DE102017221375A1 - Flurförderfahrzeug mit einer Pendelachse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderfahrzeug mit vier Rädern (4, 5), einem Fahrzeugrahmen (2) und einer als Pendelachse (1) ausgebildeten Hinterachse (1), welche in einem am Fahrzeugrahmen (2) abgestützten Pendellager (3) gelagert und im Bereich eines Pendelwinkels um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schwenkachse (a) Pendelbewegungen ausführen kann.
Es wird vorgeschlagen, dass - situationsbedingt - ein maximaler, die Pendelbewegungen begrenzender Pendelwinkel (α1, α2) einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Flurförderfahrzeuge, insbesondere Gabelstapler mit vier Rädern, bei welchen die Hinterachse als Pendelachse ausgebildet ist, sind bekannt, beispielsweise durch den handelsüblichen Gabelstapler der Firma Toyota mit einem Stabilitätssystem, welches unter der Bezeichnung SAS (System of Active Stability) bekannt ist. Die bekannte Pendelachse, welche über ein Pendelgelenk am Fahrzeugrahmen gelagert ist, wird zum Ausgleich von Bodenunebenheiten eingesetzt. Dabei ergibt sich ein so genanntes Stabilitätsdreieck, welches durch die Aufstandspunkte der Vorderräder und den Abstützpunkt des Pendelgelenks gebildet wird. Liegt der Schwerpunkt des Flurförderfahrzeuges innerhalb dieses Stabilitätsdreiecks, so befindet sich das Fahrzeug in einem stabilen Zustand. Liegt der Schwerpunkt außerhalb dieses Stabilitätsdreiecks, befindet sich das Fahrzeug in einem instabilen Zustand, d. h. das Fahrzeug kann kippen. Um dieser Gefahr vorzubeugen, wird die Pendelachse nach dem Toyota-System SAS durch einen Feststellzylinder festgesetzt mit der Folge, dass die Pendelachse nicht mehr pendeln kann, sondern zur Starrachse wird. Dadurch wird das vorgenannte Stabilitätsdreieck in ein Stabilitätsrechteck, welches durch die Aufstandspunkte der vier Räder gebildet wird, umgewandelt, wodurch die Standsicherheit des Fahrzeuges erhöht wird. Unebenheiten des Bodens können dann allerdings nicht mehr durch die vier Räder ausgeglichen werden.
  • Durch die DE 44 08 757 A1 wurde ein Flurförderfahrzeug, insbesondere ein Gabelstapler mit vier Rädern und einer Pendelschwinge, auch Pendelachse genannt, bekannt, welche gegenüber dem Fahrzeugrahmen um eine Achse schwenkbar gelagert ist. Der Pendelschwinge, an deren entgegen gesetzten Enden Räder angeordnet sind, ist eine Stabilisierungseinrichtung zugeordnet, welche die Pendelschwinge bei Überschreiten einer vorbestimmten Hubhöhe des Lastträgers in ihre Mittelstellung überführt und in dieser blockiert, bis die Pendelschwinge bei Unterschreiten der vorgegebenen Hubhöhe wieder freigegebenen wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem Flurförderfahrzeug der eingangs genannten Art die Stabilität zu verbessern und gleichzeitig in allen relevanten Fahrsituationen den Bodenkontakt der Räder aufrechtzuerhalten.
  • Die Erfindung umfasst die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein maximaler Pendelwinkel - situationsbedingt - einstellbar ist, wodurch die Pendelbewegungen der Pendelachse begrenzt sind. Unter Pendelachse wird ein Achskörper oder eine Schwinge verstanden, welche mittig über ein Pendelgelenk am Fahrzeugrahmen angelenkt und um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse schwenkbar ist, d. h. Pendelbewegungen ausführen kann. Der einstellbare maximale Pendelwinkel wird in Abhängigkeit vom Einsatzzweck des Flurförderfahrzeuges gewählt, beispielsweise werden bei einem relativ ebenen Boden, z. B. einem Industrie- oder Hallenboden relativ kleine Pendelwinkel gewählt, da diese ausreichen, um geringe Bodenunebenheiten durch eine geringe Pendelbewegung auszugleichen. Der maximale Pendelwinkel kann entweder vom Fahrer des Fahrzeuges oder automatisch eingestellt werden. Bei Erreichen des maximalen Pendelwinkels wird die Pendelbewegung blockiert, wodurch die Stabilitätsfläche verlagert und eine verbesserte Standsicherheit erreicht wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind im Schwenk- oder Pendelbereich der Pendelachse Begrenzungselemente am Fahrzeugrahmen vorgesehen, welche die Wirkung haben, dass die Pendelbewegung bei Erreichen des maximalen Pendelwinkels blockiert wird. Die Pendelachse stützt sich dann mit einer Hälfte des Achskörpers am Fahrzeugrahmen ab, wodurch die Stabilitätsfläche aus der Mitte nach außen verlagert wird.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind den Begrenzungselementen Verstelleinrichtungen zugeordnet, wobei die Begrenzungselemente vorzugsweise in der Höhe (z-Richtung des Fahrzeuges) motorisch verstellbar sind.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Verstelleinrichtungen als elektrische oder hydraulische Stellmotoren ausgebildet, welche die Begrenzungselemente, vorzugsweise Anschläge oder Puffer, in die gewünschte Anschlagposition bringen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der maximale Pendelwinkel in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsparametern eingestellt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel der Lenkräder, der Hubhöhe der Last und dem Beladungszustand sowie dem aktuell eingestellten Pendelwinkel. Damit wird - situationsbedingt - ein optimaler maximaler Pendelwinkel automatisch eingestellt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Betriebsparameter mit Sensoren messbar und einer Steuereinrichtung zuführbar, wo sie verarbeitet und in Steuerbefehle für die Verstelleinrichtungen umgesetzt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung einer an einem Fahrzeugrahmen gelagerten Pendelachse und
    • 2 eine Ansicht von oben auf ein vierrädriges Flurförderfahrzeug mit Pendelachse und Stabilitätsdreieck.
