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Die Erfindung betrifft eine Lenkbetätigungsvorrichtung für ein Flurförderzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Lenkbetätigungsvorrichtung für ein Flurförderzeug zur Erfassung einer Lenkbewegung, das ein Lenkelement, eine Arretierung einer Vorzugsstellung, insbesondere einer Mittellage, des Lenkelements und ein Grundelement aufweist, wobei das Lenkelement gegenüber dem Grundelement bewegbar ist und wobei die Arretierung in der Vorzugsstellung des Lenkelements eine Arretierungskraft aufbringt und wobei das Lenkelement gegenüber dem Grundelement drehbar gelagert ist.
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Bei Flurförderzeugen ist bekannt, einer Bedienperson eine Hilfestellung dahin gehend zu geben, dass eine als Mittellage ausgebildete Vorzugsstellung einer Lenkung spürbar ist. Bekannt ist hierzu, bei einer Lenkvorrichtung, insbesondere einem Lenkrad, in der Achse oder Nabe des Lenkrads eine Nut vorzusehen, in die in der Mittellage des Lenkrads ein Bolzen oder eine Kugel federbelastet einrastet. Um das Lenkrad aus der Mittellage zu bewegen, muss über die schräge Fläche der Seitenkante der Nut oder über die abgerundete Fläche der Kugel die Federkraft überwunden werden.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass mechanischer Verschleiß auftritt und insbesondere nach längerem Gebrauch die aufeinander gleitenden Flächen sich so abarbeiten können, dass sie eine erheblich größere Kraft erfordern, um den Bolzen oder die Kugel aus der Nut gegen die Federkraft anzuheben. Auch kann sich die Arretierungskraft der Mittellage stark ändern, abhängig davon, ob ein Schmiermittel, wie etwa ein Schmierfett, vorhanden ist. Es kann zu einem für die Bedienperson ungewohnten Verhalten der Lenkung in der Mittellage kommen.
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Eine solche Hilfestellung durch eine Arretierung in der Mittellage und Ausrichtung der Lenkung auf die Mittellage ist insbesondere bei Flurförderzeugen erstrebenswert, die über eine elektrische Lenkung verfügen, bei der keine mechanische Verbindung zu einem Lenkgetriebe und/oder den gelenkten Rädern besteht. Bei diesen Flurförderzeugen wird in einer Lenkvorrichtung, zumeist ausgebildet als Lenkrad, durch das Bewegen eines Lenkelements gegenüber einem Grundelement ein Sollwert für die Lenkung vorgegeben, der durch ein Sensorelement erfasst wird. Dabei kann es zu Zeitverzögerungen kommen, bis die Stellung der gelenkten Räder der vorgegebenen Sollwertstellung entspricht. Für die sehr häufige Ausrichtung auf Geradeausfahrt ist es daher hilfreich, hier eine deutliche Arretierungskraft in der Mittelstellung vorzugeben, so dass eine Bedienperson die Lenkvorrichtung leicht auf die Mittelstellung ausrichten kann.
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Aus der
DE 10 2005 017 439 A1 ist eine gattungsgemäße Lenkbetätigungseinrichtung für ein Flurförderzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der ein Lenkelement mit einer Nabe verbunden ist, die drehbar an einem fahrzeugfesten Lagerbauteil gelagert ist. Weiter ist aus dieser Druckschrift bekannt, eine Dämpfung für das Lenkelement vorzusehen, um zu vermeiden, dass eine zu schnelle Lenkbewegung durchgeführt werden kann, der die Lenkstellung der gelenkten Räder nicht schnell genug folgen kann.
