EP2236452B1

EP2236452B1 - Hubmodul

Info

Publication number: EP2236452B1
Application number: EP09005013A
Authority: EP
Inventors: Martin Ascherl; Recep Macit
Original assignee: Hawe Hydraulik SE
Current assignee: Hawe Hydraulik SE
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2029-04-03
Also published as: ATE521568T1; EP2236452A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubmodul der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Für Hubmodule z.B. von Flurförderfahrzeugen wie Gabelstaplern, oder in Hubgerüsten, Arbeitsfahrzeugen oder dgl., gelten strenge Sicherheitsvorschriften, um sicherzustellen, dass eine beim Senken angehaltene Last tatsächlich angehalten wird und dann stehen bleibt und in keinem Fall unkontrollierte Senkbewegungen ausführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass nach längeren Einsatzzeiten des Hubmoduls im Druckmittel unvermeidbar 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.
Aus EP 1 369 598 A ist ein Hubmodul bekannt, bei dem ein zusätzliches Redundanzschaltglied z. B. in der Senkensteuersektion, angeordnet ist, um bei Hängenbleiben eines hydraulischen Elements, wie einer Druckwaage oder eines Stromreglers aufgrund Verschleiß, Verschmutzung oder eines Metallspans über eine zusätzliche Steuerroutine Drucksignale zu erzeugen, die das hängengebliebene hydraulische Element wieder gangbar machen. Dies ist eine baulich aufwendige und teure Lösung, erfordert zusätzlich programmierte Steuerroutinen, und hat keinen automatisch hohen Sicherheitsstandard.
Ferner ist aus der Praxis ein sogenannter LLSN-Regler für die Senkensteuersektion eines Hubmoduls bekannt, bei dem in einem an die Arbeitsleitung zum Hebehydromotor angeschlossenen Neben-Abströmweg zum Reservoir zwei Drosseln hintereinander geschaltet sind. Der Haupt-Abströmweg zum Reservoir verläuft über ein 3/2-Wegeventil mit Druckvorsteuerung, wobei das 3/2-Wegesteuerventil gleichzeitig auch Teil der Hebensteuersektion ist. Da sowohl beim Heben als auch beim Senken permanent Druckmittel abströmen kann, müssen zusätzliche Elemente vorgesehen werden, um die notwendige Staplerdichtheit zu gewährleisten, d. h. eine Dichtheit im System, bei der eine angehaltene Last eine bestimmte Zeitdauer nicht oder nur über ein bestimmtes geringes Maß absinkt.
Weiterer Stand der Technik ist enthalten in: DE 42 39 321 A , DE 20 2004 014 029 U und DE 199 56 717 A .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubmodul der eingangs genannten Art zu schaffen, der baulich einfach und kostengünstig ist und einen hohen Sicherheitsstandard gegen Funktionsstörungen speziell in der Senkensteuersektion aufgrund Verschmutzungen oder Metallspänen sicherstellt.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Jedes der beiden in Reihe geschalteten Hauptstufen-Elemente im Abströmweg wird durch das gemeinsame Magnetvorsteuerventil beim Senken der Last gleich wie das andere gesteuert, d.h. die eigentlich gewünschte Funktion wird zweifach ausgeführt. Jedes Element ist allein in der Lage, die Senkenfunktion korrekt auszuführen. Sollte eines der Elemente aufgrund einer Verschmutzung oder eines Metallspans nicht korrekt reagieren, hat dies keinen Einfluss auf die Reaktion des anderen Elements, sodass die Lastbewegung stets kontrolliert steuerbar bleibt. Sollte z. B. eines der Elemente aufgrund einer Verschmutzung oder eines Metallspans nicht wie eingesteuert korrekt absperren, um die Last anzuhalten und zu halten, dann wird die Last durch das andere Element in der Reihenschaltung zuverlässig angehalten und gehalten. Es wird eine integrierte Redundanzfunktion für einen hohen Sicherheitsstandard erzielt, weil die Wahrscheinlichkeit, dass beide Elemente gleichzeitig in ihrer Funktion gestört sind, nahezu auszuschließen ist. Hingegen wird die gewünschte Funktion ordnungsgemäß gesteuert, wenn eines der Elemente ausfallen oder vorübergehend gestört sein sollte. Die Funktion des Magnetvorsteuerventils ist ferner durch Verschmutzungen oder Metallspäne nicht gefährdet, weil das Magnetvorsteuerventil durch die Drosseln gegenüber den Hauptströmungswegen abgeschirmt ist, ohnedies nur sehr kleine Steuerdruckmengen zu verarbeiten hat, und die Drosseln wie zusätzliche Filter wirken. Zusätzliche Redundanz ist ferner dadurch gegeben, dass bei einer verschmutzten Drossel eines Elements der notwendige Sperrdruck rasch und in voller Höhe über die weiterhin funktionsfähige Drossel des anderen Elements für beide Elemente aufgebaut wird und beide Elemente somit zuverlässig die leckagefreie Absperrstellung für den Abströmweg des Arbeitsdruckmittels aus dem Hebe-Hydromotor einnehmen. Es wird mit einfachen Komponenten und ohne zusätzliche Steuerroutinen ein hoher Sicherheitsstandard erzielt, der den geltenden Anforderungen genügt.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform werden beide Elemente in Richtung zur Absperrstellung parallel zum Sperrdruck durch Federn belastet, um sicherzustellen, dass in drucklosem Zustand beide Elemente zunächst ihre Absperrstellungen einnehmen.