  • 1 zeigt eine als Pendelachse 1 ausgebildete Hinterachse eines Flurförderfahrzeuges mit einem Fahrzeugrahmen 2, an welchem die Pendelachse 1 über ein Pendelgelenk 3 abgestützt und schwenkbar gelagert ist. Die Pendelachse 1 umfasst einen Achskörper 1, an welchem endseitig zwei Räder 4, 5 drehbar angeordnet sind. Die Räder 4, 5, auch als Hinterräder 4, 5 bezeichnet, stehen auf einem hier als Ebene dargestellten Boden B. Das Pendelgelenk 3 weist eine Schwenkachse a auf, welche in Fahrzeugslängsrichtung, auch x-Richtung genannt, verläuft und senkrecht auf der Zeichenebene steht. Die Pendelachse 1 pendelt um die Schwenkachse a im Bereich der Pendelwinkel α1 (rechts) und α2 (links). Am Fahrzeugrahmen 2 sind als Anschläge 6, 7 ausgebildete Pendelwinkelbegrenzungen 6, 7 angeordnet, welche höhenverstellbar ausgebildet sind, was jeweils durch Doppelpfeile P1, P2 in z-Richtung dargestellt ist. Den Pendelwinkelbegrenzungen 6, 7 sind Verstelleinrichtungen 8, 9 zugeordnet, welche als Stellmotoren, vorzugsweise hydraulische oder elektrische Stellmotoren 8, 9 ausgebildet sind und durch motorisches Verstellen der Anschläge 6, 7 die maximal möglichen Pendelwinkel α1 und α2 einstellen.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf das vierrädrige Flurförderfahrzeug gemäß 1. Die als Pendelachse 1 ausgebildete Hinterachse stützt sich über die Hinterräder 4, 5 am Boden ab und bildet Aufstandspunkte 10, 11. Die Vorderräder 12, 13, welche in vertikaler Richtung in Bezug auf den Fahrzeugrahmen 2 (1) nicht beweglich sind, stehen auf dem Boden und bilden Aufstandspunkte 14, 15. Die Pendelachse 1 pendelt im Pendelgelenk 3 um die Schwenkachse a, welche in x-Richtung des Fahrzeuges verläuft. Der Mittelpunkt des Pendelgelenks 3, welcher den Abstützpunkt des Fahrzeugrahmens 2 (1) gegenüber der Pendelachse 1 bildet, ist mit 16 bezeichnet. Bei normalem Fahrbetrieb ist der tatsächliche Pendelwinkel der Pendelachse 1 betragsmäßig kleiner als der maximale Pendelwinkel α1 , α2 (1). In diesem Zustand bilden die Aufstandspunkte 14, 15 der Vorderräder 12, 13 und der Mittelpunkt 16 des Pendelgelenks 3 ein erstes Stabilitätsdreieck, welches gestrichelt dargestellt ist. Es wird angenommen, dass ein resultierender Kraftvektor, der alle Gewichts- und Beschleunigungskräfte, die auf das Fahrzeug wirken, zusammenfasst, das erste Stabilitätsdreieck 14, 15, 16 in einem Angriffspunkt 17 durchstößt. Da der Angriffspunkt 17 innerhalb der Begrenzungslinien des ersten Stabilitätsdreiecks 14, 15, 16 liegt, steht bzw. fährt das Fahrzeug stabil, d. h. es besteht keine Kippgefahr. Bewegt sich der Angriffspunkt des Kraftvektors aus dem ersten Stabilitätsdreieck 14, 15, 16 heraus und nimmt beispielsweise die durch einen weiteren Angriffspunkt 17' gekennzeichnete zweite Position ein, so liegt eine kritische Fahrsituation vor. Ohne eine Pendelwinkelbegrenzung der Pendelachse 1 würde das Fahrzeug unter diesen Bedingungen kippen. Ein solches Kippen wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Pendelachse 1 mit einer Begrenzung der Pendelwinkel auf die maximalen Pendelwinkel α1 , α2 (1) verhindert. In diesem Fall wird die Pendelachse 1 bis zur rechten Pendelwinkelbegrenzung 7 (1) ausgelenkt. Der Achskörper 1 ist einerseits über das Pendelgelenk 3 mit dem Fahrzeugrahmen 2 (1) verbunden und stützt sich andererseits an der rechten Pendelwinkelbegrenzung 7 (1) ab, die ihrerseits mit dem Fahrzeugrahmen 2 (1) verbunden ist. Die Pendelachse 1 kann in diesem Zustand nicht weiter ausgelenkt werden. Das linke Vorderrad 12 hebt in dieser Situation bereits vom Boden ab. Die Folge ist die Bildung eines zweiten Stabilitätsdreiecks, welches durch den Radaufstandspunkt 15 des rechten Vorderrades 13 und die Radaufstandspunkte 10, 11 der Hinterräder 4, 5 gebildet wird und punktiert dargestellt ist. Solange der weitere Angriffspunkt 17' innerhalb des zweiten Stabilitätsdreiecks 15, 11, 10 verbleibt, wird wieder ein stabiler Stand bzw. eine stabile Fahrsituation erreicht. Zwar kann das linke Vorderrad 12 vom Boden abgehoben sein, das Fahrzeug wird jedoch nicht kippen. Erst wenn der resultierende Kraftvektor das zweite Stabilitätsdreieck 15, 11, 10 verlässt und die dritte Position 17" einnimmt, kippt das Fahrzeug.
