Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines hydraulischen Hubantriebs einer mobilen Arbeitsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Hubantriebs einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, zum Anheben und Absenken eines Lastaufnahmemittels, wobei der Hubantrieb eine Hubzylindereinrichtung und eine Steuerventileinrichtung autweist, welche an eine zu der Hubzylindereinrichtung geführte Verbraucherleitung, an eine zu einem Behälter geführte Behälterleitung und an eine mit einer Pumpe in Verbindung stehende Förderleitung angeschlossen ist, wobei eine Bedienperson den Hebenbetrieb und den Senkenbetrieb des Hubantriebs durch manuelle Bedienung eines, mit der Steuerventileinrichtung in Wirkverbindung stehenden, Hubantrieb-Bedienelements steuert.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Flurförderzeuge sind zur Handhabung von Lasten mit einem Lastaufnahmemittel versehen, das in der Regel von einem am Hubgerüst anhebbaren und absenkbaren Hubschlitten und einem daran befestigten Anbaugerät gebildet ist. Das Anbaugerät kann beispielsweise als eine von Gabelzinken bestehende Lastgabel ausgebildet werden, mittels der eine Last, beispielsweise eine Palette unterfahren werden kann.

Bei Flurförderzeugen, bei denen das Lastaufnahmemittel mittels einer hydraulischen Hubzylindereinrichtung anhebbar und absenkbar ist, bestimmt die Auslenkung des Steuerventils im Senkenbetrieb die Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels, Hierbei hat sich in den letzten Jahren ein Grenzwert von 0,6 m/s für eine maximale Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels bzw. einer Last etabliert.

Um die maximale Senkengeschwindigkeit im Senkenbetrieb zu begrenzen, ist es bereits bekannt, in der von der Steuerventileinrichtung zu dem Behälter geführten Behälterleitung eine Ablaufdruckwaage anzuordnen, die von einer Federeinrichtung und dem in der Behälterleitung zwischen der Steuerventileinrichtung und der Ablaufdruckwaage anstehenden Druck in Richtung einer Durchflussstellung und von dem in der Verbraucherleitung anstehenden Druck in Richtung einer Sperrsteilung beaufschlagt ist. Soll bei derartigen Hubantrieben eine angehobene Last bzw. ein leeres Lastaufnahmemittel abgesenkt werden, wird die Steuerventileinrichtung in eine Öffnungsstellung betätigt, in der die Verbraucherleitung mit der Behälterleitung verbunden ist. Zur Steuerventileinrichtung ist die Ablaufdruckwaage in Reihe geschaltet. Mit dem Öffnen der Steuerventileinrichtung beginnt ein Senkenvolumenstrom über die Steuerventileinrichtung und die Ablaufdruckwaage von der Hubzylindereinrichtung zu dem Behälter zu fließen und das Lastaufnahmemittel wird abgesenkt. Der maximale Volumenstrom zum Senken des Lastaufnahmemittels wird durch das Einregeln der Ablaufdruckwaage begrenzt. Auf die Ablaufdruckwaage wirkt auf der einen Seite in Richtung einer Sperrstellung der Druck in der Verbraucherleitung vor der Steuerventileinrichtung und auf der anderen Seite in Richtung einer Durchflussstellung die Federkraft der Federeinrichtung und der Druck in der Behälterleitung zwischen der Steuerventileinrichtung und der Ablaufdruckwaage und somit der Druck nach der Steuerventileinrichtung. Der Senkenvolumenstrom erhöht sich soweit, bis sich an der Steuerventileinrichtung ein maximaler Druckabfall von beispielsweise 4 bar einstellt, der der Federkraft der Ablaufdruckwaage entspricht. Die Ablaufdruckwaage geht in Regelposition und fährt soweit in Richtung der Sperrsteilung zu, dass dieser Druckabfall von beispielsweise 4bar an der Steuerventileinrichtung konstant gehalten wird.

Bei Hubantrieben mit Hubgerüsten mit mehreren Hubstufen, beispielsweise bei einem Hubgerüst mit einem Freihub als erste Hubstufe und einem Masthub als zweite Hubstufe, stellen sich beim Senken mit geringen Lastdrücken, beispielsweise Lastdrücken unterhalb von ca. 30 bar, in der ersten Hubstufe zu geringe maximale Senkengeschwindigkeiten ein, da die Steuerventileinrichtung für diesen Betriebszustand nicht weit genug öffnet bzw. die Reihenschaltung von Steuerventilventileinrichtung und Ablaufdruckwaage einen zu großen Widerstand darstellt. Somit ist der geringe Lastdruck zum Senken des Lastaufnahmemittels nicht ausreichend, um auf die geforderte maximale Senkengeschwindigkeit zu kommen.

