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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einem Lenkwinkelgeber, der mit einem Lenkventil mittels einer Lenkwelle in trieblicher Wirkverbindung steht, wobei das Lenkventil in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkwinkelgebers die Verbindung eines Lenkantriebs mit einer Druckmittelquelle und einem Behälter steuert, wobei das Lenkventil mittels einer Förderleitung mit der Druckmittelquelle und mittels einer Behälterleitung mit dem Behälter verbunden ist.
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Hydraulische Lenkungseinrichtungen, bei denen ein von einem Lenkwinkelgeber, beispielsweise einem Lenkrad, betätigtes Lenkventil die Beaufschlagung eines Lenkantriebs, beispielsweise eines Lenkzylinders, der an einer Lenkachse mit den gelenkten Rädern in Wirkverbindung steht, steuert, werden bei als Flurförderzeugen, beispielsweise Gabelstaplern ausgebildeten Arbeitsmaschinen eingesetzt. Bei gattungsgemäßen Lenkeinrichtungen steht der Lenkwinkelgeber mit dem Lenkventil über eine Lenkwelle in trieblicher Verbindung, wodurch die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs proportional zur Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers ist. Eine derartige hydraulische Lenkungseinrichtung ist aus der
DE 100 47 631 A1 bekannt.
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Bei gattungsgemäßen in Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeugen, verwendeten hydraulischen Lenkeinrichtungen kann es vorkommen, dass bei hoher Fahrgeschwindigkeit von der Bedienperson an dem Lenkwinkelgeber eine hohe Betätigungsgeschwindigkeit und somit eine hohe Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs vorgegeben wird, wodurch die Gefahr eines seitlichen Kippens der Arbeitsmaschine auftreten kann und somit ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine mit einer hohen Fahrzeugstabilität gegen seitliches Kippen nicht gewährleistet ist.
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Eine gattungsgemäße Lenkungseinrichtung ist aus der
EP 1 431 162 A2 bekannt.
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Die
DE 40 31 951 A1 offenbart eine gattungsgemäße hydraulische Lenkungseinrichtung einer Arbeitsmaschine mit einem Lenkwinkelgeber, der mit einem Lenkventil mittels einer Lenkwelle in trieblicher Wirkverbindung steht. Das Lenkventil steuert in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkwinkelgebers die Verbindung eines Lenkantriebs mit einer Druckmittelquelle und einem Behälter. Das Lenkventil ist mittels einer Förderleitung mit der Druckmittelquelle und mittels einer Behälterleitung mit dem Behälter verbunden. Die Lenkungseinrichtung ist mit einem parallel zu dem Lenkventil angeordneten Überbrückungsventil versehen, mit dem der Lenkantrieb unter Umgehung des Lenkventils mit Druckmittel betrieben werden kann, um eine höhere Lenkgeschwindigkeit zu erzielen.
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Aus der
DE 100 08 984 A1 ist eine elektro-hydraulische Lenkung bekannt, bei der an dem Lenkwinkelgeber mittels eines Sensors die Betätigung erfasst wird, wobei das Sensorsignal des Sensors einer elektronischen Steuerung als Eingangssignal dient, das ein hydraulisches Lenkventil mit einem elektrischen Ausgangssignal ansteuert. Das hydraulische Lenkventil ist eingangsseitig mit einer Hydraulikpumpe verbunden und steuert einen Lenkantrieb. Mit der elektronischen Steuerung können weitere Fahrzeugzustände erfasst werden, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, die Hubhöhe und das Gewicht einer Last, um das das Lenkventil betätigende Ausgangssignal zu beeinflussen
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, mit der ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine mit hoher Fahrzeugstabilität ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein elektrisch ansteuerbares Mittel zur Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs, die von der Bedienperson durch die Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers vorgegeben wird, bei betätigtem Lenkventil vorgesehen ist, wobei mit dem Mittel die dem Lenkventil über die Förderleitung zuströmende Druckmittelmenge steuerbar ist. Durch das erfindungsgemäße Mittel zur Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs ist es auf einfache Weise möglich, die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs der hydrostatischen Lenkeinrichtung, die von der Bedienperson durch die Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers vorgegeben wird, zu beeinflussen und somit zu variieren. Hierdurch kann die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs der hydrostatischen Lenkeinrichtung auf einfache Weise derart beeinflusst werden, dass unabhängig von der an dem Lenkwinkelgeber vorgegebenen Betätigungsgeschwindigkeit ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine, insbesondere des Flurförderzeugs, mit hoher Fahrzeugstabilität gegen seitliches Kippen sichergestellt wird.