  • Je kleiner die maximalen Pendelwinkel α1 und α2 eingestellt werden, umso sicherer ist es, dass der resultierende Kraftvektor eines der beiden Stabilitätsdreiecke 14, 15, 16 oder 15, 11, 10 trifft und so die Standsicherheit des Fahrzeuges gesichert ist. Die Einstellung der Pendelwinkelbegrenzungen 6, 7 mit Hilfe der Verstelleinrichtungen 8, 9 kann bevorzugt auf zweierlei Weise erfolgen: Die Einstellung kann unabhängig von der aktuellen Fahrsituation vorgenommen werden, z. B. durch den Fahrer des Fahrzeuges. Dabei kann die Ebenheit des Bodens berücksichtigt werden, um einerseits einen ausreichend großen maximalen Pendelwinkel zur Verfügung zu haben und andererseits eine möglichst große Standsicherheit zu gewährleisten. Andererseits kann die aktuelle Fahrsituation durch (nicht dargestellte) Sensoren erfasst werden, wobei z. B. die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, der Lenkwinkel, die Hubhöhe, der Beladungszustand und/oder der aktuelle Pendelwinkel der Pendelachse 1 gemessen werden. Die Messwerte werden als Signale einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung übergeben, welche die Pendelwinkelbegrenzungen respektive die Anschläge 6, 7 während der Fahrt optimal einstellt. Die maximalen Pendelwinkel α1 , α2 können zwischen Null und einem von der Achskonstruktion abhängigen Maximalwert eingestellt werden. Die Verstelleinrichtungen 8, 9 sind vorzugsweise als elektrische Stellmotoren oder Hydraulikzylinder ausgebildet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Pendelachse/Achskörper
    2
    Fahrzeugrahmen
    3
    Pendelgelenk
    4
    Hinterrad
    5
    Hinterrad
    6
    Pendelwinkelbegrenzung
    7
    Pendelwinkelbegrenzung
    8
    Verstelleinrichtung
    9
    Verstelleinrichtung
    10
    Aufstandspunkt
    11
    Aufstandspunkt
    12
    Vorderrad
    13
    Vorderrad
    14
    Aufstandspunkt
    15
    Aufstandspunkt
    16
    Mittelpunkt Pendelgelenk
    17
    Angriffspunkt
    17'
    Angriffspunkt
    17"
    Angriffspunkt
    a
    Schwenkachse
    x
    Fahrzeuglängsrichtung
    α1
    Pendelwinkel, rechts
    α2
    Pendelwinkel, links
    B
    Boden
    P1
    Verstellrichtung
    P2
    Verstellrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4408757 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Flurförderfahrzeug mit vier Rädern (4, 5, 12, 13), einem Fahrzeugrahmen (2) und einer als Pendelachse (1) ausgebildeten Hinterachse (1), welche in einem am Fahrzeugrahmen (2) abgestützten Pendellager (3) gelagert und im Bereich eines Pendelwinkels um eine in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufende Schwenkachse (a) Pendelbewegungen ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass - situationsbedingt - ein maximaler, die Pendelbewegungen begrenzender Pendelwinkel (α1, α2) einstellbar ist.
  2. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwenk- oder Pendelbereich der Pendelachse (1) Begrenzungselemente (6, 7) am Fahrzeugrahmen (2) angeordnet sind.
  3. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Begrenzungselementen (6, 7) Verstelleinrichtungen (8, 9) zugeordnet sind.
  4. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungselemente als Anschläge (6, 7) ausgebildet sind.
  5. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtungen (8, 9) als elektrische oder hydraulische Stellmotoren ausgebildet sind.
  6. Flurförderfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Pendelwinkel (α1, α2) in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsparametern wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Hubhöhe, dem Beladungszustand und dem aktuellen Pendelwinkel einstellbar ist.
  7. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter mit Sensoren messbar und einer Steuerung zuführbar sind.
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