DE102008020593A1

DE102008020593A1 - Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei Flurförderzeugen

Info

Publication number: DE102008020593A1
Application number: DE102008020593A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Wenzel; Frank Dr. Schröder; Yves-Jocelyn Francois
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: DE102008020593B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung für ein Flurförderzeug, insbesondere einem Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Hubgerüst (3), das einen linken hydraulischen Hubzylinder (4), der an dem Hubgerüst (3) links angeordnet ist, und einem rechten hydraulischen Hubzylinder (5), der an dem Hubgerüst (3) rechts angelenkt ist, aufweist und mit Steuerungsmitteln die den linken Hubzylinder (4) und den rechten Hubzylinder (5) ansteuern können, werden in einem ersten Schritt Schwingungen durch den Sensor erfasst. In einem zweiten Schritt werden Schwingungen aktiv gedämpft, indem der linke Hubzylinder (4) und der rechte Hubzylinder (5) durch die Steuerungsmittel angesteuert werden, wobei die Ansteuerung des linken Hubzylinders (4) und des rechten Hubzylinders (5) durch die Steuerungsmim eine Fahrzeuglängsachse (L) aktiv gedämpft werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung der Schwingungen eines Flurförderzeugs mit einem Hubgerüst sowie ein Flurförderzeug mit einem Hubgerüst, bei dem dieses Verfahren zur Anwendung kommt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei einem Gegengewichtgabelstapler mit Hubgerüst.
Bei Flurförderzeugen führen Bewegungen am Hubgerüst wie z. B. Heben, Neigen, Senken sowie das Betätigen einer eventuellen Zusatzhydraulik ab einer gewissen Hubhöhe fast immer zu unerwünschten Schwingungen des Hubgerüstes und des mit dem Hubgerüst verbundenen Fahrzeugs. Insbesondere bei großen Hubhöhen und schweren Lasten können diese Schwingungen die Tätigkeit des Fahrers stören. Insbesondere kann es zu Schwingungen um die Fahrzeuglängsachse bzw. Wankschwingung kommen. Bekannt ist, die auftretenden störenden Hubgerüstschwingungen passiv zu dämpfen oder durch konstruktive Gestaltungsmaßnahmen das Schwingungsverhalten zu optimieren.
Aus der DE 101 63 066 A1 ist ein Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung für eine mobile Arbeitsmaschine mit einem durch mindestens einen hydraulischen Zylinder betätigbaren front- oder heckseitigen Hubgerüst, an dem eine auskragende Masse, insbesondere die Schaufel eines Radladers, gehalten ist, bekannt. Der Druck in dem Zylinder wird für die aktive Schwingungsdämpfung so gesteuert, dass der von einem Lastsensor erfasste Last-Istwert gleich einem vorgebbaren Last-Sollwert ist. Zusätzlich ist aus der Druckschrift eine Positionsregelung für die Auslenkung des Hubgerüstes bekannt, die das Ausgangssignal des Lastsensors von einem Tiefpass geglättet einer Positionsregelung als Positions-Istwert zuzuführen.
Dieser Stand der Technik ist jedoch auf ein vor allem waagerecht ausladendes Hubgerüst z. B. eines Radladers gerichtet. Er bietet keine Lösung an, die Schwingungen bei Flurförderzeugen mit einem Hubgerüst vor allem zum Anheben von Lasten in relativ große Höhen zu dämpfen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur verbesserten aktiven Schwingungsdämpfung bei einem Flurförderzeug mit Hubgerüst zur Verfügung zu stellen sowie ein entsprechendes Flurförderzeug.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Flurförderzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Vorteilhaft werden bei einem Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung für ein Flurförderzeug, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Hubgerüst, das einen linken hydraulischen Hubzylinder, der an dem Hubgerüst links angeordnet ist, und einem rechten hydraulischen Hubzylinder, der an dem Hubgerüst rechts angelenkt ist, aufweist und mit Steuerungsmitteln die den linken Hubzylinder und den rechten Hubzylinder ansteuern können, in einem ersten Schritt Schwingungen durch den Sensor erfasst und in einem zweiten Schritt Schwingungen aktiv gedämpft. Dabei wird der linke Hubzylinder und der rechte Hubzylinder durch die Steuerungsmittel angesteuert, wobei die Ansteuerung des linken Hubzylinder und des rechten Hubzylinders durch die Steuerungsmittel jeweils unabhängig erfolgt und Schwingungen um eine Fahrzeuglängsachse aktiv gedämpft werden.
Dadurch können die für die Bedienung des Flurförderzeugs ungünstigen Wankschwingungen oder Drehschwingungen um eine Fahrzeuglängsachse in sehr weitgehendem Maße und kostengünstig unterdrückt werden, indem die bereits im Flurförderzeug vorhandenen doppelten Hubzylinder, von denen je einer an jeder Seite des Hubgerüstes angeordnet ist ausgenutzt werden. Der aktiven Schwingungsdämpfung liegt dabei die Idee zugrunde, dem schwingenden System durch gezielte Ansteuerung der Hydraulikzylinder Energie zu entziehen. Als Sensor oder Sensoren können ein- oder mehrdimensionale Beschleunigungssensoren eingesetzt werden.
Vorteilhaft erfassen Sensoren den Druckverlauf in dem linken Hubzylinder und/oder dem rechten Hubzylinder.
Die Druckverläufe der Hubzylinder weichen auf den beiden Seiten voneinander ab, wenn das Hubgerüst durch Wankschwingungen sich zu einer Seite neigt. Da Drucksensoren für die Hydraulik der Hubzylinder oftmals bereits vorhanden sind, kann so mit geringerem Aufwand der Sensor für die Erfassung der Schwingungen umgesetzt werden.