Die Steuerventileinrichtung müsste bei solchen Hubantrieben für diesen Betriebszustand des Senkens mit geringen Lastdrücken viel weiter öffnen, damit höhere Senkengeschwindigkeiten realisiert werden können. Dies würde jedoch bedeuten, dass mit höheren Lastdrücken, beispielsweise Lastdrücken oberhalb von 30 bar, sich unzulässig hohe Senkengeschwindigkeiten des Lastaufnahmemittels einstellen würden.

Insgesamt sind beim Betrieb eines Hubantriebs einer mobilen Arbeitsmaschine die folgenden drei technischen Kernproblemkreise besonders zu beachten:

1 ) Der Senkenvorgang:

Der Senkenvorgang des Lastaufnahmemittels wird üblicherweise durch eine Hebelstellung des Hubantrieb-Bedienelements gesteuert. Dabei wird das Hubantrieb- Bedienelement in eine vorgegebene Richtung ausgelenkt. Die Auslenkung des Hubantrieb-Bedienelements ist proportional zur gewünschten Senkengeschwindigkeit. Die maximale Hebelauslenkung des Hubantrieb-Bedienelements bedeutet maximale Senkengeschwindigkeit. Die Hebelstellung des Hubantrieb-Bedienelements gibt ein Soll-Signal auf einen Ventilschieberder Steuerventileinrichtung. Die weitere Öffnung des Ventilschiebers der Steuerventileinrichtung bedeutet, dass ein größerer Volumenstrom passieren kann und somit schneller gesenkt werden kann.

Durch die Ventilschieberöffnung, d. h. den Kolbenweg, des Ventilschiebers der Steuerventileinrichtung findet eine Querschnittsöffnung statt. Der Volumenstrom über einen Querschnitt ist neben dem Öffnungsquerschnitt abhängig von der Druckdifferenz über den Querschnitt, dem sogenannten „Treibdruck". Der Treibdruck ist hubgerüstseitig abhängig von der aufgenommen Last und ist maximal bei Nennlast und nimmt ab mit weniger Last. Nach dem Öffnungsquerschnitt ist der Druck abhängig von den Druckverlusten durch den Aufbau des hydraulischen Systems. Je höher der Druckverlust, desto geringer wird der Treibdruck.

In einem Ventilblock der Steuerventileinrichtung sind in der Regel weitere regelnde Bauteile / Schaltelemente verbaut, um den Senkenvorgang qualitativ zu modifizieren. Diese Bauteile haben einen negativen Einfluss auf die Leitungsverluste.

Die sich einstellende Geschwindigkeit des Lastaufnahmemittels ergibt sich also aus einer Kombination von Hebelstellung des Hubantrieb-Bedienelements, Öffnungsquerschnitt der Steuerventileinrichtung, Druckverlust und Treibdruck. Der Senkenvorgang muss qualitativ moduliert werden, hierzu dienen verschiedene Bauteile im Ventilblock, zum Beispiel die Ablaufdruckwaage.

Da der Arbeitspunkt mit Nennlast und warmem Hydraulikmedium (aufgrund der geringsten Viskosität ergeben sich hier die geringsten Druckverluste) und volle Ventilschieberöffnung der Steuerventileinrichtung das schnellste Senken erlaubt, muss dieser Fall für die Abstimmung des Systems genutzt werden. Aufgrund der geringsten Viskosität ergeben sich hier die geringsten Druckverluste. Alle anderen Arbeitspunkte werden betrachtet, müssen aber dieser Vorgabe folgen.

Der größte Nachteil entsteht dabei im Senken ohne Last, da hier der Lastdruck am geringsten ist und die Druckverluste nicht im gleichen Maße fallen.

Wünschenswert wäre es, den Nachteil der geringen Senkengeschwindigkeit ohne Last zu beheben und die Senkengeschwindigkeit ohne Last auf ein Niveau deutlich größer als 0,6 m/s zu bringen.

Das Senken ohne Last betrifft ca. 50% aller Senkenvorgänge im Betrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs. Dadurch entstehen insbesondere bei hohen Hubgerüsten, beispielsweise bei Schubmaststaplern, wesentliche Nachteile in der Performance. Man muss im Betriebsablauf immer wieder auf das leere Lastaufnahmemittel warten.

Dabei ist das Senken ohne Last deutlich unkritischer als mit Last. Eine sehr hohe Senkengeschwindigkeit wäre hier denkbar und gewünscht.

2) Die Aktuierung:

Der Senkenvorgang wird wie jede hydraulische Sektionsanforderung insbesondere über eine einfache, singuläre Hebelstellung des Hubantrieb-Bedienelements gesteuert. Eine einfache Hebelauslenkung führt zu einer Bewegung der hydraulischen Sektion, beispielsweise dem Senkenvorgang des Hubantriebs. Der Regelkreis ergibt sich mit der Bedienperson, welche entscheiden muss, wie schnell, also mit welcher Hebelstellung des Hubantriebs-Bedienelements, mit der aufgenommenen Last gesenkt werden kann. Maximale Senkgeschwindigkeit mit Nennlast führt bei Einhaltung des Tragfähigkeitsdiagramms nicht zu gefährlichen Fahrzeugzuständen.

