DE19732400A1 - Vorrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeuge, wie zum Beispiel einen
Lader und einen Gabelstapler zum Heben und Befördern von Frachten unter
Verwendung von Stahlgabeln. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine
Vorrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus, die sich dazu eignet, durch
Erfassen des Neigungswinkels eines nach vorne geneigten Fahrzeugs, das mit
schweren Frachten beladen ist, dieses Fahrzeug in eine horizontale Position zu
bringen.
Gabelstapler werden entweder dazu verwendet, relativ schwere Gegenstände in eine
angehobene Stellung zu heben oder die Gegenstände innerhalb eines begrenzten
Arbeitsbereich von einem Ort zu einem anderen zu bewegen. Je nach den
verwendeten Kraftquellen werden die Gabelstapler in motorgetriebene Gabelstapler,
die in der Regel im Außenbereich betrieben werden können, oder Elektromotor-
Gabelstapler, die dank verminderter oder geringer Abgasabgabe und verminderten
oder geringeren Lärms für Innenanwendungen geeignet sind, unterteilt. Eine andere
Art der Unterteilung der Gabelstapler geht von der Art der Beweglichkeit des
Hubgerüsts bezüglich der Fahrzeugkarosserie aus: ausgewuchtete Gabelstapler, deren
Hubgerüst fest an dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie angebracht bleibt, und
Schubmast-Gabelstapler, deren Hubgerüst entlang Schubmastschenkeln bezüglich der
Fahrzeugkarosserie vor und zurück bewegt werden kann. Der ausgewuchtete
Gabelstapler ist in der Regel mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet, während der
Schubmast-Gabelstapler mit einem Gegengewicht und einem Elektromotor und einer
den Motor mit Elektrizität versorgenden Batterie versehen ist, weshalb letzterer
oftmals als Elektromotor-Schubmast-Gabelstapler bezeichnet wird.
Beim herkömmlichen ausgewuchteten Gabelstapler besteht die Tendenz, daß bei
Beladen der nach vorne ragenden Gabeln mit schweren Frachten auf die Vorderräder
eine größere senkrechte Last ausgeübt wird als auf die Hinterräder. Dies bedeutet,
daß der Reifen der Vorderräder stärker zusammengedrückt wird als der
Hinterradreifen, wodurch sich der Gabelstapler nach vorne neigt, wobei sich der
Massenschwerpunkt des Gabelstaplers entsprechend dem Neigungsgrad nach vorne
verschiebt. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn sich der mit Fracht beladene
Gabelstapler auf einer abfallenden Basis bewegt. Durch die Verschiebung des
Gabelstaplermassenschwerpunkts nach vorne wird der Gabelstapler instabil, was
manchmal dazu führt, daß die Frachten von den Gabein herabfallen und der
Gabelstapler umfällt.
In dem Korpimaa erteilten US-Patent Nr. 5 368 322 vom 29. 11. 1994 wird eine
Gabelstaplerfederaufhängung gelehrt, die Hydraulikzylinder zum Bewirken einer
Vertikalbewegung eines Gabelstaplerrahmens zwischen einer gefederten oberen
Position und einer ungefederten unteren Position enthält, wodurch die Höhe des
Rahmens vom Boden je nach Fahrzustand des Gabelstaplers eingestellt wird. Die
Federaufhängung des Gabelstaplers offenbart jedoch keine Anordnung, die einen
geneigten Gabelstaplerrahmen in eine horizontale Position zurückführen kann und
regt eine solche auch nicht an.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer
Fahrzeugniveauregulierungsvorrichtung, welche die bei Gabelstaplern nach dem
Stand der Technik auftretenden Nachteile im wesentlichen beseitigen kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Fahrzeugniveauregulierungsvorrichtung, die ein nach vorne geneigtes Fahrzeug in
eine horizontale Position bringen kann, wodurch ein unerwünschtes Verschieben des
Fahrzeugmassenschwerpunkts vermieden wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Gabelstaplers
hoher Stabilität, der sofort nachdem er aufgrund des Frachtgewichts und/oder einer
bergab führenden Fahrt geneigt wird, automatisch wieder in eine horizontale Position
zurückgelangen kann.