Vorteilhaft weist das Hubgerüst einen hydraulischen Seitenschubzylinder auf und die Steuerungsmittel steuern den Seitenschubzylinder zur aktiven Dämpfung von Schwingungen um die Längsachse an. Ein Seitenschubschwingungssensor kann Druckschwankungen des Seitenschubzylinders erfassen.
Der Seitenschubzylinder eignet sich gut für die aktive Dämpfung der Wankschwingungen um die Längsachse, da durch diesen eine relativ große Masse mit einem Hebelarm zu der niedrig liegenden Längsachse, um die die Wankbewegung erfolgt, bewegt werden kann, wenn die durch den Seitenschubzylinder bewegten Lastaufnahmittel mit der Last an dem Hubgerüst angehoben sind. Auch kann eine Erfassung der Schwingungen gut durch die Überwachung des Druckverlaufs in dem Seitenschubzylinder erfolgen.
Als Schwingungssensor kann ein Kraftsensor die auf einen Anlenkpunkt der hydraulischen Zylinder wirkende Kraft messen.
In vorteilhafter Ausführungsform dämpfen die Steuerungsmittel abhängig von der Eigenfrequenz des Systems aus Hubgerüst und Flurförderzeug die Schwingungen aktiv.
Die Aufgabe wird auch durch ein Flurförderzeug, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Hubgerüst gelöst, dessen Steuerungsmittel ein zuvor beschriebnes Verfahren durchführen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die 1 in Perspektivansicht einen Gabelstapler, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird.
Der Gabelstapler in der 1 ist als ein Gegengewichtsgabelstapler ausgeführt. An der Fahrzeugvorderseite sind an einem Lastschlitten 1 Lastgabeln 2 angeordnet. Der Lastschlitten 1 ist an einem Hubgerüst 3 höhenbeweglich angeordnet. Durch einen in Fahrtrichtung gesehen linken hydraulischen Hubzylinder 4 und rechten hydraulischen Hubzylinder 5 kann der Lastschlitten 1 an dem Hubgerüst 3 angehoben werden. Das Hubgerüst 3 ist um eine im unteren Bereich quer orientierte Horizontalachse mittels hydraulischer Neigezylinder 6 neigbar, die an der Oberseite einer Fahrerkabine 7 angeordnet sind und oberhalb der Fahrerkabine 7 an dem Hubgerüst 3 angelenkt sind. Der Lastschlitten 1 mit den Lastgabeln 2 kann durch einen hydraulischen Seitenschubzylinder 8 seitlich verschoben werden. Durch die drei Koordinatenachsen sind die Orientierung der Hochachse H, der Querachse Q und der Längsachse L angegeben.
Durch Schwiungungsanregungen während des Betriebs des Gabelstaplers, etwa bei einem Hebevorgang einer Last, kann es zu Wanksschwingungen des Hebegrüsts 3 und des Gabelstaplers um die Längsachse L kommen. Diese Schwingungen werden durch hier nicht dargestellte Drucksensoren für den linken Hubzylinder 4 und den rechten Hubzylinder 5 getrennt erfasst. Die Steuermittel beaufschlagen den linken Hubzylinder 4 und den rechten Hubzylinder 5 dann jeweils einzeln so mit Druckmittel, dass diese die Wanksschwingung des Hubgerüstes 3 um die Längsachse L aktiv dämpfen. Für die Dämpfungsbewegungen berücksichtigen die Steuermittel dabei die Eigenfrequenz des Hubgerüstes 3, bzw. des Gesamtsystems aus Gabelstapler und Hubgerüst 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10163066 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung für ein Flurförderzeug, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Hubgerüst (3), das einen linken hydraulischen Hubzylinder, (4) der an dem Hubgerüst (3) links angeordnet ist, und einem rechten hydraulischen Hubzylinder (5), der an dem Hubgerüst (3) rechts angelenkt ist, aufweist und mit Steuerungsmitteln die den linken Hubzylinder (4) und den rechten Hubzylinder (5) ansteuern können, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt Schwingungen durch den Sensor erfasst werden und in einem zweiten Schritt Schwingungen aktiv gedämpft werden, indem der linke Hubzylinder (4) und der rechte Hubzylinder (5) durch die Steuerungsmittel angesteuert werden, wobei die Ansteuerung des linken Hubzylinders (4) und des rechten Hubzylinders (5) durch die Steuerungsmittel jeweils unabhängig erfolgt und Schwingungen um eine Fahrzeuglängsachse (L) aktiv gedämpft werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren den Druckverlauf in dem linken Hubzylinder (4) und/oder dem rechten Hubzylinder (5) erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgerüst (3) einen hydraulischen Seitenschubzylinder (8) aufweist und die Steuerungsmittel den Seitenschubzylinder (8) zur aktiven Dämpfung von Schwingungen um die Längsachse (L) ansteuern.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgerüst (3) einen hydraulischen Seitenschubzylinder (8) aufweist und ein Seitenschubschwingungssensor Druckschwankungen des Seitenschubzylinders (8) erfasst.
Verfahren nach einem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwingungssensor ein Kraftsensor die auf einen Anlenkpunkt des hydraulischen Zylinders wirkende Kraft misst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel abhängig von der Eigenfrequenz des Systems aus Hubgerüst (3) und Flurförderzeug die Schwingungen aktiv dämpfen.
Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einem Hubgerüst, das einen linken hydraulischen Hubzylinder (4), der an dem Hubgerüst links angeordnet ist, und einen rechten hydraulischen Hubzylinder (5), der an dem Hubgerüst rechts angelenkt ist, aufweist und mit Steuerungsmitteln die den linken Hubzylinder (4) und den rechten Hubzylinder (5) ansteuern können, wobei die Steuerungsmittel ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchführen.