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Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit Servounterstützung, die ein in Abhängigkeit von einem Lenkgeber, insbesondere einem Lenkrad, betätigbares Lenkaggregat umfasst, das ein Servoventil zur Lenkkraftunterstützung und eine Geberpumpe umfasst.
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Bei mobilen Arbeitsmaschinen sind verschiedene Lenkkonzepte bekannt.
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Es ist bereits bekannt, zwischen dem Lenkgeber, in der Regel einem von einer Bedienperson betätigten Lenkrad, und dem zu lenkenden Rad bzw. den zu lenkenden Rädern eine mechanische Lenkübertragung vorzusehen. Die mechanische Lenkübertragung besteht beispielsweise aus einem Gestänge oder einer Kette, wobei weiterhin eine elektrische oder hydraulische Servounterstützung vorgesehen werden kann, um geringe Bedienkräfte an dem Lenkgeber zu erzielen. Die mechanische Lenkübertragung verursacht jedoch durch die mechanische Verbindung des Lenkgebers mit dem zu lenkenden Rad bzw. den zu lenkenden Rädern einen hohen Bauaufwand und einen hohen Bauraumbedarf.
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Darüber hinaus ist es bereits bei mobilen Arbeitsmaschinen bekannt, Lenkungen ohne mechanische Verbindung zwischen dem Lenkgeber und dem gelenkten Rad bzw. den gelenkten Rädern einzusetzen.
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Hierzu ist es bereits bekannt, die Lenkungseinrichtung von mobilen Arbeitsmaschinen als voll-elektrische Lenkungseinrichtung auszuführen. Bei derartigen voll-elektrischen Lenkungseinrichtungen ist zur Erfassung der Betätigung des Lenkgebers an dem Lenkgeber ein elektrischer Sensor angebaut, der mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Die elektronische Steuereinrichtung steuert einen elektrischen Aktuator an, der in der Regel als Elektromotor ausgeführt ist und mit dem das zu lenkende Rad bzw. die zu lenkenden Räder gelenkt wird. Bei einer Ausbildung der Lenkungseinrichtung als Regelung ist zusätzlich zu dem als Sollwertsensor ausgeführten Sensor an dem Lenkgeber an dem elektrischen Aktuator bzw. dem gelenkten Rad ein Sensor als Istwertgeber erforderlich zur Erfassung und Rückmeldung des Lenkeinschlags des gelenkten Rades an die elektronische Steuereinrichtung. Aufgrund der elektrischen Komponenten und insbesondere bei Ausführung des elektrischen Aktuators als Drehstrommotor, zu dessen Ansteuerung eine Leistungselektronik oder Relais erforderlich sind, weisen derartige voll-elektrische Lenkungseinrichtungen einen hohen Bauaufwand auf.
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Zudem ist es bereits bekannt, die Lenkungseinrichtung von mobilen Arbeitsmaschinen als elektro-hydraulische Lenkungseinrichtung auszuführen. Bei einer derartigen elektro-hydraulischen Lenkungseinrichtung ist zur Erfassung der Betätigung des Lenkgebers an dem Lenkgeber ein elektrischer Sensor angebaut, der mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Die elektronische Steuereinrichtung steuert ein elektrisch betätigbares, hydraulisches Lenkventil an, mit dem die Beaufschlagung eines hydraulischen Aktuators mit Druckmittel gesteuert wird. Der hydraulische Aktuator ist in der Regel als Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor ausgeführt und steht zur Betätigung mit dem zu lenkenden Rad bzw. den zu lenkenden Räder in Wirkverbindung. Bei einer Ausbildung als Regelung ist zusätzlich zu dem als Sollwertsensor ausgeführten Sensor an dem Lenkgeber an dem hydraulischen Aktuator bzw. dem gelenkten Rad ein Sensor als Istwertgeber erforderlich zur Erfassung und Rückmeldung des Lenkeinschlags des gelenkten Rades an die elektronische Steuereinrichtung.
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Ein weiterer Nachteil einer voll-elektrische Lenkungseinrichtung sowie einer elektro-hydraulischen Lenkungseinrichtung besteht darin, dass keine Notlenkungsfunktion vorgesehen ist, die bei einem Ausfall der die elektrischen bzw. elektronischen Komponenten versorgenden elektrischen Energiequelle einen weiteren Betrieb der voll-elektrische Lenkungseinrichtung bzw. der elektro-hydraulischen Lenkungseinrichtung ermöglicht. Eine derartige Notlenkungsfunktion ist jedoch für den Betrieb der Arbeitsmaschine auf öffentlichen Straßen erforderlich und gesetzlich vorgeschrieben. Für eine Notlenkungsfunktion ist bei derartigen elektrischen Lenkungseinrichtungen eine redundante elektrische Energieversorgung erforderlich, die jedoch aufwändig ist und einen hohen Bauaufwand verursacht.
