DE602004003581T3

DE602004003581T3 - Gabelstapler mit einem einzelnen vorderrad

Info

Publication number: DE602004003581T3
Application number: DE602004003581.5T
Authority: DE
Inventors: Frederick Leslie Woodside Manor BROWN
Original assignee: Translift Bendi Ltd
Current assignee: Translift Bendi Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: EP1636128A1; US20090071757A1; US7900732B2; US20060228204A1; EP1636128B2; CA2524093C; US7905311B2; CA2524093A1; WO2004106216A1; EP1636128B1; DE602004003581D1; GB0312343D0; ATE347533T1; DE602004003581T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gabelstapler der Gattung, die zum Einsatz in engen Gängen von Lagerhallen und dergleichen konzipiert sind, wo der Stapler Lasten auf oder von der Stirnseite eines Stapels in einer Richtung quer zu der Länge des Ganges, d. h. im rechten Winkel zu der Stirnseite des Stapels, abzusetzen bzw. zu entnehmen hat.
Um die Lagerfläche einer Lagerhalle so groß wie möglich zu machen, ist es erstrebenswert, die Breite der Gänge so klein wie möglich zu machen. Die Gänge müssen jedoch breit genug sein, damit Gabelstapler manövriert werden können, um eine Last in die Stapel abzusetzen oder aus den Stapeln zu entnehmen.
Um die Manövrierfähigkeit der Gabelstapler zu verbessern und somit die Gangbreite zu verringern, offenbart die GB 2234214 , deren Offenbarung hier durch Verweis eingeschlossen ist, einen Gabelstapler mit zwei Teilen, die gelenkig miteinander verbunden sind. Der hintere Teil umfasst einen Staplerkörper, der den Fahrer, die Antriebseinheit und Gegengewichte zum Ausgleichen von Lasten, die von einem an dem vorderen Teil angebrachten Hubmechanismus getragen werden, trägt. Ein Paar angetriebener Räder sind an dem Staplerkörper vorgesehen, und ein Paar nicht angetriebener Räder sind an dem vorderen Teil so nah wie möglich an dem die Last tragenden Teil des Hubmechanismus vorgesehen. Der Stapler wird durch Drehen des vorderen Teiles relativ zu dem Staplerkörper um die Drehgelenkachse gelenkt.
Gemäß der EP-A-0 855 362 , die dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 entspricht, hat ein Gabelstapler einen Staplerkörper und einen Hubmechanismus, der mit dem Staplerkörper mittels eines vertikal verlaufenden Drehzapfens verbunden ist. Mindestens ein lenkbares Rad, das in der Nähe des Hubmechanismus ist, ist um eine zweite Achse schwenkbar, um das Lenken des Staplers zu ermöglichen. Ein Paar am Boden angreifender Räder sind an dem Staplerkörper vorgesehen, und es sind Antriebsmittel vorgesehen, um irgendeines der Räder anzutreiben.
Um Lasten im rechten Winkel zu den Gängen in den Stapeln absetzen oder von den Stapeln entfernen zu können, kann der vordere Teil vorzugsweise um 90° oder mehr zu dem Staplerkörper gedreht werden. Wenn die Vorderräder sich 90° nähern, bewirkt der Antrieb von den Hinterrädern eher, dass die Seitenräder seitwärts den Gang entlangrutschen, als den Stapler in Richtung auf die Position in dem Stapel zu lenken, in den eine Last abzusetzen ist oder von dem eine Last zu entfernen ist.
Um dieses Problem zu überwinden, wurde z. B. wie in der GB 2263088 oder GB 2255941 offenbart, deren Offenbarungen hier durch Verweis mit eingeschlossen sind, vorgeschlagen, die Hinterräder unterschiedlich anzutreiben, um einen Lenkeffekt zu erzielen.