Baulich einfach sind bei einer weiteren Ausführungsform beide Elemente baugleich, gegebenenfalls sogar identisch, und gleichartig verschaltet (Gleichteil-Prinzip).
Bei baugleichen Elementen weist jedes Element eine seitliche Druckeinspeisung in eine Ringkammer, einen axialen Auslass durch einen Ventilsitz, eine Sperrdruck-Steuerkammer an der dem Ventilsitz abgewandeten Seite eines in der Ringkammer verschiebbaren Stufenkolbens, und die zwischen der Ringkammer und der Sperrdruck-Steuerkammer angeordnete Drossel auf. Die seitliche Druckeinspeisung des im Abströmweg stromab liegenden Elements ist an den axialen Auslass durch den Ventilsitz des stromauf liegenden Elements angeschlossen. Der Stufenkolben arbeitet mit dem Ventilsitz nach Art eines Sitzventils zusammen, d. h., sperrt in der Absperrstellung leckagefrei dicht ab.
Wenn bei einer anderen Ausführung beide Elemente baulich unterschiedlich oder zumindest unterschiedliche verschaltet sind, weist das eine Element eine seitliche Druckeinspeisung in eine Ringkammer, einen axialen Auslass durch einen Ventilsitz, eine Sperrdruck-Steuerkammer an der dem Ventilsitz abgewandten Seite eines in der Ringkammer verschiebbaren Stufenkolbens, und die zwischen der Ringkammer und der Sperrdruck-Steuerkammer angeordnete Drossel auf, während das andere Element eine axiale Druckeinspeisung durch einen Ventilsitz, einen seitlichen Auslass aus einer Ringkammer, und die hier zwischen dem Ventilsitz und der Sperrdruck-Steuerkammer an der dem Ventilsitz abgewandten Seite des in der Ringkammer verschiebbaren Stufenkolbens angeordnete Drossel aufweist. Die seitliche oder die axiale Druckeinspeisung des stromabliegenden Elements wird dann an den axialen oder seitlichen Auslass des stromaufliegenden Elements angeschlossen. Auch hierbei funktioniert jedes Element als Sitzventil mit leckagefreier Absperrstellung, wodurch die erforderliche Staplerdichtheit gewährleistet und durch die integrierte Redundanzfunktion hoher Sicherheitsstandard erreicht werden. Jedes der beiden Elemente kann stromauf oder stromab des anderen platziert werden.
Baulich einfach wird die Drossel im Stufenkolben selbst angeordnet, und zwar in einem Bypasskanal, der entweder die Ringkammer oder den Ventilsitz mit der Sperrdruck-Steuerkammer verbindet. Alternativ könnte die jeweilige Drossel jedoch auch in einem Gehäuse des Elements angeordnet sein, und zwar dort in einem die Ringkammer oder den Ventilsitz mit der Sperrdruck-Steuerkammer verbindenden Bypasskanal. Gegebenenfalls ist der jeweilige Bypasskanal selbst als Drossel mit einem vorbestimmten Querschnitt zumindest in einem Abschnitt des Bypasskanals ausgebildet.