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Zudem ist es bereits bekannt, die Lenkungseinrichtung von mobilen Arbeitsmaschinen als hydrostatische Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung auszuführen. Eine derartige hydrostatische Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung weist ein Lenkaggregat auf, das von dem Lenkgeber betätigt ist und eine Geberpumpe als Messpumpe sowie ein Servoventil als Lenkventil für die hydraulische Lenkkraftunterstützung umfasst. Die Geberpumpe und das Servoventil sind hierbei baulich zu dem Lenkaggregat zusammengefasst und an dem Lenkgeber bzw. einer mit dem Lenkgeber verbundenen Lenksäule angebaut, so dass die Geberpumpe und das Servoventil direkt durch die Lenkbewegung des Lenkgebers gesteuert werden. Das Servoventil steuert die Beaufschlagung eines hydraulischen Aktuators mit Druckmittel von einer Druckmittelquelle, um die Fremdkraftunterstützung und somit die Servounterstützung zu erzielen. Der hydraulische Aktuator ist in der Regel als Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor ausgeführt und steht zur Betätigung mit dem zu lenkenden Rad bzw. den zu lenkenden Räder in Wirkverbindung. Die von dem Lenkgeber mechanisch betätigte Geberpumpe ermöglicht bei einem Ausfall einer das Servoventil versorgenden Druckmittelquelle, beispielsweise einer die Lenkungseinrichtung versorgenden Hydropumpe, einen Notbetrieb.
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Bei derartigen hydrostatischen Lenkungseinrichtung weist jedoch das von der Geberpumpe und dem Servoventil gebildete Lenkaggregat einen hohen Bauraumbedarf auf und führt bei einer Anordnung an dem Lenkgeber zu einer Einschränkung der Beinfreiheit in einem Fahrerarbeitsplatz der Arbeitsmaschine, die insbesondere das Ein- und Aussteigen der Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz erschwert. Bei einer Betätigung des Lenkaggregats durch eine mit dem Lenkgeber in Verbindung stehenden Lenksäule ist eine Anordnung des Lenkaggregats unterhalb einer Bodenplatte des Fahrerarbeitsplatzes möglich. Die Lenksäule mit einer entsprechenden Betätigungswelle zur Betätigung des Lenkaggregats durch den Lenkgeber führt jedoch ebenfalls zu einer Einschränkung der Beinfreiheit für die Bedienperson, da die Lenksäule aus Kostengründen in der Regel ohne Umlenkung ausgeführt wird. Um eine verbesserte Beinfreiheit für den Aus- und Einstieg der Bedienperson zu erzielen und eine Behinderung des Aus- und Einstiegs durch die Lenksäule für die Bedienperson zu verringern, wird daher die Lenksäule als verstellbare bzw. verschwenkbare Lenksäule ausgebildet. Dabei hat es sich jedoch gezeigt, dass von der Bedienperson die verstellbare Lenksäule mit dem Lenkgeber oftmals weiter vorn eingestellt wird als ergonomisch optimal wäre. Ein weiterer Nachteil bekannter hydrostatischer Lenkungseinrichtungen besteht darin, dass an das Lenkaggregat eine hohe Anzahl von Druckmittelleitungen angeschlossen ist. Bekannte Lenkaggregate weisen zumindest vier an das Lenkaggregat angeschlossene Druckmittelleitungen auf, nämlich eine mit einer Pumpe in Verbindung stehende Druckmittelleitung, eine mit einem Behälter verbundende Druckmittelleitung und zwei zu dem hydraulischen Aktuator geführte Druckmittelleitungen. Bei einer Ausführung der hydraulischen Lenkungseinrichtung als Load-Sensing gesteuerte Lenkungseinrichtung ist zusätzlich zu diesen vier Druckmittelleitungen eine Lastdruckmeldeleitung an das Lenkaggregat angeschlossen. Diese hohe Anzahl von an das Lenkaggregat angeschlossenen Druckmittelleitungen vergrößert den Bauraumbedarf weiterhin und stellt aufgrund der Steifigkeit der Druckmittelleitungen für eine Verstellung bzw. Verschwenkung des Lenkrades bzw. der Lenksäule, um das Lenkrad in eine ergonomisch günstige Arbeitsposition einstellen zu können, ein großes Hindernis dar. Bei bekannten hydrostatischen Lenkungseinrichtungen ist das von der Geberpumpe und dem Servoventil bestehende Lenkaggregat weiterhin in unmittelbarer Nähe der Bedienperson der mobilen Arbeitsmaschine angeordnet. Die von dem Lenkaggregat emittierten hydraulischen Geräusche werden daher von der Bedienperson als störend empfunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere ein Flurförderzeug, mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Beinfreiheit in einem Fahrerarbeitsplatz aufweist und hinsichtlich der als störend empfundenen Geräuschemissionen des Lenkaggregats verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lenkaggregat in aufgelöster Bauweise ausgeführt ist, wobei die Geberpumpe an dem Lenkgeber angebaut ist und das Servoventil räumlich getrennt von der Geberpumpe und dem Lenkgeber angeordnet ist. Die Ausführung des Lenkaggregats in aufgelöster Bauweise ermöglicht es, die klein bauende Geberpumpe direkt an dem Lenkgeber anzuordnen und innerhalb des Fahrerarbeitsplatzes anzuordnen und das groß bauende Servoventil für die Lenkkraftunterstützung räumlich getrennt von dem Lenkgeber und der Geberpumpe außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes der Arbeitsmaschine an einem ergonomisch unschädlichen Einbauort der Arbeitsmaschine anzuordnen und einzubauen. Die Geberpumpe kann hierbei unmittelbar unterhalb des Lenkgebers angeordnet werden, wobei aufgrund des kleinen Bauvolumens der Geberpumpe keine nachteilige Verringerung der Beinfreiheit des Fahrerarbeitsplatzes auftritt und ein ergonomisch günstiger Ein- und Ausstieg für eine Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz erzielt wird. Die erfindungsgemäße Anordnung, bei der an dem Lenkgeber lediglich die Geberpumpe des Lenkaggregats angeordnet ist und das Servoventil des Lenkaggregats von dem Lenkgeber räumlich getrennt angeordnet ist und somit lediglich die Geberpumpe im Fahrerarbeitsplatz angeordnet ist und das Servoventil außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes angeordnet werden kann, ergibt weiterhin eine verringerte Geräuschemission im Fahrerarbeitsplatz, da das außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes anordnenbare Servoventil maßgeblich die als störend empfundenen Geräusche verursacht.
