DE3744194A1 - Gabelstapler mit waegeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gabelstapler mit Wägeein­ richtung für von der Gabel getragene Lasten, wobei zwi­ schen dem Gabelträger des Gabelstaplers und der Gabel eine Anzahl von in vertikaler Richtung elastisch aus­ lenkbaren Biegeelementen sowie wenigstens ein Lastmeßele­ ment angeordnet sind.

Ein Gabelstapler der genannten Art ist aus der europäi­ schen Patentschrift 00 46 692 bekannt. Bei diesem Gabel­ stapler ist in der Wägeeinrichtung jedem Biegeelement, das hier die Form eines Balkens hat, ein Paar von Deh­ nungsmeßstreifen zugeordnet. Die Enden der Biegeelemente sind als Gewindebolzen ausgebildet und dienen zur Ver­ bindung der Wägeeinrichtung mit dem am Gabelstapler vor­ handenen Gabelträger. Die Gabel des Gabelstaplers kann an der Vorderseite der Wägeeinrichtung aufgehängt werden.

Nachteilig ist bei diesem Gabelstapler, daß aufgrund der Vielzahl der Dehnungsmeßstreifen eine aufwendige Verka­ belung und Auswerteelektronik erforderlich ist. Zudem besteht die Gefahr, daß die Biegelemente durch äußere Einwirkungen während des Betriebes dauerhaft deformiert werden, was zu falschen Gewichtsanzeigen führt, da die Dehnungsmeßstreifen unmittelbar an den Biegeelementen angeordnet sind. Damit kann dieser Gabelstapler keine hohen Ansprüche hinsichtlich genauer Wägungen erfüllen.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß ein Abbau der Wägeeinrichtung von dem Gabelstapler, z. B. zum Zwecke eines Anbaues der Einrichtung an einen anderen Gabelstapler, relativ aufwendig ist, da eine Anzahl von Schraubverbindungen gelöst und bei einem folgenden Anbau wieder hergestellt werden muß.

Zum Stand der Technik ist weiter zu nennen die DE-OS 35 42 619, die einen Gabelstapler zeigt, dessen Gabelzin­ ken als Wägeeinrichtung ausgebildet sind. Hierzu sind Dehnungsmeßstreifen unmittelbar an den Gabelzinken in Vertiefungen in diesen angebracht. Nachteilig ist hier, daß die Gabelzinken durch die laufende hohe Beanspruchung im Betrieb häufig verformt werden, was zu Fehlern in der Gewichtsanzeige führt. Auch hiermit ist also kein dauer­ haft genaues Wägen von Lasten möglich.

Schließlich ist aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 01 81 034 eine Wägeeinrichtung für land­ wirtschaftliche Zwecke bekannt, bei der die Biegeelemente als Blattfedern aus Stahl ausgebildet sind und bei der ein gesondertes Lastmeßelement vorgesehen ist. Zur Ver­ meidung eines Ausbeulens oder sonstigen unerwünschten Verbiegens der Blattfedern, insbesondere bei Schubbe­ lastung, sind auf diese beidseitig Verstärkungsplatten aufgeschweißt. Außerdem sind die Blattfedern endseitig zwischen Befestigungsklötzen eingeschweißt. Nachteilig ist bei dieser Wägeeinrichtung, daß durch die vielen Schweißvorgänge an den Blattfedern deren Charakteristik verändert wird, wobei diese Veränderungen von Feder zu Feder in Art und Größe unterschiedlich sind. Dies führt zu erheblichen Streuungen in den resultierenden Eigen­ schaften der als Biegeelemente dienenden Federn in der Wägeeinrichtung und damit zu ungenauen Wägeergebnissen. Außerdem ist die Fertigung und Anbringung der Federn sehr aufwendig und teuer.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Gabelstapler der eingangs genannten Art zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile vermeidet und der insbesondere dauerhaft genaue Wägungen von Lasten erlaubt. Zudem soll der Gabelstapler schnell und einfach mit der Wägeeinrichtung ausgestattet und von dieser getrennt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Gabelstapler der eingangs genannten Art, welcher gekennzeichnet ist durch einen zwischen Gabelträger und Gabel eingefügten Doppelrahmen, der aus einem am Gabel­ träger angebrachten Tragrahmen und einem gabelseitig parallel hierzu verlaufenden Lastrahmen besteht, wobei die beiden Rahmen über die Biegeelemente und das/die Lastmeßelement(e) miteinander verbunden sind und wobei der Tragrahmen gabelträgerseitig der Form der Gabelträ­ gerseite der Gabel entsprechend und der Lastrahmen gabel­ seitig der Form der Gabelseite des Gabelträgers entspre­ chend ausgebildet ist.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Gabel­ stapler auf einfachste Art und Weise mit der Wägeein­ richtung ausgestattet werden kann. Der Doppelrahmen ist lediglich anstelle der Gabel an den Gabelträger anzuset­ zen bzw. an diesem aufzuhängen. Die Gabel kann dann in der üblichen Art und Weise an dem als Gabelträger ausge­ bildeten Lastrahmen angebracht werden. Aufgrund der An­ ordnung der Biegeelemente zwischen den beiden Rahmen sind diese Elemente vor äußeren mechanischen Einwirkungen gut geschützt, so daß ihre Eigenschaften auch über eine län­ gere Einsatzzeit des Gabelstaplers konstant und unterein­ ander gleichbleiben. Dies kommt einer dauerhaft genauen Wägung von Lasten zugute.

