DE102007024817B4 - Industrial truck with a mast and an actuator to compensate for vibrations - Google Patents

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Abstract

Flurförderzeug, insbesondere Schubmaststapler, mit einem Hubgerüst (15) und einem Stellglied (18) zum Bewegen des Hubgerüsts (15) relativ zu einem Fahrzeugrahmen (10) des Flurförderzeugs, wobei ein von einer Bedienperson betätigbares Bedienelement zur Steuerung der Bewegung des Hubgerüsts (15) mit einer elektronischen Steuervorrichtung (19) verbunden ist und das Stellglied (18) von der elektronischen Steuervorrichtung (19) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) derart ausgeführt ist, dass nach einer Betätigung des Bedienelements der Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds (18) derart gesteuert wird, dass ein Schwingen des Hubgerüsts (15) weitgehend vermieden wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit schrittweise von Null auf den Maximalwert gesteigert wird und die Zeitpunkte, zu denen die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, an die Eigenfrequenz der Schwingung des Hubgerüsts (15) und an den Phasenverlauf der Eigenschwingung angepasst sind.Industrial truck, in particular reach truck, with a lifting frame (15) and an actuator (18) for moving the lifting frame (15) relative to a vehicle frame (10) of the industrial truck, with an operating element that can be actuated by an operator to control the movement of the lifting frame (15) is connected to an electronic control device (19) and the actuator (18) can be controlled by the electronic control device (19), characterized in that the control device (19) is designed in such a way that, after the operating element has been actuated, the course of the movement speed of the actuator (18) is controlled in such a way that swinging of the mast (15) is largely avoided, the speed of movement being increased gradually from zero to the maximum value and the points in time at which the speed of movement is increased to the natural frequency of the swing of the mast (15 ) and are adapted to the phase curve of the natural oscillation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug, insbesondere Schubmaststapler, mit einem Hubgerüst und einem Stellglied zum Bewegen des Hubgerüsts relativ zu einem Fahrzeugrahmen des Flurförderzeugs, wobei ein von einer Bedienperson betätigbares Bedienelement zur Steuerung der Bewegung des Hubgerüsts mit einer elektronischen Steuervorrichtung verbunden ist und das Stellglied von der elektronischen Steuervorrichtung ansteuerbar ist.The invention relates to an industrial truck, in particular a reach truck, with a lifting frame and an actuator for moving the lifting frame relative to a vehicle frame of the industrial truck, wherein an operator-controlled element for controlling the movement of the lifting frame is connected to an electronic control device and the actuator is connected to the electronic control device is controllable.

Bei Flurförderzeugen der genannten Art kann es sich um Schubmaststapler, aber auch um Gegengewichtsgabelstapler handeln. Bei Schubmaststaplern kann das Hubgerüst relativ zum Fahrzeugrahmen horizontal in Hauptfahrrichtung des Flurförderzeugs verschoben werden. Diese Schubbewegung wird mittels eines Stellglieds durchgeführt, welches die zum Verschieben des Hubgerüsts erforderliche Kraft erzeugt. Das Stellglied kann beispielsweise von einem Hydraulikzylinder oder von einem elektromechanischen Aktuator gebildet sein. Angesteuert wird das Stellglied von der elektronischen Steuervorrichtung auf der Grundlage eines von der Bedienperson mittels des Bedienelements vorgegebenen Signals.Industrial trucks of the type mentioned can be reach trucks, but also counterbalanced forklifts. In the case of reach trucks, the mast can be moved horizontally relative to the vehicle frame in the main direction of travel of the industrial truck. This pushing movement is carried out by means of an actuator which generates the force required to move the mast. The actuator can be formed, for example, by a hydraulic cylinder or by an electromechanical actuator. The actuator is controlled by the electronic control device on the basis of a signal specified by the operator by means of the control element.

Weiter kann das Hubgerüst gegenüber dem Fahrzeugrahmen neigbar sein. Bei Schubmaststaplern ist die Neigbarkeit des Hubgerüsts oft zusätzlich zur horizontalen Verschiebbarkeit vorgesehen. Die Neigeachse des Hubgerüsts ist dabei rechtwinklig zur Hauptfahrrichtung des Hubgerüsts ausgerichtet. Bei Gegengewichtsgabelstaplern stellt die Neigbarkeit in der Regel die einzige Bewegungsmöglichkeit des Hubgerüsts relativ zum Fahrzeugrahmen dar. Das Stellglied zum Neigen des Hubgerüsts kann ebenfalls von einem Hydraulikzylinder oder von einem elektromechanischen Aktuator gebildet sein. Es wird ebenfalls von der elektronischen Steuervorrichtung angesteuert. Ein Bedienelement für das Neigen, das von der Bedienperson betätigbar ist, ist wiederum mit der Steuervorrichtung verbunden.Furthermore, the mast can be tilted relative to the vehicle frame. In the case of reach trucks, the tiltability of the mast is often provided in addition to the ability to move horizontally. The tilt axis of the mast is aligned at right angles to the main direction of travel of the mast. In counterbalanced forklifts, tiltability is usually the only possible movement of the mast relative to the vehicle frame. The actuator for tilting the mast can also be formed by a hydraulic cylinder or an electromechanical actuator. It is also controlled by the electronic control device. An operating element for tilting, which can be actuated by the operator, is in turn connected to the control device.

Bei allen gattungsgemäßen Flurförderzeugen besteht potentiell das Problem, dass das Hubgerüst in bestimmten Betriebssituationen zum Schwingen neigt. Hierbei sind insbesondere Schwingungsbewegungen störend, bei denen die Richtung der Auslenkung des Hubgerüsts der Hauptfahrrichtung des Flurförderzeugs entspricht. Angeregt wird das Hubgerüst zu einer solchen Schwingungsbewegung beispielsweise durch die Schubbewegung des Hubgerüsts, durch die Neigebewegung des Hubgerüsts, durch ein Bremsen oder Beschleunigen des Flurförderzeugs insgesamt oder durch Fahren auf unebener Fahrbahn. Die beschriebenen Schwingungen des Hubgerüsts beinträchtigen die Präzision von Ein- und Auslagervorgängen und beeinträchtigen darüber hinaus auch die Standsicherheit des Flurförderzeugs. Insbesondere dann, wenn das teleskopische Hubgerüst nach oben ausgefahren ist, erreicht die Schwingung häufig Amplituden, die so groß sind, dass die Bedienperson die Schwingung erst abklingen lässt, bevor beispielsweise mit der am Hubgerüst befestigten Lastgabel in ein Regal eingefahren wird.With all generic industrial trucks there is a potential problem that the mast tends to oscillate in certain operating situations. In this context, vibrational movements in which the direction of the deflection of the lifting frame corresponds to the main direction of travel of the industrial truck are particularly disruptive. The lifting frame is stimulated to such a vibratory movement, for example, by the pushing movement of the lifting frame, by the tilting movement of the lifting frame, by braking or accelerating the truck as a whole, or by driving on an uneven road surface. The described vibrations of the mast impair the precision of storage and retrieval processes and also impair the stability of the industrial truck. In particular, when the telescopic mast is extended upwards, the oscillation often reaches amplitudes that are so large that the operator first lets the oscillation die down before, for example, the fork attached to the mast is moved into a shelf.

Aus der DE 102 19 739 A1 ist ein gattungsgemäßes, als Schubmaststapler, ausgebildetes Flurförderzeug bekannt. Um ein übermäßiges Schwingen des Hubgerüstes zu verhindern, wird die Beschleunigung und/oder die Geschwindigkeit der von dem Stellglied erzeugten Bewegung des Hubgerüstes in Abhängigkeit von der Hubhöhe und dem Lastgewicht einer aufgenommen Last begrenzt. Hierzu wird die maximale Beschleunigung und/oder die maximale Geschwindigkeit der mittels des Stellglieds erzeugten Bewegung des Hubgerüstes in Abhängigkeit von der Hubhöhe so beeinflusst, dass bei geringer Hubhöhe eine stärkere Beschleunigung oder eine höhere Geschwindigkeit ermöglicht wird als bei großer Hubhöhe bzw. wird die maximale Beschleunigung und/oder die maximale Geschwindigkeit der mittels des Stellglieds erzeugten Bewegung des Hubgerüstes in Abhängigkeit von dem Lastgewicht so beeinflusst, dass bei geringem Lastgewicht eine stärkere Beschleunigung oder eine höhere Geschwindigkeit ermöglicht wird als bei hohem Lastgewicht.From the DE 102 19 739 A1 a generic industrial truck designed as a reach truck is known. In order to prevent excessive swinging of the lifting frame, the acceleration and / or the speed of the movement of the lifting frame generated by the actuator is limited as a function of the lifting height and the load weight of a load picked up. For this purpose, the maximum acceleration and / or the maximum speed of the movement of the lifting frame generated by the actuator is influenced as a function of the lifting height in such a way that greater acceleration or a higher speed is made possible with a low lifting height than with a high lifting height or the maximum acceleration is achieved and / or the maximum speed of the movement of the lifting frame generated by means of the actuator is influenced as a function of the load weight in such a way that greater acceleration or a higher speed is made possible with a low load weight than with a high load weight.

