DE102004038409A1

DE102004038409A1 - Arbeitsmaschine mit einer Lenkachse mit zwei Drehschemeln an ausfahrbaren Kolben

Info

Publication number: DE102004038409A1
Application number: DE102004038409A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Götz; Constantin Rosskopf
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-08-07
Publication date: 2005-08-11
Also published as: FR2865180A1; FR2865180B1; GB2410013B; DE102004038411A1; GB2410013A; GB0500874D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer Lenkachse, die zwei seitlich voneinander beabstandete Drehschemel (DS1 bzw. DS2) aufweist, an denen jeweils mindestens ein Rad (R1 bzw. R2) gelagert ist. Die Drehschemel (DS1 bzw. DS2) sind jeweils am unteren Ende eines hydraulischen Zylinders (Z1 bzw. Z2) angeordnet, der über einen nach unten ausfahrbaren, drehbaren Kolben (K1 bzw. K2) verfügt, an dem der Drehschemel (DS1 bzw. DS2) befestigt ist. Um einen vereinfachten Aufbau der Lenkachse zu erzielen, ist erfindungsgemäß im Zylinder (Z1 bzw. Z2) eine axial ortsfeste Rotorstange (RS1 bzw. RS2) angeordnet, die am unteren Ende von oben in eine zentrische Ausnehmung des Kolbens (K1 bzw. K2) drehmoment- und drehbewegungsübertragend eintaucht und am oberen Ende aus dem Zylinder (Z1 bzw. Z2) herausgeführt und mit einem Lenkantrieb gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer Lenkachse, die zwei seitlich voneinander beabstandete Drehschemel aufweist, an denen jeweils mindestens ein Rad gelagert ist, wobei die Drehschemel jeweils am unteren Ende eines hydraulischen Zylinders angeordnet sind, der über einen nach unten ausfahrbaren, drehbaren Kolben verfügt, an dem der Drehschemel befestigt ist.

Eine gattungsgemäße Arbeitsmaschine ist in der Patentschrift DE 1 065 328 offenbart. Um eine Drehbewegung der Drehschemel zu erzeugen, ist der nach unten ausfahrbare Kolben, der im Prinzip als bodenseitig geschlossener Hohlzylinder ausgebildet ist, außenumfangsseitig mit einer Verzahnung versehen, auf die eine Hülse mit Innenverzahnung aufgeschoben ist. Die an einem drehfesten äußeren Zylinderrohr drehbar gelagerte Hülse ist mit einem Lenkhebel eines Lenkantriebs gekoppelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Arbeitsmaschine der eingangs genannten Art mit vereinfachtem Aufbau der Lenkachse zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Zylinder eine axial ortsfeste Rotorstange angeordnet ist, die am unteren Ende von oben in eine zentrische Ausnehmung des Kolbens drehmoment- und drehbewegungsübertragend eintaucht und am oberen Ende aus dem Zylinder herausgeführt und mit einem Lenkantrieb gekoppelt ist.

Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, eine durch den Lenkantrieb erzeugte Drehbewegung von oben in den Zylinder einzuleiten und auf den Kolben und damit auf den Drehschemel zu übertragen.

Bei dieser vereinfachten und kompakt aufgebauten Konstruktion ist zudem gewährleistet, dass der Lenkantrieb von den Vertikalbewegungen der Drehschemel unbeeinträchtigt bleibt. Die Bauhöhe der Lenkachse ändert sich bei einer Vertikalbewegung der Drehschemel nicht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass radial zwischen der Rotorstange und dem Zylinderrohr ein Ringraum angeordnet ist, der zusammen mit der Ausnehmung als mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer Druckraum vorgesehen ist.

Sofern die beiden hydraulischen Zylinder im Sinne einer radlastausgleichenden Bewegungskopplung miteinander verbindbare Druckräume aufweisen, lässt sich der Effekt einer Pendelachse erzielen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ein für beide Drehschemel gemeinsamer, als Linearantrieb ausgebildeter Lenkantrieb vorgesehen.

Hierbei können die Drehschemel durch ein Zugmittel mit einem linear beweglichen Aktuator des Lenkantriebs in Wirkverbindung stehen.

Besonders günstig ist dabei eine Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der das Zugmittel als Endlos-Zugmittel eines Hüllgetriebes ausgebildet ist und mit zwei Rotoren in Eingriff steht, die jeweils durch eine drehstarre Verbindung mit der Rotorstange mit einem der Drehschemel gekoppelt sind. Dadurch ist das Zugmittel unabhängig von der Bewegungsrichtung stets für beide Drehschemel wirksam.

In Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die mit dem Zugmittel in Eingriff stehenden Rotoren jeweils als Kurvenscheibe ausgebildet sind, durch die beim Verschwenken der Drehschemel aus der Geradeausfahrstellung heraus voneinander abweichende Lenkwinkel der Drehschemel erzielbar sind. Man erhält beim Verschwenken der Drehschemel auf diese Weise eine Lenkwinkeldifferenz der gelenkten Räder und kann damit bei Kurvenfahrt eine korrekte Lenkgeometrie erzielen, bei der beide Räder denselben Lenkmittelpunkt aufweisen.

Der Lenkantrieb kann als hydraulischer Lenkzylinder ausgebildet sein. Diese Art von Antriebseinheit benötigt nur wenig Bauraum und verfügt über eine hohe Kraftdichte.

In diesem Zusammenhang ist eine Ausgestaltung günstig, bei der der hydraulische Lenkzylinder als Zylinder ausgebildet ist, der eine als Stator wirksame, durch ein Zylinderrohr hindurchgeführte Kolbenstange und ein als linear beweglicher Aktuator wirksames, mit dem Zugmittel verbundenes Zylinderrohr aufweist und dessen Mittelachse in einer durch die beiden Drehachsen der Drehschemel definierten Ebene angeordnet ist. Der hydraulische Zylinder befindet sich somit räumlich innerhalb des Hüllgetriebes und ist deshalb Platz sparend untergebracht.

Sofern die Kolbenstange an den Enden an Tragteilen der Drehschemel befestigt ist, bedarf es keiner gesonderten Befestigung des Lenkantriebs am Fahrzeugrahmen. Vielmehr bildet der Lenkantrieb zusammen mit den beiden Drehschemeln gewissermaßen eine eigenständige Baueinheit (Lenkachse), die ggf. als vormontiertes Ganzes mit dem Fahrzeug verbunden werden kann.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist das Zugmittel als Flachriemen, insbesondere als bewegungstreu mit den Rotoren und dem linear beweglichen Aktuator in Wirkverbindung stehender Flachriemen, ausgebildet. Um Schlupf zu verhindern, kann der Flachriemen als Zahnriemen ausgeführt oder auf andere geeignete Weise gegen Durchrutschen gesichert sein.

Bezüglich der oben bereits erwähnten Befestigung der Kolbenstange des Lenkzylinders an Tragteilen der Drehschemel ist es im Hinblick auf eine einfache Bauweise günstig, wenn die Enden der Kolbenstange des Lenkzylinders jeweils mit einer Lagerbohrung versehen sind, in der das obere Ende der Rotorstange des hydraulischen Zylinders drehbar ist. Die Anbindung der Kolbenstange des Lenkzylinders an die Drehschemel erfolgt also mit Hilfe der Rotorstangen der hydraulischen Zylinder.

Die hydraulischen Zylinder können in Platz sparender Weise in ein Gegengewicht der als Gabelstapler ausgebildeten Arbeitsmaschine integriert sein.

