HUBMODUL

Abstract

 Die Erfindung stellt ein Hubmodul (H), insbesondere für Flurförderfahrzeuge wie Gabelstapler, Hubgerüste, Mobilhydraulikgeräte, Arbeitsfahrzeuge oder dergleichen, mit einem Hebestrang (5) und einem Senkstrang (9) bereit, an die ein Hydroverbraucher, insbesondere ein Hydraulikzylinder anschließbar ist. Der Hebestrang (5) ist durch eine vom einen Motor (M) angetriebene Pumpe (6) mit einem unter Lastdruck stehenden Druckmittel beaufschlagbar. Im Senkstrang (9) ist ein Senkventil (17) angeordnet, um beispielsweise eine Senkgeschwindigkeit einzustellen. Im Senkstrang (9) ist stromab des Senkventils (17) eine Verzweigung (18) angeordnet, an der sich der Senkstrang (9) in einen Rückführungsstrang (13') und eine Ablassleitung (13) verzweigt. Über den Rückführungsstrang (13') ist damit ein im Senkstrang (9) geführtes Druckmittel zur Energierückgewinnung der Pumpe (6) zuführbar, so dass die Pumpe (6) zur Energierückgewinnung über das im Rückführungsstrang (13') geführte Druckmittel motorisch betrieben werden kann. Ferner weist das Hubmodul (H) stromab der Verzweigung (18) ein in der Ablassleitung (13) angeordnetes 2/2-Wegeventil mit einer Absperrstellung auf, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Senkstrang (9) und der Ablassleitung (13) abgesperrt ist, und einer Durchlassstellung auf, in der das im Senkstrang (9) geführte Druckmittel über die Ablassleitung (13) zu einem Tank (T) abfließen kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Hubmodul der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

[0002] Für Hubmodule z.B. von Flurförderfahrzeugen wie Gabelstaplern oder in Hubgerüsten, Arbeitsfahrzeugen oder dergleichen, gelten strenge Sicherheitsvorschriften, um sicher zu stellen, dass eine beim Senken angehaltene Last tatsächlich angehalten wird und dann stehenbleibt und in keinem Fall unkontrollierte Senkbewegungen ausführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass nach längeren Einsatzzeiten des Hubmoduls in Druckmittel unvermeidbare Verschmutzungen oder Metallspäne auftreten, die trotz vorgeschalteter Filtervorrichtungen in Hauptströmungswegen zirkulieren und sich in hydraulischen Elementen absetzen und deren Funktion beeinträchtigen und/oder zunichte machen können, wodurch die geforderte Sicherheit gegen unkontrollierte Lastsenkbewegungen oder eine nicht anhaltende Last nicht gegeben ist.

[0003] Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Hubvorrichtung, die in der Schrift EP 2 058 270 A1 beschrieben ist.

[0004] Die in Fig. 1 dargestellte Hubvorrichtung ist beispielsweise in einem batteriebetriebenen Flurförderfahrzeug, beispielsweise einem Hubmaststapler, zur Betätigung eines Hubzylinders V, z.B. für einen Hebemast, angeordnet. Der Hubzylinder V ist beim Anschluss einer Arbeitsleitung 103 durch eine Senkdrossel 102 abgesichert. Der Druck in der Arbeitsleitung 103 wird von einem Drucksensor 134 erfasst. Die Arbeitsleitung 103 verzweigt sich an einem Knoten 104 in einen Hebestrang 105 und einen Senkstrang 109. Der Hebestrang 105 ist mit einer Pumpe 106 verbunden, wobei die Pumpe 106 in batteriebetriebenen Flurförderfahrzeugen durch einen Motor M' betrieben wird. Die Pumpe 106 ist an einen Tank T' über ein zum Tank sperrendes Rückschlagventil 110 angeschlossen.

[0005] Zum Regeln einer Arbeitsgeschwindigkeit am Hubzylinder V, wie z.B. einer Hebegeschwindigkeit eines Hebezylinders, ist im Hebestrang 105 ein Proportional-Druckregelventil 115 mit einem Proportional-Magneten 116 angeordnet. Das Proportional-Druckregelventil 115 wird beim Heben gegebenenfalls durch eine Drehzahlregelung der Pumpe 106 unterstützt.

[0006] Im Senkstrang 109 ist zum Regeln der Senkgeschwindigkeit des Hubzylinders V stromab des Knotens 104 ein Proportional-Druckregelventil 117 mit einem Proportional-Magneten 118 angeordnet. Parallel zum Senkstrang 109 ist ein Tankstrang 113 vorgesehen, der durch ein manuell bedienbares Notventil 113N eine Verbindung des Knotens 104 mit dem Tank T' bildet. Dadurch kann im Falle einer Fehlfunktion Druckmittel vom Hubzylinder V über das Notventil 113N und den Tankstrang 113 zum Tank T' abgelassen werden.

[0007] Es ist im allgemeinen wünschenswert, dass Hubvorrichtungen, wie die oben beschriebene bekannte Hubvorrichtung, den folgenden Anforderungen genügen: Neutralumlauf, Hebefunktion, Senken mit Last bei Energierückführung, Senken ohne Last, Dissipation von überschüssiger Energie, redundantes Senken, Parallelbetätigung für Heben und Neigen bei mehreren Hubmodulen, Notablass und Möglichkeit zur Durchführung eines LB-Tests.

[0008] Ausgehend von dem oben diskutierten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Hubmodul für eine Hubvorrichtung bereitzustellen, die eine Energierückgewinnung mit verbesserter Energieeffizienz ermöglicht.

[0009] Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Hubmodul gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13 definiert.

