DE2038060A1

DE2038060A1 - Steuersystem fuer ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE2038060A1
Application number: DE19702038060
Authority: DE
Inventors: Chichester Willard Lyle
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1970-07-31
Publication date: 1971-03-11
Also published as: FR2061050A5; GB1261295A; BE755815A; ZA705063B; US3568868A

Description

Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)·

Steuersystem für ein Fahrzeug.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Vorratsbehälter für Druckflüssigkeit» mit einer Druckflüssigkeitspumpe und mit einem durch druckflüssigkeitsbetätigende Antriebe ausfahrbaren und neigbaren Mast.

Lange Zeit ist es in der Industrie ein bedeutendes Problem gewesen« einen elektrisch betriebenen Hublader zu bauen« der wahlweise mit einer 36 Volt-Ba,tterie oder mit einer 48 Volt-Batterie ausgerüstet werden konnte und bei Jeder Spannung eine annehmbare Arbeltsweise hatte. Dies gilt insbesondere dann« wenn die Mühe zum Auswechseln von Batterien unterschiedlicher Spannungen verringert

und Jegliche Gefahr eines -Irrtums« der beim Auswechseln der Batterie vorkommen kann« ausgeschaltet werden musste. Die vorliegende Erfindung hat dieses Problem dadurch geläst« dass in einem Hublader eine Steuervorrichtung« die sich auf die verschiedenen Spannungen automatisch einstellt« mit einem leistungsfähigen Hydrauliksystem kombiniert wird« das eine Neigvorrichtung mit gesteuertes Druckflüaaigkeitaetroa besitzt« ao dass das

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Neigen des Hubmastes unabhängig von der Pumpenleistung auf eine sichere Geschwindigkeit beschränkt ist.

Auf diese Weise sind zum Anschliessen von Batterien unterschiedlicher Spannung keinerlei besondere Vorkehrungen zu treffen.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kombination einer Motorsteuervorrichtung, die sich automatisch auf Batterien unterschiedlicher Spannungen einstellt, und einem Hydrauliksystem vorgeschlagen, das eine Neigvorrichtung besitzt, die die Geschwindigkeit der Neigbewegung unabhängig | von der Pumpenleistung begrenzt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hubladers gemäss der Erfindung;

Fig. 2 ist eine schematische Veranschaulichung der Kombination des elektrischen und des hydraulischen Systems.

In Fig. 1 ist ein elektrisch angetriebener Hublader als Ganzes mit Io bezeichnet. Er ruht auf zwei Antriebsrädern 12 und zwei lenkbaren Rädern 14 (von denen nur eines dargestellt ist). Der Hublader Io besitzt einen ausfahrbaren Mast 16, welcher neigbar ™ angebracht ist. Der Mast l6 besitzt einen Hubschlitten l8 mit an ihm angebrachten Vorrichtungen zum Anheben der Last. Im vorliegenden Falle sind zwei Gabelschenkel 2o dargestellt. Der Mast 16 wird mit Hilfe eines .einfach wirkenden Hubzylinders 22 angehoben und mit Hilfe von zwei Hydraulikzylindern 24 und 26 geneigt« die in der dargestellten Welse zwischen dem Hublader Io und dem Mast 16 angeordnet sind.

Gemäss Fig. 2 werden die Antriebsräder 12 von einem Elektromotor 28 über ein Differential angetrieben. Der Antriebsmotor 28 ist mit einer

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Motorsteuervorrichtung J52 verbunden, die an eine Batterie J54 angeschlossen werden kann und die. die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Motors 28 steuert. Die Motorsteuervorrichtung 32 ist so ausgelegt, dass sie die unterschiedliche Spannung von Batterien, die für den Antriebsmotor 28 benutzt werden, ausgleicht. So kann die Batterie ~5k z.B. eine Spannung von 36 Volt oder auch ,48 Volt haben.

