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Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hydraulikpumpenaggregat, das einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, einer Steuerung zur Ansteuerung des Antriebsmotors, einem Hubzylinder zum Anheben eines Lasttragmittels, einem Steuerventil, über das der Hubzylinder mit Druckmittel versorgbar ist, einer Verbindungsleitung, die das Steuerventil mit einer Druckseite der Hydraulikpumpe verbindet, und einem Betätigungselement zum Auslösen eines Hubvorgangs.
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Wird bei herkömmlichen Flurförderzeugen dieser Bauart das Betätigungselement betätigt, steuert die Steuerung den Antriebsmotor an, sodass das Druckmittel von dem Hydraulikpumpenaggregat durch die Verbindungsleitung und das Steuerventil in den Hubzylinder gepumpt wird. Der für das Anheben des Lasttragmittels erforderliche Volumenstrom wird unmittelbar von dem Hydraulikpumpenaggregat zur Verfügung gestellt. Das Hydraulikpumpenaggregat ist so ausgelegt, dass der für eine Sollgeschwindigkeit des Hubvorgangs benötigte Volumenstrom mit einem zum Anheben des Lasttragmittels mit maximaler Last erforderlichen Druck bereitgestellt werden kann.
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Beim Betrieb eines so dimensionierten Hydraulikpumpenaggregats entstehen Betriebsgerausche, die unter bestimmten Einsatzbedingungen als störend empfunden werden können, insbesondere in Bereichen mit Kundenverkehr oder in insgesamt geräuscharmen Kommissionierlägern. Eine Geräuschreduzierung durch zusätzliche Dämmmaßnahmen ist nur bedingt möglich.
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Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art oder einen Schleppverband mit einem Schlepper und mindestens einem Anhänger zur Verfügung zu stellen, das bzw. der mit geringeren Betriebsgeräuschen betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch das Flurförderzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.
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Das Flurförderzeug hat
- • ein Hydraulikpumpenaggregat, das einen elektrischen Antriebsmotor aufweist,
- • eine Steuerung zur Ansteuerung des Antriebsmotors,
- • einen Hubzylinder zum Anheben eines Lasttragmittels,
- • ein Steuerventil, über das der Hubzylinder mit Druckmittel versorgbar ist,
- • eine Verbindungsleitung, die das Steuerventil mit einer Druckseite der Hydraulikpumpe verbindet, und
- • ein Betätigungselement zum Auslösen eines Hubvorgangs, wobei
- • ein Druckspeicher mit der Verbindungsleitung verbunden ist und
- • die Steuerung dazu ausgebildet ist, den Antriebsmotor unabhängig von einer Betätigung des Betätigungselements anzusteuern.
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Das Betätigungselement kann insbesondere eine Schaltwippe sein, mit der ein Benutzer das Heben und Senken des Lasttragmittels steuert. Durch Betätigen des Betätigungselements in eine bestimmte Richtung kann ein Hubvorgang ausgelöst werden, sodass das Lasttragmittel angehoben wird.
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Das für den Hubvorgang benötigte Druckmittel wird dem Hubzylinder über das Steuerventil aus der Verbindungsleitung zur Verfügung gestellt. Bei der Erfindung ist mit dieser Leitung ein Druckspeicher verbunden, in dem Druckmittel mit dem für einen Hubvorgang erforderlichen Druck gespeichert werden kann. Dementsprechend kann das Druckmittel für den Hubvorgang nicht nur unmittelbar von dem Hydraulikpumpenaggregat, sondern vollständig oder teilweise aus dem Druckspeicher zur Verfügung gestellt werden. Der Druckspeicher, ebenfalls bezeichnet als Hydraulikspeicher, kann beispielsweise ein Membranspeicher, ein Blasenspeicher, ein Kolbenspeicher, ein Metallbalgspeicher oder ein Federspeicher sein.
