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Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren für einen Gabelstapler. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung für einen Gabelstapler mit einem Hubmast und einer höhenbeweglich an dem Hubmast geführten Lastgabel, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung angehoben wird, mit einem Standplatz für den Gabelstapler und einer Anlegfläche für die Lastgabel.
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Gegengewichtsgabelstapler weisen in ihrer üblichen Ausführungsform einen Hubmast auf, an dem eine Lastaufnahmevorrichtung, beispielsweise eine Lastgabel, höhenbeweglich geführt ist. Als Hubvorrichtung dient dabei im Regelfall ein hydraulischer Hubzylinder. Weiterhin ist es üblich, dass diese Hubmasten, um während einer Fahrbewegungen des Gabelstaplers eine aufgenommene Last auf der Lastaufnahmevorrichtung sichern zu können und insbesondere auch beim Abbremsen halten zu können, eine Möglichkeit aufweisen, den Hubmast zusammen mit der Lastaufnamevorrichtung zu neigen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Hubmast an seinem unteren Ende in einem drehbaren Stützlager gelagert ist und durch im Wesentlichen horizontal angeordnete hydraulische Neigezylinder geneigt werden kann. Der hydraulische Neigezylinder weist dabei einen zweiseitig wirkenden Kolben mit einer Stangenseite und einer Bodenseite auf, wobei je nachdem, auf welcher Seite Hydraulikfluid unter Druck zugeführt wird, es zu einer Neigebewegung nach vorne oder nach hinten kommt.
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Es ist weiterhin bekannt, durch Drucksensoren für den Hubzylinder sowie für die Stangenseite und Bodenseite der Neigezylinder die Hubkraft sowie die Neigekräfte zu erfassen. Aus diesen kann ein Gewicht einer aufliegenden Last wie auch die Lage des Schwerpunkts einer auf der Lastaufnahmevorrichtung aufliegenden Last erfasst werden. Zusammen mit weiteren Informationen wie beispielsweise der Hubhöhe kann aus diesen Daten die Kippstabilität des Gabelstaplers berechnet und dem Fahrer angezeigt werden, wie große Stabilitätsreserven bei der momentanen Last, Hubhöhe und Mastneigung noch gegeben sind.
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Bei der Herstellung eines Gabelstaplers wird dieses sicherheitsrelevante System überprüft und getestet. Beispielsweise können durch unterschiedliche Gewichtslasten und Lastabstände in der Hydraulik die jeweils entsprechenden, jedoch unterschiedlichen Drücke in den Hubzylindern sowie auf beiden Seiten der Kolben der Neigezylinder erzeugt werden. Dies kann im Rahmen der Produktion bzw. am Ende einer Produktionslinie dadurch geschehen, dass Testgewichte mit bekannten Gewichten und Masseverteilungen, somit unterschiedlichen Schwerpunkten, aufgeladen werden und ein auf der Basis der gemessenen Hydraulikdrücke von einer Fahrzeugsteuerung angezeigtes Reststandmoment mit einem konkreten, tatsächlich ermittelten Reststandmoment prüfweise verglichen wird. Dabei wird das tatsächliche Reststandmoment mithilfe einer Achslastwage für die Hinterachse ermittelt. Die Achslastwaage erfasst die Verringerung des Gewichtes auf der Hinterachse aufgrund des Kippmoments des aufgenommenen Testgewichtes um die Vorderachse. Wird die Hinterachse vollständig entlastet, ist die Kippgrenze um die Kipplinie der Vorderachse erreicht.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass eine sehr große Auswahl an Testgewichten erforderlich ist, um eine möglichst große Anzahl unterschiedlicher Druckkombinationen zwischen Hubzylinder und den beiden Seiten des Kolbens der Neigezylinder zu erreichen. Nur durch eine solche große Anzahl kann eine ausreichend sichere Plausibilitätsüberprüfung der Funktionsfähigkeit einer Überwachungsfunktion für das Reststandmoment gewährleistet werden. Dies erfordert jedoch einen erheblichen Zeitaufwand und Kosten, da eine große Anzahl von Testgewichten jeweils aufgenommen angehoben, die Anzeige überprüft werden sowie nachfolgend ein weiteres Testgewicht aufgenommen werden muss mit den entsprechenden reversierenden Fahrbewegungen. Dabei erfolgt beispielsweise eine Überprüfung, ob ein entsprechendes Sicherheitssystem stets die „volle“ Anzeige bzw. die höchste Warnstufe in Bezug auf das Erreichen der Kippgrenze anzeigt, bevor der Gabelstapler tatsächlich kippt.