[0010] In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Hubmodul, insbesondere für Flurförderfahrzeuge wie Gabelstapler, Hubgerüste, Mobilhydraulikgeräte, Arbeitsfahrzeuge oder dergleichen, mit einem Hebestrang und einem Senkstrang bereit, an die ein Hydroverbraucher, insbesondere ein Hydraulikzylinder anschließbar ist. Der Hebestrang ist durch eine vom einen Motor angetriebene Pumpe mit einem unter Lastdruck stehenden Druckmittel beaufschlagbar. Im Senkstrang ist ein Senkventil angeordnet, um beispielsweise eine Senkgeschwindigkeit einzustellen. Der Senkstrang weist stromab des Senkventils eine Verzweigung auf, an der sich der Senkstrang in einen Rückführungsstrang und eine Ablassleitung verzweigt. Über den Rückführungsstrang ist damit im Senkstrang geführtes Druckmittel zur Energierückgewinnung der Pumpe zuführbar, so dass die Pumpe zur Energierückgewinnung über das im Rückführungsstrang geführte Druckmittel motorisch betrieben werden kann. Ferner weist das Hubmodul stromab der Verzweigung ein in der Ablassleitung angeordnetes 2/2-Wegeventil mit einer Absperrstellung auf, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Senkstrang und der Ablassleitung abgesperrt ist, und einer Durchlassstellung auf, in der das im Senkstrang geführte Druckmittel über die Ablassleitung zum Tank abfließen kann. Dadurch wird zum Einen ein Senken unter Last mit Energierückgewinnung ermöglicht, die dadurch, dass im Rückführungsstrang kein hydraulischer Widerstand beispielsweise durch ein im Rückführungsstrang stromab des Senkventils angeordnetes Ventil angeordnet ist, eine gute Energieeffizienz aufweist. Weiterhin kann durch das in der Ablassleitung angeordnete 2/2-Wegeventil im Falle eines Senkens ohne Last erreicht werden, dass der im Falle ohne Last im Senkstrang auftretende Druck, der im Allgemeinen nicht zur Energierückgewinnung ausreicht, über die Ablassleitung zum Tank hin entlastet wird.

[0011] In einer anschaulichen Ausgestaltung ist das 2/2-Wegeventil durch einen über eine Drossel aus dem Lastdruck abgeleiteten Sperrdruck in einer Richtung zur Absperrstellung des 2/2-Wegeventils beaufschlagbar und das 2/2- Wegeventil ist in einem vom Sperrdruck entlasteten Zustand in der Durchlassstellung beaufschlagt. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise ein kompaktes 2/2-Wegeventil realisieren, da die Steuerung des 2/2-Wegeventils nicht vom vollen Lastdruck erfolgt.

[0012] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung hierin umfasst das Hubmodul ferner ein elektrisch gesteuertes 2/2-Wegeventil, durch das der das 2/2-Wegeventil an der Verzweigung in Absperrstellung beaufschlagende Sperrdruck zur Ablassleitung hin entlastbar. Dies stellt eine einfache Weise zur elektrischen Steuerung der verschiedenen Stellungen des 2/2-Wegeventils an der Verzweigung in der Ablassleitung dar.

[0013] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung hierin ist das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil als s/w-Magnetventil ausgebildet. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Realisierung des 2/2-Wegeventils dar.

[0014] In einer anderen anschaulichen Ausgestaltung hierin ist das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil im stromlosen Zustand durch eine Feder in einer leckagefreie Sperrstellung beaufschlagt.

[0015] In einer wieder anderen anschaulichen Ausgestaltung hierin ist das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil ausgebildet, so dass es bei einem Lastdruck von 50 bar oder mehr nicht schaltbar ist. Dadurch kann eine einfache Steuerung des 2/2-Wegeventils erfolgen, die unabhängig von einer Druckmessung im Senkstrang ist.

[0016] In einer anderen anschaulichen Ausgestaltung umfasst das Hubmodul ferner ein als Druckwaage ausgebildetes hydraulisch gesteuertes 2/2-Wegeventil, durch das der das 2/2-Wegeventil stromab der Verzweigung in Absperrstellung beaufschlagende Sperrdruck zur Ablassleitung hin entlastbar ist, wenn der Lastdruck im Senkstrang einen Grenzwert unterschreitet. Dadurch wird alternativ zum elektrisch gesteuerten 2/2-Wegeventil ein hydraulisch gesteuertes 2/2-Wegeventil umgesetzt.

[0017] In einer weiteren anschaulicheren Ausgestaltung hierin wird die Druckwaage durch eine Feder in Auf-Steuerrichtung, in der der Sperrdruck zur Ablassleitung entlastet wird, vorgespannt, und die Druckwaage ist in Zu-Steuerrichtung der Feder entgegenwirkend mit einem aus dem Lastdruck abgeleiteten Zu-Steuerdruck beaufschlagbar, wobei der Sperrdruck in Zu-Steuerrichtung an das 2/2-Wegeventil angelegt werden kann. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Realisierung der hydraulischen Vorsteuerung des 2/2-Wegeventils dar.

[0018] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung ist das 2/2-Wegeventil an der Verzweigung in Richtung zur Absperrstellung parallel zum Sperrdruck federbelastet.

[0019] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung wird der von der Pumpe angetriebene Motor bei Energierückgewinnung als Generator angetrieben.

[0020] In einer vorteilhafteren Ausgestaltung hierin wird das 2/2-Wegeventil an der Verzweigung abhängig von einer am Generator auftretenden Spannung oder von einem Ladezustand einer mit dem Generator gekoppelten wiederaufladbaren Batterie gesteuert. Dadurch kann ein Überladen einer mit dem Generator gekoppelten Batterie zur Versorgung des Motors verhindert werden.

[0021] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung wird das 2/2-Wegeventil an der Verzweigung abhängig von einem im Senkstrangauftretenden Lastdruck gesteuert.

[0022] In einer weiteren anschaulichen Ausgestaltung ist das Senkventil abhängig vom Lastdruck zur Begrenzung einer Senkgeschwindigkeit während eines Senkens ausgebildet, wobei die Senkgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl des Motors eingestellt wird.