3) Die Lasterkennung:

Als Lasterkennung wird in der Regel ein technisches System verstanden, welches auf der mobilen Arbeitsmaschine installiert ist und die Last auf dem Lastaufnahmemittel identifiziert und bewertet. Oft ist eine Kombination verschiedener Sensoriken nötig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, dass in einfacher Weise bei fehlender Last höhere Senkengeschwindigkeiten des Lastaufnahmemittels erzielt werden.

Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bedienperson bei Nichtvorhandenseins einer Last auf dem Lastaufnahmemittel durch Betätigung eines Autorisierungs-Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Hubantrieb-Bedienelements im Senkenbetrieb des Hubantriebs einen Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb autorisiert, bei dem ein aus dem Hubantrieb abströmender Senkenvolumenstrom durch Querschnittserweiterung im hydraulischen Leitungspfad vom Hubantrieb zum Behälter vergrößert wird.

Dabei ist das Hubantrieb-Bedienelement zweckmäßigerweise als auslenkbarer Hebel, beispielsweise in Form eines Joysticks, ausgeführt. Mit einer Hebelauslenkung wird der Hebenvorgang beziehungsweise der Senkenvorgang gesteuert.

Andererseits kann das Autorisierungs-Betätigungselement beispielsweise als einfacher Knopf ausgeführt sein. Durch gleichzeitiges Drücken des Knopfes während der Hebelauslenkung, mit der der Senkenvorgang gesteuert wird, kann der Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb autorisiert werden. Hierzu kann der Knopf ergonomisch günstig beispielsweise seitlich am Hebel angebracht sein, so dass er mit dem Daumen einer Hand gedrückt werden kann, während die Hand den Hebel auslenkt.

Mit der Erfindung werden die beschriebenen drei Kernproblemkreise gleichzeitig angegangen, wobei durch eine kombinierte Lösung für alle Kernproblemkreise eine neue Form der Senkenauslenkung mit positiven Folgen für die Perfomance des Hubantriebs geschaffen wird.

Die Bedienperson, die sich aufgrund normativer Anforderungen bei einer Hebelauslenkung auf der mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise auf dem Flurförderzeug, befinden muss, weiß um die Beschaffenheit und das Gewicht der mit dem Lastaufnahmemittel aufgenommenen Last. Dies muss die Bedienperson wissen, um beim Betrieb der mobilen Arbeitsmaschine innerhalb der Vorgaben des Tragfähigkeitsdiagramms zu bleiben.

Bezüglich des beschriebenen Kernproblemkreises (3) (Lasterkennung) ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Bedienperson nur entscheiden muss, ob Last (egal welchen Gewichts) auf dem Lastaufnahmemittel, zum Beispiel auf der Lastgabel, liegt oder ob das Lastaufnahmemittel leer ist. Der Fall eines leeren Lastaufnahmemittels, d.h. ein Nichtvorhandensein einer Last, wird dabei als „ohne Last" bezeichnet.

Die Bedienperson übernimmt also eine Lasterkennung und entscheidet, ob das Lastaufnahmemittel leer ist. Ist das Lastaufnahmemittel leer, sind alle Bauteile fest mit der mobilen Arbeitsmaschine verbunden und es kann, bei unbeschädigtem Fahrzeug, nichts herunterfallen.

Dabei übernimmt die Bedienperson in dem Regelkreis eine entscheidende Rolle, und entscheidet, ob das Lastaufnahmemittel leer ist. Wenn das Lastaufnahmemittel leer ist, betätigt die Bedienperson gleichzeitig zur Bedienung des Hubantrieb-Bedienelements im Senkenbetrieb das Autorisierungs-Betätigungselement. Bei Ausbildung des Hubantrieb-Bedienelements als Hebel und des Autorisierungs-Betätigungselements als Knopf kann die Bedienperson hierzu insbesondere bei voller Hebelauslenkung des Hubantriebs-Bedienelements in den Senkenbetrieb zusätzlich den Knopf drücken. Das Betätigen des Autorisierungs-Betätigungselements, beispielsweise das Drücken des Knopfes, wird als „Zwei-Faktor-Autorisierung" bezeichnet, da neben der Hebelauslenkung des Hubantriebs-Bedienelements in den Senkenbetrieb das Autorisierungs-Betätigungselements als zweiter Faktor bewusst gedrückt und vorzugsweise dauerhaft gedrückt gehalten werden muss.

