DE102008008146A1 - Rahmen für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rahmen für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug, mit einem zur Aufnahme eines Batterieblocks ausgebildeten mittleren Rahmenabschnitt (1), der nach oben offen ist und der eine vordere Querwand (5), eine hintere Querwand (6), eine mit einer seitlichen Batteriefach-Öffnung (B) versehene, offene Seitenwand (7) und eine dazu in Rahmenquerrichtung beabstandete, geschlossene Seitenwand (8) aufweist. Um bei geringem Bauaufwand eine hohe Steifigkeit des Rahmens zu erzielen und auf eine rahmenversteifende Batterietür verzichten zu können, weist erfindungsgemäß der mittlere Rahmenabschnitt (1) einen Rahmenboden (9) auf, der als biege- und torsionssteifer Hohlkörper ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rahmen für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug, mit einem zur Aufnahme eines Batterieblocks ausgebildeten mittleren Rahmenabschnitt, der nach oben offen ist und der eine vordere Querwand, eine hintere Querwand, eine mit einer seitlichen Batteriefach-Öffnung versehene, offene Seitenwand und eine dazu in Rahmenquerrichtung beabstandete, geschlossene Seitenwand aufweist.
  • Ein gattungsgemäßer Rahmen ist in der DE 103 42 659 A1 offenbart. Bei diesem Rahmen ist zur Rahmenversteifung eine Batterietür an der offenen Seitenwand vorgesehen, mit der die Batteriefach-Öffnung verschließbar ist und die im geschlossen Zustand Zug-, Druck- und Torsionskräfte aufzunehmen vermag. Die Batterietür bildet dabei einen integralen, kraftübertragenden Bestandteil des Rahmens.
  • Erfolgt der Batteriewechsel mit einem zweiten Flurförderzeug, das zur Entnahme der Batterie nahe an die Batteriefach-Öffnung heranfahren muss, dann ist es erforderlich, die Batterietür um 180 Grad zu öffnen. Zu diesem Zweck ist bei dem Flurförderzeug, das den gattungsgemäßen Rahmen aufweist, eine Batterietür mit Doppelscharnier vorgesehen. Zusammen mit der rahmenversteifenden Funktion der Batterietür, die nicht nur eine stabile Ausführung des Türblattes sondern auch der Scharnier- und Verriegelungselemente erfordert, ergibt sich daher ein nicht unbeträchtlicher Bauaufwand.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Rahmen der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der bei geringem Bauaufwand eine hohe Steifigkeit aufweist und deshalb eine rahmenversteifenden Batterietür entbehrlich macht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mittlere Rahmenabschnitt einen Rahmenboden aufweist, der als biege- und torsionssteifer Hohlkörper ausgebildet ist.
  • Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, durch eine hochbelastungsfähige Bauweise des Rahmenbodens den durch die Batteriefach-Öffnung hervorgerufenen Steifigkeitsverlust des Rahmens auszugleichen. Der erfindungsgemäße Rahmen, der die vordere und die hintere Querwand mit der geschlossenen und der offenen Seitenwand verbindet, benötigt deshalb keine aufwendige, den Rahmen versteifende Batterietür, wodurch spielbehaftete und damit verschleißanfällige Bauteile des Rahmens entfallen und darüber hinaus der Batteriewechsel vereinfacht ist und in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmenboden eine Fachwerkstruktur auf, die eine Mehrzahl von horizontal angeordneten Streben umfasst.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Fachwerkstruktur eine im Bereich der offenen Seitenwand angeordnete, erste Längsstrebe und eine im Bereich der geschlossenen Seitenwand angeordnete, zweite Längsstrebe aufweist, die durch mindestens eine Diagonalstrebe miteinander verbunden sind und sich durch die vordere Querwand hindurch in einen vorderen Rahmenabschnitt hinein erstrecken und dort verankert sind.
  • Diese Bauweise führt mit einem relativ geringen Bauaufwand zu einer außerordentlich hohen Steifigkeit sowohl des Rahmenbodens des mittleren, batterietragenden Rahmenabschnitts als auch der gesamten Rahmenstruktur. Die aufzunehmden Kräfte, insbesondere die von den Längsstreben aufzunehmenden Biegekräfte, werden dabei über den Rahmen verteilt und auch in Komponenten des vorderen Rahmenabschnitts eingeleitet. Zugleich werden für diese vorteilhafte Bauweise in der Fachwerkstruktur des als Hohlkörper ausgebildeten Rahmenbodens nur wenige Streben benötigt.