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Potenziell besteht die Gefahr, dass aufgrund von Messfehlern der Sensoren bzw. durch Überschreiten der zulässigen Toleranzen der Sensoren, durch erhöhte Reibung im Hubmast wie auch aufgrund falscher Parametereinstellungen es zu einer unzureichenden Funktion des Sicherheitssystems kommt. Die Überprüfung im Rahmen der Produktion ist daher sicherheitsrelevant und erforderlich. Eine Überprüfung an anderen Betriebspunkten als der Kippgrenze ist darüber hinaus wünschenswert in Hinblick auf die Gewährleistung einer maximalen Leistungsfähigkeit der Gabelstapler durch eine richtige Anzeige der zulässigen Beladung.
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Die Überprüfung der Systeme geschieht durch eine Reststandmomentbestimmung mithilfe einer Achslastmessung, da eine vollständige Messung der Drucksensoren nur schwer realisierbar ist und durch diese auch nicht sichergestellt wird, dass die Berechnung aus den Sensorwerten gewährleistet ist. Durch die Prüfmethode über die Messung kann das Gesamtsystem überprüft werden einschließlich der Sensorik wie auch der richtigen Eingabe der Parameter. Jedoch ist der Ausgabewert dieses Systems eine Funktion verschiedener Parameter, insbesondere der drei genannten Druckwerte, wobei keine eindeutige Zuordnung auf die verschiedenen Drücke vorliegt, beispielsweise D1 für den Druck auf der Stangenseite des Neigezylinders, D2 für den Druck auf der Bodenseite des Neigezylinders und D3 für den Druck des Hubzylinders.
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Durch das Variieren von Testgewichten und verschiedenen Schwerpunktlagen des Testgewichts lassen sich die Werte für die Hubzylinder und die Neigezylinder gezielt ebenfalls variieren. Davon ist jedoch der Druck auf der Bodenseite des Neigezylinders weitestgehend unabhängig und kann nur auf Plausibilität getestet werden im Sinne einer Prüfung des Wertebereichs.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren für Gabelstapler zur Überprüfung eines Überwachungssystems für die Kippstabilität zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet, und mit dem dessen Funktionsfähigkeit und richtige Anzeige sichergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie ein Prüfverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Prüfvorrichtung für einen Gabelstapler mit einem Hubmast und einer höhenbeweglich an dem Hubmast geführten Lastgabel, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung angehoben wird, mit einem Standplatz für den Gabelstapler und einer Anlegfläche für die Lastgabel, die Anlegfläche mit einer Fahrbahnoberfläche des Standplatzes unbeweglich verbunden ist, sich die Anlegfläche so vor dem Standplatz und oberhalb der Fahrbahnoberfläche befindet, so dass die Lastgabel von unten an die Anlegfläche angedrückt werden kann.