Die Bedienperson bestätigt und autorisiert somit durch aktives, insbesondere gehaltenes Drücken des Autorisierungs-Betätigungselements während des Senkenvorgangs das leere Lastaufnahmemittel und es wird eine Querschnittserweiterung und somit eine Querschnittserweiterung im Senkenpfad freigeschaltet, die einen größeren Senkenvolumenstrom und damit eine höhere Senkengeschwindigkeit ermöglicht. Durch die Zwei-Faktor-Autorisierung ist somit sichergestellt, dass die Querschnittserweiterung vom Hubantrieb zum Behälter nicht bei aufgenommener Last ausgelöst wird.

Ohne die Bestätigung der Bedienperson durch die Zwei-Faktor-Autorisierung, also insbesondere gleichzeitiges Auslenken des Hubantriebs-Bedienelements in die Senkenstellung und Drücken des zusätzlichen Autorisierungs-Betätigungselements, wird die Querschnittsvergrößerung nicht geöffnet und nur herkömmliches Senken ist möglich. Die Bedienperson agiert somit als zusätzliches Stellglied und autorisiert das schnelle Senken und trägt die Verantwortung für einen sicheren Senkenvorgang. Die ist insbesondere deshalb sinnvoll, weil die Bedienperson den Vorgang, seinen Arbeitsprozess und die Last auf dem Lastaufnahmemittel kennt.

Bezüglich des beschriebenen Kernproblemkreises (2) (Aktuierung) wird somit gemäß der Erfindung die eindimensionale Hebelauslenkung als Steuerungseingangsbefehl mehrdimensional erweitert.

Nachdem das Fehlen der Last erkannt wurde und dies von der Bedienperson durch eine Zwei-Faktor-Autorisierung bestätigt wurde, kann durch eine Querschnittserweiterung im hydraulischen Senkenpfad der aus dem Hubantrieb abströmende Senkenvolumenstrom vergrößert werden. Durch die Querschnittserweiterung reduziert sich die Flußgeschwindigkeit des Hydraulikmediums, welche quadratischen Einfluss auf die Druckverluste hat. Die Druckverluste werden reduziert, die Senkengeschwindigkeit wird dadurch erhöht. Bezüglich des beschriebenen Kernproblemkreises (1) (Senkenvorgang ohne Last) ergibt sich mit der Erfindung eine Reduktion der Druckverluste und somit eine Verbesserung der Treibdrucks, wodurch im Senkenbetrieb des Lastaufnahmemittels eine erhöhte Senkengeschwindigkeit eine erhöhte Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels erzielt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Querschnittserweiterung durch Freischaltung einer von der Verbraucherleitung zum Behälter führenden Bypassleitung erreicht. Die Bypassleitung ist ein weiterer, paralleler hydraulischer Pfad des Senkenpfades.

Zweckmäßigerweise wird zur Freischaltung der Bypassleitung ein elektrisch betätigtes, hydraulisches Bypassventil geöffnet. Dabei kann die Bypassleitung mit hydraulischen Schalt- und/oder Proportionalventilen geöffnet werden.

Die Bypassleitung kann weitere hydraulische Regelglieder, zum Beispiel Strom- oder Druckregelventile, zur qualitativen und quantitativen Regelung des Senkenvorgangs enthalten. Dadurch kann beispielsweise die Senkengeschwindigkeit auf eine maximal zulässige Senkengeschwindigkeit ohne Last begrenzt werden.

Die Bypassleitung kann in einem Ventilblock der Steuerventileinrichtung installiert sein, oder diesen umgehen.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird die Querschnittserweiterung durch Öffnung eines Zusatzventils in der Steuerventileinrichtung erreicht. Hierzu kann die Senkensektion auf einen größeren Volumenstrom ausgelegt und eine künstliche Querschnittsverengung eingebaut werden, die durch die Zwei-Faktor-Autorisierung geöffnet wird. Dabei wird nicht der Ventilblock der Steuerventileinrichtung umgangen, sondern durchströmt. Die künstliche Querschnittverengung wird durch das Zusatzventil erreicht.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Querschnittserweiterung durch Vollbestromung eines im Senkenbetrieb des Hubantriebs teilbestromten Senken- Proportional-Drossel-Ventils erreicht wird. Senken-Proportional-Drossel-Ventil ist beispielsweise von einer Senkenstellung der Steuerventileinrichtung gebildet. Das Senken-Proportional-Drossel-Ventil ist hierbei auf einen größeren Volumenstrom ausgelegt und es ist eine künstliche Querschnittsverengung vorgesehen, die durch die Zwei-Faktor-Autorisierung geöffnet wird. Dies kann erfolgen, wenn im normalen Senkenbetrieb das Senken-Proportional-Drossel-Ventil nur anteilig und somit teilbestromt wird und für den Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb das Senken- Proportional-Drossel-Ventil vollbestromt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass mittels eines Lastdrucksensors der Lastdruck des Hubantriebs gemessen wird und bei Überschreitung eines vorgegebenen Lastdrucks die Querschnittserweiterung unterbunden wird. Somit kann die Bedienperson bei der Erkennung des Vorhandenseins einer Last auf dem Lastaufnahmemittel unterstützt werden. Wesentlich ist dabei allerdings, dass die Lastdruckmessung den Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb nicht selbstständig auslösen kann. Dies kann ausschließlich durch die Zwei-Faktor-Autorisierung durch die Bedienperson erfolgen. Die Lastdruckmessung dient lediglich dazu, die Auslösung des Hochgeschwindigkeits- Senkenbetriebs zu blockieren, falls ein zu hoher Lastdruck gemessen wird.