Weitere Vorteile und Einzelheiten werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Schnitt durch eine Lenkachse einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine und
2 eine Draufsicht auf die Lenkachse gemäß 1.
Die Lenkachse der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine verfügt über zwei seitlich voneinander beabstandete Drehschemel DS1 und DS2, die jeweils um eine Vertikalachse VA1 bzw. VA2 drehbar und im vorliegenden Ausführungsbeispiel am unteren Ende eines Kolbens K1 bzw. K2 eines hydraulischen Zylinders Z1 bzw. Z2 befestigt sind.
An jedem Drehschemel DS1, DS2 ist ein Rad R1 bzw. R2 drehbar gelagert. Es ist auch denkbar, dass an jedem Drehschemel DS1, DS2 jeweils zwei Räder (Tandemräder) vorgesehen sind.
In die zusammen mit den Drehschemeln DS1, DS2 um die Vertikalachsen VA1, VA2 drehbaren Kolben K1 und K2 ist jeweils eine zentrische Ausnehmung A1 bzw. A2 eingearbeitet, in die das untere Ende einer Rotorstange RS1 bzw. RS2 von oben drehmoment- und drehbewegungsübertragend eintaucht. Das obere Ende der Rotorstange RS1 bzw. RS2 ist aus dem Zylinderrohr ZR1 bzw. ZR2 der hydraulischen Zylinder Z1 bzw. Z2 herausgeführt und steht auf noch zu beschreibende Weise mit einem Lenkantrieb in Wirkverbindung.
Die Rotorstange RS1 bzw. RS2 ist zur Übertragung eines Drehmoments und damit zur Übertragung einer Drehbewegung mit dem Kolben K1 bzw. K2 drehstarr gekoppelt, wobei jedoch der Kolben K1 bzw. K2 relativ zur axial ortsfesten Rotorstange RS1 bzw. RS2 axial beweglich ist. Dies kann beispielsweise durch eine Keilverzahnung in der Ausnehmung A1 bzw. A2 und auf der Rotorstange RS1 bzw. RS2 erzielt werden. Eine Drehung der Rotorstange RS1 bzw. RS2 bewirkt somit eine Drehung des Kolbens K1 bzw. K2 und folglich auch eine Drehung des an dem Kolben K1 bzw. K2 befestigten Drehschemels DS1 bzw. DS2.
In demjenigen Axialbereich der Rotorstange RS1 bzw. RS2, der sich außerhalb des Kolbens K1 bzw. K2 befindet, ist ein Ringraum D1 bzw. D2 gebildet, der mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und zusammen mit der ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Ausnehmung A1 bzw. A2 als Druckraum dient. Zu diesem Zweck stehen der Ringraum D1 bzw. D2 und die Ausnehmung A1 bzw. A2 miteinander in Flüssigkeitsverbindung, was beispielsweise durch eine Lücke in der erwähnten Keilverzahnung erreicht werden kann. Durch Erhöhen der Flüssigkeitsmenge im (zweigeteilten) Druckraum, der auf in den Figuren nicht dargestellte Weise an eine Druckmittelquelle angeschlossen sein kann, ist es möglich, den Kolben K1 bzw. K2 aus dem Zylinder Z1 bzw. Z2 auszufahren. Der Druckraum kann auch an einen hydropneumatischen Speicher angeschlossen sein, so dass eine Federung erzielbar ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Druckräume durch eine hydraulische Leitung L miteinander verbunden, in der ein bezüglich des Durchflussquerschnitts steuerbares Ventil V angeordnet ist. Bei einer ungehinderten Verbindung der beiden Druckräume wird ein Radlastausgleich bewirkt, so dass sich gewissermaßen eine „hydraulische Pendelachse" ergibt. In bestimmten Betriebszuständen ist es möglich, mit Hilfe des Ventils V die Ausgleichsbewegung zu dämpfen oder vollständig zu unterbinden.
Wie sich aus der Zusammenschau der 1 und 2 ergibt, ist an dem aus dem hydraulischen Zylinder Z1 bzw. Z2 herausgeführten Ende jeder Rotorstange RS1 bzw. RS2 jeweils ein Rotor Ro1 bzw. Ro2 drehstarr (z. B. Presspassung) befestigt, der als Kurvenscheibe ausgebildet ist. Mit den beiden Rotoren Ro1 und Ro2 steht ein bevorzugt als Flachriemen ausgeführtes Zugmittel Z in Eingriff, das als Endlos-Zugmittel ausgebildet ist.
Das Zugmittel Z und die beiden Rotoren Ro1 und Ro2 sind Bestandteile eines Hüllgetriebes, das eingangsseitig mit einem hydraulischen Lenkzylinder LZ in Wirkverbindung steht, dessen Mittelachse M in einer durch die beiden Drehachsen VA1 und VA2 der Drehschemel DS1 und DS2 definierten gemeinsamen Ebene angeordnet ist.
Der Lenkzylinder L weist ein Zylinderrohr auf, das als linear beweglicher Aktuator Ak wirkt, der mit dem Zugmittel Z verbunden ist. Eine durch das Zylinderrohr A hindurchgeführte Kolbenstange KS wirkt als Stator und ist an den Enden an Tragteilen des Drehschemels DS1 bzw. DS2 befestigt. Als Tragteile dienen dabei die Rotorstangen RS1 und RS2, die axial über die Rotoren Ro1 und Ro2 hinaus etwas verlängert und in Lagerbohrungen LB1 bzw. LB2 der Kolbenstange KS drehbar sind.
Da die Kolbenstange KS des Lenkzylinders LZ ortsfest ist, bewegt sich bei einer Druckbeaufschlagung des Lenkzylinders LZ dessen Zylinderrohr (Aktuator Ak) auf der Kolbenstange KS längs der Mittelachse M und nimmt dabei das Zugmittel Z mit. Infolgedessen werden die Rotoren Ro1 und Ro2 und damit die Rotorstangen RS1 und RS2 sowie die Kolben K1 und K2 und auch die beiden Drehschemel DS1 und DS2 um die Vertikalachse VA1 bzw. VA2 gedreht.
Durch die Ausbildung der Rotoren Ro1 und Ro2 als Kurvenscheiben ist dabei eine Lenkwinkeldifferenz erzielbar. Um zu verhindern, dass das Zugmittel Z durchrutscht, kann es als Zahnriemen ausgebildet oder auf andere geeignete Weise bewegungstreu mit den Rotoren Ro1, Ro2 gekoppelt sein.
Die in den Figuren dargestellte Lenkachse der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine kann für den Fall, dass die Arbeitsmaschine als Gabelstapler ausgeführt ist, in dessen Gegengewicht integriert sein.