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Die Ausführung des Lenkaggregats in aufgelöster Bauweise ermöglicht es, das groß bauende und die maßgeblichen störenden Geräusche des Lenkaggregats verursachende Servoventil für die Lenkkraftunterstützung räumlich getrennt von dem Lenkgeber und der Geberpumpe außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes der Arbeitsmaschine an einem ergonomisch unschädlichen Einbauort der Arbeitsmaschine anzuordnen und einzubauen. Derartige Einbauorte, an denen das Servoventil des Lenkventils den Ein- und Ausstieg der Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz nicht behindert und die von dem Servoventil emittierten Geräusche von der Bedienperson nicht als störend empfunden werden, ergeben sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung das Servoventil in einem Aggregatraum der Arbeitsmaschine oder einem Gegengewicht einer als Flurförderzeugs ausgebildeten Arbeitsmaschine oder an einer Lenkachse der Arbeitsmaschine angeordnet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Geberpumpe mittels zweier Druckmittelleitungen an einen von dem Servoventil gesteuerten hydraulischen Nehmeraktuator der Lenkungseinrichtung angeschlossen, mittels dem zumindest ein lenkbares Rad der Arbeitsmaschine lenkbar ist. Ein wesentlicher Vorteil der Ausführung des Lenkaggregats in aufgelöster Bauweise besteht darin, dass an die an dem Lenkgeber angeordnete Geberpumpe lediglich zwei Druckmittelleitungen angeschlossen werden müssen, die mit dem Nehmeraktuator, beispielsweise einem Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor, in Verbindung stehen. Die an die Geberpumpe angeschlossenen Druckmittelleitungen können hierbei als Schlauchleitungen oder Rohrleitungen ausgebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Lenkaggregats in aufgelöster Bauweise sind somit gegenüber hydrostatischen Lenkungseinrichtungen des Standes der Technik an dem Lenkgeber deutlich weniger Druckmittelleitungen vorhandenen, wodurch sich ein geringer Bauraumbedarf der Lenkungseinrichtung im Bereich des Lenkgebers und des Fahrerarbeitsplatzes ergibt. Zudem kann durch die verringerte Anzahl von Druckmittelleitungen an der Geberpumpe, die an dem Lenkgeber angeordnet ist, eine Verstellung und/oder Verschwenkung des Lenkgebers, um eine optimale ergonomische günstige Einstellung des Lenkgebers an die Bedürfnisse einer Bedienperson zu ermöglichen, mit verringertem konstruktiven Bauaufwand umgesetzt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Lenkungseinrichtung ist aufgrund der aufgelösten Bauweise des Lenkaggregats eine zur mechanischen Betätigung des Servoventils durch den Lenkgeber alternative Betätigung des Servoventils vorzusehen. Eine einfache Betätigung des Servoventils ist hierbei erzielbar, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Servoventil in Abhängigkeit von dem an dem Nehmeraktuator und/oder den in den Druckmittelleitungen bei einer Betätigung des Lenkgebers anstehenden Lastdruck betätigbar ist. Bei einer Betätigung des Lenkgebers wird über die Geberpumpe ein entsprechender Lastdruck in den Druckmittelleitungen bzw. an dem Nehmeraktuator aufgebaut. Durch die Load-Sensing Betätigung des Servoventils in Abhängigkeit von dem am Nehmeraktuator bzw. in den Druckmittelleitungen anstehenden Lastdruck kann hierbei auf einfache Weise bei einer Betätigung des Lenkgebers und somit der Geberpumpe das Servoventil entsprechend betätigt werden, um die hydraulische Lenkkraftunterstützung zu erzielen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Servoventil hydraulisch in Abhängigkeit von dem Lastdruck betätigbar.
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Eine derartige hydraulische Betätigung des Servoventils ist auf einfache Weise erzielbar, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Servoventil mit hydraulischen Betätigungseinrichtungen betätigbar ist, die von dem Lastdruck beaufschlagt sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zur Betätigung des Servoventils die Betätigungseinrichtungen mittels jeweils einer Steuerleitung an die Druckmittelleitungen angeschlossen. Hierdurch kann bei einer Betätigung des Lenkgebers und somit der Geberpumpe auf einfache Weise der Lastdruck in den Druckmittelleitungen genutzt werden, um das Servoventil zur Lenkkraftunterstützung entsprechend hydraulisch anzusteuern und zu betätigen.