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Die
DE 602 02 074 T2 offenbart eine Lenkungsanordnung für eine Steer-by-Wire-Lenkung eines Gabelstaplers, wobei die Lenkungsanordnung eine elektromagnetische Bremse umfasst, um variable Endanschläge zur Verfügung zu stellen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkbetätigungsvorrichtung für ein Flurförderzeug vorzusehen, bei der auf einfache und kostengünstige Weise sowie verschleißarm eine Arretierungskraft in der Vorzugstellung ausgeübt wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lenkbetätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche angegeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Lenkbetätigungsvorrichtung für ein Flurförderzeug zur Erfassung einer Lenkbewegung, mit einem Lenkelement, einer Arretierung einer Vorzugsstellung, insbesondere einer Mittellage, des Lenkelements, die das Lenkelement in der Vorzugsstellung in einer Arretierungskraft hält, und bei dem das Lenkelement gegenüber dem Grundelement bewegbar ist und das Lenkelement gegenüber dem Grundelement drehbar gelagert ist, die Arretierung aus zumindest einem ersten Magneten besteht, der an dem Lenkelement angeordnet ist, und weiter ein zugeordnetes ferromagnetisches Element so an dem Grundelement angeordnet ist, dass der zumindest eine erste Magnet und das ferromagnetische Element in der Vorzugsstellung sich mit einem Luftspalt gegenüberstehen, wobei das ferromagnetische Element ein zweiter Magnet ist, der mit gegensätzlichem Pol dem ersten Magneten in der Vorzugsstellung gegenübersteht.
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Dadurch übt der erste Magnet, sobald die Lenkbetätigungsvorrichtung in die Vorzugsstellung bewegt wird, eine Anziehungskraft aus und versucht, die Lenkbetätigungsvorrichtung in der Vorzugsstellung zu halten. Um die Lenkbetätigungsvorrichtung über die Vorzugsstellung hinaus weiter zu bewegen, muss die Haltekraft des ersten Magneten gegenüber dem ferromagnetischen Element überwunden werden. Vorteilhaft besteht diese Anordnung im Vergleich zu dem Stand der Technik mit einem federbelasteten Bolzen oder einer Kugel, die in eine Nut eingreifen, aus weniger Bauteilen. Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Arretierung der Lenkbetätigungsvorrichtung berührungslos und verschleißfrei, da es zu keiner mechanischen Berührung zwischen erstem Magnet und ferromagnetischem Element kommt und sich zwischen diesen auch in der Mittellage ein Luftspalt befindet. Selbst nach langer Betriebsdauer kommt es zu keinem Verschleiß und ist die Arretierungskraft konstant, da die Kraft nur von der Größe des Luftspalts abhängt, wenn die Magnetkraft des ersten Magneten bekannt ist. Auch ist es vorteilhaft möglich, den ersten Magneten wie auch das ferromagnetische Element als zylinderförmige Bauteile auszuführen, die sich auf einfache Weise in eine leicht anzubringende Bohrung einsetzen lassen. Dies ermöglicht eine leichte und einfache Herstellung. In diesen Bohrungen können die Elemente beispielsweise durch einen Klebstoff fixiert werden. Die Montage der Lenkbetätigungsvorrichtung wird vereinfacht, da nicht der Fall auftreten kann, dass eine federbelastete Kugel oder ein federbelasteter Bolzen, der über eine Nabe gleitet, um in eine Nut der Nabe in Mittellage einzurasten, bei Einsetzen der Nabe vorgespannt werden muss.
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Bei der Erfindung ist das ferromagnetische Element ein zweiter Magnet, der mit gegensätzlichem Pol dem ersten Magneten in der Vorzugsstellung gegenübersteht.
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Damit kann schon bei sehr kleinem Bauvolumen eine ausreichend große Arretierungskraft erreicht werden. Zusätzlich können Ungenauigkeiten durch eine dauerhafte Magnetisierung des ferromagnetischen Elements vermieden werden.
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Bei der Erfindung ist das Lenkelement gegenüber dem Grundelement drehbar gelagert.
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Ein Sensorelement kann eine Bewegung des Lenkelements gegenüber dem Grundelement erfassen.
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Die erfindungsgemäße Lenkbetätigungsvorrichtung ist insbesondere für eine elektrische Lenkung geeignet, bei der keine mechanische Verbindung zu den gelenkten Rädern oder einem die Lenkstellung der gelenkten Räder bewirkenden Lenkgetriebe besteht. Da die Lenkbetätigungsvorrichtung oft schneller betätigt werden kann, als der Lenkeinschlag der gelenkten Räder erfolgen kann, ist insbesondere bei einer solchen elektrischen Lenkung ohne mechanische Verbindung eine Rückmeldung über die als Mittellage ausgebildete Vorzugsstellung der Lenkung besonders vorteilhaft.
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In einer günstigen Ausführungsform liegt ein Schleifelement mit einer Vorspannung an dem Lenkelement an und wird bei einer Bewegung durch Reibung eine Widerstandskraft gegen die Bewegung erzeugt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der das Lenkelement gegenüber dem Grundelement drehbar gelagert ist, kann das Schleifelement aus einem Kunststoffring bestehen, der von einer auf dem Grundelement abgestützten Federeinrichtung, beispielsweise einer Spiralfeder, gegen das Lenkelement gedrückt wird.
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Um eine zu große Leichtgängigkeit insbesondere bei Lenkbetätigungsvorrichtungen zu vermeiden, die für elektrische Lenkungen eingesetzt werden und keine mechanische Verbindung zu den gelenkten Rädern aufweisen, ist es günstig, die Leichtgängigkeit der Lenkbetätigungsvorrichtung so einzustellen, dass eine übermäßig große Vorauseilung gegenüber den gelenkten Rädern nicht möglich ist. In der Kombination mit einer Arretierung der Mittellage führt dies zu einer besonders vorteilhaften Lenkbetätigungsvorrichtung.
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In günstiger Ausführungsform kann der Luftspalt eingestellt werden, um die Arretierungskraft einstellen zu können.
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Permanentmagneten sind in vielen Bauformen als kostengünstige Massenteile erhältlich. Die gewünschte Arretierungskraft lässt sich dabei relativ einfach durch die Höhe des Luftspaltes einstellen. Dies führt zu einer großen Flexibilität bei der Produktion. Auch ist denkbar, einen Magneten selbst als Schraube mit einem Gewinde auszuführen und in eine Gewindebohrung einzusetzen, so dass dieser in seiner Höhe eingestellt werden kann und dadurch der Luftspalt zu einem gegenüberliegenden Magneten oder ferromagnetischen Element verändert werden kann. Auch andere Verfahren einer höhenveränderlichen Montage sind denkbar, etwa Einsetzen mit einer Klemmpassung in eine Bohrung.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird durch die Erstreckung des ersten Magneten und/oder des ferromagnetischen Elements in Bewegungsrichtung des Lenkelements ein Bereich bestimmt, in dem die Arretierungskraft wirkt und das Lenkelement in die Vorzugsstellung zieht.
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Dadurch kann der wirksame Bereich festgelegt werden, bei dem in einem Bewegungsbereich des Lenkelements das Lenkelement von der Arretierungskraft erfasst wird und in die Vorzugsstellung gezogen wird. Wenn zwei Magnete mit gegenüberliegenden Polen aufeinander zu bewegt werden und in den Bereich der Anziehungskraft kommen, so zieht diese Kraft das Lenkelement solange weiter, bis die einander gegenüberstehenden Magnete sich zueinander zentriert haben.
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Insbesondere bei einem Lenkelement mit einer drehenden Bewegung kann so durch die räumliche Erstreckung und somit die Größe des Magneten ein Wirkbereich in Winkelgraden festgelegt werden, in dem die Arretierungskraft wirkt und das Lenkelement zentriert. Umgekehrt kann der Winkel für die Wirkung der Arretierungskraft, wenn dies gewünscht wird, sehr klein gehalten werden, indem die Erstreckung der Magneten oder des ferromagnetischen Elements in Bezug auf die Winkelgrade sehr klein gehalten wird, so dass es nur bei einer Lage des Lenkelements sehr nahe an der Vorzugsstellung zu einer Wirkung der Arretierungskraft und zu einer Zentrierung kommt.
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Dabei ist der Pol des Magneten oder sind die Pole der Magneten zu einer Bewegungsrichtung des Lenkelements quer ausgerichtet. Bei einem Lenkelement mit einer drehenden Bewegung somit etwa axial oder radial oder in Kombination dieser beiden Richtungen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Hierbei zeigen
- 1 schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Lenkbetätigungsvorrichtung und
- 2 schematisch von unten die Lenkbetätigungsvorrichtung der 1.
