mit eingeschlossenen Gasen durch die mit entgegengesetzten Schließrichtungen in Reihe geschalteten Rückschlagventile (8, 9) in einen Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) zurückgeführt wird, wo die Gase aus dem Kreislauf entfernt werden. Die Anordnung ist insbesondere für Gabelstapler vorgesehen und kann dadurch automatisiert werden, dass dem Wegeventil (19) über Bypass-Leitungen ein weiteres Wegeventil (30) parallel geschaltet ist, das in beiden Richtungen durch einen Betriebsschalter (31) und zwei Zeitglieder (32, 33) betätigbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs mittels einer Hydraulikpumpe und eines Wegeventils, insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern, in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden auf einen gemeinsamen Seitenschieberrahmen einwirken, wobei Hydraulikflüssigkeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben abgesteuert wird.

[0002] Ein entsprechender Seitenschieberantrieb ist durch die DE 196 02 553 A1 bekannt. Natürlich werden solche Hydraulikantriebe auch vor Inbetriebnahme entlüftet, wofür besondere Entlüftungsventile vorgesehen sind.

[0003] Nun hat es sich beim Betrieb solcher Seitenschieber herausgestellt, daß nach einiger Betriebdauer Instabiltäten in Form ruckweiser Seitenverschiebungen auftreten. Dies macht sich dann beonders unangenehm bemerkbar, wenn sich eine tonnenschwere Last am oberen Ende eines z.B 8 Meter hohen Hubmastes befindet, wodurch ein instabiles, auf dem Kopf stehendes Massependel gebildet wird. Dadurch ergibt sich ein erhebliches Gefahrenpotential. Als Ursache hierfür hat sich eine Ansammlung von Gasen bzw. Luft im Hydrauliksystem erwiesen.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit dem während des Betriebes beliebig oft und ggf. auch automatisch eine Entlüftung durchgeführt werden kann, ohne daß hierfür besondere Entlüftungsventile und deren Betätigung erforderlich sind.

[0005] Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß

a) durch den einen Kolben am Ende seiner Einwärtsbewegung ein Rückschlagventil des zugehörigen Zylinders entgegen seiner Schließrichtung mechanisch geöffnet wird, während ein Rückschlagventil des jeweils anderen Zylinders während der Betätigungsdauer des Wegeventils durch den Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe offen gehalten wird, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die mit entgegengesetzten Schließrichtungen in Reihe geschalteten Rückschlagventile in einen Sumpf der Hydraulikpumpe zurückgeführt wird, und daß

b) das Wegeventil so lange betätigt wird, bis etwa in den Zylindern befindliche Gase mit der Hydraulikflüssigkeit zum Sumpf der Hydraulikpumpe abgeführt werden, in dem sie aus dem Hydraulikkreislauf entfernt werden.

[0006] Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfang gelöst, d.h., während des Betriebes kann beliebig oft und ggf. auch automatisch eine Entlüftung durchgeführt werden, ohne daß hierfür besondere Entlüftungsventile und deren Betätigung erforderlich sind. Es entsteht auch kein instabiles, auf dem Kopf stehendes Massependel gebildet wird. Dadurch wird eine Gefahrenquelle ausgeschaltet.

[0007] Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Rückschlagventile durch die Kolben am Ende von deren Einwärtsbewegungen mittels Stössel betätigt werden.

[0008] Die Erfindung betrifft auch einen Hydraulikantrieb zum Steuern eines Seitenschiebers mit einer Hydraulikpumpe und einem Wegeventil, insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern, in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden von einem gemeinsamen Seitenschieberrahmen umschlossen sind, wobei Hydraulikflüssigkeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben absteuerbar ist.

[0009] Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist ein solcher Hydraulikantrieb erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß strömungsmäßig zwischen den Zylindern Rückschlagventile mit entgegengesetzten Schließrichtungen angeordnet sind, von denen jedes durch den zugehörigen Kolben am inneren Ende des Kolbenweges mechanisch aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung umsteuerbar ist, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die in Reihe geschalteten Rückschlagventile in einen Sumpf der Hydraulikpumpe zurückführbar ist.