  • Eine große Stabilität des Rahmenbodens des erfindungsgemäßen Rahmens ergibt sich auch dadurch, dass die Diagonalstrebe – in der Draufsicht gesehen – mit einem hinteren Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der offenen Seitenwand und der hinteren Querwand und mit einem vorderen Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der geschlossenen Seitenwand und der vorderen Querwand angeordnet ist.
  • Sofern zumindest ein Teil der Streben als Hohlprofilstab (z. B. mit Rohrprofil) mit geschlossenem Querschnitt ausgebildet ist, ergibt sich sowohl eine hohe Stabilität und Belastungsfähigkeit dieser Bauteile als auch eine relativ einfache Fertigung. Gleichwohl soll damit nicht ausgeschlossen werden, dass andere Profile Verwendung finden, z. B. abgekantete oder gebaute, also zusammengefügte Profile, beispielsweise in C- oder U-Form.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Hohlkörper ein unterhalb der Fachwerkstruktur angeordnetes Bodenblech auf und mindestens ein Deckblech im oberen Bereich der Fachwerkstruktur.
  • Hierbei kann das Deckblech aus zwei dreiecksförmigen Einzelblechen bestehen, die jeweils eine der Längstreben mit der Diagonalstrebe verbinden.
  • Von Vorteil ist es ferner, wenn im Bereich der Batteriefach-Öffnung am Übergang von der vorderen Vertikalbegrenzung zur Horizontalbegrenzung ein vorderes L-förmiges Eckelement zwischen der ersten Längsstrebe und der offenen Seitenwand angeordnet ist, das einen mit der Seitenwand verbundenen Vertikalschenkel sowie einen mit der ersten Längsstrebe verbundenen Horizontalschenkel aufweist.
  • Analog dazu ist mit Vorteil im Bereich der Batteriefach-Öffnung am Übergang von der hinteren Vertikalbegrenzung zur Horizontalbegrenzung ein hinteres L-förmiges Eckelement zwischen der ersten Längsstrebe und der offenen Seitenwand angeordnet, das einen mit der hinteren Querwand verbundenen Vertikalschenkel sowie einen mit der ersten Längsstrebe verbundenen Horizontalschenkel aufweist.
  • Die L-förmigen Eckelemente dienen der Aussteifung der unteren Ecken der Batteriefach-Öffnung.
  • Um die Kerbbeanspruchungen in den Ecken zu vermindern, wird vorgeschlagen, dass die offene Seitenwand im Übergang von den Vertikalbegrenzungen zur Horizontalbegrenzung der Batteriefach-Öffnung jeweils eine Hinterschneidung aufweist und die Eckelemente jeweils im Übergang zwischen dem Vertikalschenkel und dem Horizontalschenkel mit einer zu den Hinterschneidungen der offenen Seitenwand deckungsgleichen Kontur versehen sind. Zugleich wird dadurch verhindert, dass sich die Batterie beim Be- und Entladen in die Ecken eingräbt.
  • Die obere Kante der Horizontalschenkel der Eckelemente und die Horizontalbegrenzung der Batteriefach-Öffnung sind bevorzugt deckungsgleich und befinden sich unterhalb der oberen Begrenzung der Längsstreben der Fachwerkstruktur. Der in dem mittleren Rahmenabschnitt angeordnete Batterieblock ist somit ausschließlich auf der hochstabilen Fachwerkstruktur abgestützt.
  • Um eine möglichst belastungsfähige und steife Verankerung der beiden Längsstreben im vorderen Rahmenabschnitt zu erzielen, erweist sich eine Ausgestaltung der Erfindung als günstig, bei der im Bereich des vorderen Rahmenabschnitts die erste Längsstrebe zumindest mit einem Fortsatz des Horizontalschenkels des vorderen L-förmigen Eckelements und die zweite Längsstrebe zumindest mit der geschlossenen Seitenwand verbunden ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Rahmens,
  • 2 eine Draufsicht auf den Rahmen,
  • 3 eine Seitenansicht des Rahmens in Richtung zur Batteriefach-Öffnung und
  • 4 eine Seitenansicht gemäß 3 bei entfernter offener Seitenwand.