In Anbetracht dieser Aufgaben wird eine Vorrichtung zur Regulierung des
Fahrzeugniveaus bereitgestellt, die eine Fahrzeugkarosserie mit einem hinteren
Abschnitt und eine unter dem hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie getragene
Hinterachse zu dessen Stützung enthält. Ein Stützjoch ist so an der
Fahrzeugkarosserie angelenkt, daß es eine Schwenkbewegung um eine Querachse in
einer Vertikalebene ausführen kann. Das Stützjoch hält die Hinterachse derart, daß
diese sich um eine Längsachse drehen kann. Ein Hydraulikzylinder ist mit einem
ersten Ende an der Fahrzeugkarosserie und mit einem zweiten Ende an dem Stützjoch
befestigt, so daß er zum Senken oder Heben des hinteren Abschnitts der
Fahrzeugkarosserie bezüglich der Hinterachse betrieben werden kann, um dadurch
ein geneigtes Fahrzeug in eine horizontale Position zu bringen. Der Betrieb des
Hydraulikzylinders wird durch eine elektronische Steuerung gesteuert, die wiederum
ein Neigungssignal von einem Neigungssensor empfängt.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus
der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich; es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Gabelstaplers mit einer
Vorrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Regulierung des Fahrzeugniveaus gezeigt ist, wobei Teile einer Fahrzeugkarosserie
und eines Hinterrads der Übersicht halber entfernt sind;
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, in der die
erfindungsgemäße Fahrzeugniveauregulierungsvorrichtung am besten zu sehen ist;
Fig. 4 einen Hydraulikkreis, der zur Steuerung des Stromes eines Druckmittels
ausgeführt ist, das einem Hydraulikzylinder in der Fahrzeugniveauregulierungs
vorrichtung zugeführt werden soll; und
Fig. 5 die Neigungsbewegung des Gabelstaplers nach vorne und das sich daraus
ergebende Verschieben des Massenschwerpunktes bei Beladen der Gabeln mit einer
schweren Fracht.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafterweise auf jede beliebige Art von
Fahrzeugen angewendet werden, die Frachten, Schüttgut und dergleichen mit am
vorderen Ende des Fahrzeugs angebrachten Arbeitsgerätschaften heben oder verladen
können. Beispiele für derartige Fahrzeuge sind Gabelstapler und Radlader,
keineswegs aber allein diese.
Fig. 1 zeigt einen Gabelstapler mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Regulierung des Fahrzeugniveaus, der eine Gabelstaplerkarosserie 10 enthält, die
durch Vorderantriebsräder 12 und lenkbare Hinterräder 14 gestützt wird. Am
vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie 10 ist ein Hubgerüst 16 angebracht, das
mittels eines Kippzylinders 18 geneigt werden kann. Ein Gestell 20 mit nach vorne
ragenden Gabeln 22 ist anhebbar an dem Hubgerüst 16 befestigt, wobei diese
Hubbewegung mit einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Hubzylinder bewirkt
werden kann. Ein Gegengewicht 24 ist an dem hinteren Ende der
Gabelstaplerkarosserie 10 fest angebracht, so daß bei auf den Gabeln 22 geladener
Fracht das Gleichgewicht aufrechterhalten bleibt. Aus Sicherheitsgründen erstreckt
sich ein Überkopfschutz 26 von der Fahrzeugkarosserie 10 nach oben, um den
Fahrer vor herunterfallenden Gegenständen zu schützen.
Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist unter dem hinteren Abschnitt
der Fahrzeugkarosserie 10 eine allgemein mit 28 bezeichnete Vorrichtung zur
Regulierung des Fahrzeugniveaus vorgesehen, um die Fahrzeugkarosserie 10
horizontal zu halten. Die Niveauregulierungsvorrichtung 28 enthält ein Stützjoch 30,
das so an der Fahrzeugkarosserie 10 befestigt ist, daß es um einen sich in
Querrichtung erstreckenden Gelenkbolzen 32 in einer allgemein vertikalen Ebene
eine Schwenkbewegung ausführen kann. Das sich in Längsrichtung des Gabelstaplers
erstreckende Stützjoch 30 weist ein Paar voneinander beabstandete Lagerteile 34
bzw. 36 auf, die am proximalen und distalen Ende davon vorgesehen sind. Die
Lagerteile 34, 36 haben jeweils einen angeformten, nach unten weisenden, halbrund
ausgebildeten Ansatz 38 und einen demontierbaren Ansatz 42, der zum Beispiel
mittels Schrauben 40 mit dem angeformten Ansatz 38 lösbar verbunden ist. Eine
Hinterachse 44 mit Hinterrädern 14 an ihren einander gegenüberliegenden Enden ist
an den Lagerteilen 34, 36 angebracht, so daß sie eine Rollbewegung um eine
Längsachse 46 ausführen kann.