Claims

Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer Lenkachse, die zwei seitlich voneinander beabstandete Drehschemel aufweist, an denen jeweils mindestens ein Rad gelagert ist, wobei die Drehschemel jeweils am unteren Ende eines hydraulischen Zylinders angeordnet sind, der über einen nach unten ausfahrbaren, drehbaren Kolben verfügt, an dem der Drehschemel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder (Z1 bzw. Z2) eine axial ortsfeste Rotorstange (RS1 bzw. RS2) angeordnet ist, die am unteren Ende von oben in eine zentrische Ausnehmung des Kolbens (K1 bzw. K2) drehmoment- und drehbewegungsübertragend eintaucht und am oberen Ende aus dem Zylinder (Z1 bzw. Z2) herausgeführt und mit einem Lenkantrieb gekoppelt ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen der Rotorstange (RS1 bzw. RS2) und dem Zylinderrohr (ZR1 bzw. ZR2) ein Ringraum (D1 bzw. D2) angeordnet ist, der zusammen mit der Ausnehmung (A1 bzw. A2) als mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer Druckraum vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden hydraulischen Zylinder (Z1, Z2) im Sinne einer radlastausgleichenden Bewegungskopplung miteinander verbindbare Druckräume aufweisen.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein für beide Drehschemel (DS1, DS2) gemeinsamer, als Linearantrieb ausgebildeter Lenkantrieb vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschemel (DS1, DS2) durch ein Zugmittel (Z) mit einem linear beweglichen Aktuator (Ak) des Lenkantriebs (Lenkzylinder LZ) in Wirkverbindung stehen.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (Z) als Endlos-Zugmittel eines Hüllgetriebes ausgebildet ist, das zwei mit dem Zugmittel (Z) in Eingriff stehende Rotoren (Ro1, Ro2) aufweist, die jeweils durch eine drehstarre Verbindung mit der Rotorstange (RS1 bzw. RS2) mit einem der Drehschemel (DS1 bzw. DS2) gekoppelt sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Zugmittel (Z) in Eingriff stehenden Rotoren (Ro1, Ro2) jeweils als Kurvenscheibe ausgebildet sind, durch die beim Verschwenken der Drehschemel (DS1, DS2) aus der Geradeausfahrstellung heraus voneinander abweichende Lenkwinkel der Drehschemel (DS1, DS2) erzielbar sind.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkantrieb als hydraulischer Lenkzylinder (LZ) ausgebildet ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Lenkzylinder (LZ) als Zylinder ausgebildet ist, der eine als Stator wirksame, durch ein Zylinderrohr hindurchgeführte Kolbenstange (KS) und ein als linear beweglicher Aktuator (Ak) wirksames, mit dem Zugmittel (Z) verbundenes Zylinderrohr aufweist und dessen Mittelachse (M) in einer durch die beiden Drehachsen (VA1, VA2) der Drehschemel (DS1, DS2) definierten Ebene angeordnet ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (KS) an den Enden an Tragteilen der Drehschemel (DS1, DS2) befestigt ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (Z) als Flachriemen, insbesondere als bewegungstreu mit den Rotoren (Ro1, Ro2) und dem linear beweglichen Aktuator (Ak) in Wirkverbindung stehender Flachriemen, ausgebildet ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Kolbenstange (KS) des Lenkzylinders (LZ) jeweils mit einer Lagerbohrung (LB1 bzw. LB2) versehen sind, in der das obere Ende der Rotorstange (RS1 bzw. RS2) des hydraulischen Zylinders (Z1 bzw. Z2) drehbar ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Zylinder (Z1, Z2) in ein Gegengewicht der als Gabelstapler ausgebildeten Arbeitsmaschine integriert sind.