Weiter ist vorgesehen, daß die Biegeelemente jeweils einstückig aus Stahl als in ihrer Grundform quaderförmige Grundkörper mit stirnseitig jeweils zu den Rahmen hin vorragenden, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegenden, dünnen, im Querschnitt ober- und unterseitig konkaven Fortsätzen ausgebildet sind. Hierdurch werden Streuungen der Eigenschaften von Biegeelement zu Biege­ element vermieden und ein Biegeelement verhält sich im Einsatz genau wie jedes andere Biegeelement in der Wäge­ einrichtung. Damit wird eine besonders hohe Genauigkeit der Wägeeinrichtung des Gabelstaplers erreicht, die nach praktischen Versuchen sogar bis zur Eichfähigkeit der Wägeeinrichtung gehen kann.

Zur Ermöglichung einer einfachen und zugleich sicheren Verbindung der Biegeelemente mit den beiden Rahmen des Doppelrahmens ohne nachteilige Beeinflussung des Biege­ verhaltens sind vorteilhaft an den äußeren Enden der Fortsätze mit dem Biegeelement jeweils einstückige ge­ stufte Halteköpfe angeordnet. Diese Halteköpfe sind vor­ zugsweise in passende Ausnehmungen in den beiden Rahmen eingesetzt und mittels die Halteköpfe übergreifender, mit dem jeweiligen Rahmen durch Schrauben verbundene Halte­ platten lösbar festgelegt. Eine Schwächung der Biegeele­ mente durch Bohrungen wird so vermieden und es wird eine einfache und schnelle Montierbarkeit bzw. Auswechselbar­ keit der Biegeelemente gewährleistet.

Als Sicherheitseinrichtung sind an dem Gabelstapler zwi­ schen den beiden Rahmen angeordnete, mit dem einen Rahmen starr verbundene und unter Freigang durch oder in den anderen Rahmen geführte Sicherungsbolzen vorgesehen. Diese sorgen dafür, daß selbst bei einem Bruch aller Biegeelemente der Lastrahmen mit der Gabel und der even­ tuell auf dieser befindlichen Last nicht abstürzen kann. Lediglich eine kleine Bewegung von einigen Millimetern Weg ist möglich, bis die Sicherungsbolzen den Lastrahmen abfangen.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß an dem Tragrahmen Mittel zur Anbringung des Doppelrahmens an einer Wandfläche oder einem Standgestell angeordnet sind, wodurch eine Verwendung als stationäre Waage ermöglicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 einen Gabelstapler mit Wägeeinrichtung in Seiten­ ansicht auf seinen vorderen Teil,

Fig. 2 die Wägeeinrichtung des Gabelstaplers in Frontal­ ansicht,

Fig. 3 die Wägeeinrichtung im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 ein Biegeelement als Teil der Wägeeinrichtung in perspektivischer Darstellung.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besitzt das darge­ stellte Ausführungsbeispiel des Gabelstaplers 1, wie üblich, einen Fahrzeugaufbau 2, an dessen unterem vorde­ ren Ende ein Vorderrad 21 erkennbar ist. Vor, d. h. in der Fig. 1 rechts von dem Fahrzeugaufbau 2 ist eine in einer im wesentlichen vertikalen Richtung verlaufende Hubführung 22 erkennbar, entlang welcher ein Gabelträger 3 aufwärts und abwärts verfahrbar ist. Die Hubführung 22 ist mittels eines Hydraulikzylinders 23 in ihrer Neigung verstellbar. Weiterhin besitzt der Gabelstapler 1 an seiner Vorderseite eine Gabel 4 mit nach vorn weisenden Zinken 41. Soweit wie bisher beschrieben, entspricht das dargestellte Ausführungsbeispiel des Gabelstaplers 1 üblichen, bekannten Gabelstaplern.

