DE2413872C3 - Steuerung des hydraulischen Hubantriebs eines Gabelhubwagens - Google Patents

Description

der Führungsdeichsel benötigt wird, die auch zum Heben einer beladenen Palette erforderlich ist. Zu berücksichtigen ist dabei auch, daß der Arbeitstakt der Führungsdeichsel nicht nur von der aufzubringenden Kraft, sondern von der unwillkürlichen Einstellung der bedienenden Person abhängt, so daß erfahrungsgemäß immer im gleichen Zeittakt gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung des hydraulischen Hubantriebes eines Gabelhubwagens der eingangs angegebenen Art dahingehend ι ο zu verbessern, daß bei einfacher Ausführung eine Eignung für den Lastbereich aller Klassen erreicht wird und — ausgehend von einer angemessenen Handkraft an der Führungsdeichsei — nicht nur eine automatische Umwandlung an sich erfolgt, sondern diese Umwandlung des Hubes der Führungsdeichsel bei zunehmender Belastung in einen Lasthub von geringerer Höhe und größerer Hubkraft jeweils den optimalen Wert liefert.

Diese Aufgabe wird durch die Ausgestaltung der Kraftübertragung von der Führungsdeichsel auf den Pumpenkolben zu einem stufenlos verstellbaren Getriebe gelöst, das eine fortlaufend stufenlose Veränderung des Umwandlungsverhältnisses bei gleichbleibender Handkraft an der Führungsdeichsel erbringt. Dadurch wird nicht nur überraschend einfach eine Steuerung eines Hubantriebes für verschiedene Lastklassen von Gabelhubwagen geschaffen, so daß ein gleiches Aggregat in alle Gabelhubwagen eingebaut werden kann, sondern auch, daß die automatische Anpassung an die Last stufenlos erfolgt und in jedem Bereich auch die optimalen Bedingungen für Leerhübe oder das Heben von Lasten eingehallen werden, unabhängig davon, welche größtmögliche Last mit dem Gabelhubwagen bewegbar ist. Die Vorteile sind daher nicht nur herstellungstechnischer Art — auch im Hinblick auf eine vereinfachte Lagerhaltung — sondern auch wirtschaftlicher Art in der Anwendung, weil ohne Mehrbelastung der bedienenden Person jeweils angepaßte, optimale Arbeitszeiten erreicht werden. Dabei wirkt es sich günstig aus, daß von einer bedienenden Person immer w nur eine angemessene Handkraft und ein gleicher Arbeitstakt gefordert werden, was einem gleichbleibenden Arbeitsablauf entgegenkommt.

Mit besonderem Vorteil ist bei der schwenkbaren Aufhängung des Pumpenzylinders eine Änderung der Neigung des Pumpenzylinders in Verbindung mit der stufenlosen Veränderung des Umwandlungsverhälinisses vorgesehen. Das ergibt eine besonders einfache Ausführung.

Bevorzugt wird, daß das stufenlos verstellbare Getriebe eine in ihrer Neigung lastabhängige veränderbare Kurvenbahn aufweist, längs derer ein an der Kolbenstange des Pumpenkolbens angeordnetes Führungselement bewegbar ist, und daß der Pumpenkolben durch die Bewegung des Führungselements auf der Kurvenbahn antreibbar ist. Die in ihrer Neigung veränderbare Kurvenbahn läßt dabei eine stufenlose Anpassung der Hubhöhe mit leichten Mitteln zu. Zweckmäßig ist das als Rolle ausgebildete Führungselement über eine Gelenklasche mit der Führungsdeichsel verbunden.

