DE1912924A1 - Steuerung fuer einen Hubstapler - Google Patents

Description

Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)

Steuerung für einen Hubstapler.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Hubstaplers mit ausfahrbarem Hubmast, bei dem die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Ausfahrhöhe des Hubmastes gesteuert wird.

Bei bestimmten Arten von Speicherarbeiten ist es mehr und mehr üblich geworden, Hubstapler zu benutzen, deren Bedienungsstand am Hubmast angebracht ist und gemeinsam mit der Hubgabel angehoben wird. Mit zunehmender Ausfahrhöhe des Hubmastes vermindert sioh die Standfestigkeit des Fahrzeuges, und die Gefahr für den Bedienungsmann erhöht sich unter anderem durch die größere Höhe, in der er sich aufhält. So ist es üblich geworden, die Geschwindigkeit, mit welcher das Fahrzeug bei verschiedenen Höhen des Bedienungsstandes und der Hubgabel fährt, zu vermindern« Im allgemeinen erfolgt dies dadurch, daß die Erreichung einer oder zweier bestimmter Höhenlagen des Bedienungsstandes und der Ladegabel ermittelt und die Fahrzeuggeschwindigkeit bei diesen Höhen begrenzt wurde.

Ein wesentliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen Vorrichtung, um die Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich mit dem Ausfahren des Hubmastes zu ändern.

909842/1192

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden eine Motorsteuerung für eine stufenlose Veränderung der Motordrehzahl des Hubfahrzeuges sowie Vorrichtungen vorgesehen., um die Ausfahrbewegung des Mastes dauernd abzutasten und in Abhängigkeit von der Ausfahrhöhe die Motorsteuerung zu betätigen. Die Motorsteuerung spricht auf den Flüssigkeitsspiegel des dem durch eine flüssigkeitsbetriebene Hubvorrichtung ausfahrbaren Hubmast zugeordneten Vorratsbehälters an, so daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert, wenn der Hubmast ausfährt.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Fig· 1 zeigt die Seitanansicht eines Hubstaplers, bei welchem der Bedienungsstand am Mast angebracht ist und zusammen mit der Hubgabel angehoben wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Drehzahlsteuerung des Motors.

Fig. J ist ein Schema des dem hydraulischen Antrieb zum Ausfahren des Mastes zugeordneten hydraulischen Kreislaufes.

Fig. 4 ist eine Teilansicht von oben in vergrößertem Maßstab zur Veranschaulichung des Schwimmers zur Ermittlung des Flüssigkeitsspiegels im Vorratsbehälter.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der in Fig. dargestellten Vorrichtung·

Bi Fig. I ist ein Hubstapler mit 10 bezeichnet, wie er zum Zusammenholen einer Warenbestellung in einem Lager Verwendung findet. Der Hubstapler 10 hat einen Hahmen 12, der auf einem angetriebenen gelenkten Hinterrad 14 abgestützt ist, sowie ein Paar Ausleger-Tandemräder 1β (von denen nur ein Satz dargestellt ist). Außerdem ist ein Paar von

909842/1192

Stabilisierungs-Rädern. 18 (von denen nur eines dargestellt ist) am Rahmen 12 befestigt. Das Rad 14 wird durch einen Elektromotor 19 (siehe Fig. 2) angetrieben, der in einem Gehäuse 20 untergebracht ist; der Motor 19 wird aus einer Batterie 22, die am Rahmen 12 unterhalb eines Plüssigkeits-Vorratsbehälters 24 angebracht ist, mit Energie versorgt.

Außerdem ist am Rahmen 12 ein Teleskopmast 26 angebracht, der zum Ausfahren in üblicher Weise durch einen in Fig. 3 schematise!! dargestellten, einfach wirkenden hydraulischen Antrieb 28 betätigt wird, der aus einem ausfahrbaren Kolben mit Zylinder besteht. Mit dem Mast 26 sind eine Hubgabel 30 (von der nur ein Schenkel dargestellt ist) sowie ein Bedienungsstand 32 verbunden und gemeinsam anhebbar, der eine Plattform 34, auf welcher der Bedienungsmann steht, zwei seitliche Stützen 36, ein Lenkrad 38* einen von Hand zu betätigenden Steuergriff 40 (siehe Fig. 2) zur Steuerung der Fahrzeuggesehwindigkeit sowie einen Kopfschutz 42 aufweist.

