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Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer eine Hubeinrichtung aufweisenden, höhenverstellbaren Plattform.
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Flurförderzeuge mit höhenverstellbarer Plattform werden zum innerbetrieblichen Transport von Gütern eingesetzt. Mit solchen Fahrzeugen können schwere Lasten aus niedrigen Höhen angehoben werden. Dabei kommen Hubeinrichtungen verschiedenster Art zum Einsatz. Beispielsweise können hydraulische Zylinder, Trapez- oder Kugelspindelhubeinrichtungen, Hebel- oder Kurbelmechanismen, Scherenheber oder Exzenterhubeinrichtungen verwendet werden.
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Leistungsfähige Hubeinrichtungen benötigen in der Regel einen großen Bauraum, um auch bei schweren Lasten einen schnellen Hub zu ermöglichen. Daher sind besonders kompakte Ausführungen von Flurförderzeugen mit höhenverstellbaren Plattformen für höhere Hubleistungen schwierig zu realisieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine leistungsfähige Hubeinrichtung mit schnellem Hub in einem kleinen und flachen Bauraum untergebracht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Hubeinrichtung mindestens eine Kurvenscheibe und mindestens eine an der Kurvenform der Kurvenscheibe abrollende Führungsrolle umfasst, wobei die Kurvenscheibe an der höhenverstellbaren Plattform um eine Drehachse senkrecht zur Scheibenebene der Kurvenscheibe drehbar gelagert ist und mit einer Antriebseinrichtung zur Ausführung der Drehbewegung der Kurvenscheibe versehen ist, während die Führungsrolle an einem festen Rahmen des Flurförderzeugs gelagert ist.
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Kurvenscheiben sind an sich als Stellglieder in mechanischen Getrieben oder mechanischen Steuerungen bekannt. Die Kurvenscheibe besteht aus einer ebenen Scheibe mit ungleichförmiger Kurvenform und wird in eine gleichmäßige Drehung versetzt. Über eine Führungsrolle, die an der Kurvenform abläuft, wird die aus der Drehung der Kurvenscheibe resultierende Bewegung von ihrer Kurvenbahn abgegriffen und erfindungsgemäß für den Hub der anhebbaren Plattform verwendet.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine solche Kurvenscheibe mit Vorteil für eine Hubeinrichtung eines Flurförderzeugs mit höhenverstellbarer Plattform eingesetzt werden kann.
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Dabei ist die Kurvenform der Kurvenscheibe vorzugsweise so gewählt ist, dass über den gesamten Hub ein im Wesentlichen konstantes Antriebsmoment der Antriebseinrichtung aufzubringen ist. Auf diese Weise wird die Leistung der Antriebseinrichtung möglichst effizient genutzt. Der Antriebsmotor kann über den gesamten Hub an dem Punkt der Kennlinie mit optimaler Leistungsabgabe betrieben werden.
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Um zusätzlich Antriebsleistung und damit Bauraum einzusparen, ohne die Leistungsfähigkeit der Hubeinrichtung zu schmälern, ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Rahmen und der Plattform mindestens ein eine Vorspannkraft aufbringender Kraftspeicher angeordnet ist. Dabei steht der Kraftspeicher zumindest im eingefahrenen Zustand der Hubeinrichtung mit dem Rahmen und der Plattform im Eingriff und ist mit der Vorspannkraft zwischen dem Rahmen und der Plattform eingespannt. Beim Ausfahren der Hubeinrichtung wird durch Entspannung des Kraftspeichers eine Hubkraft ausgeübt, die die Antriebseinrichtung beim Hubvorgang unterstützt. Mit den Kraftspeichern kann somit die erforderliche Maximalleistung der Antriebseinrichtung verringert werden.
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Dabei ist der Kraftspeicher zweckmäßigerweise als Federelement, insbesondere als Gasdruckfederelement, ausgebildet.
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Die Hubeinrichtung ist also mit dem Federelement, insbesondere der Gasdruckfeder, gegen die Last vorgespannt, so dass die Antriebseinrichtung weniger Kraft aufbringen muss, um auch schwere Lasten schnell heben zu können.