An die Batterie 254 kann ferner ein Pumpenmotor " 36 angeschlossen werden, welcher eine Pumpe 38 antreibt. Die Pumpe 38 besitzt einen Einlass 4o, der über eine Leitung 44 mit einem Vorratsbehälter 42 verbunden ist, sowie einen Auslass 46, der über eine Leitung 48 den Einlass 5o eines Vorventiles 52 beschickt. Das Vorventil 52 besitzt ein Gehäus-e 54 mit einem geregelten Auslass 56 und einem Abzweig-Auslass 58. In einer Hülse 60, die in dem Gehäuse 54 gelagert ist, ist eine hohle Steuerspindel 62 angeordnet, die normalerweise mit Hilfe einer Schraubenfeder 64 in die dargestellte Endstellung gedrückt wird. Die Steuerspindel 62 besitzt mehrere Durchlässe 66, die mit mehreren Bohrungen 68 in der Hülse 60 zusammenwirken, die eine Verbindung mit dem Abzweig-Auslass 58 herstellen. Ausserdem besitzt die Steuerspindel 62 mehrere Durchlässe 70, die mit mehreren anderen Bohrungen 72 zusammenwirken, welche mit dem geregelten Auslass 56 verbunden sind. Zwischen den Durchlässen 66 und 7o ist in der Steuerspindel 62 eine Drosselöffnung 74 vorgesehen.

Beim Beschicken des · Vorventiles 52 durch den Einlass 5o mit Druckflüssigkeit ist aufgrund der Drosselöffnung 74 ein Druckunterschied vorhanden und wirkt derart auf die Steuerspindel 62, dass diese die Tendenz besitzt, sich nach rechts gegen die Feder 64

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zu bewegen. Solange der Druckflüssigkeitsstrom unterhalb einer bestimmten Stärke bleibt, wird sich die Steuerspindel 62 nicht weit genug nach rechts bewegen, um die Durchlässe 66 mit den öffnungen 68 zu verbinden, und so wird die gesamte Druckflüssigkeit, welche in das Vorventil 52 einströmt, zu dem Auslass 56 fliessen. Wenn sich der durch das Vorventil 52 und durch den Auslass 56 fliessende Druckflüssigkeitsstrom über eine bestimmte Grenze hinaus vergrössert, wird der Druckunterschied, der auf die Steuerspindel 62 einwirkt, genügend gross sein, um die Steuerspindel 62 weit genug nach rechts zu bewegen, so dass die Durchlässe 66 in Verbindung mit den öffnungen 68 kommen, woraufhin die Druckflüssigkeit beginnen wird, durch den Abzweig-Auslass 58 auszufliessen.

Die aus dem Auslass 56 ausströmende Druckflüssigkeit wird zu einem Steuerventil 76 für die Neigbewegung geleitet, und zwar über eine Leitung 78, die sich zwischen dem Auslass 56 und dem Einlass 80 des Steuerventils 76 befindet. Das Steuerventil 76 besitzt zwei Auslassöffnungen 82 und 84 zu den druckflüssigkeitsbetätigten Antrieben 24 und 26 für die Neigungsbewegung, die mit Hilfe von Leitungen 86 und 88 parallel geschaltet sind und mit den entsprechenden Anschlüssen der Druckflüssigkeitsantriebe über Abzweigleitungen 90 und 92 verbunden sind. Das Steuerventil 76 für die Neigbewegung ist ein übliches Vierwegeventil mit normalerweise verbundenem Einlass und Rücklauf und arbeitet derart, dass es die Druckflüssigkeit entweder zur Kolbenseite oder zur Kolbenstangenseite der Druckflüssigkeit santriebe 24 und 26 leitet oder die Motoren hydraulisch absperrt.

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Die aus dem Abzweig-Auslass 58 austretende Druckflüssigkeit gelangt über eine Leitung 96 in den Einlass 93 eines Steuerventils 94 für die Hubbewegung. Das Steuerventil 94 besitzt einen Auslass 98* durch' welchen die Druckflüssigkeit über eine Leitung loo in den Druckflüssigkeitsantrieb 22 geschickt wird. Ausserdem besitzt das Steuerventil 94 einen Rücklauf Io2, der über eine Leitung Io4 mit dem Vorratsbehälter 42 verbunden ist.