[0023] Weitere Vorteile und anschauliche Ausgestaltungen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Figuren hervor, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und:

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer bekannten elektrohydraulischen Hubvorrichtung darstellt;

Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild eines Hubmoduls mit Pumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 3a schematisch ein Hubmodul gemäß einer zweiten anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3b schematisch ein Rückschlagventil aus Fig. 3a darstellt;

Fig. 4 schematisch ein Hubmodul gemäß einer dritten anschaulichen Ausführungsform der Erfindung darstellt; und

Fig. 5 schematisch eine vierte anschauliche Ausführungsform eines Hubmoduls gemäß der Erfindung darstellt.

[0024] Hinsichtlich Fig. 2 wird nun eine anschauliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.

[0025] Fig. 2 zeigt schematisch einen Teil einer elektrohydraulischen Hubvorrichtung mit einem Hubmodul H gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die beispielsweise in einem batteriebetriebenen Flurförderfahrzeug, etwa einen Hubmaststapler, angeordnet ist, um zumindest einen hydraulischen Verbraucher (nicht dargestellt), beispielsweise einen Hebezylinder für einen Hubmast (nicht dargestellt), zu betätigen. Der hydraulische Verbraucher (nicht dargestellt) ist mit einem Anschluss des Hubmoduls H an einer Arbeitsleitung 3 über eine Senkdrossel (nicht dargestellt) abgesichert, die zwischen dem Hubmodul H und dem Hydroverbraucher (nicht dargestellt) angeordnet ist.

[0026] Die Arbeitsleitung 3 verzweigt sich an einem Knoten 4 in einen Hebestrang 5 und einen Senkstrang 9. An dem Hebestrang 5 ist eine durch einen Motor M angetriebene Pumpe 6 angeschlossen, die ihrerseits an einen Tank T über ein zum Tank sperrendes Rückschlagventil 10 angeschlossen ist. Die Pumpe führt während ihres Pumpbetriebs dem Hubmodul H ein hydraulisches Druckmittel zu, das dem Hubmodul H an einem Versorgungsanschluss P des Hubmoduls H1 zugeführt wird. Der Versorgungsanschluss P ist im Hubmodul H mit dem Hebestrang 5 verbunden. Über einen Ablassanschluss R ist das Hubmodul H mit dem Tank T verbunden.

[0027] Ein in der Arbeitsleitung auftretender Druck wird über einen Drucksensor 34 erfasst, der momentane Druckdaten erzeugt und an eine elektronische Steuerung (nicht dargestellt) der Hubvorrichtung weiterleitet und/oder über eine Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) für einen Bediener der Hubvorrichtung ausgibt.

[0028] Im Hebestrang 5 ist zum Regeln der Hebegeschwindigkeit ein Proportional-Druckregelventil 15 mit einem Proportional-Magneten EP01 angeordnet. In einigen anschaulichen Ausführungsformen kann das Proportional-Druckregelventil 15 bei einer Hebeoperation der das Hubmodul H umfassenden Hebevorrichtung gegebenenfalls durch eine Druckzahlregelung der Pumpe 6 unterstützt sein.

[0029] Im Senkstrang 9 ist zum Regeln der Senkgeschwindigkeit stromab des Knotens 4 ein Proportional-Druckregelventil 17 mit einem Proportional-Magneten EP02 angeordnet. Weiterhin befindet sich im Senkstrang 9 stromab des Proportional-Druckregelventils 17 ein Knoten 18, an dem sich der Senkstrang 9 in einen Rückführungsstrang 13' und einen Zweig 18' verzweigt. Der Zweig 18' geht in eine Ablassleitung 13 über, die mit dem Ablassanschluss R des Hubmoduls verbunden ist.

[0030] Der Rückführungsstrang 13' ist mit einem Rückführungsanschluss ER des Hubmoduls H verbunden. Über den Rückführungsanschluss kann ein über den Rückführungsstrang 13' geführtes Druckmittel der Pumpe 6 zur Energierückgewinnung direkt zugeführt werden. Im Falle eines Senkbetriebs mit Energierückgewinnung wird die Pumpe 6 durch ein über den Rückführungsstrang 13' zurückgeführtes hydraulisches Druckmittel betrieben. Die Pumpe 6 treibt wiederrum den Motor M an, der ausgebildet ist, in einem Generatormodus als Generator zu agieren. Durch den im Generatormodus betriebenen Motor M wird nun eine Spannung induziert, die z.B. abgegriffen werden kann, um eine Batterie (nicht dargestellt) oder ein anderes Speichermedium für elektrische Energie zu laden. Von der geladenen Batterie oder dem Speichermedium kann z.B. die Hubvorrichtung die zu einer Hebevorrichtung erforderliche elektrische Energie zum Betrieb des Motors M beziehen. Weiterhin kann z.B. durch die Batterie oder durch das Speichermedium eine Versorgung von elektrischen und/oder elektronischen Einheiten der Hubvorrichtung (beispielsweise Drucksensor 34 und/oder elektronische Steuereinheit) mit elektrischer Energie erfolgen.

[0031] Stromab des Knotens 18 ist zwischen dem Zweig 18' und der Ablassleitung ein 2/2-Wegeventil 19 angeordnet, wobei in der dargestellten Absperrstellung des 2/2-Wegeventils 19 eine Fluidverbindung zwischen dem Senkstrang 9, insbesondere zwischen dem Zweig 18' und der Ablassleitung 13, nicht Fluidverbindung besteht (die Fluidverbindung zwischen dem Zweig 18' und der Ablassleitung 13 ist unterbrochen, insbesondere ist ein Durchfluss durch das 2/2-Wegeventil 19 leckagefrei abgesperrt). In einer Durchlassstellung des 2/2-Wegeventils 19 wird das im Senkstrang 9 geführte Druckmittel durch das 2/2-Wegeventil 19 über die Ablassleitung 13 zum Tank T abgeführt.

[0032] In der in Fig. 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform liegt über dem Zweig 18' der am Knoten 18 im Senkstrang 9 stromab des Senkventils 17 abgegriffene Druck am 2/2-Wegeventil 19 an, das einen seitlichen Auslass 111 aufweist, der mit der Ablassleitung 13 verbunden ist. Insbesondere ist das 2/2-Wegeventil 19 demgemäß mit einer Druckvorsteuerung über eine Steuerleitung 14 zum Tank T versehen. In der Steuerleitung 14 ist stromab des 2/2-Wegeventils 19 ein Vorsteuerventil 30 angeordnet, das beispielsweise als Magnetvorsteuerventil ausgebildet ist (z.B. ein s/w-Magnetventil).

[0033] Das Vorsteuerventil 30 weist gemäß anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung einen Magneten ES01 auf, der im stromlosen Zustand das Vorsteuerventil 30 in der dargestellten Sperrsteuerung hält. Bei Bestromung des Magneten ES01, beispielsweise unter Anlegung einer Spannung kleiner als 1000 mV (z.B. in einem Bereich von 400 bis 600 mV) wird die Steuerleitung 14 mit einer Tankleitung 24 verbunden, über die ein am seitlichen Auslass 111 des 2/2-Wegeventils 19 ausgegebenes Druckmittel dem Tankanschluss R des Hubmoduls H zugeführt wird, wodurch eine Druckentlastung des im Senkstrang 9 geführten Druckmittels zum Tank T hin ermöglicht wird.

[0034] Gemäß anschaulicher Ausführungsformen umfasst das 2/2-Wegeventil 19 in einer Ringkammer 110 einen verschiebbar geführten, abgedichtet beweglichen Stufenkolben 112 mit einem ein Ventilschließglied definierenden Kolbenansatz 117, der mit einem axialen Ventilsitz 113 in Sitzventilbauweise zusammenwirkt. An der dem Ventilsitz 113 abgewandten Seite des Stufenkolbens 112 ist eine Sperrdruck-Steuerkammer 114 vorgesehen, in der, vorzugsweise, eine Feder 115 enthalten ist, die den Stufenkolben 112 in Richtung zur gezeigten Absperrstellung beaufschlagt. Die Sperrdruck-Steuerkammer 114 ist mit der Steuerleitung 14 verbunden. Die Beaufschlagungsfläche des Stufenkolbens 112 in der Ringkammer 110 und in der Sperrdruck-steuerkammer 114 sind zumindest im Wesentlichen gleich groß und insbesondere größer als die Beaufschlagungsfläche des Kolbenansatzes 117 am Ventilsitz 113. Im Stufenkolben 112 (oder in einem Gehäuse des 2/2-Wegeventils 19) verläuft ein Bypass von der Ringkammer 110 zur Sperrdruck-Steuerkammer 114, der eine Drossel 116 enthält. Alternativ könnte die Drossel 116 in einem Bypass-Kanal im Gehäuse des 2/2-Wegeventils 19 untergebracht sein.

[0035] Damit ist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform das Vorsteuerventil 30 in der Steuerleitung 14 durch die Drossel 116 gegenüber den Hauptströmungswegen isoliert, wobei die Drossel 116 Verunreinigungen zurückhalten oder wie ein Filter funktionieren kann. Es kann somit die Gefahr einer Funktionsstörung beim Vorsteuerventil 30 gering gehalten werden. Im Falle einer Funktionsstörung des 2/2-Wegeventils 19 besteht die Möglichkeit durch eine geeignete Steuerung des Senkventils 17 in Absperrstellung ein unkontrolliertes Absenken einer Last zu verhindern. Die Ventile 17 und 19 stellen in dieser Hinsicht ein redundantes System dar.

[0036] In dem in Fig. 2 dargestellten Zustand des 2/2-Wegeventils 19 wird aus dem Lastdruck in der Ringkammer 110 des 2/2-Wegeventils 19 über die Drossel 116 ein Sperrdruck in der Sperrdruck-Steuerkammer 114 aufgebaut, der im 2/2-Wegeventil 19 den Kolbenansatz 117 am Ventilsitz 113 in der Absperrstellung leckagefrei hält. Somit wird das 2/2-Wegeventil 19 durch das in Absperrstellung gehaltene Vorsteuerventil 30 in seiner Absperrstellung gehalten. Im Falle einer Öffnung des Vorsteuerventils 30 erfolgt eine Druckentlastung in der Sperrdruck-Steuerkammer 114, wobei der in der Sperrdruck-Steuerkammer 114 aufgebaute Sperrdruck über die Tankleitung 24 zum Tank hin abgebaut wird. Dadurch wird die Sperrdruck-Steuerkammer 114 des 2/2-Wegeventils 19 entlastet und ein querschnittgroßer Abströmweg mittels der Ablassleitung 13 zum Tank T hin wird freigegeben, was eine Entlastung eines im Senkstrang 9 geführten Druckmittels zum Tank T hin ermöglicht.

[0037] In einigen anschaulichen Ausführungsformen kann eine mechanische Begrenzung für den maximalen Öffnungshub des Stufenkolbens 112 im 2/2-Wegeventil 19 vorgesehen werden, so dass das 2/2-Wegeventil 19 als Senkbremse arbeiten kann, die eine maximale Senkgeschwindigkeit eines Hydroverbrauchers auf z.B. maximal 0,6 m/s unter Last begrenzt. Zusätzlich oder alternativ kann eine Begrenzung der Senkgeschwindigkeit durch eine geeignete Steuerung der Magneten EP02 und ES01 abhängig von einer Drehzahl der Pumpe 6 und/oder des Motors M erfolgen. Hierin wird die Drehzahl der Pumpe 6 und/oder des Motors M über einen Drehzahlsensor (nicht dargestellt) überwacht, der abhängig von der Drehzahl Auslenkungen des Senkventils 17 und/oder des Vorsteuerventils 30 über die Magneten EP02, ES01 geeignet steuert.

[0038] Das in Fig. 2 dargestellte Hubmodul H weist ferner einen Notablass N auf, durch den manuell am Knoten 4 eine Verbindung zwischen der Arbeitsleitung 3 und dem Ablassanschluss R (und damit zum Tank T) hergestellt werden kann.

[0039] In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umfasst das Hubmodul H weiterhin ein Umlaufventil UL, durch das ein Neutralumlauf (z.B. in Leerlaufoperationen eines Flurförderfahrzeugs) bereitgestellt wird. Zusätzlich kann über das Umlaufventil UL eine Energievernichtung beim Senken unter Last erfolgen, bei der z.B. im Falle einer voll geladenen Batterie über den hydraulischen Widerstand des Umlaufventils UL eine Dissipation überschüssiger Energie erreicht werden kann. Gemäß einem anschaulichen Beispiel kann das Umlaufventil UL einen Druckabfall Δp von 10 bar bereitstellten.

[0040] Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeigt ein Hubmodul mit Senkstrang 9, der insbesondere beim Senken unter Last ungedrosselt mit dem Rückführungsstrang 13' verbunden ist.

[0041] Fig. 3a zeigt eine weitere anschauliche Ausführungsform des Hubmoduls H, die sich hinsichtlich des 2/2-Wegeventils 19' von dem in Fig. 2 dargestellten 2/2-Wegeventils 19 unterscheidet. Im Vergleich mit Fig. 2 gleiche Bezugszeichen in Fig. 3a bezeichnen Komponenten der Hubvorrichtung H, die vorangehend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurden und entsprechend in Fig. 3a eingesetzt sind. Für eine entsprechende Beschreibung wird zur Vermeidung von Wiederholung auf die entsprechende Beschreibung oben verwiesen. Insoweit erfolgt eine Beschreibung zu Fig. 3a hinsichtlich der Unterschiede zu Fig. 2.

[0042] Im Gegensatz zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform erfolgt in Fig. 3a keine Ableitung eines Sperrdrucks durch eine im 2/2-Wegeventil angeordnete Drossel (vgl. Drossel 116 in Fig. 2), sondern es wird ein Sperrdruck stromauf des Senkventils 17 zwischen Senkventil 17 und Knoten 4 über eine Leitung SD und eine in der Leitung SD angeordnete Drossel D1 abgeleitet. Ein zwischen Zweig 18' und Ablassleitung 13 angeordnetes 2/2-Wegeventil 19' ist zum besseren Verständnis in Fig. 3b anhand eines Rückschlagventils 210 dargestellt.

[0043] Gemäß der in Fig. 3b dargestellten Ausführungsform ist das Rückschlagventil 210 in einem Gehäuse 217 mit einem Schließelement 204 angeordnet, das eine Verbindung zwischen einem ersten Fluidanschluss 206 und einem zweiten Fluidanschluss 207 herstellen bzw. trennen kann. Über einen Steueranschluss 208 kann das Trennen bzw. Verbinden des ersten und zweiten Fluidanschlusses 206, 207 gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Schließelement 204 hierbei anhand einer optionalen Feder 203 in der dargestellten geschlossenen Stellung gehalten werden. Der erste Fluidanschluss 206 ist mit einem ersten Druckraum 212 im Inneren des Ventilgehäuses 217 verbunden, während der zweite Fluidanschluss 207 mit einem zweiten Druckraum 209 verbunden ist. Der Steueranschluss 208 ist mit einem Sperrdruck-Druckraum 211 im Inneren des Ventilgehäuses 217 verbunden. In dem dargestellten geschlossenen Zustand sind die Druckräume 209, 212 und der Druckraum 2011 durch das Schließelement 204 voneinander getrennt.

[0044] Ist nun Steueranschluss 208 drucklos (z.B. durch Öffnen des Vorsteuerventils 30) und liegt am ersten Anschluss 206 ein Druck an, so wird die Druckfläche 212-1 am Schließelement 204 mit Druck beaufschlagt, so dass sich das Schließelement 204 in der Darstellung von Fig. 3b nach oben schiebt, da auf die gegenüberliegende Druckfläche 211-1 in der Sperrdruck-Druckkammer 211 keine Druckkräfte anliegen und die Federkraft der Feder 203 in der Regel gegenüber der Druckkraft in der ersten Druckkammer 212 vernachlässigbar ist. d.h., das Ventil öffnet sich und der erste Anschluss 206 und der zweite Fluidanschluss 207 sind miteinander verbunden.

[0045] Bei geschlossenem Vorsteuerventil 30 liegt in der Sperrdruck-Druckkammer 211 ein Druck an, der auf die Druckfläche 211-1 wirkt und eine Kraft auf das Schließelement ausübt, die eine Kraft übersteigt, die durch einen Druck hervorgerufen wird, der auf die gegenüber der Druckfläche 211-1 kleineren Druckfläche 212-1 wirkt (die Druckfläche 212-1 in der ersten Druckkammer 212 ist kleiner als die Druckfläche 211-1 in der Sperrdruck-Druckkammer 211, so dass sich eine resultierende Kraft auf das Schließelement 204 in der in Fig. 3b dargestellten Darstellung ergibt, die nach unten wirkt). Demzufolge ist das Rückschlagventil 210 geschlossen.

[0046] Gemäß anschaulichen Beispielen ist die Drossel D1 bei anliegender Last von 200 bar für einen maximalen Durchfluss von 3I ausgelegt.

[0047] In einigen anschaulichen Ausführungsformen kann das Vorsteuerventil 30 derart ausgelegt sein, dass es erst bei Unterschreitung eines anliegenden Grenzdrucks, beispielsweise von 50 bar oder weniger, schaltbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass das Vorsteuerventil 30 erst bei einem hinreichend kleinen Druck im Senkstrang 9 geöffnet werden kann, während bei normalem Drücken beim Senken unter Last, beispielsweise 200 bar, ein Öffnen des Vorsteuerventils 30 ausgeschlossen wird. In entsprechenden anschaulichen Ausführungsformen kann somit auf den Drucksensor 34 verzichtet werden, wodurch sich eine einfache Auslegung des Hubmoduls ohne Drucksensor 34 erreichen lässt (in Fig. 3a durch Kreis um Drucksensor 34 angedeutet).

[0048] Mit Bezug auf Fig. 4 wird eine weitere anschauliche Ausführungsform des Hubmoduls H beschrieben, die sich hinsichtlich des 2/2-Wegeventils 19' von dem in Fig. 2 dargestellten 2/2-Wegeventils 19 unterscheidet. Im Vergleich mit Fig. 2 gleiche Bezugszeichen in Fig. 4 bezeichnen Komponenten der Hubvorrichtung H, die vorangehend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurden und entsprechend in Fig. 4 eingesetzt sind. Für eine entsprechende Beschreibung wird zur Vermeidung von Wiederholung auf die entsprechende Beschreibung oben verwiesen. Insoweit erfolgt eine Beschreibung zu Fig. 4 hinsichtlich der Unterschiede zu Fig. 2. Das in Fig. 4 dargestellte 2/2-Wegeventil 19' entspricht ferner dem vorangehend hinsichtlich den Figuren 3a und 3b beschriebenem 2/2-Wegeventil 19' und ist deshalb mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

[0049] Fig. 4 zeigt anstelle eines elektrisch gesteuerten 2/2-Wegeventils als Vorsteuerventil 30 ein hydraulisch gesteuertes Vorsteuerventil 30'. Beispielsweise wird am Knoten 4 über eine Leitung 29 ein Druck abgeleitet, der anhand von Drosseln D2, D3 an eine hydraulische Druckwaage 30' angelegt wird. Die hydraulische Druckwaage 30' ist dabei derart konfiguriert, dass die Druckwaage 30' durch eine Feder in Sperrrichtung vorgespannt ist, in der ein Durchfluss eines durch die Drossel D2 abgeleiteten Druckmittels durch die Druckwaage über eine Leitung SD' an einen Steueranschluss des 2/2-Wegeventils 19' (entspricht 2/2-Wegeventil 19' in Fig. 2) abgegriffen wird. Es liegt nun entgegen der Federwirkung ein über die Drossel D3 zugeführtes Druckmittel an der Druckwaage 30' an, wobei das mittels der Drossel D3 zugeführte Druckmittel eine entgegen der Feder wirkende Kraft auf die Druckwaage 30' ausübt und diese in Zu-Steuerrichtung auslenkt, sofern der durch die Drossel D an die Druckwaage 30' angelegte Druck auf die Druckwaage 30 eine die Federkraft übersteigende Krafteinwirkung auf die Druckwaage 30' erzeugt.

[0050] Im Falle der in Fig. 4 dargestellten Konfiguration der Druckwaage wird über diese ein in der Steuerdruckkammer des 2/2-Wegeventils 19' vorhandener Druck durch die Leitung SD' und eine Reservoir-Leitung 14 entlastet. Bei ausreichendem Druck über die Drossel D3 an die Druckwaage 30' erfolgt eine Verlagerung der Druckwaage 30' aus der in Fig. 4 dargestellten Stellung heraus, wodurch die Leitung SD' mit der Drossel D2 verbunden wird, so dass eine Ableitung eines Sperrdrucks an das 2/2-Wegeventil 19' erfolgt und dieses sich in der in Fig. 4 dargestellten Sperrstellung des 2/2-Wegeventils 19'befindet. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform stellt daher eine hydraulische Vorsteuerung für das 2/2-Wegeventil 19' bereit.

[0051] Fig. 5 zeigt eine weitere anschauliche Ausgestaltung des Hubmoduls H, wobei anstelle des in den Fig. 2 bis 4 dargestellten 2/2-Wegeventils 19, 19' ein als Schieberventil ausgebildetes 2/2-Wegeventil 19" dargestellt ist. Entgegen der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen ist hier keine 100% leckagefreie Abdichtung im Sperrzustand des 2/2-Wegeventils 19" gegeben.

[0052] Das 2/2-Wegeventil 19" ist vorzugsweise durch eine Feder in einer Aufsteuerrichtung vorbelastet, wobei ein Knoten 18 mit einer Ablassleitung 13 verbunden ist. Stromab des Senkventils 17 wird ein Sperrdruck über eine Leitung SD" und eine in der Leitung SD" angeordnete Düse D4 an das 2/2-Wegeventil 19" angelegt, so dass der über die Drossel D4 abgeleitete Sperrdruck eine Kraft auf das 2/2-Wegeventil 19" erzeugt, die der Feder entgegenwirkt und bei Übersteigen der Federkraft zu einer Auslenkung des 2/2-Wegeventils in Zu-Steuerrichtung entgegen der Federwirkung führt. Stromabwärts des Senkventils 17 und stromaufwärts des 2/2-Wegeventils 19", insbesondere stromaufwärts des Knotens 18 im Senkstrang 9, wird ein Druck über einen Knoten 31 abgegriffen, der über ein Vorsteuerventil 30' aufsteuerseitig, d.h. parallel zur Krafteinwirkung der Feder, an das 2/2-Wegeventil 19" angelegt wird.