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Vorteilhaft ist keine große Anzahl an Testgewichten erforderlich, die nacheinander angehoben werden und es entsteht nicht der Zeitverlust durch diese mehrfache Aufnahme von Testgewichten. In kürzester Zeit kann das Überwachungssystem des Gabelstaplers für die Reststandsicherheit bzw. das Reststandmoment überprüft werden. Ebenso kann auch die beispielsweise durch eine Fahrzeugsteuerung auf einem Display erfolgende Anzeige einer noch verbleibenden Lasttragfähigkeit überprüft werden. Durch diese Überprüfung werden die Drucksensoren wie auch die Berechnung und die Parametereinstellungen überprüft. Dabei können durch die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ausreichend viele Kombinationen von Hubkraft und verschiedenen Mastneigungen sowie die sich daraus ergebende Hubdrücke und Neigedrücke überprüft werden. Es ist möglich, kontinuierlich Messwertpaare zu erzeugen und eine sehr hohe Anzahl von eigenständigen Messpunkten zu bilden. Die Anlegfläche ist dabei in dem Sinne unbeweglich gegenüber der Fahrbahnoberfläche, dass sie extrem steif und fest gegenüber dieser angeordnet ist, beispielsweise indem diese die Unterseite einer Metallschweißkonstruktion ist, die mit einem entsprechenden Gestell fest mit der Fahrbahnoberfläche des Standplatzes verbunden ist. Dadurch wirkt die Anlegfläche wie ein unendlich hohes Testgewicht, wenn von unten mit einer Lastgabel gegen dieses gedrückt wird. Durch die Regulierung der Hubkraft können dabei alle Hubdrücke erzeugt werden. Bei der Prüfung wird im Falle eines Neigemasts die Lastgabel mit verschiedenen Neigewerten von unten gegen die Anlegfläche gedrückt. Dabei entstehen Messreihen von Hubdrücken in Kombination zu den Neigedrücken, insbesondere zu dem Neigedruck auf der Stangenseite. Es lässt sich durch das Anheben gegen die Anlegfläche jeder beliebige Druck in der hydraulischen Hubvorrichtung erzeugen. Die Lastgabel biegt sich dabei durch und passt sich der Anlegfläche an. Dabei wandert ein Lastabstand mit der Erhöhung des Hubdrucks auf den Gabelträger zu. Jedoch sind die Last und der Lastabstand als absolute Größe nicht unbedingt erforderlich, sondern es ist lediglich zu fordern, dass diese in einem günstigen Bereich variiert werden, sodass ein Prüfbereich durchfahren wird.
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Es kann die Anlegfläche die Unterseite eines Prüfkörpers bilden, der mit einem Stahlträger und/oder einer Wand fest verbunden ist.
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Beispielsweise kann ein Stahlkörper an einer massiven Betonwand befestigt sein, sodass im Ergebnis die Anlegfläche unbeweglich gegenüber der Fahrbahnoberfläche bzw. verriegelt gegenüber dieser ist.
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Vorteilhaft weist der Standplatz im Bereich einer Hinterachse des Gabelstaplers eine Achslastwaage auf.
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Eine vollständige Überprüfung der Drucksensoren des Gabelstaplers ist nur schwer bzw. sehr aufwendig zu realisieren. Beispielsweise müssen dafür die entsprechenden Werte aus der Fahrzeugsteuerung des Gabelstaplers ausgelesen werden und müsste eine zusätzliche unabhängige Druckmessung erfolgen. Daher kann über eine Erfassung der Hinterachsaufstandskraft das tatsächlich verbleibende Reststandmoment gemessen werden und mit einem durch die Fahrzeugsteuerung des Gabelstaplers selbst aufgrund der auf die Anlegfläche ausgeübten Hubkraft berechneten Reststandmoment verglichen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Anlegfläche eine zum Standplatz hin nach oben gebogene Kontur auf.
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Durch eine Anpassung der Kontur an die Steifigkeit der Lastgabel kann eine definierte Veränderung des Lastabstands mit zunehmender Hubkraft erreicht werden.
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Es kann eine Anzeigevorrichtung vorhanden sein, insbesondere ein Bildschirm.
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Durch eine solche Anzeigevorrichtung können einem Fahrer in dem Prüfstand konkrete Anweisungen über anzusteuernde Arbeitspunkte gegeben werden, wie beispielsweise: „bis an Gabelträger in die Prüfeinheit einfahren“, „Start des Messzyklus“, „Hubzylinder entlasten“, „auf 1,5° vorneigen“, „auf 3° rückwärtsneigen“, „langsam den Druck erhöhen“, „Hubkraft so lange erhöhen, bis gemessene Achslast einen Wert von 200 kg annimmt“, „Ende des Messzyklus“.