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Außerdem kann der Antriebsmotor von der Steuerung unabhängig von einer Betätigung des Betätigungselements angesteuert werden. Dies ermöglicht es der Steuerung, durch geeignetes Ansteuern des Antriebsmotors den für einen Hubvorgang erforderlichen Druck in dem Druckspeicher bereits vor einer Betätigung des Betätigungselements aufzubauen. Der Betrieb des Pumpenaggregats wird dadurch von dem einzelnen Hubvorgang entkoppelt. So lange der für den Hubvorgang erforderliche Volumenstrom allein aus dem Druckspeicher bereitgestellt werden kann, braucht das Hydraulikpumpenaggregat überhaupt nicht betrieben zu werden, was die Geräuschentwicklung wesentlich reduziert.
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Um den Druckspeicher wieder zu füllen, kann das Hydraulikpumpenaggregat mit relativ geringer Leistung betrieben werden. Der dabei geförderte, relativ geringe Volumenstrom des Hydraulikpumpenaggregats reicht aus, um den Druckspeicher bis zum nächsten Hubvorgang ausreichend zu füllen. Durch die reduzierte Leistung des Hydraulikpumpenaggregats bei diesem Vorgang kann das Betriebsgeräusch deutlich geringer gehalten werden, als bei einem Betrieb der Hydraulikpumpe mit einer hohen Leistung, die zur unmittelbaren Druckmittelversorgung des Hubzylinders bei einem Hubvorgang erforderlich wäre.
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In einer Ausgestaltung ist ein nutzbares Speichervolumen des Druckspeichers größer als ein Arbeitsvolumen des Hubzylinders. Das nutzbare Speichervolumen des Druckspeichers bezeichnet die Druckmittelmenge, die dem vollständig gefüllten Druckspeicher entnommen werden kann, bevor der Druck im Druckspeicher unter einen Mindestdruck absinkt. Der Mindestdruck ist dabei der zur Versorgung des Hubzylinders beim Anheben eines maximalen beladenen Lasttragmittels benötigte Solldruck. Bei der genannten Auslegung des Druckspeichers kann demnach das gesamte Arbeitsvolumen des Hubzylinders mit Druckmittel mit dem erforderlichen Druck versorgt werden. Das Lasttragmittel kann selbst bei Aufnahme einer maximalen Last von einer vollständig abgesenkten in eine vollständig angehobene Stellung gefahren werden, ohne das Hydraulikpumpenaggregat anzusteuern.
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In einer Ausgestaltung ist ein mit dem Hydraulikpumpenaggregat maximal erzeugbarer Volumenstrom geringer als ein für einen Hubvorgang mit einer Nenngeschwindigkeit erforderlicher Volumenstrom. Es wird also das Hydraulikpumpenaggregat nicht nur mit einer geringeren Leistung angesteuert, sondern es ist insgesamt kleiner dimensioniert. Die Nenngeschwindigkeit des Hubvorgangs kann beispielsweise im Bereich von 0,2 m/sbis 0,5 m/s liegen. Um das Lasttragmittel mit dieser Geschwindigkeit anzuheben, ist ein bestimmter Volumenstrom erforderlich. Ebenfalls erforderlich ist ein bestimmter Druck, der von dem Gewicht einer auf dem Lasttragmittel aufgenommenen Last abhängt. Er kann beispielsweise einen Wert im Bereich von 100 bar bis 300 bar aufweisen. Das Hydraulikpumpenaggregat ist so ausgelegt, dass es den erforderlichen Druck aufbauen kann. Bei Betrieb mit maximaler Leistung ist der von dem Hydraulikpumpenaggregat erzeugbare Volumenstrom jedoch geringer als der für ein Hubvorgang mit Nenngeschwindigkeit erforderliche Volumenstrom. Um einen Hubvorgang mit Nenngeschwindigkeit ausführen zu können, ist daher stets eine Druckmittelversorgung aus dem Druckspeicher erforderlich.
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Durch die kleinere Auslegung des Hydraulikpumpenaggregats kann ein besonders kompaktes Hydraulikpumpenaggregat verwendet werden. Außerdem kann das Geräuschniveau des Hydraulikpumpenaggregats abgesenkt werden.
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In einer Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, den Antriebsmotor unabhängig von einer Betätigung des Betätigungselements mit einer konstanten Drehzahl zu betreiben. Es reicht dann aus, wenn das Hydraulikpumpenaggregat bei dieser Drehzahl den erforderlichen Druck aufbauen kann. Bei einem herkömmlichen Flurförderzeug muss hingegen der Antriebsmotor so ausgelegt sein, dass das Hydraulikpumpenaggregat bei jeder sich aus der gewünschten Hubgeschwindigkeit ergebenden Drehzahl den erforderlichen Druck erzeugen kann.