Das Stützjoch 30 ist an seinem Mittelstück über einen doppeltwirkenden
Hydraulikzylinder 48 mit der Gabelstaplerkarosserie 10 verbunden. Der
Hydraulikzylinder 48 besteht aus einem Zylindergehäuse 50 und einer Kolbenstange
52, die an dem Zylindergehäuse 50 ausfahrbar festgelegt ist. Das Zylindergehäuse 50
ist mittels eines Drehzapfens 54 an der Gabelstaplerkarosserie 10 befestigt, während
die Kolbenstange 52 über einen Drehzapfen 56 an dem Stützjoch 30 befestigt ist.
Durch Ausfahren der Kolbenstange 52 wird der hintere Abschnitt der
Gabelstaplerkarosserie 10 gegenüber der Hinterachse 44 angehoben. Im Gegensatz
dazu gestattet ein Einziehen der Kolbenstange 52 ein Absenken des hinteren
Abschnitts der Gabelstaplerkarosserie 10 zur Hinterachse 44 hin.
Fig. 4 zeigt, daß das Zylindergehäuse 50 eine erste Druckkammer 58 und eine zweite
Druckkammer 60 aufweist, die jeweils Druckmittel erhalten, um die Kolbenstange 52
entweder einzuziehen oder auszufahren. Die erste und zweite Druckkammer 58, 60
sind jeweils mit einem ersten und einem zweiten Auslaß 62a, 62b eines
elektromagnetischen Wegeventils 62 verbunden, dessen Einstellung durch einen
ersten und zweiten Elektromagneten 64, 65 bestimmt wird. Das normalerweise in
einer neutralen Position befindliche Wegeventil 62 kann bei Erregung der
Elektromagneten 64, 65 in eine erste Betriebsposition oder eine zweite
Betriebsposition verschoben werden, in welcher der ersten oder der zweiten
Druckkammer 58, 60 des Hydraulikzylinders 48 das Druckmittel zugeführt wird.
Das Wegeventil 62 hat eine erste Einlaßöffnung 62c, die über ein Vorrangventil 66
mit einer ersten Flüssigkeitspumpe 68 verbunden ist, und eine zweite Einlaßöffnung
62d, die über ein Flüssigkeitsfilter 70 mit einem Flüssigkeitsbehälter 72 in
Verbindung steht. Das Vorrangventil 66 dient dazu, die von der Flüssigkeitspumpe
68 abgegebene Flüssigkeit bevorzugt zu einer Steuerventileinheit 74 zu führen, und
dann ein Strömen der überschüssigen Flüssigkeit zu einer Werkzeug-Ventileinheit 76
zu gestatten, wodurch ein sicherer und stabiler Lenkvorgang gewährleistet wird. Die
Werkzeug-Ventileinheit 76 ist so ausgeführt, daß sie das Druckmittel zu solchen
Arbeitsgerätschaften, wie zum Beispiel einem Hubzylinder, einem Kippzylinder und
einem Hydraulikantriebsmotor, der in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, verteilen
kann.
Ein Neigungswinkelsensor 78 wird zur Erzeugung von Neigungssignalen verwendet,
wenn die Gabelstaplerkarosserie 10 in Längsrichtung geneigt ist, worauf ein
ungewünschtes Verschieben des Massenschwerpunktes des Gabelstaplers folgt. Der
Neigungswinkelsensor 78 liefert einer elektronischen Steuerung 80 Informationen
über Neigungsrichtung und -stärke der Gabelstaplerkarosserie 10. Als Reaktion
darauf gibt die elektronische Steuerung 80 an einen der beiden Elektromagneten
64, 65 Ansteuersignale ab, um dadurch die Einstellung des Wegeventils 62 zu
verschieben. Anders als bei der dargestellten Ausführungsform wäre es möglich, den
Neigungswinkelsensor 78 zu entfernen und statt dessen einen elektrischen Schalter
hinzuzufügen, der zur Aktivierung des ersten und zweiten Elektromagneten 64,65
manuell betätigt werden kann.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung zur Regulierung des
Fahrzeugniveaus 28 ausführlicher beschrieben. Wie in Fig. 5 schematisch dargestellt,
neigt sich die Gabelstaplerkarosserie 10 mit einem Winkel α nach vorne, wobei sich
der Massenschwerpunkt C1 des Gabelstaplers zu dem Punkt C2 nach vorne und nach
oben verlagert, wenn der Gabelstapler mit einer schweren Fracht auf den Gabeln 22
beladen wird. Dadurch würde sich die Stabilität des Gabelstaplers beträchtlich
vermindern, und zwar insbesondere bei einer Fahrt auf einer abfallenden Straße.