Als weitere oder alternative Sicherheitsmaßnahme kann auch eine Unterstützung der Bedienperson durch einen Temperatursensor erfolgen. Hierzu wird mittels eines Temperatursensors die Temperatur des Hydraulikmediums gemessen und bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur wird die Querschnittserweiterung unterbunden.

Die Lastdruckmessung und/oder Temperaturmessung kann dabei elektrisch, elektronisch, mechanisch oder hydraulisch erfolgen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem hydraulischen Hubantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, zum Anheben und Absenken eines Lastaufnahmemittels, wobei der Hubantrieb eine Hubzylindereinrichtung und eine Steuerventileinrichtung aufweist, welche an eine zu der Hubzylindereinrichtung geführte Verbraucherleitung, an eine zu einem Behälter geführte Behälterleitung und an eine mit einer Pumpe in Verbindung stehende Förderleitung angeschlossen ist, wobei zur Steuerung des Hebenbetriebs und des Senkenbetriebs des Hubantriebs ein manuell bedienbares Hubantrieb- Bedienelement vorgesehen ist, welches mit der Steuerventileinrichtung in Wirkverbindung steht.

Vorrichtungsseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bedienperson bei Nichtvorhandenseins einer Last auf dem Lastaufnahmemittel durch Betätigung eines Autorisierungs-Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Hubantrieb- Bedienelements im Senkenbetrieb des Hubantriebs einen Hochgeschwindigkeits- Senkenbetrieb autorisiert, bei dem ein aus dem Hubantrieb abströmender Senkenvolumenstrom durch Querschnittserweiterung im hydraulischen Leitungspfad vom Hubantrieb zum Behälter vergrößert wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Querschnittserweiterungseinrichtung eine von der Verbraucherleitung zum Behälter führende Bypassleitung.

Dabei ist zur Freischaltung der Bypassleitung zweckmäßigerweise in der Bypassleitung ein, mit dem Betätigungselement in Wrkverbindung stehendes, elektrisch betätigtes, hydraulisches Bypassventil angeordnet.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Querschnittserweiterungseinrichtung ein Zusatzventil in der Steuerventileinrichtung.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit sieht vor, dass die Querschnittserweiterungseinrichtung ein wahlweise teilbestrombares und vollbestrombares Senken-Proportional-Drossel-Ventil in der Steuerventileinrichtung umfasst.

Zur Steuerung der Querschnittserweiterungseinrichtung ist vorzugsweise eine elektronische Steuerungseinrichtung vorgesehen, die mit dem Hubantrieb- Bedienelement und mit dem Autorisierungs-Betätigungselement sowie mit der Querschnittserweiterungseinrichtung in Wrkverbindung steht.

Um ein Auslösen des Hochgeschwindigkeits-Senkenbetriebs bei Vorhandensein einer Last auf dem Lastaufnahmemittel zu verhindern, können gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgedankens Sicherheitseinrichtungen zur Unterstützung der Bedienperson vorgesehen sein.

Hierzu kann ein Lastdrucksensor zur Ermittlung des Lastdrucks des Hubantriebs vorgesehen ist, der mit der Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht, so dass die ermittelten Lastdruckwerte an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden können. Die Steuerungseinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Übermittlung eines Lastdrucks, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, die Auslösung des Hochgeschwindigkeits- Senkenbetriebs zu blockieren.

Zusätzlich oder alternativ kann als Sicherheitseinrichtung ein Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur des Hydraulikmediums vorgesehen sein, der mit der Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht, so dass die ermittelten Temperatunwerte an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden können. Die Steuerungseinrichtung ist in diesem Fall dazu eingerichtet, bei Übermittlung einer Temperatur, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, die Auslösung des Hochgeschwindigkeits-Senkenbetriebs zu blockieren.

Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:

Mit der Erfindung wird ein schnelleres Ein- und Auslagern durch Leistungserhöhung in 50% aller Senkenvorgänge erreicht.

Die Umschlagsleistung bei logistischen Prozessen wird erhöht. Außerdem ergibt sich eine bessere Fahrzeugverfügbarkeit.

Das Flurförderzeug kann weiterhin schneller zum nächsten Arbeitspunkt fahren, da mit angehobener Lastaufnahmeeinrichtung nicht gefahren werden darf.