Aus der DE 10 2005 005 358 A1 ist ein Regalbediengerät bekannt, bei dem Maximalwerte für die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die erste zeitliche Ableitung der Beschleunigung eines Antriebs vorgegeben werden, um Schwingungen beim Anfahren eines Regalplatzes zu minimieren.From the DE 10 2005 005 358 A1 a storage and retrieval unit is known in which maximum values for the speed, the acceleration and the first time derivative of the acceleration of a drive are specified in order to minimize vibrations when approaching a rack space.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem Schwingungen des Hubgerüsts weitgehend verhindert werden.The present invention is based on the object of providing an industrial truck in which vibrations of the lifting frame are largely prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass nach einer Betätigung des Bedienelements der Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds derart gesteuert wird, dass ein Schwingen des Hubgerüsts weitgehend vermieden wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit schrittweise von Null auf den Maximalwert gesteigert wird und die Zeitpunkte, zu denen die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, an die Eigenfrequenz der Schwingung des Hubgerüsts und an den Phasenverlauf der Eigenschwingung angepasst sind. Dies kann z.B. bedeuten, dass für die Bewegungsgeschwindigkeit in der Steuervorrichtung ein bestimmter Verlauf hinterlegt ist. Im Hinblick auf das Vermeiden von Schwingungen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Geschwindigkeit nicht kontinuierlich sondern schrittweise von Null auf den Maximalwert gesteigert wird. Die Zeitpunkte, zu denen die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, sind dabei an die Eigenfrequenz der Schwingung des Hubgerüsts und an den Phasenverlauf der Eigenschwingung angepasst.This object is achieved according to the invention in that the control device is designed in such a way that, after the operating element has been actuated, the course of the movement speed of the actuator is controlled in such a way that swinging of the lifting frame is largely avoided, the movement speed being increased gradually from zero to the maximum value and the times at which the speed of movement is increased are adapted to the natural frequency of the oscillation of the lifting frame and to the phase profile of the natural oscillation. This can mean, for example, that a specific course is stored in the control device for the speed of movement. With a view to avoiding vibrations, it is provided according to the invention that the speed is not increased continuously but in steps from zero to the maximum value. The times at which the Movement speed is increased, are adapted to the natural frequency of the oscillation of the lifting frame and to the phase profile of the natural oscillation.

Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung einsetzbar, wenn das Hubgerüsts mittels des Stellglieds in im Wesentlichen horizontaler Richtung bewegbar ist. Dies ist insbesondere bei einem Schubmaststapler der Fall. Beispielsweise bei einem Beschleunigen oder Abbremsen der Bewegung des Hubgerüsts relativ zu dem Fahrzeugrahmen können Schwingungen des Hubgerüsts ausgelöst werden. Diese Schwingungen können gezielt verhindert werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit während des Beschleunigens bzw. während des Abbremsens einen bestimmten Verlauf folgt.The invention can be used with particular advantage when the lifting frame can be moved in an essentially horizontal direction by means of the actuator. This is especially the case with a reach truck. For example, when the movement of the lifting frame is accelerated or braked relative to the vehicle frame, vibrations of the lifting frame can be triggered. These vibrations can be prevented in a targeted manner if the speed of movement follows a certain curve during acceleration or during braking.

Besonders einfach ist der Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds steuerbar, wenn das Stellglied als elektromechanisches Stellglied ausgeführt ist. Ein elektromechanisches Stellglied kann beispielsweise einen Schrittmotor aufweisen, der über ein Getriebe, beispielsweise ein Cyclogetriebe ein Zahnrad antreibt, welches mit einer am Hubgerüst befestigten Zahnstange im Eingriff steht.The course of the movement speed of the actuator can be controlled particularly easily if the actuator is designed as an electromechanical actuator. An electromechanical actuator can, for example, have a stepping motor that drives a gear via a gear, for example a cyclo gear, which meshes with a rack attached to the lifting frame.

Mit besonderem Vorteil ist in der Steuervorrichtung für mehrere Betriebssituation des Flurförderzeugs derjenige Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds gespeichert, der geeignet ist, ein Schwingen des Hubgerüsts weitgehend zu vermeiden. Der gespeicherte Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit enthält insbesondere die Information, zu welchem Zeitpunkt, in welcher Richtung und in welchem Umfang die Bewegung des Stellglieds beschleunigt bzw. abgebremst wird.It is particularly advantageous that the course of the movement speed of the actuator is stored in the control device for several operating situations of the industrial truck that is suitable for largely avoiding the lifting frame from swinging. The stored course of the movement speed contains, in particular, the information at which point in time, in which direction and to what extent the movement of the actuator is accelerated or decelerated.

Zweckmäßig ist es hierbei, wenn jede Betriebssituation des Flurförderzeugs durch mehrere Betriebsparameter definiert ist. In der Steuervorrichtung sind damit die Betriebsparameter definiert, die das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts in genau dieser Betriebssituation charakterisierten. Die verschiedenen Betriebsparameter definieren dabei ein Kennfeld. Die Steuervorrichtung kann aus dem Kennfeld mit mehreren Eingangsgrößen (Betriebsparameter) genau eine Ausgangsgröße (gespeicherter Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit) auswählen.It is useful here if each operating situation of the industrial truck is defined by several operating parameters. The operating parameters that characterize the vibration behavior of the lifting frame in precisely this operating situation are thus defined in the control device. The various operating parameters define a map. The control device can select precisely one output variable (stored course of the movement speed) from the characteristic diagram with several input variables (operating parameters).