Eine wirkungsvollere Vorgehensweise, wie sie in der GB 2265344 und EP 1 201 596 , deren Offenbarungen hier durch Verweis mit eingeschlossen sind, offenbart ist, bestand darin, die Vorderräder anstatt die Hinterräder oder zusätzlich zu den Hinterrädern anzutreiben. Um jedoch Stabilität zu liefern, ist es für die Gewichtsverteilung bei diesem Gabelstaplertyp notwendig, sehr zum hinteren Teil des Staplers hin zu sein. Es ist folglich bei Vorderradantrieben dieses Typs notwendig, eine Gelenkvorderachse bereitzustellen, um sicherzustellen, dass beide Vorderräder in Antriebskontakt mit dem Boden trotz Unregelmäßigkeiten in der Bodenoberfläche bleiben. Dies erzeugt weitere Stabilitätsprobleme, besonders mit erhöhten Lasten, und in der Praxis muss die Abwinklung der Vorderachse begrenzt werden, um eine maximale Aufwärts- und Abwärtsbewegung eines jeden Rades von ungefähr 25 mm zuzulassen. Selbst wenn die Vorderachse gelenkig so ausgebildet ist, besteht die Gefahr, dass die Räder durchdrehen, wenn es Schwankungen in der Bodenoberfläche von mehr als 20 mm auf 1,5 m gibt, was typisch für einen neu verlegten Lagerhallenboden ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst ein Gabelstapler einen Staplerkörper, einen Hubmechanismus, der mit dem Staplerkörper mittels eines sich vertikal erstreckenden Drehzapfens verbunden ist, und Mittel zum Drehen des Hubmechanismus relativ zu dem Staplerkörper um den Drehzapfen zum Lenken des Staplers, wobei der Staplerkörper ein Paar hinterer, am Boden angreifender Räder, die an Querachsen angebracht sind, hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmechanismus ein einzelnes am Boden angreifendes Vorderrad hat, das an einer Querachse zentral angebracht ist, wobei das Vorderrad unabhängige Antriebsmittel hat.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Gabelstapler mit Vorderradantrieb bereit, der die mit Staplern dieses Typs mit Hinterradantrieb verbundenen Lenkprobleme überwindet. Da ferner das einzelne Vorderrad immer in Antriebsverbindung mit dem Fußboden ist, ungeachtet von Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Fußbodens, besteht keine Notwendigkeit für eine gelenkige Ausbildung der Vorderachse und die damit verbundenen Probleme.
Das Vorderrad kann beispielsweise mit einem Hydraulik- oder Elektromotor angetrieben werden. Der Motor ist vorzugsweise unmittelbar mit dem Rad verbunden und der Motor oder ein damit verbundenes Getriebe ist teilweise in das Rad eingebaut, um das Volumen zu verringern und die Breite des Mechanismus so klein wie möglich zu machen. Die Energiequelle für den Radmotor und auch für den Lenkmechanismus, mit dem der Hubmechanismus um den Drehzapfen gedreht wird, und für den Hubmechanismus selbst, z. B. eine von einem Motor angetriebene Hydraulikpumpe, ein motorgetriebener elektrischer Generator oder ein Batteriepaket, ist in dem Staplerkörper untergebracht. Die Hinterräder können zusätzlich zu den Vorderrädern angetrieben werden.
In Einklang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Vorderrad zentral an einer Querachse so weit vorwärts in Richtung auf den lasttragenden Teil des Hubmechanismus wie möglich angebracht, um das Lasttragvermögen des Staplers so groß wie möglich zu machen.
Die Erfindung wird nun nur anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gabelstaplers gemäß der Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht des in 1 gezeigten Gabelstaplers;
3 bis 5 schematische Draufsichten des in 1 gezeigten Gabelstaplers in verschiedenen Stufen eines Manövriervorganges;
6 ein Schaltbild eines dreiradgetriebenen Gabelstaplers gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
7 eine schematische Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst ein Gabelstapler 10 einen Staplerkörper 12 und einen Hubmechanismus 14.
Der Staplerkörper 12 hat ein Paar Hinterräder 16, die an einer gemeinsamen Achse angebracht sind, die quer zu der Längsachse des Gabelstaplers ist. Die Räder 16 haben massive Reifen 18. Der Staplerkörper stellt eine Kabine 20 bereit, die einen Sitz 22, Lenksteuerorgane 24, Antriebssteuerpedale 26 und Hubsteuerorgane 28 hat. Mittel, wie z. B. ein Batteriepaket oder ein motorgetriebener Generator oder eine motorgetriebene Hydraulikpumpe, um Energie den verschiedenen Systemen des Staplers 10 zuzuführen, sind auch in dem Staplerkörper 12 zusammen mit Ausgleichsgewichten angebracht.
Der Hubmechanismus 14 umfasst einen Teleskopmast 30, der einige Schienen 32 aufweist, die teleskopisch bewegt werden können.
Ein Gabelwagen 34 ist an dem Mast 30 für eine Bewegung in Längsrichtung zu den Schienen 32 angebracht. Ein Paar an der Last angreifender Gabelzinken 36 sind an dem Gabelwagen 34 vorgesehen. Antriebsmittel (nicht gezeigt), z. B. Hydraulikmotoren oder hydraulische Kolbenstangen oder Elektromotoren sind zum Ausfahren des Mastes und zum Bewegen des Gabelwagens vorgesehen. Außerdem können Mittel, z. B. eine hydraulische Kolbenstange (nicht gezeigt), vorgesehen sein, um den Mast 30 nach hinten aus der Vertikalen auf herkömmliche Art und Weise zu kippen.