Schließlich wird auch eine Verbesserung der Benutzererfahrung (User Experience) für die Bedienperson erwartet, da dieser mehr Autonomie und

Entscheidungsmöglichkeiten hat. Die Bedienperson wird besser in den Prozess und die Benutzung des Flurförderzeugs eingebunden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen

Figur 1 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Hubantriebs und

Figur 2 das Hubantrieb-Bedienelement mit Autorisierungs-Betätigungselement.

In der Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen hydraulischen Hubantriebs 1 einer nicht näher dargestellten mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, dargestellt.

Der Hubantrieb 1 weist ein Hubgerüst 2 auf, an dem ein Lastaufnahmemittel 3 anhebbar und absenkbar angeordnet ist. Das Lastaufnahmemittel 3 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem am Hubgerüst 2 vertikal bewegbaren Hubschlitten 4, an dem beispielsweise eine von Gabelzinken gebildete Lastgabel 5 als Anbaugerät befestigt ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Hubgerüst 2 aus einem Standmast 2a und einem an dem Standmast 2a anhebbar und absenkbar angeordneten Ausfahrmast 2b, an dem das Lastaufnahmemittel 3 anhebbar und absenkbar angeordnet ist.

Das Hubgerüst 2 der Figur 1 weist beispielsweise zwei Hubstufen auf. Zum Anheben und Absenken des Lastaufnahmemittels 3 relativ zu dem Ausfahrmast 2b ist eine hydraulische Hubzylindereinrichtung 10a vorgesehen. Die Hubzylindereinrichtung 10a bildet eine erste Hubstufe (Freihub). Zum Anheben und Absenken des Lastaufnahmemittels 3 ist ein flexibles Zugmittel 6, beispielsweise einer Hubkette, vorgesehen, das in der Figur 1 mit einem ersten Ende an dem Hubschlitten 4 befestigt ist, über eine Umlenkrolle 7 an der ausfahrbaren Kolbenstange der Hubzylindereinrichtung 10a geführt ist und mit einem zweiten Ende an dem Ausfahrmast 2b befestigt ist. Eine hydraulische Hubzylindereinrichtung 10b dient zum Anheben und Absenken des Ausfahrmastes 2b relativ zum Standmast 2a. Die Hubzylindereinrichtung 10b bildet eine zweite Hubstufe (Masthub). Die Hubzylindereinrichtung 10a ist mit der Hubzylindereinrichtung 10b mittels einer Druckmittelleitung 11 verbunden.

Die Hubzylindereinrichtung 10a, 10b ist mittels einer Steuerventileinrichtung 12 betätigbar, mit der der Senkenbetrieb und der Hebenbetrieb des Lastaufnahmemittels 3 steuerbar ist.

Die Steuerventileinrichtung 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil 13 mit einer als Neutralstellung ausgebildeten Sperrsteilung 13a, einer Hebenstellung 13b und einer Senkenstellung 13c ausgebildet. Die Steuerventileinrichtung 12 ist hierzu an eine Förderleitung 14 einer Pumpe 15, die mittels einer Ansaugleitung 16 Druckmittel aus einem Behälter 17 ansaugt, an eine zu einem Behälter 17 geführte Behälterleitung 18 und an eine zu der Hubzylindereinrichtung 10a, 10b geführte Druckmittelleitung 19 angeschlossen. In der Sperrstellung 13a der Steuerventileinrichtung 12 ist die Verbindung der Verbraucherleitung 19 mit der Förderleitung 14 und der Behälterleitung 18 abgesperrt. In der Hebenstellung 13b der Steuerventileinrichtung 12 ist die Förderleitung 14 mit der Verbraucherleitung 19 verbunden. In der Senkenstellung 13c der Steuerventileinrichtung 12 steht die Verbraucherleitung 19 mit der Behälterleitung 18 in Verbindung. Die Senkenstellung 13c der Steuerventileinrichtung 12 bildet somit ein Senken-Proportional-Drossel-Ventil.

Alternativ kann die Steuerventileinrichtung 12 ein separates Hebenventil (Senken- Proportional-Drossel-Ventil) zur Steuerung des Hebenbetriebs des Lastaufnahmemittels 3 und ein separates Senkenventil (Senken-Proportional-Drossel- Ventil) zur Steuerung des Senkenbetriebs des Lastaufnahmemittels 3 aufweisen.

Die Steuerventileinrichtung 12 kann beispielsweise elektrisch mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 20 betätigt werden.