Als Betriebsparameter sind dabei insbesondere die nachfolgend aufgeführten Größen berücksichtigt:

  • ― Die Fahrgeschwindigkeit und die Beschleunigungsrichtung des Flurförderzeugs. Dies umfasst die Information, ob das Flurförderzeug gerade steht, nach vorne fährt oder nach rückwärts fährt, sowie die Information, ob das Flurförderzeug gerade abgebremst oder beschleunigt wird.
  • ― Die elastische Verformung des Hubgerüsts vor Beginn der Bewegung des Stellglieds. Hier wird berücksichtigt, ob das Hubgerüst vor dem Beginn der Bewegung des Stellglieds keine elastische Verformung aufweist, nach vorne gebogen ist oder nach hinten gebogen ist.
  • ― Die geplante Bewegungsrichtung des Stellglieds. Hier wird unterschieden, ob von der Bedienperson vorgegeben wird, dass das Hubgerüst mittels des Stellglieds nach vorne, nach hinten oder überhaupt nicht bewegt werden soll.
In particular, the following parameters are taken into account as operating parameters:
  • - The travel speed and the direction of acceleration of the truck. This includes the information as to whether the industrial truck is currently stationary, is traveling forwards or backwards, as well as information as to whether the industrial truck is being braked or accelerated.
  • - The elastic deformation of the mast before the actuator begins to move. It is taken into account here whether the mast has no elastic deformation, is bent forward or is bent backward before the start of the movement of the actuator.
  • - The planned direction of movement of the actuator. A distinction is made here as to whether the operator specifies that the lifting frame should be moved forwards, backwards or not at all by means of the actuator.

Zusätzlich zu der oben erläuterten Kompensation von Schwingungen, die durch Bewegungen des Stellglieds hervorgerufen sind, können mit der erfindungsgemäßen Anordnung auch Schwingungen des Hubgerüsts kompensiert werden, die eine andere Ursache haben. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn auf einer unebenen, insbesondere auf einer welligen Fahrbahn gefahren wird. Hierbei ist mindestens ein Sensor zum Erkennen eines elastischen Schwingens des Hubgerüsts vorgesehen, der mit der elektronischen Steuervorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei die elektronische Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass das Stellglied zum Verschieben des Hubgerüsts in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors ansteuerbar ist, derart, dass durch eine Bewegung des Stellglieds einem Schwingen des Hubgerüsts entgegen gewirkt wird. Dies bedeutet, dass immer dann, wenn mittels des Sensors ein Schwingen des Hubgerüsts erkannt wird, diese Schwingungsbewegung durch gezielte Ansteuerung des Stellglieds kompensiert wird. In der Steuervorrichtung kann hierzu beispielsweise ein Regelalgorithmus implementiert sein, mit dem der Zeitpunkt, die Richtung und der Umfang der Ausgleichsbewegung ermittelt wird.In addition to the above-explained compensation for vibrations that are caused by movements of the actuator, the arrangement according to the invention can also be used to compensate for vibrations of the lifting frame that have a different cause. This is the case, for example, when driving on an uneven, in particular on an undulating, road surface. Here, at least one sensor is provided for detecting an elastic oscillation of the mast, which is in operative connection with the electronic control device, the electronic control device being designed in such a way that the actuator for moving the mast can be controlled as a function of the signal from the sensor, in such a way that that a swing of the mast is counteracted by a movement of the actuator. This means that whenever a swinging of the lifting frame is detected by means of the sensor, this swinging movement is compensated for by targeted control of the actuator. For this purpose, for example, a control algorithm can be implemented in the control device, with which the point in time, the direction and the extent of the compensating movement is determined.

Der Sensor zum Erkennen eines elastischen Schwingens des Hubgerüsts kann mindestens einen Beschleunigungssensor aufweisen. Der Beschleunigungssensor ist am oberen Ende des Standmasts oder des Ausfahrmasts befestigt und erfasst die an dieser Stelle in horizontaler Richtung auftretenden Beschleunigungen. Hierdurch erzeugt der Beschleunigungssensor ein Signal, das eine Schwingung des Hubgerüsts wiedergibt. Wenn sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Hubgerüsts ein Sensor angeordnet ist, können neben den Biegeschwingungen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung auch Torsionsschwingungen des Hubgerüsts um eine vertikale Mittelachse erfasst werden.The sensor for detecting elastic swinging of the lifting frame can have at least one acceleration sensor. The acceleration sensor is attached to the upper end of the stationary mast or the extending mast and detects the accelerations occurring at this point in the horizontal direction. As a result, the acceleration sensor generates a signal that reflects an oscillation of the mast. If a sensor is arranged both on the left and on the right side of the lifting frame, in addition to the bending vibrations in the forward and backward direction, torsional vibrations of the lifting frame about a vertical central axis can also be detected.