Genau zu diesem Zeitpunkt legt der in Fig. 4 gezeigte Neigungswinkelsensor 78 ein
Positivneigungssignal an die elektronische Steuerung 80 an, die wiederum den ersten
Elektromagneten 64 in eine erste Richtung aktiviert und damit eine Verschiebung des
Wegeventils 62 nach rechts in Fig. 4 bewirkt wird. Dadurch wird eine Versorgung
der ersten Druckkammer 58 des Hydraulikzylinders 48 über die erste Einlaßöffnung
62c und die erste Auslaßöffnung 62a des Wegeventils 62 mit dem Druckmittel in der
Flüssigkeitspumpe 68 gestattet. Gleichzeitig mit dieser Druckmittelversorgung wird
das Druckmittel in der zweiten Druckkammer 60 des Hydraulikzylinders 48 über die
zweite Auslaßöffnung 62b und die zweite Einlaßöffnung 62d des Wegeventils 62
zum Flüssigkeitsbehälter 72 abgelassen. Infolge einer derartigen
Druckmittelversorgung und eines derartigen Druckmittelablasses wird die
Kolbenstange 52 des Hydraulikzylinders 48 zum Absenken des hinteren Abschnitts
der Gabelstaplerkarosserie 10 zurückgezogen. Wenn die Gabelstaplerkarosserie 10 in
eine horizontale Stellung gebracht und folglich der Massenschwerpunkt aus C2
wieder zurück nach C1 zurückgeführt wird, erzeugt der Neigungswinkelsensor 78
kein Neigungssignal mehr, so daß die elektronische Steuerung 80 zur Verschiebung
des Wegeventils 62 in eine neutrale Position den ersten Elektromagneten 64
deaktivieren kann. Somit wird der Hydraulikzylinder 48 an einem unbeabsichtigten
Einziehen oder Ausfahren gehindert, während der Gabelstapler im wesentlichen in
einer horizontalen Position bleibt.
Das Entladen der Fracht von den Gabeln 22 veranlaßt, daß sich die
Gabelstaplerkarosserie 10 entsprechend dem erfolgten Einzug des Hydraulikzylinders
48 nach hinten neigt. Als Reaktion darauf gibt der Neigungswinkelsensor 78 ein
Negativneigungssignal an die elektronische Steuerung 80 ab. Die elektronische
Steuerung 80 aktiviert somit den zweiten Elektromagneten 65 in einer zweiten
Richtung, wodurch das Wegeventil 62 in Fig. 4 nach links verschoben werden kann.
Infolgedessen wird das Druckmittel aus der Flüssigkeitspumpe 68 über die zweite
Einlaßöffnung 62d und die zweite Auslaßöffnung 62b des Wegeventils 62 zur
zweiten Druckkammer 60 des Hydraulikzylinders 48 geführt, während das
Druckmittel in der ersten Druckkammer 58 durch die erste Auslaßöffnung 62a und
die erste Einlaßöffnung 62c des Wegeventils 62 zum Flüssigkeitsbehälter 72
abgelassen wird.
Daraus folgt, daß die Kolbenstange 52 des Hydraulikzylinders 48 ausgefahren wird,
um den hinteren Abschnitt der Gabelstaplerkarosserie 10 anzuheben, wodurch der
unbeladene Gabelstapler in eine horizontale Stellung gebracht wird, in welcher der
Neigungswinkelsensor 78 kein Neigungssignal abgibt. Dadurch kann die
elektronische Steuerung 80 den zweiten Elektromagneten 65 deaktivieren, so daß das
Wegeventil 62 in die neutrale Position zurückkehren kann, um die
Druckmittelströmung dadurch zu unterbrechen.