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Gemäß einer alternativen und vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Servoventil elektrisch in Abhängigkeit von dem Lastdruck betätigbar ist.
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Eine derartige elektro-hydraulische Betätigung des Servoventils ist auf einfache Weise erzielbar, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Erfassung des Lastdruckes mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist, der mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung steht, und das Servoventil mit zumindest einer elektrischen Betätigungseinrichtung betätigbar ist, die zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist hierzu jeweils ein Drucksensor den Druckmittelleitungen zugeordnet. Bei einer Betätigung des Lenkgebers und somit der Geberpumpe kann hierbei auf einfache Weise der Lastdruck in den Druckmittelleitungen erfasst werden, um das Servoventil zur Lenkkraftunterstützung entsprechend elektrisch anzusteuern und zu betätigen.
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Um eine unerwünschte Rückwirkung des an dem Nehmeraktuator anstehenden hydraulischen Lenkdruckes auf die Geberpumpe zu vermeiden, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass den Druckmittelleitungen eine Ventileinrichtung zugeordnet ist, die in einer ersten Steuerstellung die Geberpumpe mit dem hydraulischen Nehmeraktuator verbindet und in einer zweiten Steuerstellung die Geberpumpe in einem Kurzschluss betreibt und von dem hydraulischen Nehmeraktuator trennt. Die Ventileinrichtung stellt somit ein Umschaltventil dar, das in der zweiten Steuerstellung eine Kurzschlussfunktion und eine Absperrfunktion für die Geberpumpe aufweist. In der zweiten Steuerstellung der Ventileinrichtung kann somit die Rückwirkung des an dem Nehmeraktuator anstehenden hydraulischen Lenkdruckes auf die Geberpumpe vermieden werden. In der ersten Steuerstellung der Ventileinrichtung wird ein Notbetrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung durch die von dem Lenkgeber mechanisch betätigte Geberpumpe ermöglicht.
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Vorteilhafterweise ist die Ventileinrichtung von einer Federeinrichtung in die erste Steuerstellung und in Abhängigkeit von dem an dem Nehmeraktuator und/oder dem in den Druckmittelleitungen anstehenden Lastdruck in die zweite Steuerstellung betätigbar ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass im normalen Betrieb der Lenkungseinrichtung die Ventileinrichtung in die zweite Steuerstellung betätigt ist und bei einer Funktionsstörung von der Federeinrichtung in die erste Steuerstellung betätigt wird, in der ein Notbetrieb der Lenkungseinrichtung über die von dem Lenkgeber mechanisch betätigte Geberpumpe ermöglicht wird.
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Die Ventileinrichtung kann hierzu mittels einer hydraulischen Betätigungseinrichtung oder einer elektrischen Betätigungseinrichtung in die zweite Steuerstellung betätigbar sein.
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Zweckmäßigerweise sind die Steuerleitungen oder die Drucksensoren den Druckmittelleitungen zwischen der Geberpumpe und der Ventileinrichtung zugeordnet. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Servoventil in der zweiten Steuerstellung der Ventileinrichtung bei einer Betätigung der Geberpumpe durch den Lenkgeber von dem in den Druckmittelleitungen erzeugten Lastdruck betätigt werden kann, um die Lenkkraftunterstützung zu erzielen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einer in der zweiten Steuerstellung vorhandenen Kurzschlussverbindung eine Drosseleinrichtung wirksam. Mit einer derartigen Drosseleinrichtung wird ermöglicht, dass das Servoventil proportional zur Betätigungsgeschwindigkeit des Lenkgebers gesteuert wird.
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Sofern gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Drosseleinrichtung verstellbar ausgeführt ist, werden weitere Vorteile erzielt und ermöglicht, die Lenkübersetzung der hydrostatischen Lenkungseinrichtung an die Fahrsituation der Arbeitsmaschine anzupassen. Die Drosseleinrichtung kann hierbei in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Arbeitsmaschine verstellt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, um die Lenkübersetzung zu verändern. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Geberpumpe als Zahnradpumpe, insbesondere Zahnringpumpe, ausgebildet. Eine derartige Zahnradpumpe, beispielsweise eine auch als Gerotorpumpe bezeichnete Zahnringpumpe, weist eine flache Bauweise auf und kann aufgrund des geringen Bauraumbedarfs unmittelbar unterhalb des Lenkgebers angeordnet werden, ohne die Beinfreiheit im Fahrerarbeitsplatz zu verringern oder den Ein- und Ausstieg der Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz zu behindern.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der mit der Geberpumpe versehene Lenkgeber in einem Fahrerarbeitsplatz der Arbeitsmaschine oberhalb eines Beinraums für eine Bedienperson angeordnet. Aufgrund der flachen Bauweise einer als Zahnradpumpe, bevorzugt als Zahnringpumpe, ausgeführten Geberpumpe kann die Geberpumpe in den Bauraum oberhalb der Knie einer Bedienperson und somit oberhalb des Beinbereichs im Fahrerarbeitsplatz sowie unterhalb des Lenkgebers angeordnet werden. Gegenüber bekannten hydrostatischen Lenkungseinrichtungen, bei denen das von dem Servoventil und der Geberpumpe bestehenden Lenkaggregat unterhalb des Lenkrades angeordnet sind, kann mit der erfindungsgemäßen aufgelösten Bauweise des Lenkaggregats, wobei die Geberpumpe ohne des Servoventil unterhalb des Lenkgebers angeordnet ist, eine signifikant verbesserte Beinfreiheit für die Bedienperson erzielt werden und eine Behinderung des Bedienperson beim Aus- und Einstieg in den Fahrerarbeitsplatz vermieden werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
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1 eine erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine in einer Seitenansicht,
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2 einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung der Arbeitsmaschine und
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3 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung der Arbeitsmaschine.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine 1 dargestellt, insbesondere ein Flurförderzeug, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gegengewichtsgabelstapler ausbildet ist.