Im Hinblick auf eine Minimierung des Energieverbrauchs des Flurförderzeugs ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass das Stellglied nur dann in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors angesteuert wird, wenn die Intensität der Schwingung einen Grenzwert überschreitet. Hierbei wird vermieden, dass das Stellglied bei nur geringer Schwingungsintensität des Hubgerüsts fortlaufend Ausgleichsbewegungen ausführt und dabei Energie verbraucht. Geringe Schwingungen des Hubgerüsts werden also zugelassen, während stärkere Schwingungen, die hinsichtlich der Intensität den Grenzwert überschreiten, kompensiert werden.With a view to minimizing the energy consumption of the industrial truck, it is advantageous if the control device is designed in such a way that the actuator is only activated as a function of the signal from the sensor when the intensity of the oscillation exceeds a limit value. This avoids the Actuator continuously executes compensatory movements with only low vibration intensity of the mast and consumes energy in the process. Small vibrations of the mast are thus allowed, while stronger vibrations, which exceed the limit value in terms of intensity, are compensated.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 einen erfindungsgemäßen Schubmaststapler,
  • 2 das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts eines Schubmaststaplers des Standes der Technik,
  • 3 das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts eines erfindungsgemäßen Schubmaststaplers.
Further advantages and details of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in the schematic figures. It shows
  • 1 a reach truck according to the invention,
  • 2 the vibration behavior of the mast of a reach truck of the prior art,
  • 3 the vibration behavior of the mast of a reach truck according to the invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes, als Schubmaststapler ausgeführtes Flurförderzeug dargestellt. Zu erkennen ist ein Fahrzeugrahmen 10 mit einem Fahrerstand 11. Der Fahrerstand 11 umfasst einen Fahrersitz 12, eine Bedienkonsole sowie ein Fahrerschutzdach 13. Auf dem Fahrzeugrahmen 10 ist weiter ein Batterieblock 14 angeordnet, der die zum Betrieb des Schubmaststaplers erforderliche Energie liefert.In 1 an inventive, designed as a reach truck is shown. A vehicle frame can be seen 10 with a driver's cab 11 . The driver's cab 11 includes a driver's seat 12th , a control console and an overhead guard 13th . On the vehicle frame 10 is also a battery pack 14th arranged, which supplies the energy required to operate the reach truck.

Ein Hubgerüst 15 kann relativ zum Fahrzeugrahmen 10 in Hauptfahrrichtung 16 des Schubmaststaplers verschoben werden. Hierzu ist eine Schubantriebseinheit 18 vorgesehen, die von einer elektronischen Steuervorrichtung 19 angesteuert wird. Die Schubantriebseinheit 18 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als elektromechanische Einheit ausgeführt und umfasst einen elektrischen Hybrid-Schrittmotor (hybrid stepper motor) ein Getriebe und ein Zahnrad, das mit einer Zahnstange im Eingriff steht. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, die Schubantriebseinheit 18 als Hydraulikzylinder auszuführen, der über ein elektrisch angesteuertes Ventil von einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe mit Hydrauliköl versorgt wird. Das Hubgerüst umfasst einen Standmast und mindestens einen relativ zum Standmast anhebbaren Ausfahrmast. An dem Ausfahrmast ist ein als Lastgabel ausgeführtes Lastaufnahmemittel 17 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt.A mast 15th can be relative to the vehicle frame 10 in the main direction of travel 16 of the reach truck. A thrust drive unit is required for this 18th provided by an electronic control device 19th is controlled. The thrust drive unit 18th is designed according to a preferred embodiment as an electromechanical unit and comprises an electric hybrid stepper motor (hybrid stepper motor), a gear and a gear that is in engagement with a rack. According to an alternative embodiment, it is also possible to use the thrust drive unit 18th designed as a hydraulic cylinder, which is supplied with hydraulic oil via an electrically controlled valve from an electrically driven hydraulic pump. The lifting frame comprises a standing mast and at least one extending mast that can be raised relative to the standing mast. A load handling device designed as a load fork is attached to the extending mast 17th guided displaceably in the vertical direction.