Obwohl die Erfindung nur anhand einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt und
beschrieben wurde, ist für Durchschnittsfachleute ersichtlich, daß viele Änderungen
und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken
und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus, die folgendes
umfaßt:
eine Fahrzeugkarosserie (10) mit einem hinteren Abschnitt;
eine unter dem hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie (10) zu dessen Stützung getragene Hinterachse (44);
ein an der Fahrzeugkarosserie (10) angelenktes Stützjoch (30), das eine Schwenkbewegung um eine Querachse in einer Vertikalebene durchführen kann und die Hinterachse (44) drehbar festhält;
einen mit seinem ersten Ende an der Fahrzeugkarosserie (10) und mit seinem zweiten Ende an dem Stützjoch (30) befestigten, mit einer ersten und zweiten Druckkammer (58, 60) versehenen Hydraulikzylinder (48), mit dem ein Heben und Senken des hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie (10) bezüglich der Hinterachse (44) bewirkt werden kann; und
Zylindersteuermittel (62) zur Erfassung eines Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie (10) und zur Versorgung der ersten oder zweiten Druckkammer (58, 60) des Hydraulikzylinders (48) mit Druckmittel, um eine Neigung der Fahrzeugkarosserie (10) gegenüber der Horizontalen festzustellen und dann auszugleichen.
eine Fahrzeugkarosserie (10) mit einem hinteren Abschnitt;
eine unter dem hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie (10) zu dessen Stützung getragene Hinterachse (44);
ein an der Fahrzeugkarosserie (10) angelenktes Stützjoch (30), das eine Schwenkbewegung um eine Querachse in einer Vertikalebene durchführen kann und die Hinterachse (44) drehbar festhält;
einen mit seinem ersten Ende an der Fahrzeugkarosserie (10) und mit seinem zweiten Ende an dem Stützjoch (30) befestigten, mit einer ersten und zweiten Druckkammer (58, 60) versehenen Hydraulikzylinder (48), mit dem ein Heben und Senken des hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie (10) bezüglich der Hinterachse (44) bewirkt werden kann; und
Zylindersteuermittel (62) zur Erfassung eines Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie (10) und zur Versorgung der ersten oder zweiten Druckkammer (58, 60) des Hydraulikzylinders (48) mit Druckmittel, um eine Neigung der Fahrzeugkarosserie (10) gegenüber der Horizontalen festzustellen und dann auszugleichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zylindersteuermittel folgendes umfassen:
eine Flüssigkeitspumpe (68),
einen Flüssigkeitsbehälter (72),
ein elektromagnetisches Wegeventil (62), das zur gezielten Verbindung der ersten und zweiten Druckkammer (58, 60) mit der Flüssigkeitspumpe (68) oder dem Flüssigkeitsbehälter (72) wirkt,
Mittel zur Erfassung des Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie (10) zur Erzeugung eines Neigungssignals bei Neigung der Fahrzeugkarosserie (10) gegenüber der Horizontalen und
eine auf das Neigungssignal reagierende elektronische Steuerung, die das elektromagnetische Wegeventil (62) ansteuert, um das Druckmittel in die erste oder zweite Druckkammer (58, 60) des Hydraulikzylinders (48) zu leiten.
eine Flüssigkeitspumpe (68),
einen Flüssigkeitsbehälter (72),
ein elektromagnetisches Wegeventil (62), das zur gezielten Verbindung der ersten und zweiten Druckkammer (58, 60) mit der Flüssigkeitspumpe (68) oder dem Flüssigkeitsbehälter (72) wirkt,
Mittel zur Erfassung des Neigungswinkels der Fahrzeugkarosserie (10) zur Erzeugung eines Neigungssignals bei Neigung der Fahrzeugkarosserie (10) gegenüber der Horizontalen und
eine auf das Neigungssignal reagierende elektronische Steuerung, die das elektromagnetische Wegeventil (62) ansteuert, um das Druckmittel in die erste oder zweite Druckkammer (58, 60) des Hydraulikzylinders (48) zu leiten.
3. Gabelstapler umfassend eine Gabelstaplerkarosserie mit einem vorderen
und einem hinteren Abschnitt sowie eine unter der Gabelstaplerkarosserie getragene
Vorder- und Hinterachse (44) zum Stützen des vorderen bzw. hinteren Abschnitts der
Fahrzeugkarosserie (10),
dadurch gekennzeichnet,
daß er mit einer Vorrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus nach einem der
vorhergehenden Ansprüche versehen ist.
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| US (1) | US5984322A (de) |
| KR (1) | KR100225964B1 (de) |
| DE (1) | DE19732400A1 (de) |
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