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1 zeigt schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Lenkbetätigungsvorrichtung. In einem Grundelement 1 mit einer an einem Fahrzeug befestigbaren Grundplatte 2, mit der die Lenkbetätigungsvorrichtung als Ganzes eingebaut und montiert wird, ist eine nur teilweise sichtbare und durch die gestrichelte Achslinie 3 verdeutlichte Welle 13 des Lenkelements 4 drehbar um die Achslinie 3 gelagert. Das Lenkelement 4 ist mit einem beispielsweise als Drehknopf ausgebildeten Betätigungselement 5 verbunden oder einstückig ausgebildet, das durch gestrichelte Linien angedeutete Griffmulden 6 aufweist und eine Führungsgriffmulde 7, die nach vorne vorgezogene Seitenwände aufweist und ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
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Anstelle des Drehknopfes kann das Betätigungselement 5 bzw. das Lenkelement 4 ebenfalls als Lenkrad oder Lenkscheibe ausgebildet werden.
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Mit diesem Betätigungselement 5 kann die Lenkbetätigungsvorrichtung mit einem Finger einer Hand betätigt werden, indem dieser in die Führungsgriffmulde 7 eingesetzt wird und das Betätigungselement 5 mit diesem Finger verdreht wird. An das Lenkelement 4 liegt an der Unterseite ein Kunststoffring 8 an, der durch eine beispielsweise als Spiralfeder ausgebildete Federeinrichtung 9, die sich an der Grundplatte 2 des Grundelements 1 abstützt, vorgespannt ist und eine Reibungskraft auf das Lenkelement 4 beim Verdrehen des Betätigungselement 5 ausübt. Die Welle 13 ist durch das Grundelement 1 hindurchgeführt und mit einem stab- bzw. plattenförmigen Magnethalter 10 verbunden, in dem ein erster Magnet 11 eingesetzt ist. Diesem steht in der hier dargestellten Mittellage des Lenkelements 4 in Bezug auf das Grundelement 1 ein zweiter Magnet 12, der im Grundelement 1 angeordnet ist, mit einem Luftspalt I gegenüber. Ein nicht dargestelltes Sensorelement erfasst die Drehbewegung des Lenkelements 4 gegenüber dem Grundelement 1 und gibt diese Drehbewegung als elektrisches Signal aus.
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2 zeigt schematisch von unten die erfindungsgemäße Lenkbetätigungsvorrichtung der 1. Durch das Grundelement 1 ist die hier von der Stirnseite zu erkennende Welle 13 durchgeführt, an der der Magnethalter 10 mit dem ersten Magnet 11 angeordnet und befestigt ist. In der Darstellung mit durchgezogenen Linien ist der Magnethalter 10 in einer Position gegenüber dem zweiten Magneten 12 in dem Grundelement 1 um einen Winkel von ca. 70 Grad verdreht. Wird das Lenkelement 4 mit der Welle 13, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, verdreht und in die Position verbracht, die für den Magnethalter 10 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, so befinden sich der erste Magnet 11 und der zweite Magnet 12 genau übereinander. In dieser Position wird eine Arretierungskraft in der in 1 dargestellten und als Mittellage ausgebildeten Vorzugsstellung für das Lenkelement 4 ausgeübt.
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Die erfindungsgemäße Lenkbetätigungseinrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Die von den beiden Magneten 11, 12 gebildeten Arretierung bzw. Rastung des Lenkelements 4 in der Vorzugstellung erfolgt völlig berührungsfrei und verschleißfrei. Darüber hinaus kann der Bereich und somit der Wirkwinkel für die Arretierung durch die Erstreckung der Magnete 11, 12 auf einfache Weise verändert und eingestellt werden, wobei weiterhin der Wirkwinkel für die Arretierung klein gehalten werden kann, wenn die Magnetkraft beim Trennen der Magnete 11, 12 schnell abnimmt. Zudem kann über die Größe der Magnete 11, 12 und/oder die Größe des Luftspalts I zwischen den Magneten 11, 12 die Arretierungskraft und somit die Haltekraft in der Vorzugsstellung auf einfache Weise verändert und eingestellt werden.