[0053] Das Vorsteuerventil 30' kann gemäß anschaulicher Ausführungsformen als elektrisch gesteuertes 2/2-Wegeventil ausgebildet sein, das mittels eines s/w-Magneten ES02 ansteuerbar ist. Gemäß anschaulichen Beispielen hierin ist das Vorsteuerventil 30' im stromlosen Fall in Sperrstellung, wobei bei Bestromung des Magneten ES02 eine Aufsteuerung des Vorsteuerventils 30' in Aufsteuerrichtung erfolgt und eine Verbindung zwischen dem Knoten 31 und dem 2/2-Wegeventil 19" in Aufsteuerrichtung hergestellt wird.

[0054] Gemäß anschaulichen Ausführungsformen ist die Drossel D4 in Fig. 5 derart ausgebildet, dass bei einem Lastdruck im Senkstrang 9 über einem bestimmten Druckwert (d.h. ein Druck, der auf das 2/2-Wegeventil 19" in Zu-Steuerrichtung eine Kraft entgegen der Feder ausüben kann eine Verbindung des Senkstrangs 9 mit der Ablassleitung 13 durch das 2/2-Wegeventil unterbrochen wird, sofern sich das Vorsteuerventil 30' in der in Fig. 5 dargestellten Absperrstellung befindet. Bei Bestromung des Magneten ES02 erfolgt eine Aufsteuerung des 2/2-Wegeventils 19", so dass eine Verbindung zwischen dem Knoten 18 und der Ablassleitung 13 gesteuert durch das Vorsteuerventil 30' unabhängig von dem mittels der Drossel D4 abgeleiteten Druck erfolgt.

[0055] Die anhand der Fig. 2 bis 5 dargestellten anschaulichen Ausführungsformen erfüllen die Anforderung an das jeweils dargestellte Hubmodul H, wonach ein Neutralumlauf vorgesehen ist. Dies wird jeweils durch das Umlaufventil UL ermöglicht.

[0056] Die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten anschaulichen Ausführungsformen zeigen Hebe- und Senkoperationen. Beim Heben ist das Senkventil 17 in dem dargestellten stromlosen Zustand, während das Hebeventil 15 aufgesteuert wird, insbesondere durch Bestromung des Magneten EP01. Dadurch wird eine Hebeoperation eingestellt, wobei die Hebegeschwindigkeit von einer Schieberstellung des Hebeventils 15 abhängt. Senkoperationen erfolgen dadurch, dass das Hebeventil 15 stromlos gehalten wird, insbesondere wird der Magnet EP01 nicht bestromt und das Hebeventil 15 in dem dargestellten geschlossenen Zustand Stellung gehalten, während das Senkventil in Durchlassrichtung geschaltet wird, insbesondere durch Bestromung des Magneten EP 02.

[0057] In der voran beschriebenen Senkoperation kann gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen ein Senken unter Last oder ohne Last erfolgen. Das Senken mit Last kann dabei auf eine bestimmte Senkgeschwindigkeit begrenzt werden, beispielsweise auf eine Senkgeschwindigkeit von maximal 0, 6 m/s. Hierzu kann anhand eines Drucksensors (vgl. Drucksensor 34 in Fig. 2 und optional in Fig. 3a) der im Senkstrang 9 vorherrschende Lastdruck erfasst und abhängig von dem erfassten Druck eine Bestromung der Magneten EP02 und ES01 erfolgen (alternativ ohne Drucksensor 34 in Fig. 3a kann das Vorsteuerventil 30 erst bei Drücken unter einem Grenzwert, bspw. unter 50 bar (d.h. keine oder geringe Last) schaltbar sein). Zum Beispiel kann bei Erfassung eines Drucks von 200 bar im Senkstrang, d.h. ein Senken mit Last, eine Bestromung des Magneten EP02 erfolgen, während der Magnet ES01 stromlos gehalten wird. Insbesondere wird dadurch das Senkventil 17 in Durchlassstellung gehalten, während sich das 2/2-Wegeventil zur Ablassleitung hin (vgl. 19 in Fig. 2, 19' in Fig. 3 und 19" in Fig. 5) öffnet. Im Falle eines Senkens ohne Last kann anhand des Drucksensors (vgl. Drucksensor 34 in Fig. 2 und Fig. 3) im Senkstrang 9 ein Druck sehr viel kleiner als ein Lastdruck (Druck unter Lastbedingung, insbesondere sehr viel kleiner als 200 bar), z.B. 50 bar oder weniger, erfasst werden und abhängig von diesem Druck hinsichtlich eines vorgegebenen Grenzwerts, d.h. Unterschreitung des Grenzwerts, eine Bestromung des Magneten ES01 zur Öffnung des 2/2-Wegeventils 19, 19', 19" erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Bestromung des Magneten ES01 von einem Ladezustand einer den Motor der Pumpe 6 betreibenden Batterie abhängen, so dass beispielsweise eine Bestromung des Magneten ES01 im Falle eines Senkens bei geladener Batterie erfolgt. Demgegenüber kann der Magnet ES01 bei Erfassung eines ausreichend hohen Ladezustands der Batterie stromlos gehalten werden und stattdessen eine Umlaufbetätigung zur Energievernichtung durch das Umlaufventil UL vorgesehen sein.

[0058] Weiterhin kann anhand des Vorsteuerventils ein redundantes Senken umgesetzt werden, wobei im Falle einer Fehlfunktion des Senkventils 17, beispielsweise Verstopfung durch Schmutzpartikel (Metallspäne aus Hydrozylinder) ein unerwünschtes Senken dadurch vermieden wird, dass das 2/2-Wegeventil geschlossen gehalten wird, insbesondere der Magnet ES01 stromlos und die Pumpe im Aus-Zustand gehalten wird. Beispielsweise wird über einen Sitzkontakt im Sitz eines Bedieners eines Flurförderfahrzeugs erkannt, wenn dieser sich von dem Sitz erhebt, so dass bei ungenügender Gewichtsbelastung des Sitzes keine Bestromung des Magnets ES01 und damit in diesem Fall keine Öffnung des 2/2-Wegeventils erfolgen kann.