  • Der erfindungsgemäße Rahmen ist für ein batterieelektrisch betriebenes, als Frontsitz-Gegengewichts-Gabelstapler ausgeführtes Flurförderzeug vorgesehen. Zu diesem Zweck verfügt der Rahmen über einen nach oben offenen mittleren Rahmenabschnitt 1, der zur Aufnahme einer blockförmigen Batterie ausgebildet ist. Gleichwohl soll damit nicht ausgeschlossen werden, dass anstelle eines Batterieblocks beispielsweise eine Antriebseinheit eines Hybridantriebssystems, z. B. ein Verbrennungsmotor mit Generator und Batterie, oder eine Brennstoffzelle in dem Rahmenabschnitt 1 angeordnet werden kann.
  • An den mittleren Rahmenabschnitt 1, der in der 1 in der Ansicht von hinten dargestellt ist, schließt nach vorne ein vorderer Rahmenabschnitt 2 an, der auch Kotflügel 3, 4 als tragende Elemente umfasst. Am vorderen Rahmenabschnitt 2 wird eine Antriebsachse befestigt sowie ein Hubgerüst.
  • Der mittlere Rahmenabschnitt 1 weist eine vordere Querwand 5 und eine hintere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vertikal zweigeteilte Querwand 6 auf. Die beiden Querwände 5, 6 sind durch zwei Seitenwände 7, 8 miteinander verbunden, die sich in Rahmenlängsrichtung erstrecken. Der von den Querwänden 5, 6 und den Seitenwänden 7, 8 umschlossene Raum bildet ein Batteriefach. Die Batterie kann von oben in das Batteriefach eingesetzt und zum Laden wieder entfernt und gegen eine geladene Batterie ausgetauscht werden. Um auch einen seitlichen Batteriewechsel zu ermöglichen, ist die Seitenwand 7 mit einer Batteriefach-Öffnung B versehen. Die Seitenwand 7 mit der Batteriefach-Öffnung B ist somit eine offene Seitenwand, während demgegenüber die in Rahmenquerrichtung dazu beabstandete Seitenwand 8 eine geschlossene Seitenwand darstellt.
  • Am hinteren Ende des mittleren Rahmenabschnitts 1 schließt ein in den Figuren nicht gezeigtes Gegengewicht an, das mit der zweigeteilten Querwand 6 verschraubt wird und tragende Funktion hat (Befestigung der hinteren Achse, die als Lenkachse ausgeführt ist). Somit besteht der Rahmen aus dem vorderen und dem mittleren Rahmenabschnitt sowie dem Gegengewicht. Erst nach dem Anschrauben des Gegengewichts an die zweigeteilte Querwand 6 bildet diese eine durchgehende Querwand, wodurch der Rahmen in Fahrzeugquerrichtung stabilisiert ist.
  • Das Batteriefach im mittleren Rahmenabschnitt 1 wird nach unten durch einen als Hohlkörper ausgebildeten Rahmenboden 9 begrenzt, der die Querwände 5, 6 und die Seitenwände 7, 8 an den unteren Enden miteinander verbindet. Der Rahmenboden 9 verfügt über eine Fachwerkstruktur mit horizontalen Streben. Hierbei befindet sich im Bereich der offenen Seitenwand eine erste Längsstrebe 10 und im Bereich der geschlossenen Seitenwand 8 eine zweite Längsstrebe 11 (siehe 2). Beide Längs streben 10, 11 erstrecken sich durch die vordere Querwand 5 hindurch bis zu den Kotflügeln 3, 4 in den vorderen Rahmenabschnitt 2 hinein und sind dort verankert, insbesondere festgeschweisst.
  • Die beiden Längsstreben 10, 11 sind durch eine Diagonalstrebe 12 miteinander verbunden. Hierbei ist die Diagonalstrebe 12 – in der Draufsicht gesehen – mit einem hinteren Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der offenen Seitenwand 7 und der hinteren Querwand 6 und mit einem vorderen Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der geschlossenen Seitenwand 8 und der vorderen Querwand 5 angeordnet. Die Fachwerkstruktur ist zudem durch eine parallel zur vorderen Querwand 5 angeordnete und mit dieser verbundene, die beiden Längsstreben 10, 11 miteinander verbindende Querstrebe 13 ergänzt. Grundsätzlich können auch weitere Streben vorhanden sein.
  • Die Streben der Fachwerkstruktur, zumindest jedoch die Längsstreben 10, 11, sind bevorzugt als Hohlprofilstäbe mit geschlossenem Querschnitt ausgebildet (insbesondere Rohrprofil). Geschlossene Querschnitte sind auch durch Kombination geeigneter C- und U-Profile darstellbar. Grundsätzlich ist es auch denkbar, offene Profile einzusetzen, die jedoch bei gleichen Abmessungen weniger stabil sind.