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Das Flurförderzeug weist einen Fahrzeugkörper 2 auf, der von einem Fahrzeugrahmen 3 und einem im heckseitigen Bereich am Fahrzeugrahmen 3 angeordneten Gegengewicht 4 gebildet ist. Das Flurförderzeug stützt sich mit Vorderrädern 5, die bevorzugt mittels eines Fahrantriebs angetrieben sind, sowie mit zumindest einem als gelenktes Rad 6 ausgebildeten Hinterrad auf einer Fahrbahn ab.
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Im frontseitigen Bereich ist weiterhin ein Hubgerüst 7 dargestellt, an dem ein Lastaufnahmemittel 8 annehmbar und absenkbar angeordnet ist.
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Ein Fahrerarbeitsplatz 10 ist von einem auf dem Fahrzeugkörper 3 aufgesetzten Fahrschutzdach 11 begrenzt. In dem Fahrerarbeitsplatz 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fahrersitz 12 für eine Bedienperson angeordnet. Der Fahrersitz 12 ist auf einer Haube 13 angeordnet, die einen innerhalb des Fahrzeugkörpers 2 ausgebildeten Aggregateraum nach oben abdeckt. Weiterhin ist eine Bodenplatte 14 dargestellt, auf die eine auf dem Fahrersitz 12 sitzende Bedienperson die Füße abstellen kann.
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In dem Fahrerarbeitsplatz 10 sind die für die Bedienung des Flurförderzeugs durch die auf dem Fahrersitz 12 sitzende Bedienperson erforderlichen Bedienelemente angeordnet. Zu diesem gehören eine Fahrpedaleinrichtung zur Steuerung des Antriebs und einer Bremsanlage, sowie ein oder mehrere Bedienelemente zur Steuerung einer Arbeitshydraulik, mit der die Bewegungen des Lastaufnahmemittels 8 gesteuert werden können.
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Das erfindungsgemäße Flurförderzeug ist zum Lenken des gelenken Rades 6 mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung 20 mit hydraulischer Servounterstützung versehen, deren Aufbau in den Schaltplänen der 2 und 3 näher dargestellt ist.
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Geberseitig weist die erfindungsgemäße hydrostatische Lenkungseinrichtung 20 einen Lenkgeber 21 auf, der zur Betätigung durch die Bedienperson innerhalb des Fahrerarbeitsplatzes 10 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lenkgeber 21 als Lenkrad 22 ausgebildet. Nehmerseitig weist die hydrostatische Lenkungseinrichtung 20 einen hydraulischen Nehmeraktuator 23 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hydraulikzylinder 24 ausgebildet ist und mit dem mindestens einen gelenkten Rad 6 zu dessen Lenkung in Wirkverbindung steht. Der Hydraulikzylinder 24 ist beispielsweise an einer Lenkachse der Arbeitsmaschine angeordnet.
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Die hydrostatische Lenkungseinrichtung 20 mit hydraulischer Servounterstützung, deren Aufbau in den 2 und 3 näher dargestellt ist, weist weiterhin ein in Abhängigkeit von dem Lenkgeber 21 betätig bares Lenkaggregat 25 auf, das ein Servoventil 26 zur Erzeugung der hydraulischen Lenkkraftunterstützung und somit der hydraulischen Hilfskraft sowie eine Geberpumpe 27 umfasst.
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Das die Funktion eines Lenkventils aufweisende Servoventil 26 ist an eine Förderleitung 30 einer als Hydropumpe 31 ausgebildeten hydraulischen Druckmittelquelle angeschlossen, die von einem Antriebsmotor 32 angetrieben ist. Weiterhin ist das Servoventil 26 an eine zu einem Behälter 33 geführte Behälterleitung 34 angeschlossen. Der als doppeltwirkender Lenkzylinder ausgebildete Hydraulikzylinder 24 ist als Gleichgangzylinder ausgebildet und weist einen ersten Steuerdruckraum 35a und einen zweiten Steuerdruckraum 35b auf. Der erste Steuerdruckraum 35a steht mittels einer ersten Druckmittelleitung 36a und der zweite Steuerdruckraum 35b mittels einer zweiten Druckmittelleitung 36b mit dem Servoventil 26 in Verbindung. Bei einer Betätigung des Servoventils 26 bei einer Lenkanforderung wird von dem Servoventil 26 ein hydraulischer Steuerpfad von der Hydraulikpumpe 31 zu dem Steuerdruckraum 35a bzw. 35b und von dem Steuerdruckraum 35b bzw. 35a zu dem Behälter 33 gesteuert, so dass über die Hydraulikpumpe 31 und das betätigte Servoventil 26 eine hydraulische Lenkkraftunterstützung erfolgt.