In jedem Element sind die Druckbeaufschlagungsflächen des Stufenkolbens in der Ringkammer und in der Sperrdruck-Steuerkammer zumindest im Wesentlichen gleichgroß und größer als die Druckbeaufschlagungsfläche des Stufenkolbens im Ventilsitz. Der Öffnungsgrad des Elements wird durch das Magnetvorsteuerventil gesteuert, um die abströmende Menge zu steuern oder zu regeln, die wiederum die Senkgeschwindigkeit der Last bzw. des Hebehydraulikmotors bestimmt (unter Last z.B. max. 0,6 m/s).
In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist zumindest ein Element eine mechanische Begrenzung des maximalen Öffnungshubes des Stufenkolbens auf, vorzugsweise eine in der Sperrdruck-Steuerkammer angeordnete Anschlagschraube. Auf diese Weise wird die maximale Senkgeschwindigkeit des Hebehydraulikmotors zumindest unter Last beschränkt, weil das Element nur einen Durchgangs-Querschnitt mit begrenzter Größe im Abströmweg öffnen kann (einstellbare Senkbremsfunktion).
In einer einfachen Ausführungsform ist das Magnetvorsteuerventil ein 2/2-Wege-Magnetsitz-ventil, das in stromlosen Zustand seines Schaltmagnetens druckabhängig durch eine Feder und dem Sperrdruck in der Sperrdruck-Steuerkammer in der leckagefreien Absperrstellung für den Abströmweg gehalten wird.
Bei einer weiteren, zweckmäßigen Ausführungsform weist das Magnetvorsteuerventil als Aktuator einen Proportionalmagneten auf, um als Proportionaldruckregelventil zu arbeiten, was es ermöglicht, die Senkenfunktion proportional anzusteuern.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann im Abströmweg stromab der beiden in Reihe geschalteten Elemente eine Druckwaage angeordnet sein, die aufsteuerseitig von einer Feder und einem Steuerdruck aus dem Abströmweg entweder zwischen den Elementen oder stromab beider Elemente, und schließsteuerseitig von einem Steuerdruck aus dem Lastdruck im Abströmweg stromauf beider Elemente beaufschlagt wird. Dank der den beiden Elemente nachgeschalteten Druckwaage wird bei der Senkensteuerung Lastdruckunabhängigkeit erzielt.
Schließlich ist es zweckmäßig, den Hebehydromotor durch ein Schlauchbruchsicherungsventil abzusichern, das bei einem Schlauchbruch den Lastdruck hält, und dessen ordnungsgemäße Funktion schaltungs- und steuertechnisch einfach z.B. unter Nutzen der beiden in Reihe geschalteten Elemente von Zeit zu Zeit überprüfbar ist.
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Hubmoduls,
Fig. 2: ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Hubmoduls,
Fig. 3: eine Detailvariante des Hubmoduls von Fig. 1,
Fig. 4: eine weitere Detailvariante des Hubmoduls von Fig. 1, und
Fig. 5: eine Detailvariante des Hubmoduls von Fig. 4.

Die verschiedenen Ausführungsformen eines Hubmoduls M der Fig. 1 bis 5 sind beispielsweise für ein Flurförderfahrzeug wie einen Gabelstapler, ein Hubgerüst, ein Arbeitsfahrzeug und dgl. zur Bewegungs- und Geschwindigkeitssteuerung eines Hebehydromotors Z zum Heben und Senken einer Last L bestimmt, wobei der Hebehydromotor Z beispielsweise ein einseitig gegen die Last beaufschlagbarer Plungerzylinder oder Differentialzylinder (Fig. 1) ist, der, vorzugsweise, durch ein Schlauchbruchsicherungsventil 19 abgesichert und über eine Arbeitsleitung 4 an den Hubmodul M angeschlossen ist. Der Hebehydromotor Z könnte auch doppelseitig beaufschlagbar sein.