Auf der Plattform 34 des Beetienungsstandes kann ein Bedienungsmann stehen und die Fahrgeschwindigkeit und -ricjhtung des Fahrzeuges Io steuern und es lenken« Außerdem kann der Bedienungsmann den hydrau* lischen Antrieb 28 regeln, um den Mast 26 auszufahren und damit gleichzeitig die Hubgabel 30 und den Bedienungsstand 32 anzuheben.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der elektrische Stromkreis des Fahrzeuges 10 einen Motordrelazahlregler 44 besitzt, um die Drehzahl aus der Batterie 22 gespeisten Motors I9 zu verändern. Der Regler 44 arbeitet vorzugsweise mit Festkörperelementen und regelt die Geschwindigkeit des Motors 19 durch Veränderung der Dauer der Stromimpulse oder der Frequenz der Stromimpulse aus der Batterie 22 zum Motor 19 in Abhängigkeit von einer Veränderung des Widerstandes im

909842/1192

Stromkreis 46, in welchem sich das Regelelement 40 sowie ein weiteres Regelelement 48 befinden. Beide Regelelemente 4o und 48 sind veränderliche Widerstände und sind hintereinander mit einem üblicherweise geschlossenen Schalter 50 geschaltet, der dann geöffnet wird, wenn der Hubmast 26 um einen bestimmten Betrag ausgefahren ist, was später noch im einzelnen beschrieben werden soll. Der Regelwiderstand 40 ist in derjenigen Stellung dargestellt, in welcher er den größten Widerstand hat, so daß hier die Motorgeschwindigkeit am kleinsten ist, während der Regelwiderstand 48 in der Stellung mit dem geringsten Widerstand gezeichnet ist, so daß er in dieser Stellung keinen Einfluß auf die Motorgeschwindigkeit hat. Durch Betätigung des Regelwiderstandes 4o in dem Sinne, daß der Widerstand vermindert wird, wird der Drehzahlregler 44 in dem Sinne betätigt, daß die Drehzahl des Motors 19 vergrößert wird. Wenn der Regelwiderstand 40 in die Stellung mit dem geringsten Widerstand gedreht wird, so hat die Geschwindigkeit des Motors 19 ihr Maximum. Durch Betätigung des Regelwiderstandes 48 in dem Sinne, daß der Widerstand erhöht wird, vermindert sich die Motorgeschwindigkeit· Wenn der Widerstand des Regelwider-Standes 48 sein Maximum erreicht hat, ist die Motorgeschwindigkeit praktisch null. Offensichtlich hat die öffnung des Schalters 50 die gleiche Wirkung wie die Herstellung eines unendlichen Widerstandes in dem Stromkreis 48, so daß der Drehzahlregler 44 bei ge« Öffnetem Schalter 50 keinen Strom in den Motor 19 schickt. Somit ist die Maximal-Geschwindigkeit des Motors 19 nicht größer als die Minimal-Geschwindigkeit, die durch einen der Regelwiderstände 4© oder bestimmt ist.

909842/1192

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 der hydraulische Kreislauf für das Ausfahren des Mastes 26 beschrieben. Wie oben erwähnt, wird der Mast 26 durch einen hydraulischen Antrieb 28 ausgefahren, der aus Zylinder und einfach wirkendem Kolben besteht. Der hydraulische Kreislauf umfaßt eine Leitung 52 zwischen dem Vorratsbehälter 24 und einem üblichen Regelventil 5^* das mit dem hydraulischen Antrieb 28 verbunden ist. Das Ventil 5^· ermöglicht einen im wesentlichen ungehinderten Flüssigkeitsstrom in den hydraulischen Antrieb 28 und regelt den Strom aus dem Antrieb 28 heraus in Abhängigkeit von der auf dem Mast 26 aufliegenden Last. Das bedeutet, je größer die Last desto geringer ist der Flüssigkeitsstrom aus dem Antrieb 28 durch das Ventil 54. In der Leitung £2 befindet sich eine Pumpe 56, die dazu dient, die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 24 anzusaugen und den Antrieb 28 mit Druckflüssigkeit zu beschicken, wodurch dieser auseinandergefahren wird. In der Leitung 52 befindet sich weiterhin ein Einweg-Rückschlagventil 58, welches verhindert, daß Flüssigkeit aus dem Antrieb 28 durch die Leitung 52 in das Reservoir 24 gelangt. Parallel zu der Pumpe 5β ist eine weitere Pumpe 60 geschaltet, so daß der Flüssigkeitsantrieb 28 bei arbeitender Pumpe 56 mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausgefahren werden kann und, wenn beide Pumpen 56 und 60 arbeiten, mit einer höheren Geschwindigkeit ausgefahren werden kann.