Während des Betriebs des Schubmaststaplers kommt es immer wieder zu elastischen Verformungen des Hubgerüsts 15, wodurch elastische Biegeschwingungen des Hubgerüsts 15 ausgelöst werden. Das obere Ende des Hubgerüsts 15 bewegt sich dabei nach vorne und hinten. Ausgelöst werden diese elastischen Biegeschwingungen des Hubgerüsts 15 beispielsweise durch ein Beschleunigen oder Abbremsen der Bewegung des Hubgerüsts 15 relativ zum Fahrzeugrahmen 10, durch ein Beschleunigen oder Abbremsen der Fahrbewegung des Schubmaststaplers, durch das Aufnehmen oder Absetzen von Lasten mit dem Lastaufnahmemittel 17, insbesondere mit dem angehobenen Lastaufnahmemittel 17, oder durch ein Fahren auf unebener Fahrbahn. Besonders stark sind die Schwingungen, wenn das Hubgerüst 15 nach oben ausgefahren und das Lastaufnahmemittel 17 angehoben ist.During the operation of the reach truck, elastic deformations of the mast occur again and again 15th , causing elastic bending vibrations of the mast 15th to be triggered. The top of the mast 15th moves forward and backward. These elastic bending vibrations of the mast are triggered 15th for example, by accelerating or braking the movement of the mast 15th relative to the vehicle frame 10 , by accelerating or braking the travel movement of the reach truck, by picking up or setting down loads with the load handling device 17th , especially with the lifting device raised 17th , or by driving on an uneven road surface. The vibrations are particularly strong when the mast 15th extended upwards and the load handler 17th is raised.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Ansteuerung der Schubantriebseinheit 18 durch die Steuervorrichtung 19 so, dass das Hubgerüst 15 so wenig wie möglich zum Schwingen kommt. Hierzu sind in der Steuervorrichtung 19 für zahlreiche Betriebszustände, die typischerweise auftretenden, die jeweils passenden Geschwindigkeitsverläufe der Schubbewegung des Hubgerüsts 15 hinterlegt. Die hinterlegten Geschwindigkeitsverläufe sind insbesondere dadurch charakterisiert, zu welchem Zeitpunkt die Schubbewegung beschleunigt oder abgebremst wird. Der Zeitpunkt richtet sich dabei nach dem zu erwartenden Phasenverlauf der Schwingung des Hubgerüsts 15. In einer einfachsten Ausführungsform erfolgt die Steuerung der Geschwindigkeit der Schubbewegung des Hubgerüsts 15 ohne Messung des tatsächlichen Schwingungsverlaufs. Stattdessen sind in der Steuervorrichtung für jeden Betriebszustand die passenden Geschwindigkeitsverläufe hinterlegt. Diese können in der Steuervorrichtung bereits bei der Herstellung des Schubmaststaplers hinterlegt werden, oder bei der Inbetriebnahme des Schubmaststaplers mittels eines Teach-In-Verfahrens individuell für das jeweilige Gerät bestimmt werden.According to the invention, the thrust drive unit is controlled 18th by the control device 19th so that the mast 15th vibrates as little as possible. These are in the control device 19th for numerous operating states, the typically occurring, the respective appropriate speed curves of the thrust movement of the mast 15th deposited. The stored speed curves are characterized in particular by the point in time at which the pushing movement is accelerated or decelerated. The point in time depends on the expected phase course of the oscillation of the mast 15th . In a simplest embodiment, the speed of the pushing movement of the lifting frame is controlled 15th without measuring the actual waveform. Instead, the appropriate speed curves are stored in the control device for each operating state. These can already be stored in the control device when the reach truck is manufactured, or they can be determined individually for the respective device by means of a teach-in process when the reach truck is put into operation.

Jeder Betriebszustand ist durch eine Reihe von Betriebsparametern definiert, welche das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts 15 beeinflussen. Als Betriebsparameter kommen beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung des Schubmaststaplers, die geplante Bewegungsrichtung des Hubgerüsts 15, der aktuelle Verformungszustand des Hubgerüsts 15, aber auch die aktuelle Hubhöhe und das aktuelle Lastgewicht in Betracht. Anhand dieser Betriebsparameter wird dann, wenn die Bedienperson mittels eines Bedienelements eine Schubbewegung vorgibt, automatisch der passende Geschwindigkeitsverlauf ausgewählt. Liegt eine Betriebssituation vor, für die kein Geschwindigkeitsverlauf gespeichert ist, erfolgt die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Hubgerüsts 15 exakt nach der Vorgabe der Bedienperson.Each operating state is defined by a number of operating parameters that determine the vibration behavior of the mast 15th influence. The operating parameters include, for example, the travel speed and the direction of travel of the reach truck, and the planned direction of movement of the mast 15th , the current state of deformation of the mast 15th , but also the current lifting height and the current load weight. On the basis of these operating parameters, when the operator specifies a pushing movement by means of an operating element, the appropriate speed profile is automatically selected. If there is an operating situation for which no speed profile is stored, the speed of movement of the mast is controlled 15th exactly as specified by the operator.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung ist in 2 das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts 15 eines Schubmaststaplers des Standes der Technik dargestellt. Dargestellt ist die das Schwingungsverhalten des Hubgerüsts 15 bei einer Schubbewegung, ausgehend von der in 1 dargestellten Position nach vorne.To explain the mode of operation of the invention is in 2 the vibration behavior of the mast 15th a reach truck of the prior art is shown. The vibration behavior of the mast is shown 15th in the case of a push movement, starting from the in 1 position shown forward.

Die Kurve 1 zeigt die Position des Schubschlittens 15a am unteren Ende des Hubgerüsts 15. Die Kurve 2 zeigt die Geschwindigkeit des Schubschlittens 15a und die Kurve 3 dessen Beschleunigung. Zu erkennen ist, dass der Schubschlitten 15a bei einem Schubmaststapler des Standes der Technik in ca. 0,4 Sekunden auf die Maximalgeschwindigkeit beschleunigt wird. Abgebremst wird der Schubschlitten 15a in zwei Schritten, zwischen Sekunde 2,2 und 2,8 und zwischen Sekunde 4,1 und 4,25.The curve 1 shows the position of the push carriage 15a at the lower end of the mast 15th . The curve 2 shows the speed of the push carriage 15a and the curve 3 its acceleration. It can be seen that the push slide 15a is accelerated to the maximum speed in about 0.4 seconds in a reach truck of the prior art. The sliding carriage is braked 15a in two steps, between 2.2 and 2.8 seconds and between 4.1 and 4.25 seconds.