Der Hubmodul M in Fig. 1 ist vereinfacht dargestellt und enthält gegebenenfalls weitere, nicht dargestellte Komponenten. Eine Hebensteuersektion 1 und eine Senkensteuersektion 2 kommunizieren über einen Knoten 3 in der Arbeitsleitung 4 miteinander. In der Hebensteuersektion 1 ist eine mit einer Druckquelle P verbundene Druckleitung 9 an ein 2/2-Wegemagnetsitzventil 7 angeschlossen, von dem ausgangsseitig ein Leitungszweig 5 zum Knoten 3 führt. Der Leitungszweig 5 ist durch ein Rückschlagventil 6 in Strömungsrichtung zur Druckquelle P abgesichert. Vom Knoten 3 verläuft ein Abströmweg 9 für Arbeitsdruckmittel aus dem Hebehydromotor Z zu einem Reservoir R. In dem Abströmweg 9 ist an einem Zweig 9a eine seitliche Druckeinspeisung 11 eines ersten Hauptstufen-Elements E1 angeschlossen, von dem ein Zweig 9b zu einer axialen Druckeinspeisung eines zweiten Hauptstufen-Elements E2 verläuft, das einen seitlichen Auslass 11' besitzt, von dem ein Zweig 9c zu einer Reservoirleitung 24 führt. Die beiden Elemente E1, E2 in Fig. 1 sind baulich unterschiedlich, verschieden verschaltet, jedoch im Abströmweg 9 so in Reihe geschaltet, dass sie gleich funktionieren, d.h. für den Hebehydromotor Z zumindest im Wesentlichen die gleichen Steuerfunktionen ermöglichen.
Die beiden Elemente E1, E2 sind 2/2-Wegesitzventile mit einer Druckvorsteuerung über eine gemeinsame Steuerleitung 20 zur Reservoirleitung 24. In der Steuerleitung 20 ist ein Magnetvorsteuerventil 21 enthalten, das in Fig. 1 ein 2/2-Wegemagnetsitzventil mit einer Feder 22 und einem Schwarz-Weiß-Magneten 23 ist. In stromlosen Zustand des Schwarz-Weiß-Magneten 23 nimmt das Vorsteuermagnetventil 21 für den Abströmweg 9 die gezeigte Absperrstellung (leckagefrei dicht) unter der Wirkung der Feder 22 ein. Bei bestromtem Schwarz-Weiß-Magneten 23 wird die Steuerleitung 20 mit der Reservoirleitung 24 verbunden, um über die beiden Elemente E1, E2 bei abgeschalteter oder abgetrennter Druckquelle eine Senkbewegung der Last L zu steuern. In der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung wird der Lastdruck in der Arbeitsleitung 4 über das Rückschlagventil 6 und die beiden in ihren Absperrstellungen stehenden Elemente E1, E2 gehalten, oder sogar nur über das stromaufliegende Hauptstufen-Element E1.
Das Element E1 weist in einer Ringkammer 10 einen verschiebbar geführten, abgedichtet beweglichen Stufenkolben 12 mit einem ein Ventilschließglied definierenden Kolbenansatz 17 auf, der mit einem axialen Ventilsitz 13 in Sitzventilbauweise zusammenwirkt. An der dem Ventilsitz 13 abgewandten Seite des Stufenkolbens 12 ist eine Sperrdruck-Steuerkammer 14 vorgesehen, in der, vorzugsweise, eine Feder 15 enthalten ist, die den Stufenkolben 12 in Richtung zur gezeigten Absperrstellung beaufschlagt. Die Beaufschlagungsflächen des Stufenkolbens 12 in der Ringkammer 10 und in der Sperrdruck-Steuerkammer 14 sind zumindest im Wesentlichen gleichgroß und größer als die Beaufschlagungsfläche des Kolbenansatzes 17 am Ventilsitz 13. Im Stufenkolben 12 (oder in einem Gehäuse des Elements E1) verläuft ein Bypass von der Ringkammer 10 zur Sperrdruck-Steuerkammer 14, der eine Drossel 16 enthält.
Das zweite Element E2 ist ähnlich ausgebildet, d. h. ein 2/2-Wege-Sitzventil. Jedoch ist der Stufenkolben 12, der in der Ringkammer 10 verschieblich geführt wird, mit einem den Ventilsitz 13 mit der Sperrdruck-Steuerkammer 14 verbindenden Bypass ausgebildet, in dem die Drossel 16 angeordnet ist, oder der die Drossel 16 bildet.
Alternativ könnte die jeweilige Drossel 16 in einem Bypass-Kanal im Gehäuse des Elements E1, E2 untergebracht sein.