Zwischen der Leitung 52 und dem Vorratsbehälter 24 ist in der dargestellten Weise eine Rücklaufleitung 62 vorgesehen. In dieser befindet sich ein magnetbetätigtes normalerweise geschlossenes Ventil 64 und eine Drossel-Vorrichtung 66. Zu dem Ventil 64 und der Drossel 66 ist ein normalerweise geschlossenes magnetbetätigtes Ventil 68 parallel geschaltet. Die Ventile 64 und 68 dienen dazu, den Mast 26 mit zwei

909842/1192

verschiedenen Geschwindigkeiten abzusenken. Bei nichtarbeitenden Pumpen 56 und 60 und bei ausgefahrenem Antrieb 28 kann der Mast durch sein Eigengewicht abgesenkt werden, indem das Magnet-Ventil 64 betätigt wird und sich öffnet, damit die Flüssigkeit aus dem Antrieb 28 über die Leitung 62 in das Reservoir 24 zurückfließen kann. Das Ventil 54 dient der Regelung des Flüssigkeitsstromes aus dem Antrieb 28 heraus, wobei der Flüssigkeitsstrom außerdem noch durch die Drossel 66 gedrosselt wird. Um eine größere Senkgeschwindigkeit zu erreichen, kann der Bedienungsmann das Ventil 68 öffnen, so daß die Drossel 66 umgangen wird, so daß der Flüssigkeitsstrom aus dem Antrieb 28 heraus verstärkt wird. Ersichtlich ändert sich der Flüssigkeitsspiegel . ~i- dem Reservoir 24 in Abhängigkeit von der Ausfahrbewegung des Antriebes 28. Je weiter der Antrieb ausgefahren ist, desto niedriger steht der Flüssigkeitsspiegel in dem Vorratsbehälter 24. Da die Ausfahrstellung des Antriebes 28 für eine bestimmte Ausfihrhöhe des Mastes praktisch konstant ist, ist es möglich, die Maststellung mit dem Flüssigkeitsspiegel in dem Vorratsbehälter 24 in eine Wechselbeziehung zu bringen. Die Bedeutung dieser Tatsache wird nachstehend erläutert.

Es ist wünschenswert, die Geschwindigkeit, mit welcher das Fahrzeug 10 bei ausgefahrenem Mast fahren kann, zu vermindern. Es verringert sich dann nämlich die Standfestigkeit des Fahrzeuges 10, weil sich der Fahrzeug-Schwerpunkt notwendigerweise anhebt. Dies ist besonders wesentlich bei einem Fahrzeug der in Rede stehenden Bauart zum Zusammenholen von Warenbestellungen in Lagern, weil der Bedienungsmann auf einer Plattform mitfährt, die zusammen mit der Hubgabel angehoben ist. Das bedeutet, daß der Bedienungsmann sich gelegentlich in einer Höhe von etwa 7 m über der Flurhöhe befinden kann. Es wird daher eine Vorrichtung vorgesehen, um die Fahrzeugge-

909842/1192

-7- 1 91 292A

schwindigkeit kontinuierlich zu vermindern, wenn der Hubmast 26 ausgefahren wi'rrf . Unter Bezugnahme auf die Abbildungen 4 und 5 soll diese Vorrichtung nunmehr beschrieben werden.