Durch die Erfindung ergibt sich somit durch Keilwirkung eine Übertragung der Führungsdeichselbewegung auf den Hub des Pumpenkolbens, wodurch schon eine günstige Übersetzung erreichbar ist. Mit besonderem Vorteil hat die Kurvenbahn eine Krümmung, insbesondere eine zum Führungselement konkave Krümmung. Dadurch können bestimmte Hubcharakteristika erreicht werden, so daß beispielsweise bei einer geringeren Kraft am Anfang der Führungsdeichselbewegung dann mit dein erzielten Schwung am Hubende eine schnellere Bewegung des Pumpenkolbens möglich ist. Eine Anpassung der Hubcharakteristik durch eine solche Krümmung oder auch mit anderen noch zu behandelnden Mitteln ist an besonderen Typen von Gabelhubwagen vorteilhaft Bei diesen Typen werden zum Ausheben der Räder eines Gabelhubwagens Schwenkhebel verwendet, an deren verschwenkbaren Enden die Räder gelagert sind. Diese Schwenkhebel werden durch Zug- oder Druckstangen verstellt. Solche Zug- oder Druckstangen sind mechanische Zwischenglieder, die an einem Ende durch die Hubzylindereinheit betätigt werden. Weil sich bei dieser Ausführung in Abhängigkeit von der Winkelstellung zwischen Zug- bzw. Druckstange und Schwenkhebel unterschiedliche Betätigungskräfte ergeben, bringt bei dieser Ausführungsform eine angepaßte Hubcharakteristik vorteilhaft durch Krümmung der Kurvenbahn überraschende Vorteile unter Anwendung sehr einfacher Mittel mit sich.

Die Neigungsänderung der Kurvenbahn ist in vielfältiger Weise möglich. Gemäß einer einfachen und daher auch zweckmäßigem Ausführungsform ist die Kurvenbahn an einem schwenkbaren Kurvenstück angeordnet, welches mit der Verstellvorrichtung in Verbindung steht. Dabei wird bevorzugt, daß die Verstellvorrichtung als Zylinderkolbenvorrichtung ausgeführt ist, deren Steuerkolben einerseits dem Hydraulischen Strömungsmittel und andererseits einer Federanordnung ausgesetzt ist. Mit besonderem Vorteil weist das Kurvenstück eine Keilfläche für eine Druckrolle am Ende einer Kolbenstange des Steuerkolbens auf. Die Keilfläche kann in einer besonderen Ausgestaltung zur Änderung der Hubcharakteristik auch gekrümmt sein.

Eine hydraulische Verstellvorrichtung ist besonders vorteilhaft, weil durch einfache Mittel, wie ein Rückschlagventil, dynamische Lastschwankungen aufgrund des pulsierenden Hubvorganges ausgeschlossen werden können. Einbezogen wird aber auch, daß die Verstellvorrichtung auch in anderer Weise ausgeführt werden kann und beispielsweise von einer am Gabelhubwagen vorgesehenen Lastwaage mechanisch betätigbar ist. In diesem Falle ist anstelle des beispielsweise erwähnten Rückschlagventils eine mechanische und ausrückbare Feststellung, gegebenenfalls in Form eines Sperrgetriebes aus Sperrad und Sperriegel, angeordnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenteilansicht, teilweise im Schnitt, einer Baugruppe eines Hubantriebs, wie er an einem Gabelhubwagen einbaubar ist,

F i g. 2 einen hydraulischen Funktionsplan in Verbindung mit einer prinzipiellen Darstellung des Hubantriebs.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Da Gabelhubwagen an sich bekannt sind, sind in den Zeichnungen nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt, die in an sich bekannter Weise an einem Gabelhubwagen mit Deichselführung eingebaut werden.

In Fig. 1 ist eine Baugruppe mit einer Hubzylindereinheit 1 und einer Pumpe 2 gezeigt, die an einem gemeinsamen Träger 3 angeordnet sind, an welchem

auch die Führungsdeichsel 4 um einen Zapfen 5 schwenkbar gelagert ist. Dieser Träger ist durch nicht näher gezeichnete Mittel an einem an sich bekannten Gabelhubwagen angeordnet und steht mit einem Lenkstuhl in Verbindung. Während die Hubzylindereinheit 1 fest eingebaut ist, den Hubzylinder 6, den Hubkolben 7 und unter diesem einen Arbeitsraum 8 aufweist, wobei die nach oben herausgeführte Kolbenstange 9 auf den nicht gezeichneten Lastteil des Gabelhubwagens wirkt, ist die Pumpe 2 verschwenkbar am Träger 3 gelagert. Zur Lagerung dienen zum Zapfen 5 parallele Zapfen 10, die außen am Pumpenzylinder 11 angeordnet sind und sich in Lager in parallelen Wänden des Trägers 3 erstrecken, zwischen denen die Pumpe 2 gelagert ist. Die Kolbenstange 12 des Pumpenkolbens 44 (F i g. 2) weist ein Führungselement 13 in Form einer Rolle auf, welche längs einer Kurvenbahn 14 eines Kurvenstückes 15 bewegbar ist. Das Führungselement 13 und die Kurvenbahn 14 haben einander ergänzende Profilierungen mit denen sie in Eingriff stehen, so daß eine seitliche Führung geschaffen wird.