Die sich hieraus ergebende Schwingung des Hubgerüsts 15 wird aus den Kurve 4 und 5 deutlich. Kurve 4 zeigt die absolute Position des oberen Mastendes, während Kurve 5 die horizontale Beschleunigung des oberen Mastendes wiedergibt. Hier ist insbesondere zu erkennen, dass das obere Mastende (Kurve 4) relativ zum Schubschlitten 15a (Kurve 1) eine sinusförmige Schwingung aufweist.The resulting oscillation of the mast 15th gets out of the curve 4th and 5 clear. Curve 4th shows the absolute position of the top end of the mast while curve 5 represents the horizontal acceleration of the upper end of the mast. Here it can be seen in particular that the upper end of the mast (curve 4th ) relative to the push carriage 15a (Curve 1 ) has a sinusoidal oscillation.

Im Gegensatz hierzu zeigt 3 das Schwingungsverhalten desselben Systems bei derselben durchzuführenden Schubbewegung des Hubgerüsts 15, wenn die Bewegung in erfindungsgemäßer Weise durch die elektronische Steuervorrichtung angesteuert wird. Die Schwingungskompensation wird in der dargestellten Betriebssituation im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Schubbewegung in zwei Stufen, zwischen Sekunde 0,0 und 0,1 und zwischen Sekunde 1,1 und 1,2 beschleunigt wird. Das Abbremsen der Bewegung erfolgt ebenfalls in zwei Schritten. Wesentlich für die Schwingungsdämpfung ist insbesondere, dass sich der zeitliche Abstand der beiden Beschleunigungsschritte bzw. der beiden Abbremsschritte an die Eigenfrequenz des Hubgerüsts 15 orientiert.In contrast, shows 3 the vibration behavior of the same system with the same pushing movement of the mast 15th when the movement is controlled in the manner according to the invention by the electronic control device. In the operating situation shown, the vibration compensation is essentially achieved by accelerating the thrust movement in two stages, between 0.0 and 0.1 seconds and between 1.1 and 1.2 seconds. The movement is also decelerated in two steps. In particular, it is essential for the vibration damping that the time interval between the two acceleration steps or the two braking steps corresponds to the natural frequency of the lifting frame 15th oriented.

Wie aus der Grafik zu erkennen ist weist die Position des oberen Mastendes (Kurve 4a) von der Position des Schubschlittens (Kurve 1a) nur während der Beschleunigungs- und der Abbremsphase eine geringe Abweichung auf. Im Übrigen sind die Kurven 1a und 4a deckungsgleich, das heißt, das obere Mastende schwingt nicht.As can be seen from the graphic, the position of the top end of the mast (curve 4a ) from the position of the push carriage (curve 1a ) only shows a slight deviation during the acceleration and deceleration phases. Incidentally, the curves are 1a and 4a congruent, that is, the upper end of the mast does not swing.

Für zahlreiche andere Betriebszustände sind ebenfalls optimierte Verläufe für die Schubbewegung des Hubgerüsts 15 hinterlegt, die sich von dem in 3 dargestellten Verlauf insbesondere hinsichtlich des Zeitpunks, der Dauer und der Richtung der Beschleunigungsphasen unterscheiden. Die Steuervorrichtung wählt automatisch den für die aktuelle Betriebssituation passenden Verlauf aus.For numerous other operating states, there are also optimized curves for the pushing movement of the lifting frame 15th deposited that differ from the in 3 differ in particular with regard to the point in time, the duration and the direction of the acceleration phases. The control device automatically selects the course that is appropriate for the current operating situation.

Ein Schwingen des Hubgerüsts 15 kann jedoch nicht nur direkt durch ein Verschieben des Hubgerüsts 15 mittels des Stellglieds, 18 sondern auch indirekt ausgelöst werden, beispielsweise durch Beschleunigen einer Fahrbewegung des Schubmaststaplers, durch Abbremsen einer Fahrbewegung des Schubmaststaplers oder durch Fahren auf einer unebenen Fahrbahn. Diese Schwingungen können über einen geeigneten Sensor 20 erfasst werden, der oben am Hubgerüst 15 angeordnet ist. Der Sensor 20 (siehe 1) ist mit der Steuervorrichtung 19 verbunden und kann beispielsweise als Beschleunigungssensor ausgeführt sein. Wenn die Steuervorrichtung 19 ein Schwingen des Hubgerüsts 15 erkennt, steuert sie das Stellglied 18 gezielt so an, dass der Schwingungsbewegung entgegen gewirkt wird. Um Energie zu sparen, kann die Steuervorrichtung 19 derart ausgeführt sein, dass eine Ansteuerung des Stellglieds 18 nur dann erfolgt, wenn die Intensität der Schwingung ein bestimmtes Maß überschreitet.A swing of the mast 15th However, this can not only be done directly by moving the mast 15th by means of the actuator 16, 18 but also indirectly, for example by accelerating a travel movement of the reach truck, by braking a travel movement of the reach truck or by driving on an uneven road surface. These vibrations can be controlled by a suitable sensor 20th the top of the mast 15th is arranged. The sensor 20th (please refer 1 ) is with the control device 19th connected and can be designed, for example, as an acceleration sensor. When the control device 19th swinging of the mast 15th recognizes, it controls the actuator 18th targeted in such a way that the oscillation movement is counteracted. To save energy, the control device 19th be designed such that a control of the actuator 18th only takes place when the intensity of the oscillation exceeds a certain level.