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Um das Federelement über einen größeren Hub bei geringer Minimalhöhe wirken lassen zu können, ist die Längsausrichtung des Federelements bevorzugt gegen die Vertikale geneigt.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Kurvenscheibe eine entlang der Kurvenform verlaufende Nut aufweist, in der die Führungsrolle beidseitig geführt ist. Auf diese Weise können auch Kräfte entgegen der Hubrichtung ausgeübt werden, um die Plattform gegen die Vorspannkraft des Kraftspeichers, insbesondere des Federelements, wieder einzufahren und nach unten zu ziehen.
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Dies bedeutet, dass die Antriebseinrichtung der Hubeinrichtung mit und ohne Last der annähernd gleichen Belastung ausgesetzt ist, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen. Ohne Last muss die Antriebseinrichtung die Plattform also gegen die Federspannung mit voller Leistung herunterziehen. Wohingegen die Antriebseinrichtung und das Federelement die Plattform bei voller Beladung gemeinsam nach oben schieben.
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Dabei kann die Kurvenscheibe beispielsweise mittels Laserschneidverfahren aus Stahl hergestellt sein. Die Nut für die beidseitige Führung der Führungsrolle kann in die Kurvenscheibe gefräst sein. Dadurch kann die mit der Nut versehene Kurvenscheibe auf einfache Weise hergestellt werden.
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Um den Wirkungsgrad des Hubmechanismus zu erhöhen, sind die Kurvenscheibe und die darauf laufende Führungsrolle vorzugsweise mit Wälzlagern gelagert. Die Lagerung der Führungsrolle kann insbesondere mit einem Nadellager erfolgen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an beiden Längsseiten des Flurförderzeugs jeweils zwei Kurvenscheiben gegenläufig zueinander angeordnet sind. Durch diese doppelte gegenläufige Anordnung der Kurvenscheiben können auftretende Querkräfte verringert werden.
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Eine Aufnahme der Querkräfte wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Kurvenscheibe mit einer seitlichen Gleitführung versehen ist.
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Vorzugsweise weisen die jeweils gegenüberliegenden Kurvenscheiben zweckmäßigerweise eine gemeinsame Antriebseinrichtung auf. Die Antriebseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor mit durchgehender Antriebswelle, deren Enden jeweils mit den gegenüberliegenden Kurvenscheiben in Wirkverbindung stehen.
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Der Rahmen des Flurförderzeugs umfasst zweckmäßigerweise ein Fahrwerk mit Rädern und mindestens einen Fahrantrieb.
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Für Wartungsarbeiten sind die Plattform mit Hubeinrichtung und der Rahmen mit Fahrwerk und Fahrantrieb mit Vorteil voneinander trennbar ausgebildet.
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Zur Realisierung einer besonders kompakten und zugleich leistungsstarken Ausgestaltung des Flurförderzeugs ist vorgesehen, dass die maximale Hubhöhe der Hubeinrichtung mindestens dreiviertel der eingefahrenen Gesamtbauhöhe des Flurförderzeugs entspricht.
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Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
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Es wird in dem Flurförderzeug eine Hubeinrichtung mit hoher Hubleistung bei vergleichsweise kleiner verbauter Antriebsleistung und kleinem Bauraum erreicht. Der spezielle Aufbau und die Verwendung von einfachen Komponenten ermöglichen eine robuste, kostengünstige Hubeinrichtung.
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Durch die Anordnung der Kurvenscheibe an der Plattform fahren Antriebseinrichtung und Kurvenscheibe beim Hub mit hoch. Dies führt zu einer besseren Auslastung des Bauraumes, die Kurvenscheibe schafft sich beim Hub selber Platz für ihre Drehung um beispielsweise 290 Grad. Im eingefahrenen Zustand liegen die Komponenten der Hubeinrichtung sehr kompakt mit geringer Bauhöhe. Zusätzlich wird beim Hochfahren dieser Komponenten der Hubeinrichtung die Bodenfreiheit des Flurförderzeugs erhöht. Wird die Hubeinrichtung in ein Flurförderzeug verbaut, welches mit ausgefahrenem Hub fahren soll und mit abgesenktem Hub steht oder nur sehr langsam fährt, kann durch diese Anordnung weitere Bauhöhe eingespart werden, da die benötigte Bodenfreiheit nur im fahrenden, ausgefahrenen Hubzustand bereitgestellt werden muss.