Neu ist bei dem Gabelstapler 1 ein zwischen dem Gabelträ­ ger 3 und der Gabel 4 angeordneter Doppelrahmen 5, der aus zwei parallelen, in geringem Abstand zueinander ange­ ordneten Rahmen, nämlich einem gabelträgerseitigen Trag­ rahmen 51 und einem gabelseitigen Lastrahmen 52 besteht. Die beiden Rahmen 51 und 52 sind über Biegeelemente 6 miteinander verbunden. Bevorzugt sind dabei jeweils im oberen Bereich und im unteren Bereich des Doppelrahmens 5 je drei Biegeelemente angeordnet, die an den Ecken sowie in der Mitte der oberen und unteren Kante eines gedachten Rechteckes liegen. Weiterhin sind zwischen den beiden Rahmen 51 und 52 des Doppelrahmens 5 vier Sicherungs­ bolzen 7 angeordnet, die bei einem Bruch der Biegeelemen­ te 6 den Lastrahmen auffangen. Schließlich sind zwischen Tragrahmen 51 und Lastrahmen 52 noch zwei Lastmeßelemente 8 angeordnet, die an sich bekannte Bauelemente sind und deren Funktion als bekannt vorausgesetzt wird.

Der Tragrahmen 51 ist gabelträgerseitig, d. h. an seiner dem Gabelträger 3 zugewandten Seite, so ausgebildet, daß er wie eine Gabel 4 mit dem Gabelträger 3 verbindbar ist. Der Lastrahmen 52 ist entsprechend an seiner der Gabel 4 zugewandten Seite wie der Gabelträger 3 ausgebildet, so daß die Gabel 4 ohne Veränderungen in der üblichen Art und Weise aufgehängt werden kann. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Gabel 4 nun nicht mehr unmittelbar am Gabelträger 3 aufgehängt ist, sondern an dem entspre­ chend ausgebildeten Lastrahmen 52. Damit kann der Gabel­ stapler 1 auf einfachste Weise mit allen für die Wägeein­ richtung erforderlichen Teilen, insbesondere dem Doppel­ rahmen 5, versehen werden. Auch ein Umbau des Doppelrah­ mens 5 an einen anderen Gabelstapler oder ein Anbringen an einer Wandfläche oder einem Standgestell ist denkbar einfach.

Aus der Ansicht in Fig. 2 ist besonders deutlich die Verteilung und Anordnung der einzelnen Bauteile für die Wägeeinrichtung an dem Doppelrahmen 5 erkennbar. Wie bereits angedeutet, sind die Biegeelemente 6 jeweils in der Nähe der Ecken des Doppelrahmens 5 an den Eckpunkten sowie in der Mitte der oberen und unteren Kante eines gedachten Rechteckes angeordnet, wobei im hier darge­ stellten Ausführungsbeispiel die sechs Biegeelemente 6 jeweils zweigeteilt sind. Die beiden parallelen, in Fig. 2 hintereinander angeordneten Rahmen 51 und 52 sind selbst ebenfalls rechteckförmig und entsprechen in ihren äußeren Abmessungen etwa den Maßen eines üblichen Gabel­ trägers an einem Gabelstapler. Oberhalb und unterhalb der sechs Biegeelemente 6 sind jeweils vier Schrauben 64 erkennbar, die zur Festlegung der Enden der Biegeelemente 6 an den beiden Rahmen 51 und 52 dienen. Benachbart zu den vier äußeren Biegeelementen 6 ist in dem dem Be­ trachter zugewandten Lastrahmen 52 jeweils eine runde Ausnehmung 54 erkennbar, in welche jeweils der Kopf 70 eines der Sicherungsbolzen 7 mit Freigang hineinragt.

Je links und rechts vom Zentrum des Doppelrahmens 5 ist ein Lastmeßelement 8 angeordnet, das auf einer Tragkon­ sole 81 angeschraubt ist, die ihrerseits mit dem im Hintergrund liegenden Tragrahmen 51 fest verbunden ist. Die Lastmeßelemente 8 weisen einen seitlich vorragenden Scherkraftbalken 80 auf, auf dessen Oberseite über eine zwischengelegte Kugelpfanne 82′ und Kugelhalbschale 82 ein Druckkörper 83 eine der von der Gabel 4 des Gabel­ staplers 1 getragenen Last proportionale Kraft ausübt. Der Druckkörper 81 ist mit dem Lastrahmen 53 fest ver­ bunden. Vertikal ist durch Druckkörper 83, Kugelpfanne 82′, Kugelhalbschale 82 und Balken 80 eine Schraube 85, die über Tellerfedern 85′ vorgespannt ist, geführt. Über eine Signalleitung 84 werden von einer nicht dargestell­ ten Auswerte- und Anzeigeeinheit Meßwerte von den Last­ meßelementen 8 abgefragt, um diese in eine Gewichtsangabe umzurechnen.