Claims (11)

Flurförderzeug, insbesondere Schubmaststapler, mit einem Hubgerüst (15) und einem Stellglied (18) zum Bewegen des Hubgerüsts (15) relativ zu einem Fahrzeugrahmen (10) des Flurförderzeugs, wobei ein von einer Bedienperson betätigbares Bedienelement zur Steuerung der Bewegung des Hubgerüsts (15) mit einer elektronischen Steuervorrichtung (19) verbunden ist und das Stellglied (18) von der elektronischen Steuervorrichtung (19) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) derart ausgeführt ist, dass nach einer Betätigung des Bedienelements der Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds (18) derart gesteuert wird, dass ein Schwingen des Hubgerüsts (15) weitgehend vermieden wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit schrittweise von Null auf den Maximalwert gesteigert wird und die Zeitpunkte, zu denen die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, an die Eigenfrequenz der Schwingung des Hubgerüsts (15) und an den Phasenverlauf der Eigenschwingung angepasst sind.Industrial truck, in particular reach truck, with a lifting frame (15) and an actuator (18) for moving the lifting frame (15) relative to a vehicle frame (10) of the industrial truck, with an operating element that can be actuated by an operator to control the movement of the lifting frame (15) is connected to an electronic control device (19) and the actuator (18) can be controlled by the electronic control device (19), characterized in that the control device (19) is designed in such a way that, after the operating element has been actuated, the course of the movement speed of the actuator (18) is controlled in such a way that swinging of the mast (15) is largely avoided, the speed of movement being increased gradually from zero to the maximum value and the times at which the speed of movement is increased to the natural frequency of the swing of the mast (15 ) and are adapted to the phase curve of the natural oscillation . Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgerüsts (15) mittels des Stellglieds (18) in im Wesentlichen horizontaler Richtung bewegbar ist.Truck after Claim 1 , characterized in that the mast (15) can be moved in a substantially horizontal direction by means of the actuator (18). Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (18) als elektromechanisches Stellglied ausgeführt ist.Truck after Claim 1 or 2 , characterized in that the actuator (18) is designed as an electromechanical actuator. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuervorrichtung (15) für mehrere Betriebssituation des Flurförderzeugs derjenige Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Stellglieds (18) gespeichert ist, der geeignet ist, ein Schwingen des Hubgerüsts (15) weitgehend zu vermeiden.Truck after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that that course of the movement speed of the actuator (18) is stored in the control device (15) for several operating situations of the industrial truck which is suitable for largely avoiding swinging of the mast (15). Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Betriebssituation des Flurförderzeugs durch mehrere Betriebsparameter definiert ist.Truck after one of the Claims 1 until 4th , characterized in that each operating situation of the industrial truck is defined by several operating parameters. Flurförderzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsparameter von der Fahrgeschwindigkeit und der Beschleunigungsrichtung des Flurförderzeugs gebildet ist.Truck after Claim 5 , characterized in that an operating parameter is formed by the travel speed and the direction of acceleration of the industrial truck. Flurförderzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsparameter von der elastischen Verformung des Hubgerüsts (15) vor Beginn der Bewegung des Stellglieds (18) gebildet ist.Truck after Claim 5 or 6th , characterized in that an operating parameter is formed by the elastic deformation of the lifting frame (15) before the start of the movement of the actuator (18). Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsparameter von der geplanten Bewegungsrichtung des Stellglieds (18) gebildet ist.Truck after one of the Claims 1 until 7th , characterized in that an operating parameter is formed by the planned direction of movement of the actuator (18). Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (20) zum Erkennen eines elastischen Schwingens des Hubgerüsts (15) vorgesehen ist, der mit der elektronischen Steuervorrichtung (15) in Wirkverbindung steht, wobei die elektronische Steuervorrichtung (15) derart ausgeführt ist, dass das Stellglied (18) zum Verschieben des Hubgerüsts (15) in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (20) ansteuerbar ist, derart, dass durch eine Bewegung des Stellglieds (18) einem Schwingen des Hubgerüsts (15) entgegen gewirkt wird.Truck after one of the Claims 1 until 8th , characterized in that at least one sensor (20) for detecting an elastic swing of the lifting frame (15) is provided, which is in operative connection with the electronic control device (15), the electronic control device (15) being designed such that the actuator (18) for moving the mast (15) can be controlled as a function of the signal from the sensor (20) in such a way that a movement of the actuator (18) counteracts the swinging of the mast (15). Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) zum Erkennen eines elastischen Schwingens des Hubgerüsts (15) mindestens einen Beschleunigungssensor aufweist.Truck after one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the sensor (20) has at least one acceleration sensor for detecting elastic swinging of the lifting frame (15). Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (15) derart ausgeführt ist, dass das Stellglied (18) nur dann in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (20) angesteuert wird, wenn die Intensität der Schwingung einen Grenzwert überschreitet.Truck after one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the control device (15) is designed such that the actuator (18) is only activated as a function of the signal from the sensor (20) when the intensity of the oscillation exceeds a limit value.
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