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Außerdem wird durch die Anordnung der Hubeinrichtung inklusive Antriebseinrichtung und Kurvenscheibe an der Plattform einerseits und dem Fahrwerk inklusive Fahrantrieb und Rädern am Rahmen andererseits eine gute Zugänglichkeit bei der Wartung erreicht. So kann in einem kompakt gebauten Flurförderzeug die Plattform mit der Hubeinrichtung vom Rahmen mit dem Fahrwerk bei der Wartung getrennt werden und so eine bessere Zugänglichkeit der Komponenten erreicht werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs in der höchsten Hubstellung,
- 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs in der mittleren Hubstellung,
- 3 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs in der untersten Hubstellung,
- 4 eine Darstellung des Flurförderzeugs der 1 bis 3 von unten,
- 5 eine Prinzipskizze einer Kurvenscheibe,
- 6 ein Diagramm zur Abhängigkeit des Rollradius vom Drehwinkel der Kurvenscheibe,
- 7 eine Darstellung der Kräfte am Berührungspunkt von Kurvenscheibe und Führungsrolle und
- 8 ein Diagramm zur Abhängigkeit des Antriebsmoments vom Drehwinkel der Kurvenscheibe.
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In den 1 bis 3 ist ein kompaktes Flurförderzeug 1 mit einer anhebbaren Plattform 2 gezeigt. Die Plattform 2 weist zum Anheben und Absenken eine Hubeinrichtung 10 auf, die Kurvenscheiben 3 und Führungsrollen 6 sowie als Federelemente 8 ausgebildete Kraftspeicher 8 umfasst.
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An der Plattform 2 sind die Kurvenscheiben 3a und 3b an Drehachsen 4a und 4b in Wälzlagern drehbar gelagert. Dabei sind die Drehrichtungen der Kurvenscheiben 3a, 3b gegensinnig. Die Kurvenscheiben 3a, 3b weisen Nuten 5a, 5b auf, in denen die Führungsrollen 6a, 6b beidseitig geführt sind. Die Nuten 5a, 5b bilden somit die Kurvenform bzw. Kurvenbahn der Kurvenscheibe 3a, 3b. Die Führungsrollen 6a, 6b sind in Wälzlagern an dem aus Übersichtlickeitsgründen an diesen Stellen ausgeblendeten Rahmen 7 des Flurförderzeugs 1 ortsfest angebracht. Der Rahmen 7 umfasst auch ein Fahrwerk mit Rädern 9 sowie einen in den 1 bis 3 nicht dargestellten Fahrantrieb.
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Die Kurvenscheiben 3a, 3b schieben sich bei Drehung um die Drehachsen 4a, 4b an den festen Führungsrollen 6a, 6b nach oben und heben somit die Plattform 2 an. Dabei wird der Hubvorgang durch die vorgespannten Federelemente 8, die im vorliegenden Beispiel als Gasfederelemente 8 ausgebildet sind, unterstützt.
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In der 1 ist das Flurförderzeug 1 in der obersten Hubstellung, also mit voll ausgefahrener Hubeinrichtung 10 gezeigt. Dabei sind nach vollständiger Drehung der Kurvenscheiben 3a, 3b jeweils die Endpunkte der Rollbahnen in den Nuten 5a, 5b an den festen Führungsrollen 6a, 6b angelangt.
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Die 2 zeigt das Flurförderzeug 1 aus der 1 in einer mittleren Hubstellung. Dabei haben sich die Kurvenscheiben 3a, 3b so weit gedreht, dass sich die Führungsrollen 6a, 6b in einem mittleren Bereich der Rollbahnen in den Nuten 5a, 5b befinden. Der Abstand zwischen den Drehachsen 4a, 4b der Kurvenscheiben 3a, 3b und den in den Nuten 5a, 5b geführten Führungsrollen 6a, 6b ist geringer geworden. Somit ist die Plattform 2 gegenüber der Darstellung in der 1 abgesenkt.
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In der 3 ist das Flurförderzeug 1 aus der 1 in der untersten Hubstellung dargestellt. Dabei haben sich die Kurvenscheiben 3a, 3b soweit gedreht, dass die anderen Endpunkte der Rollbahnen in den Nuten 5a, 5b an den festen Führungsrollen 6a, 6b angelangt sind. Der Abstand zwischen den Drehachsen 4a, 4b der Kurvenscheiben 3a, 3b und den Führungsrollen 6a, 6b ist nun minimal. Somit ist die Plattform 2 in der untersten Stellung angelangt.