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In einer Ausgestaltung ist die konstante Drehzahl so gewählt, dass das Hydraulikpumpenaggregat einen optimalen Wirkungsgrad erreicht. Dies kann insbesondere bei einer mittleren Drehzahl der Fall sein.
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In einer Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, bei Betrieb des Antriebsmotors mit einer vorgegebenen Drehzahl ein Motormoment für den Antriebsmotor vorzugeben, das geringer ist als ein bei dieser Drehzahl mögliches, maximales Motormoment. Insbesondere kann die Kombination aus Drehzahl und Motormoment so gewählt werden, dass ein optimaler Wirkungsgrad erreicht wird. Gleichzeitig kann das Motormoment so gewählt werden, dass das Hydraulikpumpenaggregat den erforderlichen Druck erreicht.
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In einer Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestdrucks in dem Druckspeicher den Antriebsmotor einzuschalten. Der vorgegebene Mindestdruck kann insbesondere so gewählt werden, dass aus dem Druckspeicher noch das Druckmittel für einen vollständigen Hubvorgang zur Verfügung gestellt werden kann. Erst bei Unterschreiten des Mindestdrucks ist dies nicht mehr möglich und das Hydraulikpumpenaggregat wird eingeschaltet.
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In einer Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, den Antriebsmotor bei Erreichen eines vorgegebenen Solldrucks im Druckspeicher abzuschalten. Der Solldruck kann größer oder gleich dem Mindestdruck sein. Ist der Solldruck gleich dem Mindestdruck, kann der Druckspeicher also stets so weit wieder aufgefüllt werden, dass ein vollständiger Hubvorgang mit Druckmittel aus dem Druckspeicher ausgeführt werden kann. Wird der Solldruck größer gewählt als der Mindestdruck, kann ein vollständiger Hubvorgang oder zumindest ein Teil davon ausgeführt werden, ohne dass das Hydraulikpumpenaggregat wieder eingeschaltet wird. Erst wenn der Mindestdruck unterschritten wird, wird der Antriebsmotor angesteuert, und zwar gegebenenfalls für einen längeren Zeitraum, nämlich bis der Solldnack wieder erreicht wird. Dadurch wird die Geräuschentwicklung des Flurförderzeugs vergleichmäßigt, was als weniger störend empfunden werden kann.
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In einer Ausgestaltung weist das Flurförderzeug einen mit der Steuerung verbundenen Drucksensor auf, der einen Druck in dem Druckspeicher erfasst. Der Drucksensor kann beispielsweise im Druckspeicher oder in der Verbindungsleitung angeordnet sein. Er ermöglicht eine fortlaufende Überwachung des Drucks im Druckspeicher und insbesondere die beschriebene, gezielte Ansteuerung des Antriebsmotors.
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In einer Ausgestaltung ist das Flurförderzeug ein Niederhubwagen oder ein Kommissionierer. Die Dimensionierung des Druckspeichers hängt unter anderem von der möglichen Hubhöhe des Flurförderzeugs ab. Bei Niederhubwagen kann die maximale Hubhöhe beispielsweise im Bereich von 10 cm bis 2,5 m liegen. Das hierfür erforderliche Druckmittel kann aus einem geeignet dimensionierten Druckspeicher zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann es sich um einen Niederhubwagen mit einer maximalen Hubhöhe im Bereich von 20 cm oder weniger handeln. Der Niederhubwagen kann ein Mitgeh- oder Mitfahrfahrzeug sein. Die Verwendung der Erfindung für einen Kommissionierer ist ebenfalls besonders sinnvoll, um das Geräuschniveau in leisen Kommissionierlägern gering zu halten.
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In einer Ausgestaltung ist der Antriebsmotor ein Drehstrommotor. Der Drehstrommotor wird nach Maßgabe der Steuerung über eine Leistungselektronikeinheit bestromt. Hierbei können weitere Maßnahmen zur Geräuschreduzierung getroffen werden, insbesondere ein sanfter Motoranlauf („soft start”).