Ein einzelnes Vorderrad 40 ist an dem Hubmechanismus 14 an einer festen Achse angebracht, die quer zu der Längsachse des Staplers ist, wenn er in der Geradeaus-Position ist. Das Vorderrad 40 ist unter dem Mast 30 zentral zu dem Hubmechanismus 14 und soweit wie möglich nach vorne zu den Gabelzinken 36 hin montiert, ohne mit auf den Gabelzinken 36 angebrachten Lasten zu kollidieren. Das Rad 40 hat einen massiven Reifen 42.
Ein Elektromotor 44 ist koaxial zu dem Rad 40 angebracht und mit dem Rad 40 mittels eines Getriebes 46 verbunden, das teilweise in die Nabe des Rades 40 eingebaut ist, um die Gesamtbreite der Einheit aus Rad 40/Motor 44/Getriebe 46 zu verringern.
Der Hubmechanismus 14 ist drehbar mit einem Arm 50, der sich von der Vorderseite des Staplerkörpers 12 aus nach vorne erstreckt, mittels einer Vertikallagerrohr-Baugruppe 52 verbunden. Ein Lenkmechanismus, z. B. ein Hydraulik- oder Elektromotor und ein Zahnrad- oder Kettenmechanismus oder hydraulische Kolbenstangen (nicht gezeigt), ist zum Drehen des Hubmechanismus 14 relativ zu dem Staplerkörper 12 unter der Kontrolle des Lenksteuerorgans 24 vorgesehen, um den Gabelstapler 10 zu lenken.
Die 3 bis 5 zeigen ein typisches Manöver, das erforderlich ist, um eine Last in der Bucht 62 eines Stapels 60 abzusetzen oder zu entfernen. Der Gabelstapler 10 wird einen Gang 64 entlang zwischen zwei Stapeln 60 gefahren, wobei der Hubmechanismus 14 in der Geradeaus-Position ist, ähnlich derjenigen, die in 3 dargestellt ist. Wenn sich der Stapler 10 der Bucht 62 nähert, wird der Stapler 10 durch Drehen des Hubmechanismus 14 manövriert, so dass der Staplerkörper nahe in dem Stapel 60 aber in einem Winkel weg von der Bucht 62 ist, wie in 3 dargestellt ist. Der Hubmechanismus 14 wird dann in Richtung auf die Bucht 62 gedreht, während der Stapler 10 durch den Motor 44 vorwärts angetrieben wird, so dass die Gabelzinken 36 sich allmählich in die Bucht 62 bewegen, wie in 4 dargestellt ist. Letztendlich sind die Gabelzinken 36 im rechten Winkel zu dem Stapel 60 angeordnet, wie in 5 dargestellt ist. Der Stapler 10 kann dann mit dem Motor 44 angetrieben werden, während der Lenkwinkel verringert wird, so dass die Gabelzinken 36 in die Bucht 62 im rechten Winkel zu dem Stapel eintreten, so dass eine darauf angeordnete Last in der Bucht 62 abgesetzt oder eine Last aus der Bucht 62 entfernt werden kann.
Der Gabelstapler 10 ist in seiner am wenigsten stabilen Lage, wenn der Hubmechanismus 14 in 90° zu der Linie X-X, die die Kontaktpunkte des Vorderrades 40 und des inneren Hinterrades 16 mit dem Boden verbindet, angeordnet ist. In dieser Position erzeugt die auf den Gabelzinken 36 aufgebrachte Last ein Moment um die Linie X-X. Um die von dem Stapler 10 getragene Last auszugleichen, muss der Schwerpunkt des Staplers so weit wie möglich nach hinten positioniert werden, um den Abstand Y zwischen dem Schwerpunkt und der Linie X-X so groß wie möglich zu machen.
Während der Hubmechanismus 14 gedreht wird und der Stapler 10 von dem Motor 44 angetrieben wird, nimmt die Geschwindigkeit des inneren Hinterrades 16 mit zunehmendem Lenkwinkel ab, bis der Schnittpunkt A der Achse des Vorderrades 40 mit der Achse des inneren Hinterrades 16 mit dem Kontaktpunkt des inneren Hinterrades 16 mit dem Boden zusammenfällt, wobei das innere Hinterrad 16 ruht und sich der Stapler 10 um das innere Hinterrad 16 dreht. Wenn der Lenkwinkel über diesen Punkt hinaus zunimmt, dreht sich das innere Hinterrad 16 rückwärts.
Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nur das Vorderrad 40 angetrieben wird, können bei einem alternativen Ausführungsbeispiel alle drei Räder 16, 40 unabhängig voneinander von einzelnen Elektromotoren angetrieben werden. Wenn alle drei Räder 16, 40 auf diese Weise angetrieben werden, sind die einzelnen Elektromotoren vorzugsweise mit einer Energiequelle derart verbunden, dass unter den Kräften, die von dem auf das Vorderrad 40 und das äußere Hinterrad 16 aufgebrachten Antrieb erzeugt werden, das innere Hinterrad 16 automatisch langsamer wird, wenn der Lenkwinkel zunimmt, und sich letztendlich rückwärts dreht, wobei die Leistung zu dem inneren Hinterrad 16 automatisch auf eines der anderen Räder 16, 40 oder auf beide anderen Räder 16, 40 umgeleitet wird.