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Die Hydraulikpumpe 31 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel zur gleichzeitigen Versorgung einer Arbeitshydraulik 40 und der hydraulischen Lenkungseinrichtung 20 der Arbeitsmaschine.
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Die Hydraulikpumpe 31 ist im offenen Kreislauf betrieben und saugt Druckmittel aus dem Behälter 33 an und fördert dieses in eine Förderleitung 41, in der zur bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 20 ein Prioritätsventil 42 angeordnet ist. Von dem Prioritätsventil 42 führt die Förderleitung 30 zu dem Servoventil 26 der Lenkungseinrichtung 20 als vorrangig mit. Druckmittel versorgten Verbraucher. Das Prioritätsventil 42 ist bevorzugt mittels einer Feder 43 und dem in einer Lastdruckmeldeleitung 44 anstehenden Lastdruck der Lenkungseinrichtung 20 in Richtung einer die Förderleitung 41 mit der Förderleitung 30 zur bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 20 verbindenden Stellung 42a beaufschlagbar. Der Abgriff des an dem Nehmeraktuator 23 anstehenden Lastdruckes, der in die Lastdruckmeldeleitung 44 gemeldet wird, erfolgt an dem Servoventil 26. Mittels des in der Förderleitung 30 anstehenden Förderdruckes ist das Prioritätsventil 42 in Richtung einer Stellung 42b beaufschlagbar, in der die Förderleitung 41 mit der zur Lenkungseinrichtung 20 geführten Förderleitung 30 und einer zu der Arbeitshydraulik 40 geführten Förderleitung 45 verbunden ist.
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Die Arbeitshydraulik 40 umfasst bei einem als Gabelstapler ausgebildeten Flurförderzeug mehrere hydraulische Verbraucher, beispielsweise einen Hubantrieb für das Lastaufnahmemittel 8, einen Neigeantrieb für das Hubgerüst 7 und in entsprechenden Varianten einen oder mehrere Zusatzverbraucher, beispielsweise eine Seitenschiebereinrichtung für das Lastaufnahmemittel 8.
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Bei der hydrostatischen Lenkungseinrichtung 20 ist erfindungsgemäß das von dem Servoventil 26 und der Geberpumpe 27 gebildete Lenkaggregat 25 in aufgelöster Bauweise ausgeführt, bei der die Geberpumpe 27 und das Servoventil 26 voneinander räumlich getrennt sind.
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Die hydraulische Geberpumpe 27 ist an dem Lenkgeber 21 angeordnet und steht mit dem Lenkgeber 21 zum Antrieb trieblich in Verbindung. Wie in Verbindung mit der 1 ersichtlich ist, ist die Geberpumpe 27 unterhalb des Lenkgebers 21 angeordnet. Die Geberpumpe 27 ist bevorzugt als flach bauende Zahnradpumpe, insbesondere Zahnringpumpe, ausgebildet. Der mit der Geberpumpe 27 versehene Lenkgeber 21 ist in dem Fahrerarbeitsplatz 10 angeordnet. Der mit der Geberpumpe 27 versehene Lenkgeber 21 ist hierbei in dem Fahrerarbeitsplatz 10 in vertikaler Richtung oberhalb eines durch die gestrichelte Linie verdeutlichten Beinraums B einer auf dem Fahrersitz 12 sitzenden Bedienperson angeordnet.
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Das Servoventil 26 ist in einem Ventilgehäuse 50 angeordnet und räumlich getrennt von dem Lenkgeber 21 und der Geberpumpe 27 außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes 10 an einem ergonomisch unschädlichen Einbauort der Arbeitsmaschine angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventilgehäuse 50 im Aggregateraum des Flurförderzeugs angeordnet. Das Ventilgehäuse 50 kann hierbei zusammen mit den Steuerventilen der Arbeitshydraulik zu einem Ventilblock zusammengefasst sein.
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In dem Ventilgehäuse 50 sind zur Absicherung der Lenkungseinrichtung 20 den Druckmittelleitungen 36a, 36b zugeordnete Druckbegrenzungsventile 51a, 51b und Nachsaugeventile 52a, 52b angeordnet. Die Druckbegrenzungsventile 51a, 51b stehen ausgangsseitig und die Nachsaugeventile 52a, 52b eingangsseitig mit der Behälterleitung 34 in Verbindung. Weiterhin ist in dem Ventilgehäuse 50 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Druckbegrenzungsventil 53 angeordnet, das der Lastdruckmeldeleitung 44 zugeordnet ist.
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Die in beide Drehrichtungen betreibbare Geberpumpe 27 ist mittels zweier Druckmittelleitungen 55a, 55b an den von dem Servoventil 26 gesteuerten hydraulischen Nehmeraktuator 23 angeschlossen. Die Druckmittelleitung 55a ist hierbei mit dem Steuerdruckraum 35a und die Druckmittelleitung 55b mit dem Steuerdruckraum 35b verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckmittelleitung 55a an die von dem Servoventil 26 zu dem Steuerdruckraum 35a geführte Druckmittelleitung 36a und die Druckmittelleitung 55b an die von dem Servoventil 26 zu dem Steuerdruckraum 35b geführte Druckmittelleitung 36b angeschlossen.