[0010] Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Vorrichtung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln, oder in Kombination:

A:

die Rückschlagventile an den Enden eines Verbindungskanals zwischen den Zylindern angeordnet und durch Stössel betätigbar sind,

B:

die Rückschlagventile in Bohrungen des Zylinderkörpers eingesetzt sind, die sich an beiden Enden des Verbindungskanals befinden,

C:

die Stössel an den Kolbenflächen angeordnet und aufeinander zu gerichtet sind,

D:

die Stössel baulich den Rückschlagventilen zugeordnet und voneinander weg gerichtetet sind.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.

[0012] Es zeigen:

Figur 1

Einen Axialschnitt durch einen Zylinderkörper mit zwei Kolben,

Figur 2

einen Hydraulikschaltplan für den Gegenstand von Figur 1 in Ruhestellung der Kolben,

Figur 3

den Hydraulikschaltplan nach Figur 2 in der einen Endstellung der Kolben und

Figur 4

den Hydraulikschaltplan nach Figur 2 in der anderen Endstellung der Kolben.

[0013] In Figur 1 ist ein Zylinderkörper 1 mit zwei Zylindern 2 und 3 gezeigt, in denen Kolben 4 und 5 angeordnet sind, die als Plunger, aber auch als Scheibenkolben mit Kolbenstangen ausgeführt sein können, wie dies in den Figuren 2 bis 4 gezeigt ist. Die hydraulisch wirksamen Kolbenflächen 4a und 5a sind aufeinander zu gerichtet, und die äusseren Enden 4b und 5b sind von einem Seitenschieberrahmen 6 umschlossen, durch die die Kolben 4 und 5 stets gleichsinnig bewegt werden.

[0014] Zwischen den beiden Zylindern 2 und 3 ist ein Verbindungskanal 7 angeordnet, in dessen beide Enden in Bohrungen des Zylinderkörpers 1 je ein federbelastetes Rückschlagventil 8 und 9 derart eingesetzt ist, dass die Schliessrichtungen entgegengesetzt sind. Die inneren Kolbenenden besitzen koaxiale Stössel 8a und 9a, die aufeinander zu gerichtet sind und auf die Sperrkörper (Kugeln) der Rückschlagventile 8 und 9 in Öffnungsrichtung einwirken. Für die - in den Figuren 2 bis 4 gezeigten - Hydraulikleitungen 10 und 11 sind Anschlussbohrungen 12 und 13 vorgesehen. In Figur 1 hat der linke Kolben 4 am Ende seiner Einwärtsbewegung durch seinen Stössel 8a das zugehörige Rückschlagventil 8 geöffnet, und der rechte Kolben 5 hat - zusammen mit dem Seitenschieberrahmen 6 - seine äussere Endstellung erreicht.

[0015] Anhand der Figuren 2 bis 4 wird der Ablauf der Vorgänge wie folgt erläutert:

[0016] Ein fahrzeugseitiges Hydraulikaggregat 14 besitzt eine Hydraulikpumpe 15, die durch einen Elektromotor 16 angetrieben wird. In einer Druckleitung 17 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 18 angeordnet. Die Druckleitung 17 führt zu einem Wegeventil 19 bekannter Bauart. Vom Wegeventil 19 führt eine Rücklaufleitung 20 zu einem Filter 21, dem - für den Fall einer Filterverstopfung - ein federbelastetes Rückschlagventil 22 parallel geschaltet ist. Für eine Entlüftung ist ein weiteres Filter 23 vorgesehen. Die Anordnung wird durch eine Wanne bzw. einen Sumpf 24 vervollständigt. Sofern bei laufender Hydraulikpumpe 15 keine Hydraulikflüssigkeit benötigt wird, wird diese über das Wegeventil 19 abgesteuert. Eine Verbindungsleitung 25 mit einem Überdruckventil 26 dient zur Begrenzung des Systemdrucks.

[0017] Bei einer Stellung der Kolben 4 und 5 und der Rückschlagventile 8 und 9 gemäss den Figuren 1 und 2 und einer entsprechenden Stellung des Wegeventils 19 fliesst Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 11 solange zum Zylinder 3, bis die Endstellung von dessen Kolben 5 erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt fliesst die Hydraulikflüssigkeit über eine Zweigleitung 27 und das - sich jetzt automatisch öffnende - Rückschlagventil 9 und den Verbindungskanal 7 zum Rückschlagventil 8, das durch die Bewegung des linken Kolbens 4 zwangsweise in seine Öffnungsstellung gebracht wurde. Vom Rückschlagventil 8 aus fließt die Hydraulikflüssigkeit durch eine Zweigleitung 28 zum Wegeventil 19 und danach zum Sumpf 24 zurück.