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Vorteilhaft ist die Anzeigevorrichtung über eine Datenverbindung mit dem Gabelstapler verbindbar.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Prüfverfahren für einen Gabelstapler mit einem Hubmast und einer höhenbeweglich an dem Hubmast geführten Lastgabel, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung angehoben wird und unter Verwendung einer Prüfvorrichtung wie sie zuvor beschrieben wurde, wobei die Lastgabel von unten gegen die Anlegfläche mit verschieden großen Hubkräften gedrückt wird.
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Der Hubmast kann ein Neigemast mit Neigezylindern zum Neigen des Hubmastes sein und mit verschiedenen Neigewinkeln gegen die Anlegfläche gepresst werden.
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Bei dem Prüfverfahren werden dadurch die Drücke in dem Hubzylinder sowie den Neigezylindern variiert und kann durch deren Abstimmung aufeinander sowie die Erhöhung des Hubdrucks gezielt der Zustand in einen zu prüfenden kippkritischen Bereich bewegt werden.
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Vorteilhaft erhält über eine Datenverbindungsleitung eine Steuerung des Gabelstaplers Messwerte der Achslastwaage.
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Es können über eine Anzeigevorrichtung der Prüfvorrichtung und/oder des Gabelstaplers Werte eines Hubdruckes und/oder eines Neigezylinderdrucks einer Stangenseite und/oder eines Neigezylinderdrucks einer Bodenseite und oder eine Hinterachslast angezeigt werden.
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Durch die Fahrzeugsteuerung des Gabelstaplers kann hier beispielsweise ein Hubdruck bzw. eine Hubzylinderkraft oder eine Neigezylinderkraft bzw. ein Neigezylinderdruck der Stangenseite angezeigt werden, wobei der Neigezylinderdruck der Bodenseite des Neigezylinders als Nullwert genommen wird. Ebenso kann eine durch eine Fahrzeugsteuerung berechnete Achslast der Hinterachse angezeigt werden.
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Die zuvor beschriebenen Werte und Angaben können jeweils einer Anzeigevorrichtung der Prüfvorrichtung und/oder des Gabelstaplers angezeigt werden, wenn eine Verbindung über eine Datenleitung besteht. So kann beispielsweise auch in dem Gabelstapler die durch die Achslastwaage bestimmte Achslast angezeigt werden und nicht nur auf der Anzeigevorrichtung der Prüfvorrichtung.
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Über eine Anzeigevorrichtung der Prüfvorrichtung und/oder des Gabelstaplers können Anweisungen zur Durchführung des Prüfverfahrens angezeigt 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 schematisch einen Gabelstapler an einem Prüfstand,
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2 schematisch eine Lastgabel in Rückwärtsneigung an einem Prüfkörper,
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3 schematisch eine Lastgabel in Vorwärtsneigung an einem Prüfkörper,
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4 ein Diagramm des Neigedrucks der Stangenseite über dem Hubdruck,
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5 ein Diagramm des Reststandmoments über dem Hubdruck,
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6 ein Diagramm des Reststandmoments über dem Neigedruck der Stangenseite und
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7 eine weitere Ausführungsform eines Prüfkörpers.
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Die 1 zeigt schematisch einen Gabelstapler an einem Prüfstand 1. In eine Fahrbahnoberfläche 2 ist im Bereich einer Hinterachse 3 eines Gabelstaplers 4 eine Achslastwaage 5 angeordnet, die das aufstehende Gewicht der Hinterachse 3 erfasst. Eine Anlagefläche 6 an einem Prüfkörper 7, der auf nicht näher dargestellte Art und Weise gegenüber der Fahrbahnoberfläche 2 unbeweglich ist und dadurch für eine Lastgabel 8 als Lastaufnahmevorrichtung 9 eine theoretisch unendlich hohes Gewicht bildet, wenn die Lastgabel 8 an einem Hubmast 10 durch einen hydraulischen Hubzylinder 11 nach oben gedrückt wird. In dem Hubzylinder 11 wird ein Hubdruck 12 gemessen.