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Ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine mit hoher Fahrzeugstabilität und einer verringerten Gefahr des seitlichen Kippens ist erzielbar, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mittels des Mittels die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand der Arbeitsmaschine, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine und/oder der Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine und/oder der Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers, beeinflussbar ist, insbesondere die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs verringerbar ist. Bei einer Betätigung der Lenkeinrichtung mit einer hohen Betätigungsgeschwindigkeit und/oder einer hohen Fahrgeschwindigkeit und/oder einer Kurvenfahrt mit geringem Kurvenradius kann hierbei durch entsprechende Ansteuerung des Mittels die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs verringert werden und somit ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine mit erhöhter Fahrzeugstabilität gegen seitliches Kippen gewährleistet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel als Stromregeleinrichtung ausgebildet. Mit einer Stromregeleinrichtung kann in einer hydrostatischen Lenkeinrichtung die Lenkgeschwindigkeit durch eine Beeinflussung der dem Lenkantrieb zuströmenden Druckmittelmenge bzw. der vom Lenkantrieb abströmenden Druckmittelmenge auf einfache Weise beeinflusst werden.
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Zudem kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Mittel als Druckregeleinrichtung ausgebildet werden. Mit einer Druckregeleinrichtung ist es ebenfalls auf einfache Weise möglich, die dem Lenkantrieb zuströmende bzw. abströmende Druckmittelmenge und somit die Lenkgeschwindigkeit zu beeinflussen.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Mittel in einer von der Druckmittelquelle zu dem Lenkventil geführten Förderleitung angeordnet ist. Hierdurch ist auf einfache Weise eine Beeinflussung der dem Lenkventil zuströmenden Druckmittelmenge und somit der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs und eine Beeinflussung des am Lenkantrieb anstehenden Druckes und somit der Lenkkraft des Lenkantriebs möglich.
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Zudem kann das Mittel in einer Lastdruckmeldeleitung der Lenkeinrichtung angeordnet werden. Der in der Lastdruckmeldeleitung anstehende Lastdruck der Lenkeinrichtung bestimmt die dem Lenkantrieb zuströmende Druckmittelmenge und somit die Lenkgeschwindigkeit. Durch eine Beeinflussung des in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruckes kann somit die Lenkgeschwindigkeit auf einfache Weise beeinflusst werden, wobei augrund des geringen in der Lastdruckmeldeleitung strömenden Druckmittelstromes eine kostengünstige und einen geringen Bauraum beanspruchende Stromregeleinrichtung bzw. Druckregeleinrichtung verwendet werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stromregeleinrichtung als verstellbare Stromregeleinrichtung, insbesondere als verstellbares Stromregelventil, ausgebildet, wobei durch entsprechende Einstellung der Stromregeleinrichtung eine Beeinflussung der dem Lenkantrieb zuströmenden Druckmittelmenge bzw. der vom Lenkantrieb abströmenden Druckmittelmenge bzw. des in der Lastdruckmeldeleitung strömenden Druckmittelstroms auf einfache Weise erzielt wird.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die verstellbare Stromregeleinrichtung eine verstellbare Messdrossel aufweist. Mit einer verstellbaren Messdrossel kann auf einfache Weise die durch das Stromregelventil strömende Druckmittelmenge gesteuert und somit eine Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs erzielt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Messdrossel bei einer Ansteuerung in Richtung einer Verringerung des Drosselquerschnitts beaufschlagbar. Bei einer Ansteuerung der Messdrossel wird somit die Stromregeleinrichtung in Richtung einer Verringerung der Durchflussmenge beaufschlagt. Die Messdrossel weist somit im nicht angesteuerten Zustand einen maximalen Drosselquerschnitt auf, wodurch sich die Stromregeleinrichtung in einer Stellung mit maximaler Durchflussmenge befindet und somit keine Beeinflussung der an dem Lenkventil durch die Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers vorgegebenen Lenkgeschwindigkeit erfolgt. Bei einer Ansteuerung wird die Messdrossel in Richtung eines minimalen Drosselquerschnitts beaufschlagt, wodurch die Stromregeleinrichtung in Richtung eines minimalen Durchflussquerschnitts beaufschlagt wird und somit eine Verringerung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs durch eine Verringerung der dem Lenkventil zuströmenden Druckmittelmenge erzielt wird. Hierdurch ist eine hohe Betriebssicherheit der Lenkeinrichtung und somit der Arbeitsmaschine erzielbar, da im nicht angesteuerten Zustand der Messdrossel und somit der Stromregeleinrichtung die Notlenkungseigenschaften der hydrostatischen Lenkeinrichtung zur Verfügung stehen.
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Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Druckregeleinrichtung als verstellbares Druckminderventil, insbesondere verstellbares Drei-Wege-Druckregelventil, ausgebildet. Mit einem derartigen Druckminderventil kann auf einfache Weise durch entsprechende Einstellung der Druckregeleinrichtung eine Beeinflussung des Druckes des dem Lenkantrieb zuströmenden Druckmittelstroms bzw. des Druckes des vom Lenkantrieb abströmenden Druckmittelstrom bzw. des in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruckes der Lenkeinrichtung und somit eine Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit auf einfache Weise erzielt wird.