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Das Servoventil 26 des in aufgelöster Bauweise ausgeführten Lenkaggregats 25 ist in Abhängigkeit von dem in den Druckmittelleitungen 55a bzw. 55b bei einer Betätigung des Lenkgebers 21 und somit der Geberpumpe 27 anstehenden Lastdruck betätigbar. Die Ansteuerung des Servoventils 26 erfolgt somit durch eine Load-Sensing Ansteuerung in Abhängigkeit von dem Lastdruck in den an die Geberpumpe 27 angeschlossenen Druckmittelleitungen 55a, 55b.
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Gemäß der 2 ist hierzu das Servoventil 26 hydraulisch betätigt. In der 2 ist das Servoventil 26 als hydraulisch betätigbares Proportionalventil ausgebildet. Das Servoventil 26 ist zur Betätigung in beide Betätigungsrichtungen und somit zur Betätigung in entsprechende, in der 2 oben und unten dargestellte Steuerstellungen, in denen ein hydraulischer Steuerpfad von der Hydraulikpumpe 31 zu dem Steuerdruckraum 35a bzw. 35b und von dem Steuerdruckraum 35b bzw. 35a zu dem Behälter 33 zur Erzeugung einer Lenkkraftunterstützung gesteuert wird, mit hydraulischen Betätigungseinrichtungen 60a, 60b versehen, die von dem Lastdruck in den Druckmittelleitungen 55a bzw. 55b beaufschlagt sind. An die Betätigungseinrichtung 60a ist hierzu eine von der Druckmittelleitung 55a abzweigende Steuerleitung 61a geführt, so dass bei einem in der Druckmittelleitung 55a anstehenden Lastdruck das Servoventil 26 mittels der Betätigungseinrichtung 60a in eine Steuerstellung betätigt wird, in der die Druckmittelleitung 36a mit der Förderleitung 30 und die Druckmittelleitung 36b mit der Behälterleitung 34 verbunden ist, um in der Druckmittelleitung 36a die gewünschte Lenkkraftunterstützung zu erzielen. Entsprechend ist an die Betätigungseinrichtung 60b eine von der Druckmittelleitung 55b abzweigende Steuerleitung 61b geführt, so dass bei einem in der Druckmittelleitung 55b anstehenden Lastdruck das Servoventil 26 mittels der Betätigungseinrichtung 60b in eine Steuerstellung betätigt wird, in der die Druckmittelleitung 36b mit der Förderleitung 30 und die Druckmittelleitung 36a mit der Behälterleitung 34 verbunden ist, um in der Druckmittelleitung 36b die gewünschte Lenkkraftunterstützung zu erzielen.
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Gemäß der 3, in der gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, ist zur Betätigung des Servoventils 26 in Abhängigkeit von dem in den Druckmittelleitungen 55a, 55b bei einer Betätigung des Lenkgebers 21 und somit der Geberpumpe 27 anstehenden Lastdruck das Servoventil 26 elektrisch bzw. elektro-hydraulisch betätigt.
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Zur Erfassung des in der Druckmittelleitung 55a bzw. 55b anstehenden Lastdruckes sind entsprechende Drucksensoren 70a, 70b vorgesehen, die mit einer elektronischen Steuereinrichtung 71 in Verbindung stehen. Der Drucksensor 70a ist hierbei der Druckmittelleitung 55a und der Drucksensor 70b der Druckmittelleitung 55b zugeordnet. Das Servoventil 26 mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung 72 betätigbar, die zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 71 in Wirkverbindung steht. Die elektrische Betätigungseinrichtung 72 ist hierbei derart ausgeführt, dass das Servoventil 26 in beide Steuerstellungen betätigt werden kann, um wahlweise durch die Verbindung der Förderleitung 30 mit einer der beiden Druckmittelleitungen 36a bzw. 36b die hydraulische Lenkkraftunterstützung in dem entsprechenden Steuerdruckraum 35a bzw. 35b des Hydraulikzylinders 24 zu erzielen.
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In den 2 und 3 ist weiterhin den Druckmitteleitungen 55a, 55b eine Ventileinrichtung 80 zugeordnet, die als Umschaltventil mit einer Kurzschlussfunktion und einer Absperrfunktion ausgebildet ist. Die Ventileinrichtung 80 weist eine erste Steuerstellung 80a auf, in der die Druckmittelleitungen 55a, 55b an die Druckmittelleitungen 36a, 36b angeschlossen sind und somit die Geberpumpe 27 mit dem hydraulischen Nehmeraktuator 23 verbunden ist. Die Ventileinrichtung 80 weist eine zweite Steuerstellung 80b auf, in der die Geberpumpe 27 in einem hydraulischen Kurzschluss betrieben ist und die Verbindung zu dem hydraulischen Nehmeraktuator 23 abgesperrt ist. In der zweiten Schaltstellung 80b sind hierzu mit der Geberpumpe 27 in Verbindung stehenden Abschnitte der Druckmittelleitungen 55a, 55b mittels einer Kurzschlussverbindung 81 miteinander verbunden. Die mit dem Nehmeraktuator 23 in Verbindung stehenden Abschnitte der Druckmittelleitungen 55a, 55b sind mittels jeweils eines Sperrventils 82a, 82b, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als Rückschlagventil ausgebildet ist, in der zweiten Steuerstellung 80b abgesperrt.