In dem Vorratsbehälter befindet sich ein Schwimmer 70, der aus zwei im wesentlichen rechtewinkligen Blöcken 72 aus geschäumtem Polyurethan oder dergleichen besteht. Die Blöcke sind auf einer Achse 74 schwenkbar montiert, die mit einem Arm J6 verbunden ist, der wiederum auf einer Achse 78 befestigt ist, die schwenkbar in einer mit dem Vorratsbehälter 24 verbundenen Buchse 80 gelagert ist. Mit dem äusseren Ende der Buchse 80 ist eine Halteplatte 82 verbunden, an welcher der Regler 48 und der Schalter 50 befestigt sind. Das Außenende der Achse 78 ist mit einem Arm verbunden. Mit diesem ist im Punkte 88 ein Gestänge 86 schwenkbar verbunden, welches andererseits im Punkte 90 mit einem Arm 92 in Verbindung steht, der mit der Achse 94 des Reglers 48 verbunden ist. Eine Drehung der Achse 94 ändert den Widerstand des Reglers 48. Beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels in dem Vorratsbehälter 24 senkt sich der Schwimmer 70 ab und verursacht über das Gestänge zwischen dem Schwimmer 70 und der Achse 94 des Reglers 48 eine Drehung der Achse 94, so daß sich der Widerstand des Reglers 48 vergrößert« Wenn der ölspiegel in dem Vorratsbehälter genügend weit abgefallen ist, hat sich der Arm 84 im Uhrzeigersinn bis zu dem Punkt bewegt, wo er an dem Schalter 50 angreift und diesen öffnet»

Um zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll nunmehr deren Wirkungsweise erklärt werden. Es sei angenommen, daß ein BecLienungsmann auf dem Bedienungsstand 32 steht und wünscht, das Fahrzeug in der einen oder der anderen Richtung zu fahren, und daß der Mast 26 in seiner voll abgesenkten Stellung gemäß Fig. 1 steht. Um das Fahrzeug 10 zu verfahren,

909842/1192

betätigt der Bedienungsmann den Regler 40 und vermindert dessen Widerstand, so daß das auf den Drehzahlregler 44 gelangende Signal diesen so betätigt, daß die Geschwindigkeit des Motors 19 bis zum gewünschten Betrag gesteigert wird. Während der Fahrt des Hubstaplers 10 kann der Bedienungsmann nun gewünschtenfalls den Hubmast 26 ausfahren. Dies geschieht durch Inbetriebsetzen der Pumpe 56 oder beider Pumpen 56 und 60, um Druckflüssigkeit in den Antrieb 28 zu schicken und diesen dadurch auszufahren. Wenn der hydraulische Antrieb 28 ausgefahren wird, wird Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 24 in den hydraulischen Antrieb hinein gepumpt, so daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Vorratsbehälter 24 absinkt. In dem Maße, wie der Spiegel in dem Vorratsbehälter abfällt, sinkt der Schwimmer ebenfalls ab, mit dem Ergebnis, daß der Widerstand des Reglers 48 vergrößert wird. Der vergrößerte Widerstand des Reglers 48 betätigt den Drehzahlregler 44 im Sinne einer Verminderung der Drehzahl des Motors 19. Wenn der Mast um einen bestimmten Betrag ausgefahren ist, ist der Regler 48 infolge des Absinkens des Schwimmers 70 bis auf seinen vollen Widerstand gebracht worden. Eine weitere Ausfahrbewegung des Mastes 26 bewirkt ein weiteres leichtes Absinken des Schwimmers 70, so daß der Arm 84 am Schalter 50 angreift, diesen öffent und damit den Motor 19 völlig von seiner Stromversorgung trennt·

ORIGINAL !MSFECTED 0098^2/1192

Claims (12)

1. Patentansprüche.

   l\ Verfahren zur Steuerung von Arbeitsfunktionen an einem Fahrzeug in Abhängigkeit von seinem jeweiligen Betriebszustand, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur stufenlosen Steuerung der Arbeitsfunktion von einer ein dem jeweiligen Betriebszustand stetig entsprechendes Signal abgebenden Betätigungsvorrichtung betätigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur stufenlosen Steuerung der Arbeitsfunktion durch den je nach Betriebszustand veränderlichen Flüssigkeitsstand in einem an dem Fahrzeug vorgesehenen Flüssigkeitsbehälter betätigt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, insbesondere zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines einen mittels einer flüssigkeitsbetriebenen Hubvorrichtung ausfahrbaren Hubmast aufweisenden Hubstaplers in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausfahrhöhe des Hubmastes, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Ausfahrhöhe des Hubmastes (26) abhängige Flüssigkeitsstand in einem mit der Hubvorrichtung (28) verbundenen Vorratsbehälter (24) auf eine Drehzahlsteuerung (44j40, 48) zur stufenlosen Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors einwirkt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3 für elektrisch angetriebene Hubstapler« dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Vorratsbehälter (24) angeordneter Schwimmer (70) bei seiner Bewegung einen dem Antriebsmotor vorgeschalteten veränderlichen Widerstand (48) verstellt.
5. 5. Steuervorrichtung für einen Hubstapler mit Antriebsmotor und ausfahrbarem Hubmast, dadurch ge-