[0059] Die modulare Bauweise ermöglicht es, mehrere Parallelmodule an Schnittstellen am Hubmodul anzuflanschen, so dass zusätzlich Heben und Neigen ermöglicht wird.

[0060] Jede der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsformen zeigt einen Notablass.

[0061] Die in den Fig. 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsformen erlauben die Durchführung eines LB-Tests. Ein LB-Test wird herkömmlicherweise beim Hersteller in einer Prüfbox durchgeführt und dient dazu, eine Hubbegrenzung bzw. Senkbremse derart einzustellen, dass bei Schlauchbruch höchsten ein Senken mit Maximalgeschwindigkeit geringer als einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit erfolgt. Zur Durchführung eines LB-Tests erfolgt eine Bestromung der Magneten EP02, ES01 unter Last, d.h. ein Anlegen von z.B. einer Spannung von 1000 mV an den Magneten ES01, um ein Entlasten des Senkstrangs zum Tank T hin zu ermöglichen.

Ansprüche

1. Hubmodul (H), insbesondere für Flurförderfahrzeuge wie Gabelstapler, Hubgerüste, Mobilhydraulikgeräte, Arbeitsfahrzeuge oder dgl., mit einem Hebestrang (5) und einem Senkstrang (9), an die ein Hydroverbraucher, insbesondere ein Hydraulikzylinder, anschließbar ist, wobei, der Hebestrang (5) durch eine von einem Motor (M) angetriebene Pumpe (6) mit einem unter Lastdruck stehenden Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei im Senkstrang (9) ein Senkventil (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Senkstrang (9) stromab des Senkventils (17) eine Verzweigung (18) aufweist, an der sich der Senkstrang (9) in einen Rückführungsstrang (13') und eine Ablassleitung (13) verzweigt, wobei ein über den Rückführungsstrang (13') im Senkstrang (9) geführtes Druckmittel zur Energierückgewinnung der Pumpe (6) zuführbar ist, so dass die Pumpe (6) zur Energierückgewinnung über das im Rückführungsstrang geführte Druckmittel motorisch betreibbar ist, wobei das Hubmodul (H) ferner stromab der Verzweigung (18) ein in der Ablassleitung (13) angeordnetes 2/2-Wegeventil (19) mit einer Absperrstellung, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Senkstrang (9) und der Ablassleitung (13) abgesperrt ist, und einer Durchlassstellung aufweist, in der das im Senkstrang (9) geführte Druckmittel über die Ablassleitung (13) zu einem Tank (T) abfließen kann.

2. Hubmodul (H) nach Anspruch 1, wobei das 2/2-Wegeventil (19) durch einen über eine Drossel (116) aus dem Lastdruck abgeleiteten Sperrdruck in einer Richtung zur Absperrstellung des 2/2-Wegeventil (19) beaufschlagbar ist und das 2/2-Wegeventil (19) in einem vom Sperrdruck entlasteten Zustand in der Durchlassstellung beaufschlagt ist.

3. Hubmodul (H) nach Anspruch 2, ferner umfassend ein elektrisch gesteuertes 2/2-Wegeventil (30), durch das der das 2/2-Wegeventil (19) an der Verzweigung (18) in Absperrstellung beaufschlagende Sperrdruck zur Ablassleitung (13) hin entlastbar ist.

4. Hubmodul (H) nach Anspruch 3, wobei das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil (30) als s/w-Magnetventil ausgebildet ist.

5. Hubmodul (H) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das elektrische gesteuerte 2/2-Wegeventil (30) im stromlosen Zustand durch eine Feder in eine leckagefreie Sperrstellung beaufschlagt ist.

6. Hubmodul (H) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil (30) ausgebildet ist, so dass es bei einem Lastdruck von 50 bar oder mehr nicht schaltbar ist.

7. Hubmodul (H) nach Anspruch 2, ferner umfassend ein als Druckwaage (30') ausgebildetes hydraulisch gesteuertes 2/2-Wegeventil, durch das der das 2/2-Wegeventil stromab der Verzweigung (18) in Absperrstellung beaufschlagende Sperrdruck zur Ablassleitung (13) hin entlastbar ist, wenn der Lastdruck im Senkstrang (9) einen Grenzwert unterschreitet.

8. Hubmodul (H) nach Anspruch 7, wobei die Druckwaage (30') durch eine Feder in Aufsteuerrichtung, in der der Sperrdruck zur Ablassleitung (13) entlastet wird, vorgespannt ist und die Druckwaage (30') in Zusteuerrichtung der Feder entgegenwirkend mit einem aus dem Lastdruck abgeleiteten Zusteuerdruck beaufschlagbar ist, wobei der Sperrdruck in Zusteuerrichtung an das 2/2-Wegeventil anlegbar ist.

9. Hubmodul (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das 2/2-Wegeventil (19) an der Verzweigung (18) in Richtung zur Absperrstellung parallel zum Sperrdruck federbelastet ist.

10. Hubmodul (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der von der Pumpe (6) angetriebene Motor (M) bei Energierückgewinnung als Generator angetrieben wird.

11. Hubmodul (H) nach Anspruch 10, wobei das 2/2-Wegeventil (19) an der Verzweigung (18) abhängig von einer am Generator auftretenden Spannung oder von einem Ladezustand einer mit dem Generator gekoppelten wiederaufladbaren Batterie gesteuert wird.

12. Hubmodul (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das 2/2-Wegeventil (19) an der Verzweigung (18) abhängig von einem im Senkstrang (9) auftretenden Lastdruck gesteuert wird.

13. Hubmodul (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Senkventil (17) abhängig vom Lastdruck zur Begrenzung einer Senkgeschwindigkeit während eines Senkens ausgebildet ist, wobei die Senkgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl des Motors (M) eingestellt wird.

Zeichnung