In der von der Steuerventileinrichtung 12 zu dem Behälter 17 geführten Behälterleitung 18 kann eine nicht näher dargestellte Ablaudruckwaage angeordnet sein. Die Ablaufdruckwaage ist bevorzugt als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung ausgebildet und von einer Federeinrichtung und dem in der Behälterleitung 18 zwischen der Steuerventileinrichtung 12 und der Ablaufdruckwaage anstehenden Druck und somit dem in der Behälterleitung 18 stromab der Steuerventileinrichtung 12 anstehenden Druck in Richtung der Durchflussstellung betätigt und von dem in der Verbraucherleitung 19 anstehenden Lastdruck des Hubantriebs 1 und somit dem in der Verbraucherleitung 19 stromauf der Steuerventileinrichtung 12 anstehenden Druck in Richtung der Sperrstellung betätigt.

Um im Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 ohne Last eine erhöhte Senkengeschwindigkeit zu erzielen, ist erfindungsgemäß eine Querschnittserweiterungseinrichtung 47 vorgesehen, mit der der Senkenvolumenstrom zur Erhöhung der Senkengeschwindigkeit vergrößert werden kann. Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an die Verbraucherleitung 19 eine zu dem Behälter 17 geführte Bypassleitung 30 angeschlossen, in der ein Bypassventil 31 angeordnet ist.

Das Bypassventil 31 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schaltventil 33 ausgebildet, das eine Sperrsteilung 33a und eine Durchflussstellung 33b aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sperrstellung 33a leckagedicht ausgeführt und weist ein in Richtung zum Behälter 17 sperrendes Rückschlagventil auf.

Das Schaltventil 33 ist elektrisch angesteuert und steht zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 20 in Wirkverbindung.

Das Schaltventil 33 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Federeinrichtung 37 in Richtung der Sperrstellung 33a und mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 38, beispielsweise eines Schaltmagneten, in Richtung der Durchflussstellung 33b beaufschlagbar.

Das Bypassventil 31 ist derart ausgeführt, dass im Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 ohne Last auf dem Lastaufnahmemittel 3 ein aus dem Hubantrieb 1 abströmender Senkenvolumenstrom über die Steuerventileinrichtung 12 und das Bypassventil 31 in den Behälter 17 abströmt und im Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 mit Last auf dem Lastaufnahmemittel 3 ein aus dem Hubantrieb 1 abströmender Senkenvolumenstrom ausschließlich über die Steuerventileinrichtung 12 in den Behälter 17 abströmt. Hierzu steht gemäß der Figur 1 die elektronische Steuereinrichtung 20 mit einem Hubantrieb-Bedienelement 42, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen auslenkbaren Hebel 43, beispielsweise einen Joystick umfasst, und mit einem Autorisierungs-Betätigungselement 44, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen drückbaren Knopf 45 am Hebel 43 umfasst, in Wirkverbindung.

Falls die in der Figur 1 nicht dargestellte Bedienperson erkennt, dass sich auf dem Lastaufnahmemittel 3 keine Last befindet, kann die Bedienperson einen Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb des Lastaufnahmemittels 3 autorisieren, in dem der aus dem Hubantrieb 1 abströmende Senkenvolumenstrom über die Steuerventileinrichtung 12 und das Bypassventil 31 in den Behälter 17 abströmt.

Hierzu ist eine Zwei-Faktor-Autorisierung vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Bedienperson gleichzeitig zur Bedienung des Hubantrieb-Bedienelements 42, also gleichzeitig zum Auslenken des Hebels 43 in Senkenrichtung, dauerhaft das Autorisierungs-Betätigungselement 44 betätigt, also den Knopf 45 drückt und während des Senkenvorgangs des Lastaufnahmemittels 3 gedrückt hält. Die dadurch ausgelösten Steuerbefehle des Hubantrieb-Bedienelements 42 und des Autorisierungs-Betätigungselements 44 werden an die Steuereinrichtung 20 übermittelt.

Die elektronische Steuereinrichtung 20 ist derart ausgebildet, dass bei gleichzeitiger Bedienung des Hubantrieb-Bedienelements 42 und Betätigung des Autorisierungs- Betätigungselements 44 im Senkenbetrieb ohne Last die Steuerventileinrichtung 12 in die Senkenstellung 13c und das Schaltventil 33 in die Durchflussstellung 33b für den Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb betätigt werden. Dagegen wird im Senkenbetrieb mit Last nur die Steuerventileinrichtung 12 in die Senkenstellung 13c betätigt, das Schaltventil 33 wird jedoch nicht angesteuert und ist in die Sperrstellung 33a betätigt.

Außerdem steht die Steuereinrichtung 20 mit einem, den in der Verbraucherleitung 19 anstehenden Lastdruck des Hubantriebs 1 erfassenden, Lastdrucksensor 40 und/oder einem, die Temperatur des Hydraulikmediums messenden, Temperatursensor 41 in Wirkverbindung. Die Steuerungseinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, bei Übermittlung eines Lastdrucks, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, und/odereiner Temperatur, die einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, die Auslösung des Hochgeschwindigkeits-Senkenbetriebs zu blockieren. Dies stellt eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dar.