   Ö098A2/1192

   kennzeichnet, daß sie zur Veränderung der Motordrehzahl in Abhängigkeit von der augenblicklichen Ausfahrhöhe des Hubmastes eine Vorrichtung aufweist, die eine Drehzahlsteuerung zur stufenlosen Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors in einem bestimmten Bereich sowie eine auf die Ausfahrhöhe des Mastes in einem bestimmten Bereich stetig ansprechende Betätigungsvorrichtung umfaßt, die mit der Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors wirkungsverbunden ist und diese in Abhängigkeit von der Ausfahrhöhe des Hubmastes betätigt.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   W a) Zum Ausfahren des Hubmastes (26) sind eine ausfahrbare, flüssigkeitsbetriebane Hubvorrichtung (28), ein Vorratsbehälter (24) für die Flüssigkeit und eine Pumpe vorgesehen, die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (24) zu der Hubvorrichtung (28) fördert und Hubvorrichtung (28) und Hubmast (26) ausfahren läßt;

   b) es ist eine Drehzahlsteuerung (44j4o,48) vorgesehen, die die Drehzahl des Antriebsmotors entgegengesetzt zur Änderung der Ausfahrhöhe des Hubmastes verändert und die eine Regelvorrichtung für den Antriebsmotor sowie eine Betätigungsvorrichtung umfaßt, die auf den Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter (24) an-

   * spricht und die Regelvorrichtung betätigt.
7. 7· Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung einen in dem Vorratsbehälter (24) angeordneten Schwimmer (70) und ein den Schwimmer (70) mit der Regelvorrichtung für den Antriebsmotor verbindendes Gestänge (84,86,92) umfaßt.
8. 8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 für einen Hubstapler mit elektromotorischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlsteuerung (44;40,48) veränderliche Widerstände umfaßt.

   8Q9S42/1192

   912924
9. 9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlsteuerung (44; 4o,48) einen Regelwiderstand (48) umfaßt, der mit dem Gestänge (84,86,92) so verbunden ist, daß eine Bewegung des Schwimmers (70) den Widerstand ändert.
10. .-" 10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet^ daß die Drehzahlsteuerung (44;4O,48) einen von der Bedienungsperson betätigbaren Regelwiderstand (4o) umfaßt.
11. 11. Steuervorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwiderstände (4o,48) in Reihe geschaltet sind und so betätigt werden, daß die höchste Motordrehzahl die geringste Motordrehzahl, die jeder Regelwiderstand (4o), (48) einzeln ergibt, nicht überschreitet.
12. 12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwiderstände (40,48) einen längs einem Widerstandselement bewegbaren Abgriff aufweisen, daß die Zuleitung an einem Ende des Widerstandselements (48) angeschlossen ist, daß der Abgriff des Regelwider stands .(46) mit den beiden Enden des Widerstandselements des Regelwiderstands (4o) verbunden ist und daß die Ableitung an dem Abgriff des Regelwiderstands (4o) angeschlossen ist.

    15· Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehsahlsteuerung (44j4o,48) eine auf die Ausfahrhöhe ansprechende Ausschaltvorrichtung (50) umfaßt, die die Antriebsleistung für den Motor bei Erreichung einer bestimmten AusfahrhShe abschaltet.

    "'"--■ 14. Steuervorrichtung nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltvorrichtung (50) in Reihe mit den Regelwiderständen (40,48) geschaltet ist.

    15· Steuervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltvorrichtung (50)

    909842/1192

    ORIGINAL ü'SFECTED

    durch die auf den Flüssigkeitsspiegel ansprechende Betätigungsvorrichtung betätigt wird.

    809842/1192