[0018] Die Schnittstelle zwischen dem Hydraulikantrieb 29 bzw. des von diesem angetriebenen Anbaugeräts, dem sogenannten Seitenschieber, und dem Fahrzeug, das das Hydraulikaggregat 14, die Akkumulatoren und das Anbaugerät trägt, ist durch die strichpunktierte Linie S-S angedeutet.

[0019] Die Wirkverbindung kann intern (Figur 1) oder extern (gestrichelte Linien in den Figuren 2 bis 4) erfolgen.

[0020] In den Figuren 2 bis 4 sind komplette Rückschlagventile 8 und 9 mit eigenen Stösseln 8a und 9a gezeigt, wie sie im Handel erhältlich sind. Gemäß Figur 3 ist der linke Stössel 8a durch die Bewegung des Kolbens 4 eingedrückt, und die Hydraulikflüssigkeit fliesst vom dadurch geöffneten Rückschlagventil 8 über die Zweigleitung 28 zur Leitung 10 und von hier über das Wegeventil 19 zum Hydraulikaggregat 14 und dessen Rücklaufleitung 20 in den Sumpf 24 zurück, wie bereits beschrieben. Der bisher beschriebene Strömungsverlauf ist durch Pfeile in Figur 3 verdeutlicht.

[0021] Der entgegensetzte Strömungsverlauf tritt nach Umsteuerung des Wegeventils 19 und Erreichen der entgegengesetzten Stellung zwischen dem Seitenschieberrahmen 6 und dem Zylinderkörper 1 auf und ist in Figur 4 dargestellt. In diesem Fall ist der rechte Stössel 9a durch die Bewegung des Kolbens 5 eingedrückt, und die Hydraulikflüssigkeit fliesst vom dadurch geöffneten Rückschlagventil 9 über die Zweigleitung 27 zur Leitung 11 und von hier über das Wegeventil 19 zum Hydraulikaggregat 14 und dessen Rücklaufleitung 20 in den Sumpf 24 zurück, wie bereits beschrieben. Der Strömungsverlauf ist durch Pfeile in Figur 4 verdeutlicht.

[0022] In beiden Fällen wird durch die Hydraulikflüssigkeit in den Zylindern 2 und 3 vorhandenes Gas verdrängt und in Richtung des Sumpfes 24 abgeführt, von wo das Gas ölfrei über den Filter 23 an die Atmosphäre entweichen kann. In beiden Fällen spricht das Überdruckventil 26 nicht an, so dass erhebliche Mengen an Antriebsenergie für die Hydraulikpumpe 15 gespart und dadurch die Ladezyklen für die erforderlichen Akkumulatoren verlängert werden.

[0023] Figur 2 zeigt noch eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes: Um eine automatische Zwangsentlüftung bei jeder Inbetriebsetzung des Geräts zu erreichen, ist dem Wegeschalter 19 über nicht näher bezeichnete Bypass-Leitungen ein weiteres Wegeventil 30 parallel geschaltet, das in beiden Richtungen durch einen Betriebsschalter 31 und zwei Zeitglieder 32 und 33 betätigbar ist. Der Betriebsschalter 31 kann beispielsweise ein ^"Zündschloß" sein, daß mit einen Schlüssel zu betätigen ist. Setzt die Bedienungsperson das Gerät in Betrieb, so fährt der Seitenschieber in eine seiner Endstellungen, und das Wegeventil 30 bleibt für eine durch das jeweilige Zeitglied 32 oder 33 vorgegebene Entlüftungsdauer von 2 bis 4 Minuten (Erfahrungswert) in der gleichen Stellung. Danach erfolgt automatisch eine Umsteuerung in die jeweils andere Endstellung von Wegeventil 30 und Seitenschieber, worauf sich der Entlüfungsvorgang mit umgekehrter Strömungsrichtung wiederholt.