Die Rolle ist in dem gegabelten Ende der Kolbenstange 12 auf einem Zapfen 16 gelagert, an welchem auch eine Gelenklasche 17 angeordnet ist, die andererseits um einen Zapfen 18 verschwenkbar am unteren Ende des Deichselkopfes 19 der Führungsdeichsel gelagert ist.

Bei der dargestellten Einstellung des Kurvenstückes wird eine Bewegung der Führungsdeichsel 4 entgegen dem Uhrzeigersinn die das Führungselement 13 bildende Rolle in die gestrichelte Stellung 13' bewegen, woraus ersichtlich ist, daß der Pumpenkolbenhub lediglich durch Wanderung der Rolle auf der Kurvenbahn 14 des Kurvenslückes 15 bewirkt wird. Dabei kann die Kurvenbahn 14 besondere Hubcharakteristiken durch Wölbung einführen.

Das Kurvenstück 15 ist um einen Zapfen 20 verschwenkbar im Träger 3 gelagert. Zu der Neigungseinstellung der Kurvenbahn 14 sieht die bevorzugte Ausführungsform eine hydraulische Stellvorrichtung 21 vor, die in der vorteilhaften Ausführung als Zylinderkolbeneinrichtung einen Zylinder 22 und einen Steuerkolben 23 aufweist. Dessen Kolbenstange 24 trägt an ihrem Ende eine Druckrolle 25, die mit der Unterseite oder einer Keilfläche 26 des Kurvenstückes 15 zusammenwirkt. Der Steuerkolben steht einerseits unter der Belastung eines Federpaketes 27, das im gezeichneten Ausführungsbeispiel bestrebt ist, die Kolbenstange 24 möglichst weit auszufahren, und begrenzt andererseits einen Arbeitsraum 28, in welchen hydraulisches Druckmittel entsprechend dem im Arbeitsraum herr-

F i g. 2 beschrieben wird. Die Keilfläche 26 kann gekrümmt sein.

Aus F i g. 2 ist ferner erkennbar, daß die Druckrolle 25 zur Unterstützung einer Parallelführung der Kolbenstange 24 gegen die Belastung durch das Kurvenstück 15 reibungsarm auf einer Bewegungsbahn 43 parallel zur Kolbenstange 24 geführt ist

Ferner ist gemäß Fig.2 für das hydraulische Druckmittel ein Vorratsbehälter oder Tank 29 vorgesehen. Aus ihm kann das Druckmittel durch eine Leitung 30 über ein Rückschlagventil 31 gesaugt werden. Die Anschlußleitung 32 steht über einen Abzweig 33 mit einem flexiblen Abschnitt 34 mit dem Arbeitsraum der Pumpe 2 in Verbindung. In der Anschlußleitung ist weiterhin ein Rückschlagventil 35 vorgesehen, hinter welchem eine Leitung 36 zum Arbeitsraum 8 geht. Über ein weiteres Rückschlagventil 37 führt eine Leitung 38 zum Arbeitsraum 28 der Stellvorrichtung 21.

Das Rückschlagventil 31 öffnet zum Abschnitt 32, das Rückschlagventil 35 zur Leitung 36 und das Rückschlagventil 37 zur Leitung 38.

Alle drei Rückschlagventile sind mit Stellgliedern 39, 40, 41 vorgesehen und mechanisch entsperrbar, was zu einem Absenken der Last vorgesehen ist. Dabei können Drosselanordnungen oder dergleichen angeordnet sein, die hier nicht näher beschrieben sind. Bevorzugt wird, daß alle drei Rückschlagventile durch ein gemeinsames mechanisches Stellelement 47 gleichzeitig entsperrbar sind.

Das von der Pumpe 2 über das Rückschlagventil 31 angesaugte hydraulische Druckmittel wird bei einem Arbeitshub der Pumpe durch das Rückschlagventil 35 zur Hubzylindereinheit 1 und über das Rückschlagventil 37 in Abhängigkeit von dem in dem Arbeitsraum 8 herrschenden Druck auch zur Stellvorrichtung 21 gefördert. Dabei kann eine Vorspannung des Rückschlagventils 37 durch eine in an sich bekannter Weise einstellbare Feder am Ventilkolben vorgespannt sein, so

daß die Stellvorrichtung 21 erst nach Überschreiten einer gewissen Lastschwelle beaufschlagt wird. Eine entsprechende Wirkung kann durch Bemessung der Kraft des Federpakets 27 erreicht werden.