In der Figur 1 ist die Steuerventileinrichtung 12 in einem Wegeventilblock 70 angeordnet. In dem Wegeventilblock 70 können noch weitere nicht näher dargestellte Steuerventile einer Arbeitshydraulik der mobilen Arbeitsmaschine angeordnet sein, beispielsweise ein Steuerventil eines Neigeantriebs zum Neigen des Hubgerüstes 2 und ein Steuerventil zur Steuerung eines Zusatzverbrauchers, beispielsweise eines Seitenschiebers des Lastaufnahmemittels 3.

Das Bypassventil 31, das in der Figur 1 das Schaltventil 33 umfasst, ist in einem separaten Ventilgehäuse 71 angeordnet. Dies ermöglicht es in einfacher Weise, das Bypassventil 31 und die Bypassleitung 30 an bestehenden Hubantrieben 1 nachzurüsten. Der Volumenstrom in der Bypassleitung 30 während des Hochgeschwindigkeits-Senkenbetriebs umgeht somit den Wegeventilblock 70, wodurch dessen Durchströmungsverluste vermieden werden.

Der Hubantrieb der Figur 1 arbeitet wie folgt:

Erfolgt ein Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 mit Last, wobei das Hubantrieb- Bedienelement 42 ohne zusätzliche Betätigung des Autorisierungs- Betätigungselements 44 in die Senkenstellung betätigt ist, ist das Bypassventil 31 nicht aktiv. Das Schaltventil 33 wird von der Steuereinrichtung 20 nicht angesteuert und befindet sich in der Sperrsteilungen 33a, so dass der Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 ausschließlich über die in die Senkenstellung 13c betätigte Steuerventileinrichtung 12 erfolgt. Über das Bypassventil 31 fließt somit kein Senkenvolumenstrom von der Hubzylindereinrichtung 10a, 10b zum Behälter 17 ab.

Erfolgt ein Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 ohne Last, wobei das Hubantrieb- Bedienelement 42 in die Senkenstellung betätigt ist und gleichzeitig das Autorisierungs-Betätigungselement 44 betätigt ist, ist für den Hochgeschwindigkeits- Senkenbetrieb das Bypassventil 31 aktiv. Das Schaltventil 33 wird von der Steuereinrichtung 20 in die Durchflussstellungen 33b angesteuert. Der Senkenbetrieb des Hubantriebs 1 erfolgt somit über die in die Senkenstellung 13c betätigte Steuerventileinrichtung 12 und zusätzlich über das geöffnete Bypassventil 31. Über das in die Durchflussstellung 33b betätigte Schaltventil 33 stellt sich somit ein zusätzlicher Senkenvolumenstrom ein, der von der Hubzylindereinrichtung 10a, 10b zum Behälter 17 abströmt. Dieser zusätzliche Senkenvolumenstrom über das Bypassventil 30 ermöglicht eine höhere Senkgeschwindigkeiten ohne Last.

Wird bei einer Betätigung des Hubantrieb-Bedienelement 42 in die Senkenstellung und gleichzeitig Betätigung des Autorisierungs-Betätigungselements 44 von dem Lastdrucksensor 40 ein Lastdruck oberhalb des Grenzwertes erfasst und/oder von dem Temperatursensor 41 eine Temperatur des Hydraulikmediums oberhalb des Grenzwert erfasst, wird von der Steuereinrichtung 20 die Auslösung des Hochgeschwindigkeits- Senkenbetriebs blockiert und das Schaltventil 33 nicht in die Durchflussstellung 33b angesteuert, so dass der Senkenbetrieb ausschließlich über das in die Senkenstellung 13c betätigte Steuervehtileinrichtung 12 erfolgt.

Die Figur 2 zeigt das Hubantrieb-Bedienelement 42 mit Autorisierungs- Betätigungselement44 aus der Figur 1 im Detail. Das Hubantrieb-Bedienelement 42 ist im vorliegenden Fall als auslenkbarer Hebel 43, beispielsweise Joystick, ausgebildet, während das Autorisierungs-Betätigungselement 44 als Knopf 45 ausgebildet ist, der seitlich am Hebel 43 angeordnet ist.

Durch Auslenkung des Hebels 43 mit der Hand der Bedienperson in Pfeilrichtung 46 wird der Senkenvorgang gesteuert. Sofern die Bedienperson erkennt, dass sich keine Last auf dem Lastaufnahmemittel 3 befindet, kann sie durch eine Zwei-Faktor- Autorisierung den Hochgeschwindigkeits-Senkenbetrieb freischalten. Hierzu drückt die Bedienperson gleichzeitig zur Auslenkung des Hebels 43 in Pfeilrichtung 46 mit dem Daumen der Hand den Knopf 45 und hält den Knopf 45 während des gesamten Senkenvorgangs gedrückt.