Das Steuerventil 94 ist ein übliches Ventil mit normalerweise verbundem Einlass und Rücklauf und aient entweder der Beschickung des Druckflüssigkeitsantriebs 22, oder der Verbindung dieses Antriebs mit dem Vorratsbehälter 42 oder der Unterbrechung des Druckflüssigkeitsstromes zu oder von dem Antrieb. Das Steuerventil 76 für die Neigbewegung weist ausserdem einen Rücklauf I06 auf, der über eine Leitung I08 mit der Leitung 96 verbunden ist. In der Leitung I08 befindet sich ein Einweg-Rückschlagventil Ho, das die Druckflüssigkeit aus dem Rücklauf I06 nur in der Richtung zu dem Einlass 93 durchlässt. -

Zwischen den Leitungen 78 und Io4 1st eine weitere Leitung 112 angeschlossen, die mit einem Drosselventil 114 versehen ist. Ähnlich ist zwischen den Leitungen 96 und Io4 eine Leitung II6 mit einem Drosselventil II8 angeschlossen. Nachfolgend wird

die Arbeitsweise der Erfindung erläutert. Es sei an^encmmen, dass es sich bei der Batterie 34 um eine 36 Volt-Batterie handelt und dass diese mit der Motorsteuervorrichtung 32 und dem Pumpenmotor 36 verbunden ist. Unter dieser Voraussetzung kann der Elektromotor 28 bis zu einer Maximalgeschwindigkeit angetrieben werden, die von der Spannung der Batterie

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34 abhängt, und die Pumpe 38 kann über den Pumpenmotor 36 zu einer bestimmten Druc-kflüssigkeitsmenge gebracht werden, die ebenfalls von der Spannung der Batterie 34 abhängig ist. Die Pumpe 38 ist so ausgelegt, dass sie beim Antrieb des an eine 36 Volt-Batterie angeschlossenen Pumpenmotors 36 genügend Leistung aufweist, um an dem geregelten Auslass 56 den maximalen Regelstrom zu liefern und um einen Uberschussstrom an dem Abzweig-Auslass 58 zu haben. Auf diese Weise ist genügend Druckflüssigkeit vorhanden, um die Druckflüssigkeitsantriebe 24 und 26 und gleichzeitig den Hubantrieb 22 zu betreiben. Es W wird noch darauf hingewiesen, dass der Hydraulikkreis nur eine einzige Pumpe 38 aufweist und sehr wirksam ist, weil die anfänglich in das Steuerventil 76 für die Neigbewegung eingeleitete Druckflüssigkeitsmenge anschliessend in das Steuerventil für die Hubbewegung umgeleitet werden kann, so dass der gesamte Ausstoss der Pumpe für den Antrieb des Druckflüssigkeitsantriebs 22 benutzt werden kann.

Dies ist deshalb sehr erwünscht, weil der Wirkungsgrad des .Hubladers Io vergrössert wird, wenn der Hubmast l6 mit einer grösseren Geschwindigkeit betätigt werden kann.

fe Wenn nun die J>6 Volt-Batterie 34 durch eine

48 Volt-Batterie ersetzt wird, so stellt sich die Motorsteuervorrichtung 32 automatisch auf die höhere Spannung um. Der Motor 28 läuft mit einer grösseren Maximalgeschwindigkeit und der Motor 36 läuft ebenfalls mit grösserer Drehzahl, wodurch sich die Förderleistung der Pumpe 38 vergrössert. Obgleich sich die Förderleistung der Pumpe 38 vergrössert, überschreitet die zu den Druckflüssigkeitsantrieben 24 und 26 gelangende Druckflüsslgkeitsmenge nicht eine vorbestimmte

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Grenze, und zwar infolge der Wirkung des Vorventils 52. Vom Sicherheitsstandpunkt aus ist dies vorteilhaft, denn wenn die Neigungsantriebe mit einer grösseren Geschwindigkeit arbeiten würden, so könnten Stabilität und Sicherheit der Arbeit des Hubladers Io nachträglich beeinflusst werden. Der Druckflüssigkeitsüberschuss gelangt durch das Vorventil 52 in den Abzweig-Auslass 58 und von dort zu dem Steuerventil 9²^ für die Hubbewegung, wo er dazu benutzt werden kann, den Hubantrieb 22 auszufahren. Der vergrösserte Ausstoss der Pumpe 58 wird ausnahmslos für den Betrieb des Druckflüssigkeitsantriebs 22 benutzt, woraus sich eine grössere Ausfahrgeschwindigkeit des Hubmastes 16 ergibt, die generell erwünscht ist.