Am oberen und unteren Rand des im Hintergrund liegenden Tragrahmens 51 sind in der Fig. 2 schließlich noch je­ weils sechs Schrauben 56 erkennbar, die zur Verbindung des Tragrahmens 51 mit dem Gabelträger 3 des Gabelstaplers 1 dienen.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Verbindung des Tragrahmens 51 mit dem Gabelträger (hier nicht darge­ stellt) erfolgt. Die erwähnten Schrauben 56 führen in am oberen und unteren Rand des Tragrahmens 51 angeordnete Anschlagwinkel 55, die den Gabelträger hintergreifen und so für eine stabile Verbindung zwischen Tragrahmen 51 und Gabelträger 3 sorgen.

Weiterhin zeigt die Fig. 3 die Querschnittsform der Biegeelemente 6. Das Biegeelement 6 besitzt einen im Querschnitt rechteckigen Grundkörper 60, von dessen den Rahmen 51 und 52 zugewandten Stirnseiten sich jeweils ein dünner, im Querschnitt ober- und unterseitig konkaver Fortsatz 61 bzw. 61′ über die ganze Stirnseitenlänge zu den Rahmen 51 bzw. 52 hin erstreckt. An die Fortsätze 61 und 61′ schließt sich rahmenseitig jeweils ein Haltekopf 62 bzw. 62′ mit einer gestuften Querschnittsform an. Das Biegeelement 6 ist einstückig gefertigt und besteht vor­ zugsweise aus Edelstahl.

Die Halteköpfe 62 und 62′ der Biegeelemente 6 sind in passende Ausnehmungen 53 bzw. 53′ in den Rahmen 51 und 52 eingesetzt. Dort werden sie durch jeweils zwei Halteplat­ ten 63 bzw. 63′, die mit Schrauben 64 bzw. 64′ gegen den Rahmen 51 bzw. 52 verspannt sind, in ihrer Lage festge­ halten. Damit sind die Biegeelemente 6 sowohl sehr sicher befestigt als auch leicht auswechselbar.

Unterhalb des oberen Biegeelementes 6 ist einer der Si­ cherungsbolzen 7 im Schnitt erkennbar. Der Bolzen 7 ist als Gewindebolzen bzw. Schraube ausgebildet und in eine mit dem Tragrahmen 51 verschweißte Gewindehülse 71 einge­ schraubt. Das äußere Ende des Bolzens 7 sowie dessen Kopf 70 sind mit Freigang in eine Ausnehmung 54 in den Last­ rahmen 52 geführt. Damit erhält der Lastrahmen 52 ein für eine Wägung ausreichendes Spiel gegenüber dem Tragrahmen 51, ohne daß der Sicherungsbolzen 7 mit dem Lastrahmen 52 in Berührung kommt. Bei Überlastung des Lastrahmens 52 oder bei Bruch der Biegeelemente 6 wird der Lastrahmen 52 von den Sicherungsbolzen 7 aufgefangen. Ein Abstürzen des Lastrahmens 52 mit einer eventuell daran befindlichen Last ist damit weitestgehend ausgeschlossen.

Unterhalb des Sicherungsbolzens 7 ist der mit dem Last­ rahmen 52 durch Verschweißen fest verbundene Druckkörper 83 erkennbar. Mit seiner Unterseite liegt der Körper 83 an der Kugelhalbschale 82 an, die zusammen mit der unter­ liegenden Kugelpfanne 82′ zur Kraftübertragung auf den Scherkraftbalken 80 des Lastmeßelementes 8 dient. Das an sich bekannte Lastmeßelement 8 ist üblicherweise mit Deh­ nungsmeßstreifen ausgestattet, die eine Verformung des Balkens 80 in entsprechende elektrische Signale umwan­ deln. Diese Signale können von der bereits erwähnten Auswerteeinheit in Gewichtseinheiten umgerechnet und auf einer Anzeige dargestellt werden. Zur Sicherstellung einer stabilen Lage des Lastmeßelementes 8 ist dieses auf einer Konsole 81 angeordnet, die über Dreieck-Untersatz­ stücke an dem Tragrahmen 51 abgestützt ist.