Bezugszeichenliste:

[0024] 

1

Zylinderkörper

2

Zylinder

3

Zylinder

4

Kolben

4a

Kolbenfläche

4b

äußeres Ende

5

Kolben

5a

Kolbenfläche

5b

äußeres Ende

6

Seitenschieberrahmen

7

Verbindunsgkanal

8

Rückschlagventil

8a

Stössel

9

Rückschlagventil

9a

Stössel

10

Hydraulikleitung

11

Hydraulikleitung

12

Anschlussbohrung

13

Anschlussbohrung

14

Hydraulikaggregat

15

Hydraulikpumpe

16

Elektromotor

17

Druckleitung

18

Rückschlagventil

19

Wegeventil

20

Rücklaufleitung

21

Filter

22

Rückschlagventil

23

Filter

24

Sumpf

25

Verbindungsleitung

26

Überdruckventil

27

Zweigleitung

28

Zweigleitung

29

Hydraulikantrieb

30

Wegeventil

31

Betriebsschalter

32

Zeitglied

33

Zeitglied

S-S

Schnittstelle

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Seitenschieberantriebs (29) mittels einer Hydraulikpumpe (15) und eines Wegeventils (19), insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern (2, 3), in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben (4, 5) angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen (4a, 5a) aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden auf einen gemeinsamen Seitenschieberrahmen (6) einwirken, wobei Hydraulikflüssikeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben (4, 5) abgesteuert wird, dadurch gekernzeichnet, daß

a) durch den einen Kolben (4, 5) am Ende seiner Einwärtsbewegung ein Rückschlagventil (8, 9) des zugehörigen Zylinders (2, 3) entgegen seiner Schließrichtung mechanisch geöffnet wird, während ein Rückschlagventil (8, 9) des jeweils anderen Zylinders (2, 3) während der Betätigungsdauer des Wegeventils (19) durch den Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe (15) offen gehalten wird, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die mit entgegengesetzten Schließrichtungen in Reihe geschalteten Rückschlagventile (8, 9) in einen Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) zurückgeführt wird, und daß

b) das Wegeventil (19) so lange betätigt wird, bis etwa in den Zylindern (2, 3) befindliche Gase mit der Hydraulikflüssigkeit zum Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) abgeführt werden, in dem sie aus dem Hydraulikkreislauf entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (8, 9) durch die Kolben (4, 5) am Ende von deren Einwärtsbewegungen mittels Stössel (8a,, 9a) betätigt werden.

3. Hydraulikantrieb zum Steuern eines Seitenschiebers mit einer Hydraulikpumpe (15) und einem Wegeventil (19), insbesondere für Gabelstapler, mit zwei Zylindern (2, 3), in denen gleichsinnig verschiebbare Kolben (4, 5) angeordnet sind, deren innere Kolbenflächen (4a, 5a) aufeinander zu gerichtet sind und deren äußere Enden von einem gemeinsamen Seitenschieberrahmen (6) umschlossen sind, wobei Hydraulikflüssikeit nach Erreichen der jeweils entgegensetzten Endstellungen der Kolben (4, 5) absteuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß strömungsmäßig zwischen den Zylindern (2, 3) Rückschlagventile (8, 9) mit entgegengesetzten Schließrichtungen angeordnet sind, von denen jedes durch den zugehörigen Kolben (4, 5) am inneren Ende des Kolbenweges mechanisch aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung umsteuerbar ist, derart, daß die Hydraulikflüssigkeit durch die in Reihe geschalteten Rückschlagventile (8, 9) in einen Sumpf (24) der Hydraulikpumpe (15) zurückführbar ist.

4. Hydraulikantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (8, 9) an den Enden eines Verbindungskanals (7) zwischen den Zylindern (2, 3) angeordnet und durch Stössel (8a, 9a) betätigbar sind.

5. Hydraulikantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (8, 9) in Bohrungen des Zylinderkörpers (1) eingesetzt sind, die sich an beiden Enden des Verbindungskanals (7) befinden.

6. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stössel (8a, 9a) an den Kolbenflächen (4a, 5a) angeordnet und aufeinander zu gerichtet sind.

7. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stössel (8a, 9a) baulich den Rückschlagventilen (8, 9) zugeordnet und voneinander weg gerichtetet sind.

8. Hydraulikantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wegeventil (19) über Bypass-Leitungen ein weiteres Wegeventil (30) parallel geschaltet ist, das in beiden Richtungen durch einen Betriebsschalter (31) und zwei Zeitglieder (32, 33) betätigbar ist.

Zeichnung