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Die Steuerleitungen 61a, 61b der 2 bzw. die Drucksensoren 70a, 70b der 3 sind den Druckmittelleitungen 55a, 55b zwischen der Geberpumpe 26 und der Ventileinrichtung 80 zugeordnet und an die mit der Geberpumpe 27 in Verbindung stehenden Abschnitte der Druckmittelleitungen 55a, 55b angeschlossen.
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In der Kurzschlussverbindung 81 ist weiterhin eine Drosseleinrichtung 84 wirksam. Die Drosseleinrichtung 84 kann verstellbar ausgeführt sein und in Abhängigkeit von einem oder mehreren Betriebsparametern der Arbeitsmaschine, beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit, verstellt werden, um eine Anpassbarkeit der Lenkübersetzung an die Fahrsituation der Arbeitsmaschine zu ermöglichen.
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Die Ventileinrichtung 80 ist von einer Federeinrichtung 85 in die erste Steuerstellung 80a und in Abhängigkeit von dem an dem Nehmeraktuator 23 und/oder dem in den Druckmittelleitungen 55a, 55b anstehenden Lastdruck in die zweite Steuerstellung 80b betätigbar.
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In der 2 ist die Ventileinrichtung 80 hydraulisch betätigbar und hierzu mittels einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 86 in die zweite Steuerstellung 80b betätigbar. Die Betätigungseinrichtung 86 ist mittels einer Steuerleitung 87 an die Lastdruckmeldeleitung 44 angeschlossen, in der bei betätigtem Servoventil 26 der Lastdruck des Nehmeraktuators 23 ansteht.
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In der 3 ist die Ventileinrichtung 80 elektrisch betätigbar und hierzu mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 88 in die zweite Steuerstellung 80b betätigbar. Zur Ansteuerung der Ventileinrichtung 80 in Abhängigkeit von dem mittels des Drucksensors 70a bzw. 70b erfassten Lastdruck steht die Betätigungseinrichtung 88 mit der elektronischen Steuereinrichtung 71 in Verbindung.
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Die Ventileinrichtung 80 ist bevorzugt im Bereich des Ventilgehäuses 50 angeordnet oder in das Ventilgehäuse 50 eingebaut.
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Die erfindungsgemäße aufgelöste Bauweise des Lenkaggregats 25 weist eine Reihe von Vorteilen auf.
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Die aufgelöste Bauweise des Lenkaggregats 25 ermöglicht es, die Geberpumpe 27 ohne das Servoventil 26 für die Lenkkraftunterstützung unmittelbar an dem Lenkgeber 21 anzuordnen und das Servoventil 26 räumlich getrennt von dem Lenkgeber 21 anzuordnen. Bei einer flach bauenden Bauweise der Geberpumpe 27, beispielsweis einer als Zahnringpumpe ausgebildeten Zahnradpumpe, ist der Einbauraum im Fahrerarbeitsplatz 10 oberhalb des Beinraums B und unterhalb des Lenkgebers 21 für den Einbau der Geberpumpe 27 ausreichend. Die unterhalb des Lenkgebers 21 angeordnete Geberpumpe 27 führt somit zu keiner Beeinträchtigung des Beinraums B und der Beinfreiheit einer auf dem Fahrersitz 12 sitzenden Bedienperson und weiterhin zu keiner Beeinträchtigung der Bedienperson beim Aus- und Einsteigen der Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz 10.
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Weiterhin sind an die Geberpumpe 27 lediglich die beiden Druckmittelleitungen 55a, 55b angeschlossen, so dass sich ein geringer Platzbedarf für die Geberpumpe 27 und die Druckmittelleitungen 55a, 55b im Fahrerarbeitsplatz 10 ergibt, wodurch sich weitere Vorteile hinsichtlich der Beinfreiheit und des ungehinderten Aus- und Einstiegs der Bedienperson in den Fahrerarbeitsplatz 10 ergeben. Weiterhin kann durch die geringe Anzahl von Druckmittelleitungen 55a, 55b im Falle einer verstellbaren bzw. verschwenkbaren Anordnung des Lenkgebers 21 die Verstellung für die Verstellbewegungen und/oder Verschwenkbewegungen des Lenkgebers 21 konstruktiv einfach aufgebaut werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der aufgelösten Bauweise des Lenkaggregats 25 besteht darin, dass das Servoventil 26, das mit der Hydraulikpumpe 31 verbunden ist und maßgeblich die störenden Geräusche des Lenkaggregats 25 emittiert, außerhalb des Fahrerarbeitsplatzes 10 an einem geeigneten Einbauort angeordnet werden kann, an dem die von dem Servoventil 26 verursachten Geräusche von der im Fahrerarbeitsplatz 10 befindlichen Bedienperson nicht mehr als störend empfunden werden. Durch die aufgelöste Bauweise des Lenkaggregats 25 können somit die Geräuschemissionen der Lenkungseinrichtung 20 im Fahrerarbeitsplatz 10 verringert werden.