Im unteren Teil des Doppelrahmens 5 mit dem Tragrahmen 51 und dem Lastrahmen 52 wiederholt sich spiegelsymmetrisch zum oberen Teil des Doppelrahmens 5 die Anordnung des Sicherungsbolzens 7 und des Biegeelementes 6.

Fig. 4 der Zeichnung schließlich zeigt eine beispielhaf­ te Gestaltung des Biegeelementes 6. Wie dessen perspekti­ vische Ansicht zeigt, besteht das Biegeelement 6 auch in diesem Beispiel aus dem den wesentlichen Teil des Elemen­ tes 6 bildenden Grundkörper 60, der eine flach-quaderför­ mige Gestalt besitzt. Von dessen Stirnseiten erstrecken sich die flachen, im Querschnitt ober- und unterseitig konkaven Fortsätze 61 und 61′ nach außen. Außenseitig, d. h. rahmenseitig, schließen sich an diese Fortsätze 61 und 61′ die gestuften Halteköpfe 62 und 62′ an.

Wie aus der Fig. 4 deutlich ersichtlich ist, kann das einstückig aus Stahl bestehende Biegeelement 6 sehr vor­ teilhaft durch Ausfräsen aus einem quaderförmigen Aus­ gangskörper hergestellt werden. Damit entfallen jegliche Schweißarbeiten, die das Biegeverhalten des Biegeelemen­ tes 6 nachteilig verändern würden.

Wie Fig. 4 weiter zeigt, erfolgt die Biegung des Biege­ elementes 6 im Betrieb in den Bereichen der Fortsätze 61 und 61′. Der Grundkörper 60 ist praktisch an der Biegung unbeteiligt. Die Fortsätze 61 und 61′ bilden damit zwei praktisch reibungslose Gelenke, die eine parallelogramm­ artige Verschieblichkeit der beiden Rahmen 51 und 52 unter Zwischenschaltung der Biegeelemente 6 gestatten. Aufgrund der beschriebenen Querschnittsform der Biegeele­ mente 6 sind diese unempfindlich gegen Schubkräfte und zudem aufgrund ihrer Herstellungsweise als einstückiges Bauteil frei von Streuungen in den Biegeeigenschaften. Damit sind mit dem Gabelstapler 1 und dessen Wägeein­ richtung dauerhaft genaue Wägungen möglich.

Claims (6)

1. Gabelstapler mit Wägeeinrichtung für von der Gabel getragene Lasten, wobei zwischen dem Gabelträger des Gabelstaplers und der Gabel eine Anzahl von in verti­ kaler Richtung elastisch auslenkbaren Biegeelementen sowie wenigstens ein Lastmeßelement angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen zwischen Gabelträger (3) und Gabel (4) eingefügten Doppelrahmen (5), der aus einem am Gabelträger (3) angebrachten Tragrahmen (51) und einem gabelseitig parallel hierzu verlaufenden Lastrahmen (52) besteht, wobei die beiden Rahmen (51, 52) über die Biegeelemente (6) und das/die Lastmeßele­ ment(e) (8) miteinander verbunden sind und wobei der Tragrahmen (51) gabelträgerseitig der Form der Gabel­ trägerseite der Gabel (4) entsprechend und der Last­ rahmen (52) gabelseitig der Form der Gabelseite des Gabelträgers (3) entsprechend ausgebildet ist.

2. Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeelemente (6) jeweils einstückig aus Stahl als in ihrer Grundform quaderförmige Grundkörper (60) mit stirnseitig jeweils zu den Rahmen (51, 52) hin vorragenden, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegenden, dünnen, im Querschnitt ober- und unterseitig konkaven Fortsätzen (61, 61′) ausgebildet sind.

3. Gabelstapler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch an den äußeren Enden der streifenförmigen Fortsätze (61, 61′) angeordnete, mit dem Biegeelement (6) jeweils einstückige gestufte Halteköpfe (62, 62′).

4. Gabelstapler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteköpfe (62, 62′) in passende Ausnehmungen (53, 53′) in den beiden Rahmen (51, 52) eingesetzt und mittels die Halteköpfe (62, 62′) übergreifender, mit dem jeweiligen Rahmen (51, 52) durch Schrauben (64, 64′) verbundene Halteplatten (63, 63′) lösbar festge­ legt sind.

5. Gabelstapler nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeich­ net durch zwischen den beiden Rahmen (51, 52) angeord­ nete, mit dem einen Rahmen (51; 52) starr verbundene und unter Freigang durch oder in den anderen Rahmen (52; 51) geführte Sicherungsbolzen (7).

6. Gabelstapler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragrahmen (51) Mittel zur Anbringung des Doppelrahmens (5) an einer Wandfläche oder einem Standgestell angeordnet sind.