Ein manuell betätigter Hahn 18 ist vorgesehen, um das System zum Reservoir R zu entleeren, oder beispielsweise das ordnungsgemäße Ansprechverhalten des Schlauchbruchsicherungsventils 19 zu testen.
Obwohl gegebenenfalls im Bereich der Druckquelle P eine Filtervorrichtung vorgesehen ist, lässt es sich nicht vermeiden, dass in den Hauptströmungswegen zwischen dem Hebehydromotor Z und dem Rückschlagventil 6 bzw. dem Reservoir R Verschmutzungen und gegebenenfalls Metallspäne zirkulieren, die das ordnungsgemäße Funktionieren des Hubmoduls M speziell bei der Senkensteuerung der Last L oder beim Anhalten und Halten der Last L gefährden könnten. Da das Magnetvorsteuerventil 21 in der Steuerleitung 20 durch die Drosseln 16 gegenüber den Hauptströmungswegen isoliert ist, wobei die Drosseln 16 Verunreinigungen zurückhalten oder wie Filter funktionieren, ist die Gefahr einer Funktionsstörung bei dem Magnetvorsteuerventil 21 vernachlässigbar. Allerdings könnten Verunreinigungen oder Metallspäne die ordnungsgemäße Funktion der beiden Elemente E1, E2 beeinträchtigen. Da beide in Reihe geschalteten Elemente E1, E2 jeweils die gleiche Funktion ausführen, gesteuert durch das gemeinsame Magnetvorsteuerventil 21, ist jedoch ausgeschlossen, dass aufgrund einer Funktionsstörung bei einem Element E1 oder E2 eine unkontrollierte Lastbewegung (d. h. schneller und weiter als eingesteuert) eintritt, oder die anzuhaltende Last L nicht ordnungsgemäß angehalten und gehalten wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass beide Elemente E1, E2 einer Funktionsstörung gleichzeitig unterliegen, ist äußerst gering.

Funktion:

In der Fig. 1 dargestellten Situation (Druckquelle P abgeschaltet) wird aus dem Lastdruck in der Ringkammer 10 des Elements E1 über die Drossel 16 Sperrdruck in der Sperrdruck-Steuerkammer 14 aufgebaut, der im Element E1 den Kolbenansatz 17 am Ventilsitz 13 in der Absperrstellung hält. Über den gemeinsamen Anschluss an die Steuerleitung 20 wird auch in der Sperrdruck-Steuerkammer 14 des stromabliegenden Elements E2 Sperrdruck aufgebaut, so dass auch das zweite Element E2 vorsichtshalber in der Absperrstellung ist. Sollte sich beispielsweise zwischen dem Stufenkolben 16 und dem Ventilsitz 13 eines Elements E1 oder E2 ein Metallspan festlegen, dann wird dennoch der Abströmweg 9 zum Reservoir R leckagefrei abgesperrt, da die Wahrscheinlichkeit, dass auch ein Metallspan den Stufenkolben des zweiten Elements behindern kann, vernachlässigbar ist. Würde sich eine Verschmutzung oder ein Metallspan in der Drossel 16 eines der Elemente E1, E2 festsetzen, so dass der Sperrdruck in der Sperrdruck-Steuerkammer 14 dieses Elements nicht ordnungsgemäß aufgebaut wird, dann wird der Sperrdruck vom jeweils anderen Element her über dessen durchgängige Drossel 16 zuverlässig aufgebaut. Wird, sobald das Magnetvorsteuerventil 21 in die gezeigte Absperrstellung geht, das Einnehmen der Absperrstellung bei einem der Elemente E1, E2 behindert, beispielsweise weil der Stufenkolben 12 klemmt, z. B. beim stromaufliegenden Element E1, dann nimmt das andere Element E2 die Absperrstellung zuverlässig ein, um den Abströmweg 9 zum Reservoir R zu blockieren, und auch umgekehrt.
Die beiden Elemente E1, E2 sind baulich einfache und kostengünstige 2/2-Wegeventile, die sehr zuverlässig arbeiten, und bei denen zu erwarten ist, dass selbst bei einer durch eine Verschmutzung oder durch einen Metallspan eintretenden Störung diese Störung nach mehreren Steuerzyklen wieder selbsttätig wieder ausgeschwemmt oder beseitigt wird, so dass sich die volle Redundanzfunktion für den Hubmodul M früher oder später wieder einstellt.
Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, dass die beiden Elemente E1, E2 baugleich sind, d. h. jeweils eine seitliche Lastdruck-Einspeisung 11, einen axialen Auslass durch den Ventilsitz 13, und den die Ringkammer 10 mit der Sperrdruck-Steuerkammer 14 verbindenden Bypass mit der Drossel 16 aufweisen, wobei die beiden in Reihe geschalteten Elemente E1, E2 auch gleich geschaltet sind, d. h. der axiale Auslass des ersten Elements E1 ist mit der seitlichen Lastdruckeinspeisung 11 des stromabliegenden Elements E2 verbunden, während der axiale Auslass des stromabliegenden Elements E2 über den Zweig 9c mit der Reservoirleitung 24 verbunden ist.
Als zusätzliche Detailvariante enthält die Ausführungsform in Fig. 2 ein beispielsweise manuell betätigbares Absperrglied 28, das in einer Querverbindung zwischen einem Knoten 27 in der Steuerleitung 20 und der Steuerleitung 20 bzw. der Reservoirleitung 24 angeordnet ist, und dazu dient, unabhängig von einer Betätigung des Magnetvorsteuerventils 21 schlagartig einen großen Abströmquerschnitt zum Reservoir R freizumachen, um das in Fig. 1 gezeigte Schlauchbruchsicherungsventil 19 zu testen. Bei Öffnen des Absperrgliedes 28 werden beide Sperrdruck-Steuerkammern 14 der Elemente E1, E2 schlagartig und vollständig entlastet, sodass beide Elemente E1, E2 einen großquerschnittigen Hauptabströmweg zum Reservoir R freigeben, was einen momentanen starken Druckabfall in der Arbeitsleitung 4 hervorruft, auf den das Schlauchbruchsicherungsventil 19 so blockierend anspricht, dass der Lastdruck des Hebehydromotors Z zunächst weitestgehend vom Schlauchbruchsicherungsventil gehalten wird. Wenn nachfolgend wieder Systemdruck aufgebaut wird, löst sich auch das blockierende Schlauchbruchsicherungsventil 19, so dass die Bewegung des Hebehydromotors Z wieder über den Hubmodul M steuerbar ist. Die beiden Sperrdruck-Steuerkammern 14 der Elemente E1, E2 sind im Übrigen über einen Knoten 26 in der Steuerleitung 20 miteinander verbunden, sodass das Magnetvorsteuerventil 21 beide Elemente E1, E2 gemeinsam steuert.
Die Ausführungsform des Hubmoduls M in Fig. 3 unterscheidet sich von der von Fig. 1 dadurch, dass zumindest das stromaufliegende Element E1 der in Reihe geschalteten Elemente E1, E2 eine mechanische Begrenzung 25 für den maximalen Öffnungshub des Stufenkolbens 12 bei Entlastung der Steuerleitung 20 über das Magnetvorsteuerventil 21 aufweist. Diese mechanische Begrenzung 25 ist beispielsweise eine in die Sperrdruck-Steuerkammer 14 eingeschraubte Anschlagschraube, die es ermöglicht, den maximalen Öffnungshub einzustellen. Auf diese Weise arbeitet das stromaufliegende Element E1 als eine Senkbremse, die maximale Senkgeschwindigkeit des Hebehydromotors Z limitiert, z.B. auf max. 0,6 m/s unter Last.
Die Ausführungsform des Hubmoduls in Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, dass das Magnetvorsteuerventil 21 als Proportionaldruckregelventil 29 ausgebildet ist, das einen Proportionalmagneten 30 und eine innenliegende Drossel 31 enthält. Dies ermöglicht die proportionale elektrische Ansteuerung der Senkenfunktion.