  • An die Fachwerkstruktur schließt nach unten ein Bodenblech 14 an, das mit den Streben verschweißt ist. Im oberen Bereich der Fachwerkstruktur sind zwei dreiecksförmige Deckbleche 15a, 15b vorgesehen, wobei das Deckblech 15a die Längstrebe 10 mit der Diagonalstrebe 12 verbindet und das Deckblech 15b die Längsstrebe 11 mit der Diagonalstrebe 12 (Schweißverbindungen). Hierbei sind die Deckbleche 15a, 15b nicht bündig mit der oberen Begrenzung der Längsstreben 10, 11 sondern liegen geringfügig darunter.
  • Insgesamt ergibt sich eine Sandwich-Bauweise des Rahmenbodens 9, wobei die Längsstreben 10, 11 durchgehende Verbindungen vom Gegengewicht bis zu den Kotflügeln 3, 4 bilden und vor allem Biegebelastungen aufnehmen. Die Diagonalstrebe 12 (sowie die Querstrebe 13) und das mit der Fachwerkstruktur verbundene Bodenblech 14 sowie die Deckbleche 15a, 15b sorgen für eine hohe Torsionssteifigkeit um die Fahrzeuglängsachse.
  • Wie in der Seitenansicht gemäß 3 erkennbar ist, weist das offene Seitenblech 7, das sowohl den mittleren Rahmenabschnitt 1 als auch den vorderen Rahmenabschnitt 2 bis zum Kotflügel 4 abdeckt, im Übergang von den Vertikalbegrenzungen V1, V2 zur Horizontalbegrenzung H der Batteriefach-Öffnung B jeweils eine Hinterschneidung S auf. Es sind also keine scharfkantigen Ecken gebildet, wodurch die Materialbelastung herabgesetzt ist (reduzierte Kerbwirkung). Die Horizontalbegrenzung H der Batteriefach-Öffnung B befindet sich unterhalb der oberen Begrenzung der Streben der Fachwerkstruktur.
  • In 4 ist dargestellt, dass sich hinter der Seitenwand 7, d. h. zwischen der Längsstrebe 10 und der Seitenwand 7, im Bereich der Batteriefach-Öffnung B am Übergang von der vorderen Vertikalbegrenzung V2 zur Horizontalbegrenzung H ein vorderes L-förmiges Eckelement 16 befindet, das einen mit der Seitenwand 7 verbundenen Vertikalschenkel 16a sowie einen mit der ersten Längsstrebe 10 verbundenen Horizontalschenkel 16b aufweist. Das Eckelement 16 verfügt ferner in Verlängerung des Horizontalschenkels 16b über einen Fortsatz 16c, der sich in den vorderen Rahmenabschnitt 2 hinein bis zum Kotflügel 4 erstreckt und sowohl an der mit dem Bodenblech 14 verbundenen Längsstrebe 10 als auch an der Seitenwand 7 befestigt ist. Somit ist die erste Längsstrebe 10 im Bereich des vorderen Rahmenabschnitts 2 indirekt an der Seitenwand 7 befestigt.
  • In gleicher Weise ist im Bereich der Batteriefach-Öffnung am Übergang von der hinteren Vertikalbegrenzung V1 zur Horizontalbegrenzung H ein hinteres L-förmiges Eckelement 17 angeordnet, das einen mit der hinteren Querwand 6 verbundenen Vertikalschenkel 17a sowie einen mit der ersten Längsstrebe 10 verbundenen Horizontalschenkel 17b aufweist.
  • Die Eckelemente 16, 17, die der Aussteifung der Ecken der Batteriefach-Öffnung B dienen, weisen jeweils im Übergangsbereich zwischen dem Vertikalschenkel 16a bzw. 17a und dem Horizontalschenkel 16b bzw. 17b eine zur Hinterschneidung S der Seitenwand 7 deckungsgleiche Kontur auf, um Kerbspannungen in diesem Bereich herabzusetzen. Ferner ist die obere Kante des Horizontalschenkels 16b bzw. 17b deckungsgleich mit der Horizontalbegrenzung H der Batteriefach-Öffnung B und befindet sich daher unterhalb der oberen Begrenzung der Längsstreben der Fachwerkstruktur.
  • Die im Bereich der hinteren Seitenwand 8 angeordnete zweite Längsstrebe 11 erstreckt sich analog zur ersten Längsstrebe 10 durch die vordere Querwand 5 hindurch bis zum Kotflügel 3 und ist an die Bodenwand 14 und die Seitenwand 8 angeschlossen (Schweißverbindung).