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Eine einfache Ansteuerung ist hierbei erzielbar, wenn die Stromregeleinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung eine mittels eines Elektromagneten, insbesondere eines Proportionalmagneten, ansteuerbare Messdrossel aufweist.
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Eine einfache Ansteuerung des als Druckregeleinrichtung ausgebildeten Mittels ist erzielbar, wenn die Druckregeleinrichtung mittels eines Elektromagneten, insbesondere eines Proportionalmagneten, in Richtung einer Verringerung des in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruckes der Lenkeinrichtung beaufschlagbar ist. Bei einer Ansteuerung wird die Druckregeleinrichtung in Richtung einer Verringerung des Lastdruckes der Lenkeinrichtung beaufschlagt, wodurch eine Verringerung der dem Lenkantrieb zuströmenden Druckmittelmenge und somit eine Verringerung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs erzielt wird. Hierdurch ist eine hohe Betriebssicherheit der Lenkeinrichtung und somit der Arbeitsmaschine erzielbar.
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Zweckmäßigerweise ist das Mittel mittels einer elektronischen Steuereinrichtung ansteuerbar, wobei die elektronische Steuereinrichtung eingangsseitig mit zumindest einer den Fahrzeugzustand der Arbeitsmaschine erfassenden Sensoreinrichtung, insbesondere einer die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine erfassenden Sensoreinrichtung und/oder einer die Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine erfassenden Sensoreinrichtung, insbesondere einem dem Lenkantrieb zugeordneten Lenkwinkelsensor, und/oder einer die Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers erfassenden Sensoreinrichtung, in Wirkverbindung steht. Durch eine mittels einer elektronischen Steuereinrichtung ansteuerbare Stromregeleinrichtung kann auf einfache Weise die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit und/oder des bei einer Kurvenfahrt auftretenden Lenkwinkels und somit dem Kurvenradius und/oder der Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers, zur Erhöhung der Betriebssicherheit und der Fahrzeugstabilität gegen seitliches Kippen der Arbeitsmaschine verringert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 ein erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung und
- 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße hydraulische Lenkeinrichtung 1 einer Arbeitsmaschine dargestellt, beispielsweise eines als Gabelstaplers ausgebildeten Flurförderzeugs. Die Lenkeinrichtung 1 weist einen Lenkwinkelgeber 2 auf, beispielsweise ein Lenkrad, der mittels einer Lenkwelle 3 mit einem Lenkventil 4 in trieblicher Wirkverbindung steht. Das Lenkventil 4 ist strichpunktiert umrandet dargestellt und als übliches Lenkorbitrol ausgebildet. Das Lenkventil 4 steht mit einer Förderleitung 5 einer als Pumpe ausgebildeten Druckmittelquelle 6 in Verbindung, die mit einer Antriebsmaschine 7, beispielsweise einem Elektromotor in trieblicher Verbindung steht. In der Förderleitung 5 ist ein Prioritätsventil 8 angeordnet, an das ausgangsseitig eine zu einer Arbeitshydraulik, beispielsweise einem Hubantrieb, einem Neigeantrieb und einem Zusatzantrieb des Flurförderzeugs, geführte Förderzweigleitung 9 angeschlossen ist, wobei durch eine Beaufschlagung des Prioritätsventils 8 durch den in einer Lastdruckmeldeleitung 10 geführten Lastdruck der Lenkeinrichtung 1 eine bevorzugte Versorgung der Lenkeinrichtung 1 sicherstellt ist Das Lenkventil 4 ist weiterhin an eine zu einem Behälter 11 geführte Behälterleitung 12 angeschlossen. Die Lenkeinrichtung 1 weist weiterhin einen Lenkantrieb 13 auf, der beispielsweise als doppeltwirkender Lenkzylinder 14 ausgebildet ist, der an einer Lenkachse des Flurförderzeugs angeordnet ist und mit den gelenkten Rädern auf nicht mehr dargestellte Weise in Wirkverbindung steht Der Lenkzylinder 14 weist einen ersten Steuerdruckraum 14a und einen zweiten Steuerdruckraum 14b auf, die mittels Steuerleitungen 15a bzw. 15b mit dem Lenkventil 4 in Verbindung stehen.