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Die 4 zeigt das Flurförderzeug 1 aus den 1 bis 3 von unten. An den Längsseiten des Flurförderzeugs 1 sind jeweils zwei Kurvenscheiben 3a, 3b sowie 3c, 3d gegenläufig mit gegensinniger Drehrichtung angeordnet. Die Kurvenscheiben 3a und 3c sowie 3b und 3d verfügen jeweils über eine gemeinsame Antriebseinrichtung 11, 12. Die Antriebseinrichtungen 11, 12 verfügen über elektrische Antriebsmotoren 13, 14 und Antriebswellen 15, 16. Die Antriebswellen 15, 16 sind bevorzugt koaxial zu den Drehachsen 4a, 4b angeordnet. Die Antriebswelle 15 steht zum Antrieb mit den an den Längsseiten des Flurförderzeugs 1 gegenüberliegend angeordneten Kurvenscheiben 3a, 3c in Wirkverbindung. Entsprechend steht die Antriebswelle 16 zum Antrieb mit den an den Längsseiten des Flurförderzeugs 1 gegenüberliegend angeordneten Kurvenscheiben 3b, 3d in Wirkverbindung. An den Kurvenscheiben 3a, 3b, 3c, 3d sind seitliche Gleitführungen 17 zur Aufnahme von Querkräften vorgesehen. Außerdem sind die Gasfederelemente 8 zur Unterstützung des Hubvorgangs sowie die Räder 9 zu sehen. Der Rahmen 7 ist mit zwei Rädern 9a versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als nicht angetriebene Nachlaufrollen ausgebildet sind. Der Rahmen 7 ist weiterhin mit zwei angetriebenen und lenkbaren Rädern 9b versehen. Die Räder 9b sind im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils mit einem elektrischen Radmotor als Fahrantrieb angetrieben und mittels eines nicht näher dargestellten Lenkmotors lenkbar. Die Räder 9a sind an zwei gegenüberliegenden Ecken des Flurförderzeugs 1 angeordnet und die Räder 9b an den beiden anderen gegenüberliegenden Ecken des Flurförderzeugs 1 angeordnet.
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In der 5 ist eine Prinzipskizze einer Kurvenscheibe 3 der 1 bis 3 gezeigt. Die Kurvenscheibe 3 dreht sich um einen Drehwinkel ß um die Drehachse 4. Mit R ist der Rollradius der Kurvenform (Nut 5) der Kurvenscheibe 3 bezeichnet. Die Führungsrolle 6 rollt auf der Kontur (Nut 5) der Kurvenscheibe 3 ab.
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In der 6 ist ein Diagramm zum Zusammenhang zwischen dem Rollradius R der Kurvenscheibe 3 aus der 5 und dem Drehwinkel β gezeigt. Die Kontur (Nut 5) der Kurvenscheibe 3 ist so gewählt, dass sich ein linearer Zusammenhang ergibt.
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Die
7 zeigt die Kräfteverhältnisse im Berührungspunkt von Kurvenscheibe
3 und Führungsrolle
6 aus der
5. Es ergeben sich folgende Kräfte und Momente im Berührungspunkt:
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Hierbei bedeuten:
- FN:
- Kontaktnormalkraft
- M:
- nötiges Antriebsmoment
- h:
- Länge des Hebels zur Berechnung des Antriebsmoments der Antriebseinrichtung.
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In der 8 ist ein Diagramm zum Zusammenhang zwischen Antriebsmoment M der Antriebseinrichtung 11, 12 und Drehwinkel β der Kurvenscheibe 3 gezeigt. Bei entsprechender Optimierung der Form der Kurvenscheibe ergibt sich ein Antriebsmoment M, das bei Veränderung des Drehwinkels β annähernd konstant bleibt. Mit der Kurvenscheibe 3 lässt sich somit eine sehr leistungsstarke Hubeinrichtung 10 mit gleichmäßiger Kraftentfaltung realisieren. Die Leistung der Antriebseinrichtung 11, 12 kann besonders effizient genutzt werden. Der Antriebsmotor 13, 14 kann über den gesamten Hub der Plattform 2 an dem Punkt der Kennlinie mit optimaler Leistungsabgabe betrieben werden.