Aus den Fig. 1 und 2 ist erkennbar, daß das Federpaket 27 die Kurvenbahn 14 im unbelasteten Zustand der Einrichtung in der steilsten Stellung hält. Wenn lastabhängig der Druck im hydraulischen Kreis zunimmt, verschwenkt die Kurvenbahn 14 im Uhrzeigersinn, so daß mit einem Hub der Führungsdeichsel ein geringerer Pumpenhub bewirkt wird.

Die gezeigte Ausführung hat bei einem Lasthub den Vorteil, daß das Rückschlagventil 32 sicher stellt, daß der einmal aufgebrachte Druck in der Stellvorrichtung 21 stehen bleibt, so daß die Kurvenbahn 14 ihre einmal eingestellte Stellung während des gesamten weiteren Hubvorganges behält. Dadurch werden gleichmäßige Bedingungen aufrechterhalten.

Da aber das Kurvenstück 15 bei Beginn des Hubvorganges durch das Federpaket 27 in seine steilste

so Stellung gedrückt ist, ergibt sich, daß am Anfang, insbesondere beim Lccrhub von Gabeln, mit großer Übersetzung gearbeitet wird, und dieser Leerhub sehr schnell überbrückt wird, während eine lastabhängige Reduzierung der Übersetzung erst dann und automatisch eingeleitet wird, wenn eine Last gehoben wird. Bei Betätigung des Stellelements 41 wird nicht nur die Last abgesenkt, sondern entsprechend der Entlastung des Arbeitsraumes 8 auch die Kurvenbahn 14 in ihre steilste Stellung zurückgeführt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Steuerung des hydraulischen Hubantriebs eines Gabelhubwagens mit einer der Betätigung des Pumpenkolbens eines Pumpenzylinders zur Speisung des Hubzylinders dienenden Führungsdeichsel, deren Hub mittels einer von dem im Hubzylinder aufgrund seiner Belastung herrschenden Druck beeinflußten Verstellvorrichtung bei zunehmender Belastung automatisch in einen Lasthub von geringerer Höhe und größerer Hubkraft umgewandelt wird, gekennzeichnet durch die Ausgestaltung der Kraftübertragung von der Führungsdeichsel (4) auf den Pumpenkolben (44) zu einem stufenlos verstellbaren Getriebe, das eine fortlaufend stufenlose Veränderung des Umwandlungsverhältnisscs bei gleichbleibender Handkraft an der Führungsdeiehsel (4) erbringt

2. Steuerung nach Anspruch 1, bei der der Pumpenzylinder schwenkbar aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Neigung des Pumpenzylinders (ti) in Verbindung mit der stufenlosen Veränderung des Umwandlungsverhältnisses vorgesehen ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Gelriebe eine in ihrer Neigung lastabhängige veränderbare Kurvenbahn (14) aufweist, längs derer ein an der Kolbenstange (12) des Pumpenkolbens (44) angeordnetes Führungselement (13) bewegbar ist, und daß der Pumpenkolben (44) durch die Bewegung des Führungselementes (13) auf der Kurvenbahn (14) antreibbar ist.

4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Rolle ausgebildete Führungselement (13) über eine Gelenklasche (16) mit der Führungsdeichsel (4) verbunden ist.

5. Steuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Krümmung, insbesondere eine zum Führungselement (13) konkave Krümmung der Kurvenbahn (14).

6. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (13) und die Kurvenbahn (14) einander ergänzende Profilierungen aufweisen und mit diesen Profilierungen in Eingriff stehen.

7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (14) an einem schwenkbaren Kurvenstück (15) angeordnet ist, welches mit der Verstellvorrichtung (21) in Verbindung steht.

8. Steuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (21) als Zylinderkolbenvorrichtung ausgeführt ist, deren Steuerkolben (23) einerseits dem hydraulischen Strömungsmittel und andererseits einer Federanordnung (27) ausgesetzt ist.

9. Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenstück (15) eine Keilfläche (26) für eine Druckrolle (25) am Ende einer Kolbenstange (24) des Steuerkolbens (23) aufweist.

10. Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kolbenstange (24) des Steuerkolbens (23) mit der Druckrolle (25) reibungsarm auf einer Bewegungsbahn (43) parallel zur Kolbenstange (24) geführt ist.

Die Erfindung betrifft eine Steuerung des hydraulischen Hubantriebs eines Gabelhubwagens mit einer der Betätigung des Pumpenkolbens eines Pumpenzylinders zur Speisung des Hubzylinders dienenden Führungsdeichsel, deren Hub mittels einer von dem im Hubzylinder aufgrund seiner Belastung herrschenden Druck beeinflußten Verstellvorrichtung bei zunehmender Belastung automatisch in einen Lasthub von geringerer Höhe und größerer Hubkraft umgewandelt wird. Dabei bezieht die Erfindung eiine Steuerung ein, bei der der Pumpenzylinder schwenkbar aufgehängt ist.

Eine Steuerung der oben angegebenen Art ist aus der

US-PS 23 88 864 bekannt Dabei findet aber nur eine zweistufige Anpassung statt Zu diesem Zweck hat der bekannte Hubwagen verschiedene Zylinderräume, die durch ein vorgespanntes Ventil in Verbindung stehen. Erst wenn die Reaktionskräfte beim Anheben einer Last die Vorspannung dieses Ventils überwinden, wird der andere Zylinderraum angeschlossen, wobei dann die Führungsdeichsel unmittelbar gegen den Druck der Belastung arbeitet. Dabei ändert sich die Handkraft an der Führungsdeichsel in jedem Arbeitsbereich der zweistufigen Anpassung.

Aus der DE-AS 10 32 911 ist ein Handhebelantrieb für Pumpen an einer Hebevorrichtung bekannt Um einen jeweils günstigsten Pumpenkolbenhub im Hinblick auf die Belastung einzustellen, kann eine in iiirer Höhe mittels Schraubenbolzen und Langlöchern einstellbare Befestignngsplatte für den Schwenkzapfen des Handhebels zweckentsprechend angeordnet werden. Dadurch ändert sich der Abstand zwischen einem Schwenkzapfen des Handhebels und dessen Einv/irkungsstelle auf den Pumpenkolben. Diese Anpassung oder Abstandsänderung erfolgt aber nicht automatisch, sondern es müssen Montagearbeiten durchgeführt werden. Dabei ist allenfalls eine einmalige Anpassung mit großem

Aufwand vor dem Einsatz der Hebevorrichtung

möglich.

Aus der FR-PS 14 98 499 ist eine Einstellung des

hydraulischen Hubantriebs eines Gabelhubwagens ohne automatische Anpassung bekannt Bei dieser Ausführung kann ein Exzenter in Umfangsrichtung in bezug zur Deichselbewegung eingestellt werden, indem axialverzahnte Abschnitte in der Exzenterbohrung

einerseits und auf Halbzapfen andererseits, die mit der Deichsel verbunden sind, in einer bestimmten Dreheinstellung in Eingriff gebracht werden. Auch hier ist also nur eine einmalige Einstellung, aber kei.ie Anpassung möglich.

Aufgrund eines solchen Aufwandes für eine Einstellung werden im allgemeinen Gabelhubwagen für verschiedene Lasten in verschiedenen Klassen gebaut, weil durch die von einer Person zu betätigende Führungsdeichsel einerseits keine übermäßige Kraft

gefordert werden soll und andererseits leichte Lasten möglichst schnell gehoben werden sollen.

Wenn ein Gabelhubwagen lediglich für die schwerste Last ausgelegt würde, dann müßte für einen bestimmten Hub immer eine gleiche Anzahl von Bewegungen der

Führungsdeichsel durchgeführt werden, wobei diese Hubzahl auf die maximal aufzunehmende Last abgestimmt ist Diese gilt praktisch auch für die verschiedenen Arbeitsstufen der bekannten Ausführungen jeweils für sich.

Dabei ist zu berücksichtigen, daß im allgemeinen, tew. in jeder Arbeitsstufe, wenn in ihr Leerhub und Lasthub durchgeführt wird, zur Aufnahme von Leergut, beispielsweise einer Leerpalette, die gleiche Hubzahl