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Erfindungsgemäß ist in der Förderleitung 5 zwischen dem Prioritätsventil 8 und dem Lenkventil 4 ein Mittel 20 zur Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs 13 angeordnet, das als elektrisch ansteuerbare Stromregeleinrichtung 21a, beispielsweise als elektrisch verstellbares Zwei-Wege-Stromregelventil, ausgebildet ist. Die Stromregeleinrichtung 21a weist hierbei eine mittels eines Elektromagneten 22, insbesondere eines Proportionalmagneten, verstellbare Messblende auf, wobei sich die Messblende im nicht angesteuerten Zustand in einer Stellung mit maximalem Drosselquerschnitt befindet und bei einer Ansteuerung durch den Elektromagneten 22 in Richtung einer Verringerung des Drosselquerschnitts beaufschlagbar ist wodurch die dem Lenkantrieb 13 zuströmende Druckmittelmenge verringert wird.
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Der Elektromagnet 22 steht ausgangsseitig mit einer elektronischen Steuereinrichtung 23 in Verbindung, die eingangsseitig mit einer an der Lenkwelle 3 angeordneten Sensoreinrichtung 24 in Wirkverbindung steht, mittels der die Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers 2 erfassbar ist. Die elektronische Steuereinrichtung 23 steht weiterhin eingangsseitig mit einer die Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine erfassenden Sensoreinrichtung 25 in Wirkverbindung, die als ein an dem Lenkantrieb 13 angeordneter Lenkwinkelsensor ausgebildet ist. Zudem steht die elektronische Steuereinrichtung 23 eingangsseitig mit einer die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine erfassenden Sensoreinrichtung 26 in Wirkverbindung. Ausgangsseitig steht die elektronische Steuereinrichtung 23 weiterhin mit der Antriebsmaschine 7 in Verbindung.
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Gemäß der 2 ist erfindungsgemäß in der zu dem Prioritätsventil 8 geführten Lastdruckmeldeleitung 10 das Mittel 20 zur Beeinflussung der Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs 13 angeordnet, das als elektrisch ansteuerbare Druckregeleinrichtung 21b, beispielsweise als elektrisch ansteuerbares Drei-Wege-Druckminderventil, ausgebildet ist. Die Druckregeleinrichtung 21b ist hierbei mittels des mit der Steuereinrichtung 23 ausgangsseitig in Wirkverbindung stehenden Elektromagneten 22, insbesondere eines Proportionalmagneten, in Richtung einer Verringerung des in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden und das Prioritätsventil 8 beaufschlagenden Lastdruckes beaufschlagbar. Im nicht angesteuerten Zustand der Druckregeleinrichtung 21b ist die Lastdruckmeldeleitung geöffnet. Mit zunehmender Ansteuerung des Elektromagneten 22 wird der zu dem Prioritätsventil 8 geführte Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung 10 mit einer an die Behälterleitung 12 angeschlossenen Behälterzweigleitung 25 verbunden und somit der das Prioritätsventil 8 beaufschlagende Lastdruck verringert. Hierdurch wird das Prioritätsventil 8 durch den in der Förderleitung 5 anstehenden Druck nach in der 2 rechts und somit in Richtung der die Verbindung der Förderleitung 5 mit der Druckmittelquelle sperrenden Stellung beaufschlagt, wodurch die dem Lenkantrieb 13 über die Förderleitung 5 zuströmende Druckmittelmenge verringert wird.
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Bei einer von der Sensoreinrichtung 24 erfassten Betätigung des Lenkwinkelgebers 2 wird durch die Steuereinrichtung 23 die Antriebsmaschine 7 angesteuert, wodurch von der Druckmittelquelle 6 Druckmittel in die Förderleitung 5 gefördert wird.
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Die dem Lenkantrieb 13 über das betätigte Lenkventil 4 zuströmende Druckmittelmenge kann hierbei durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten 22 der Stromregeleinrichtung 21a in Richtung einer Verringerung des Drosselquerschnitts der Messblende der Stromregeleinrichtung 21a bzw. durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten 22 der Druckregeleinrichtung 21b in Richtung einer Verringerung des in der Lastdruckmeldeleitung 10 anstehenden und das Prioritätsventil 8 beaufschlagenden Lastdruckes verringert werden, wodurch die dem Lenkantrieb 13 zuströmende Druckmittelmenge verringert und somit die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs 13 in Richtung einer Verringerung der Lenkgeschwindigkeit beeinflusst werden kann.
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Mittels der elektronischen Steuereinrichtung 23 ist hierbei die Stromregeleinrichtung 21a bzw. die Druckregeleinrichtung 21b in Abhängigkeit von der mittels der Sensoreinrichtung 26 erfassten Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs und/oder dem mittels der Sensoreinrichtung 25 bei einer Kurvenfahrt auftretenden Lenkwinkel und somit dem Kurvenradius steuerbar, wodurch die Lenkgeschwindigkeit des Lenkantriebs 13 zur Erhöhung der Fahrzeugstabilität gegen seitliches Kippen in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand des Flurförderzeugs, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und somit dem Kurvenradius sowie der Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkwinkelgebers 2, beeinflusst werden kann.