Unabhängig davon, ob die für den Hublader Io benutzte Batterie 36 Volt oder 48 Volt hat, muss der Bedienungsmann keinerlei Änderungen an dem elektrischen oder dem hydraulischen System des Hubladers vornehmen.

Obgleich der Hydraulikkreislauf in Verbindung mit einem elektrisch betriebenen Hublader beschrieben worden ist, so ist[es doch offensichtlich, dass er gleichermassen für einen Hublader verwendbar ist, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben ist.

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Claims

. 8 Patentansprüche.

I 1. Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Vorrats-

V y

behärter für Druckflüssigkeit, mit einer Druckflüssigkeitspumpe und mit einem durch druckflüssigkeitsbetätigte Antriebe ausfahrbaren und neigbaren Mast, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein Vorventil (52) vorgesehen, das einen Einlass (5o) aufweist, der an die Druckflüssigkeitspumpe (38) angeschlossen ist, das einen geregelten Auslass (56) und einen Abzweig-Auslass (58) aufweist und das so arbeitet _t dass der gesamte Druckflüssigkeitsstrom durch den geregel-

™ ten Auslass (56) geleitet wird bis ein vorbestimmter Druck= flüssigkeitsstrom in diesem Auslass erreicht ist, und dass jeglicher darüber hinaus gehende Druckflüssigkeitsstrom durch den Abzweig-Auslass (58) geleitet wird;

b) es ist ein erstes Steuerventil (76) mit in Normalstellung verbundenem Einlass (80) und Rücklauf (I06) vorgesehen, das dem Antrieb (24,26) für das Neigen des Mastes (16) vorgeschaltet ist und dessen Einlass (80) an den

. geregelten Auslass (56) des Vorventils (52) angeschlossen ist;

c) es ist ein zweites Steuerventil (94) mit in Normalstellung verbundenem Einlass (95) und Rücklauf (lo2) vor-

fe gesehen, das dem Antrieb (22) für das Ausfahren des Mastes (16) vorgeschaltet ist und dessen Einlass (93) an den Abzweig-Auslass (58) des Vorventils (52) und dessen Rücklauf (lo2) an den Vorratsbehälter (42) angeschlossen sindj

d) es ist zwischen dem Rücklauf (I06) des ersten Steuerventils (76) und dem.Einlass (93) des zweiten · . Steuerventils (9²O ein Einwegventil (llo) angeschlossen, das einen Druckflüssigkeitsstrom nur vom Rücklauf (I06) des ersten Steuerventils (76) zum Einlass (93) des zweiten Steuerventils (94) zulässt.

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2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Fahrzeugs (lo) und der Druckflüssigkeitspumpe (38) über aus einer Spannungsquelle (34) betriebene Elektromotoren (28,36) erfolgt und eine mit der Spannungsquelle (3²O verbundene Steuervorrichtung (32) für die Elektromotoren (28,36) vorgesehen ist, die auf die Spannung der Spannungsquelle (34) einstellbar ist.
3· Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuervorrichtung (32) automatisch auf die verschiedenen Spannungen der Spannungsquelle (34) einstellt.
4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem geregelten Auslass (56) des Vorventils (52) und dem Vorratsbehälter (42) sowie dem Abzweig-Auslass (58) und dem Vorratsbehälter (42) je ein Drosselventil (ll4,ll8) angeschlossen ist. *
5. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorventil (52) ein Gehäuse (54) und eine darin längsverschiebliche, durch die Kraft einer Feder (64) in eine Endlage gedrückte hohle Steuerspindel (62) umfasst, die von Ihrem Innern in den geregelten Auslass (56) führende Durchlässe (7o) und in der Endstellung geschlossene, in einer Arbeitsstellung von ihrem Innern in den Abzweig-Auslass (58) führende Durchlässe (66) aufweist, die durch eine im Innern der Steuerspindel angebrachte Drosselöffnung (7*0 getrennt sind, und dass der Einlass (50) des Vorventils (52) auf der der Feder (64) abgewandten Seite in das Innere der Steuerspindel (62) führt.

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