Die Ausführungsform des Hubmoduls M in Fig. 5 unterscheidet sich von der in Fig. 4 dadurch, dass das als Proportionaldruckregelventil ausgebildete Magnetvorsteuerventil 21 mit einer Druckwaage 31 zusammenwirkt, die in der Reservoirleitung 24 angeordnet ist. Die Druckwaage 31 wird beispielsweise durch an einem Knoten 26 des Abströmwegs 9, 9c abgegriffenen Steuerdruck über eine Drossel 35 in Aufsteuerrichtung und parallel zu einer Feder 32 beaufschlagt, hingegen in Schließsteuerrichtung über eine Steuerleitung 34, die einen Steuerdruck aus dem Abströmweg 9 stromauf beider Elemente E1, E2 abgreift. Dadurch wird eine 2-Wege-Stromregelfunktion erreicht, die bei der proportionalen Ansteuerung der Senkenfunktion auch eine Lastdruckunabhängigkeit erzeugt. Alternativ könnte die Druckwaage 31 in Aufsteuerrichtung durch einen Vorsteuerdruck einer Steuerleitung 33' beaufschlagt werden, der zwischen den beiden Elementen E1, E2 abgegriffen wird (hierbei entfällt der Knoten 36 und wird die Steuerleitung 33' mit der Steuerleitung 33 verbunden). Der weitere Aufbau des Hubmoduls in Fig. 5 entspricht dem von Fig. 1 mit den baulich verschieden und ungleich verschalteten Elementen E1, E2 im Abströmweg 9. Die Druckwaage 31 könnte auch in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 vorgesehen werden.
Das jeweilige Hauptstufen-Element E1, E2 ist (nicht gezeigt) baulich einfach beispielsweise dadurch realisierbar, dass der Stufenkolben 12 in einer Stufenbohrung in einem Blockgehäuse abgedichtet verschieblich geführt wird, wobei die Stufenbohrung den zwischen der Ringkammer 10 und dem axialen Auslass angeordneten Ventilsitz 13 enthält, und die Sperrdruck-Steuerkammer 14 durch eine in das freiliegende Ende der Stufenbohrung eingeschraubte Schlussschraube verschlossen wird, an der sich die Feder 15 abstützt. Der Bypasskanal im Stufenkolben 12 kann dann aus einzelnen Bohrungsabschnitten zusammengesetzt sein und die Drossel 16 bilden oder zwischen verschiedenen Bohrungsabschnitten einen Drosselabschnitt entsprechend der Drossel 16 enthalten. Gegebenenfalls ist im Bypasskanal auch ein Rückschlagventil enthalten. Abhängig davon, ob in dem Stufenkolben der Bypasskanal die Ringkammer mit der Sperrdruck-Steuerkammer verbindet, oder den Ventilsitz 13 mit der Sperrdruck-Steuerkammer, mündet der Bypasskanal seitlich im Kolbenansatz 17 oder axial in der Stirnseite des Kolbenansatzes 17.

Claims

Hubmodul (M), insbesondere für Flurförderfahrzeuge wie Gabelstapler, Hubgerüste, Mobilhydraulikgeräte, Arbeitsfahrzeuge oder dgl., mit einer Hebensteuersektion (1) und einer Senkensteuersektion (2), an die wenigstens ein einseitig oder doppelseitig beaufschlagbarer Hebehydromotor (Z) angeschlossen ist, wobei in der Senkensteuersektion (2) ein Abströmweg (9) für unter Lastdruck stehendes Druckmittel zu einem Reservoir (R) und im Abströmweg (9) wenigstens ein die Senkgeschwindigkeit zwischen Null und einem vorbestimmten Wert steuerndes Hydraulikelement vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Abströmweg (9) zwei vom Lastdruck aufsteuerbare Hauptstufen-Elemente (E1, E2) in Reihe geschaltet sind, deren jedes in Richtung zu einer Absperrstellung durch einen über eine Drossel (16) aus dem Lastdruck abgeleiteten Sperrdruck beaufschlagbar ist, und dass beide Elemente (E1, E2) parallel und gemeinsam durch ein in einer gegenüber dem Hebehydromotor (Z), dem Lastdruck und der Hebensektion (1) durch die Drosseln (16) abgeschirmten Sperrdruck-Steuerleitung (20) angeordnetes Magnetvorsteuerventil (21) steuerbar sind.
Hubmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Elemente (E1, E2) in Richtung zur leckagefreien Absperrstellung parallel zum Sperrdruck federbelastet sind.
Hubmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Elemente (E1, E2) baugleich und in der Reihe gleichartig verschaltet sind.
Hubmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide baugleichen Elemente (E1, E2) jeweils mit seitlicher Druckeinspeisung (11) in eine Ringkammer (10), axialem Auslass durch einen Ventilsitz (13), einer Sperrdruck-Steuerkammer (14) an der dem Ventilsitz (13) abgewandten Seite eines in der Ringkammer (10) verschiebbaren Stufenkolbens (12), und der zwischen der Ringkammer (12) und der Sperrdruck-Steuerkammer (14) angeordneten Drossel (16) ausgebildet sind, und dass die seitliche Druckeinspeisung (11) des im Abströmweg (9) stromabliegenden Elements (E2) an den axialen Auslass des Ventilsitzes (13) des stromaufliegenden Elements (E1) angeschlossen ist.
Hubmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elemente (E1, E2) in der Reihe baulich unterschiedlich und ungleichartig verschaltet sind.
Hubmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei den baulich unterschiedlichen Elementen (E1, E2) das eine Element (E1) mit seitlicher Druckeinspeisung (11) in eine Ringkammer (10), axialem Auslass durch einen Ventilsitz (13), einer Sperrdruck-Steuerkammer (14) an der dem Ventilsitz (13) abgewandten Seite eines in der Ringkammer (10) verschiebbaren Stufenkolbens (12), und der zwischen der Ringkammer (10) und der Sperrdruck-Steuerkammer (14) angeordneten Drossel (16), und das andere Element (E2) mit axialer Druckeinspeisung durch den Ventilsitz (13), einem seitlichen Auslass (11') aus der Ringkammer (10), und der zwischen dem Ventil (13) und der Sperrdruck-Steuerkammer (14) an der dem Ventilsitz (13) abgewandten Seite des in der Ringkammer (10) verschiebbaren Stufenkolbens (12) angeordneten Drossel (16) ausgebildet sind, und dass die seitliche oder die axiale Druckeinspeisung (11) des in der Reihe stromab liegenden Elements (E2) an den axialen oder den seitlichen Auslass des stromaufliegenden Elements angeschlossen ist.
Hubmodul nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (16) im Stufenkolben (12) in einem darin angeordneten Bypasskanal angeordnet ist.
Hubmodul nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (16) in einem die Ringkammer (10) bzw. dem Ventilsitz (13) mit der Sperrdruck-Steuerkammer (14) verbindenden Bypasskanal in einem Gehäuses des Elements (E1, E2) angeordnet ist.
Hubmodul nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsflächen des Stufenkolbens (12) in der Ringkammer (10) und der Sperrdruck-Steuerkammer (14) zumindest im Wesentlichen gleichgroß und größer sind als die Beaufschlagungsfläche des Stufenkolbens (12) im Ventilsitz (13).
Hubmodul nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Elemente (E1, E2) eine mechanische Begrenzung (25) des maximalen Öffnungshubes des Stufenkolbens (12) in Abheberichtung des Stufenkolbens (12) vom Ventilsitz (13) aufweist, vorzugsweise eine in der Sperrdruck-Steuerkammer (14) angeordnete Anschlagschraube.
Hubmodul nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sperrdruck-Ablassleitung (20) zwischen den beiden Elementen (E1, E2) und dem Magnetvorsteuerventil (21) ein wahlweise zu öffnender Testablass (28) vorgesehen ist.
Hubmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetvorsteuerventil (21) ein 2/2-Wege-Magnetsitzventil ist, das in stromlosem Zustand durch eine Feder (22) in einer leckagefreien Sperrstellung haltbar ist.
Hubmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/2-Wege-Magnet-sitzventil ein einen Proportionalmagneten (30) aufweisendes Proportionaldruckregelventil (29) ist.
Hubmodul nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der beiden in Reihe geschalteten Elemente (E1, E2) im Abströmweg (9) eine Druckwaage (31) angeordnet ist, die aufsteuerseitig von einer Feder (32) und aus dem Abströmweg (9b, 9c) entweder zwischen den Elementen (E1, E2) oder stromab beider Elemente (E1, E2) mit einem Steuerdruck und schließsteuerseitig von einem aus dem Abströmweg (9) stromauf der beiden Elemente (E1, E2) abgeleiteten Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Hubmodul nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebehydromotor (Z) durch ein Schlauchbruch-Sicherungsventil (19) abgesichert ist.