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Der Hubmast 10 ist durch Neigezylinder 13 um einen Winkel β neigbar. In dem Neigezylinder 13 wird ein stangenseitiger Druck 14 und ein bodenseitiger Druck 15 erfasst.
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Der Gabelstapler 4 weist noch ein Reststandmoment auf, wenn die drei eingezeichneten Kräfte der Gewichtskraft Fh des Hubmastes 10, der Kraft Fn an dem Neigezylinder 13 und der Kraft Fs in dem Schwerpunkt des Gabelstaplers 4 außer der Masse des Hubmastes 10 insgesamt ein Reststandmoment ergibt, bei dem noch eine Last auf der Hinterachse 3 liegt.
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Die 2 zeigt schematisch die Lastgabel 8 in Rückwärtsneigung an dem Prüfkörper 7, der an einer Wand 16 befestigt ist. Die Lastgabel wird durch den Hubzylinder 11 mit dem Hubdruck 12 an dem Hubmast 10 nach oben gedrückt und durch den Neigezylinder 13 durch dessen Neigezylinderdruck 14 auf der Stangenseite in dieser Neigeposition gehalten. Stilisiert ist noch ein Vorderrad 17 des Gabelstaplers angedeutet. Die Lastgabel 8 verbiegt sich durch die Kraft und legt sich an dem Prüfkörper 7 an. Dadurch verändert sich in geringem Maße auch der Lastabstand.
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Die 3 zeigt schematisch die Lastgabel 8 in Vorwärtsneigung an dem Prüfkörper 7, der an der Wand 16 befestigt ist. Die Lastgabel wird durch den Hubzylinder 11 mit dem Hubdruck 12 an dem Hubmast 10 nach oben gedrückt und durch den über dem Vorderrad 17 liegenden Neigezylinder 13 durch dessen Neigezylinderdruck 14 auf der Stangenseite in dieser Neigeposition gehalten.
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Die 4 zeigt ein Diagramm des Neigedrucks 14 der Stangenseite über dem Hubdruck 12. Wenn der Druck 12 ansteigt und die Lastgabel 8 an dem Prüfkörper 7 anliegt, sich dabei eventuell verbiegt, steigt zugleich der Neigedruck 14 auf der Stangenseite in dem Neigedruckzylinder 13 an. Dabei werden kontinuierlich Messwertpaare aufgenommen, die eine Trajektorie bilden. Der Neigedruck 14 zu dem Hubdruck 12 muss sich dabei in einem zulässigen Bereich 18 bewegen, der eine aus der Mechanik des Gabelstaplers 4 abgeleitete und von diesem abhängige dreieckige Form annehmen muss.
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Eine obere Trajektorie 19 entspricht dabei einem vorwärts geneigten Hubmast 10 entsprechend der 3. Eine untere Trajektorie 19 entspricht einem rückwärts geneigten Hubmast 10 entsprechende 2 und eine mittlere Trajektorie 22 entspricht einem senkrecht gestellten Hubmast 10.
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Die 5 zeigt ein Diagramm des Reststandmoments 23 über dem Hubdruck 12. Das Reststandmoment 23 ist eine Funktion des Hubdruckes 12 und des Neigedruckes 14. In der Darstellung ist jedoch nur der Einfluss des Hubdrucks 12 sichtbar. Auch hier besteht ein Bereich 24, in dem sich der gemessene Wert 25 befinden muss.
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Die 6 zeigt ein Diagramm des Reststandmoments 23 über dem Neigedruck 14 der Stangenseite. Auch hier befindet sich der gemessene Wert 25 in einem zulässigen Bereich 26.
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Die 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Prüfkörpers 27, der an einer Wand 16 montiert ist. Die Anlegfläche 6 des Prüfkörpers 27 weist eine Kontur auf, die zu der Seite des Standplatzes des Gabelstaplers 4 nach oben gekrümmt ist. Dadurch kann der Verlauf der Trajektorie als Verhältnis zwischen Neigezylinderdruck 14 und Hubdruck 12 beeinflusst werden, wenn die Lastgabel 8 gegen die Anlagefläche 6 von unten gedrückt wird.