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10342659 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Rahmen für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug, mit einem zur Aufnahme eines Batterieblocks ausgebildeten mittleren Rahmenabschnitt, der nach oben offen ist und der eine vordere Querwand, eine hintere Querwand, eine mit einer seitlichen Batteriefach-Öffnung versehene, offene Seitenwand und eine dazu in Rahmenquerrichtung beabstandete, geschlossene Seitenwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Rahmenabschnitt (1) einen Rahmenboden (9) aufweist, der als biege- und torsionssteifer Hohlkörper ausgebildet ist.
  2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenboden (9) eine Fachwerkstruktur aufweist, die eine Mehrzahl von horizontal angeordneten Streben umfasst.
  3. Rahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fachwerkstruktur eine im Bereich der offenen Seitenwand (7) angeordnete, erste Längsstrebe (10) und eine im Bereich der geschlossenen Seitenwand (8) angeordnete, zweite Längsstrebe (11) aufweist, die durch mindestens eine Diagonalstrebe (12) miteinander verbunden sind und sich durch die vordere Querwand (5) hindurch in einen vorderen Rahmenabschnitt (2) hinein erstrecken und dort verankert sind.
  4. Rahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonalstrebe (12) – in der Draufsicht gesehen – mit einem hinteren Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der offenen Seitenwand (7) und der hinteren Querwand (6) und mit einem vorderen Ende im Bereich des Aufeinandertreffens der geschlossenen Seitenwand (8) und der vorderen Querwand (5) angeordnet ist.
  5. Rahmen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Streben als Hohlprofilstab mit geschlossenem Querschnitt ausgebildet ist.
  6. Rahmen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein unterhalb der Fachwerkstruktur angeordnetes Bodenblech (14) aufweist und mindestens ein Deckblech (15a, 15b) im oberen Bereich der Fachwerkstruktur.
  7. Rahmen nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei dreiecksförmige Deckbleche (15a, 15b) vorgesehen sind, die jeweils eine der Längsstreben (10 bzw. 11) mit der Diagonalstrebe (12) verbinden.
  8. Rahmen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Batteriefach-Öffnung (B) am Übergang von der vorderen Vertikalbegrenzung (V2) zur Horizontalbegrenzung (H) ein vorderes L-förmiges Eckelement (16) zwischen der ersten Längsstrebe (10) und der offenen Seitenwand (7) angeordnet ist, das einen mit der Seitenwand (7) verbundenen Vertikalschenkel (16a) sowie einen mit der ersten Längsstrebe (10) verbundenen Horizontalschenkel (16b) aufweist.
  9. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Batteriefach-Öffnung (B) am Übergang von der hinteren Vertikalbegrenzung (V1) zur Horizontalbegrenzung (H) ein hinteres L-förmiges Eckelement (17) zwischen der ersten Längsstrebe (10) und der offenen Seitenwand (7) angeordnet ist, das einen mit der hinteren Querwand (6) verbundenen Vertikalschenkel (17a) sowie einen mit der ersten Längsstrebe (10) verbundenen Horizontalschenkel (17b) aufweist.
  10. Rahmen nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Seitenwand (7) im Übergang von den Vertikalbegrenzungen (V1, V2) zur Horizontalbegrenzung (H) der Batteriefach-Öffnung (B) jeweils eine Hinterschneidung (S) aufweist und die Eckelemente (16, 17) jeweils im Übergang zwischen dem Vertikalschenkel (16a bzw. 17a) und dem Horizontalschenkel (16b bzw. 17b) mit einer zu den Hinterschneidungen (S) der offenen Seitenwand (7) deckungsgleichen Kontur versehen sind.
  11. Rahmen nach den Ansprüchen 8 und 9 oder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Kante der Horizontalschenkel (16b bzw. 17b) der Eckelemente (16, 17) und die Horizontalbegrenzung (H) der Batteriefach-Öffnung (B) deckungsgleich sind und sich unterhalb der oberen Begrenzung der Längsstreben (10, 11) der Fachwerkstruktur befinden.
  12. Rahmen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des vorderen Rahmenabschnitts (2) die erste Längsstrebe (10) zumindest mit einem Fortsatz (16c) des Horizontalschenkels (16b) des vorderen L-förmigen Eckelements (16) und die zweite Längsstrebe (11) zumindest mit der geschlossenen Seitenwand (8) verbunden ist.
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