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Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch den Schleppverband mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Ansprüchen angegeben.
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Der Schleppverband hat einen Schlepper und mindestens einen Anhänger, der einen Hubzylinder zum Anheben einer Lastaufnahme aufweist. Der Schleppverband weist folgendes auf:
- • ein Hydraulikpumpenaggregat, das einen elektrischen Antriebsmotor aufweist,
- • eine Steuerung zur Ansteuerung des Antriebsmotors,
- • ein Steuerventil, über das der Hubzylinder mit Druckmittel versorgbar ist,
- • eine Verbindungsleitung, die das Steuerventil mit einer Druckseite des Hydraulikpumpenaggregats verbindet, und
- • ein Betätigungselement zum Auslösen eines Hubvorgangs, wobei
- • ein Druckspeicher mit der Verbindungsleitung verbunden ist und
- • die Steuerung dazu ausgebildet ist, den Antriebsmotor unabhängig von einer Betätigung des Betätigungselements anzusteuern.
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Bei dieser Erfindungsvariante befindet sich der Hubzylinder in einem Anhänger, der dazu ausgebildet ist, von einem Schlepper in einem Schleppverband geschleppt zu werden. Der Anhänger weist eine mit einem Hubzylinder anhebbare Lastaufnahme auf. In diese Lastaufnahme kann beispielsweise ein Wagen eingesetzt oder eingeschoben werden. Alternativ kann die Lastaufnahme zur Aufnahme einer Palette oder eines Behälters ausgebildet sein. Zu den übrigen Merkmalen und den Vorteilen des Schleppverbands wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen, die entsprechend gelten. Die bereits erläuterten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs können entsprechend der für das Flurförderzeug dargestellten Weise ebenso für den Schleppverband eingesetzt werden.
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In einer Ausgestaltung sind das Hydraulikpumpenaggregat, der Druckspeicher und die Steuerung in dem Schlepper angeordnet. Über die Verbindungsleitung wird eine hydraulische Verbindung zu dem mindestens einen Anhänger, in dem der Hubzylinder angeordnet ist, hergestellt.
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In einer Ausgestaltung sind das Hydraulikpumpenaggregat und der Druckspeicher in dem mindestens einen Anhänger angeordnet. In diesem Fall können auch alle übrigen, vorstehend aufgezählten Elemente des Schleppverbands bis auf den Schlepper selbst in dem Anhänger angeordnet sein. Der Anhänger weist dann eine hydraulisch von dem Schlepper unabhängige Hubeinrichtung auf. Wahlweise kann der Antriebsmotor über eine elektrische Verbindung von dem Schlepper mit Strom versorgt werden, so dass der Anhänger selbst keine Antriebsbatterie benötigt.
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In einer Ausgestaltung sind die Steuerung und/oder das Betätigungselement in dem Schlepper angeordnet und über eine elektrische Verbindungsleitung mit dem mindestens einen Anhänger verbunden. In diesem Fall ist die Hubeinrichtung des Anhängers ebenfalls hydraulisch unabhängig von dem Schlepper, wird jedoch vom Schlepper aus gesteuert. Eine aufwendige und unter Umständen fehleranfällige hydraulische Verbindung zwischen Schlepper und Anhänger ist nicht erforderlich.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Flurförderzeug in einer Ansicht von der Seite,
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2 das Hydrauliksystem des Flurförderzeugs aus 1 in einer schematischen Darstellung.
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Das erfindungsgemäße Flurförderzeug aus 1 ist ein Niederhubwagen 10, der ein Antriebsteil 12 und ein Lastteil 14 aufweist. Das Lastteil 12 hat mindestens ein lenkbares Antriebsrad 16, das von einem nicht dargestellten Fahrantriebsmotor angetrieben ist. Gesteuert wird das Flurförderzeug 10 über die Deichsel 18, die einen Deichselkopf 20 mit einem Betätigungselement 22 aufweist, über das ein Hubvorgang ausgelöst werden kann.
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Das Lastteil 14 des Niederhubwagens 10 umfasst ein Lasttragmittel mit zwei parallel angeordneten Lastarmen 24, die jeweils mindestens eine nach unten ausschwenkbare Lastrolle 26 aufweisen. Außerdem ist in einem Gehäuse des Lastteils 14 eine Batterie angeordnet, die beim Anheben des Lastteils 14 relativ zu dem Antriebsteil 12 mit angehoben wird. Die Batterie dient zur Stromversorgung sowohl des nicht dargestellten Fahrantriebsmotors als auch des Antriebsmotors für ein Hydraulikpumpenaggregat.
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2 zeigt den Aufbau des Hydrauliksystems schematisch. Man erkennt einen Tank 54, der mit einem Druckmittel befüllt ist. Das Volumen des Tanks 54 kann beispielsweise im Bereich von 0,8 l bis 7,5 l liegen. Bei dem Niederhubwagen 10 beträgt das Volumen des Tanks 26 beispielsweise etwa 1,2 l. Das Hydraulikpumpenaggregat 28 weist einen Antriebsmotor auf, der über eine Steuerleitung 30 mit der Steuerung 32 des Flurförderzeugs verbunden ist. Die Saugseite des Hydraulikpumpenaggregats 28 ist über eine Hydraulikleitung 34 mit dem Tank 54 verbunden.
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Die Druckseite des Hydraulikpumpenaggregats 28 ist über eine Verbindungsleitung 36, in der ein Rückschlagventil 56 angeordnet ist, mit einem Steuerventil 38 verbunden. Ein Druckspeicher 40 und ein Drucksensor 42 sind mit der Verbindungsleitung 36 verbunden, und zwar mit einem Punkt zwischen dem Rückschlagventil 56 und einem Steuerventil 38. Der Drucksensor 42 ist über eine Steuerleitung 44 mit der Steuerung 32 verbunden. Er erfasst den Druck im Druckspeicher 40.
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Das Steuerventil 38 ist ein Proportionalventil, das ausgehend von der gezeigten Geschlossenstellung in eine erste und eine zweite geöffnete Stellung bewegt werden kann. In der ersten geöffneten Stellung wird die Verbindungsleitung 36 über eine weitere Hydraulikleitung 46 mit dem Arbeitsvolumen 48 eines Hubzylinders 50 verbunden. In dieser Stellung kann das Druckmittel aus dem Druckspeicher 40 über die Verbindungsleitung 36, das Steuerventil 38 und die weitere Hydraulikleitung 36 in das Arbeitsvolumen 48 einströmen, sodass über den Hubzylinder 50 ein Lasttragmittel angehoben wird.
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In der zweiten geöffneten Stellung verschließt das Steuerventil 38 die Verbindungsleitung 36, sodass der im Druckspeicher 40 vorhandene Druck erhalten bleibt. Gleichzeitig wird die weitere Hydraulikleitung 46 mit einer Rückführleitung 52 verbunden, so dass das im Arbeitsvolumen 48 befindliche Druckmittel beim Absenken des Hubzylinders 50 über ein Stromregelventil 58 in den Tank 54 zurückgeführt wird. Zwischen dem Pumpenaggregat 28 und dem Rückschlagventil 56 ist eine weitere Rückführleitung 60 mit der Verbindungsleitung 36 verbunden. In dieser weiteren Rückführleitung 60 ist ein Druckbegrenzungsventil 62 angeordnet, über das Druckmittel nach Erreichen eines Anschlags des Hubzylinders 50 in den Tank abströmen kann.
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Die Steuerung 32 ist dazu ausgebildet, das Hydraulikpumpenaggregat 28 bei Unterschreiten eines von dem Drucksensor 42 erfassten Mindestdrucks im Druckspeicher 40 einzuschalten und so lange zu betreiben, bis in dem Druckspeicher 40 ein ebenfalls von dem Drucksensor 42 erfasster Solldruck erreicht wird. Diese Steuerung des Hydraulikpumpenaggregats 28 erfolgt unabhängig von einer Betätigung des Betätigungselements 22. Die Steuerung 32 steuert den Antriebsmotor des Hydraulikpumpenaggregats 28 stets so an, dass er im Wesentlichen mit einer konstanten Drehzahl und optimalen Wirkungsgrad betrieben wird.