Zum Beispiel können wie in 6 dargestellt, die die Hinterräder 16 eines Staplers 10 antreibenden Elektromotoren 60, 62 in Reihe mit einer geeigneten Energiequelle 64 zum Beispiel einer Batterie oder einem motorgetriebenen Generator verbunden sein. Der das Vorderrad 40 antreibende Elektromotor 44 ist mit der Energiequelle 64 parallel zu den Elektromotoren 60, 62 verbunden. Die Energiequelle 64 ist mit den Motoren 44, 60, 62 durch Schaltmittel 66 verbunden, mit denen die Leistung umgekehrt werden kann, um die Motoren 44, 60, 62 rückwärts zu betreiben. Der Schaltkreis kann auch einen Startschalter 67 und von dem Antriebssteuerpedal 26 gesteuerte Mittel 68 enthalten, um die Geschwindigkeit der Motoren 44, 60, 62 zu steuern.
Mit dieser Anordnung ist es so, dass wenn sich der Stapler 10 dreht, die auf das innere Hinterrad 16 aufgebrachte zunehmende Last bewirkt, dass der sich das Rad 16 antreibende Motor 60 verlangsamt. Dies verursacht seinerseits eine Zunahme des Stromes in dem die Motoren 60, 62 verbindenden Schaltkreis und eine Zunahme des Drehmoments, das von dem Motor 62 auf das äußere Hinterrad 16 aufgebracht wird. Das innere und das äußere Hinterrad 16 werden somit automatisch mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen, wenn sich der Stapler 10 dreht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der das Vorderrad 40 antreibende Motor 44 auch in Reihe mit den Motoren 60, 62, die die Hinterräder 16 antreiben, verbunden sein, so dass das auf das Vorderrad 40 aufgebrachte Drehmoment zunimmt, wenn sich der Stapler 10 dreht.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel werden das Vorderrad und die Hinterräder 16, 40 von Hydraulikmotoren 70, 72 bzw. 74 angetrieben. Die Hydraulikmotoren 70, 72, 74 sind in die Naben der Räder 16, 40 eingebaut. Eine Hydraulikflüssigkeit wird unter Druck den Hydraulikmotoren 70, 72, 74 mittels Hydraulikpumpen 76, 78, die in dem Staplerkörper 12 eingebaut sind, zugeführt. Die Hydraulikpumpen 76, 78 werden von einem Verbrennungsmotor 80 angetrieben, der mit einem Treibgas oder einem ähnlichen Kraftstoff betrieben wird. Die Hydraulikflüssigkeit wird mittels einer Niederdruck-Hilfspumpe 76 aus einem Reservoir 82 zu einer Hochdruckpumpe 78 gepumpt. Ein Verteilerblock 84 ist bereitgestellt, um eine automatische Änderung der Strömung der hydraulischen Flüssigkeit zu den Motoren 70, 72, 74 zu gestatten, um die Geschwindigkeit und die Richtung der Motoren 70, 72, 74 mittels Zufuhr- und Rücklaufleitung 86, 88 zu steuern. Flexible Hydraulikdruckschläuche 90 sind in den Hydraulikleitungen 86, 88 zwischen dem Verteilerblock 84 und dem das Vorderrad antreibenden Motor 70 vorgesehen, um das Drehen des Hubmechanismus 14 zu gestatten.
Die Geschwindigkeit des Staplers 10 wird durch die Motorgeschwindigkeit und das Verstellen des Winkels der Schrägscheibe der Pumpe 78 gesteuert. Die Richtung der Bewegung des Staplers 10 wird mittels Elektromagneten gesteuert, die die Strömungsrichtung in den Leitungen 86, 88 von der Pumpe 78 umkehren.
Andere Systeme des Gabelstaplers 10, z. B. die Lenkung, die Mastausfahrmittel, der Hubmechanismus und die Mittel zum Kippen des Mastes werden mit hydraulischer Flüssigkeit von einer unabhängigen Quelle angetrieben.
Die Hydraulikmotoren 72, 74, die die Hinterräder 16 des Staplers 10 antreiben, sind mit der Pumpe 78 in Reihe verbunden, so dass, wenn sich das innere Hinterrad 16 verlangsamt, wenn sich der Stapler 10 dreht, der Durchsatz der Flüssigkeit zu dem das Rad 16 antreibenden Motor 72 abnimmt, während der Durchsatz der Flüssigkeit zu dem das äußere Hinterrad 16 antreibenden Motor 74 zunimmt. Das äußere Hinterrad 16 wird somit automatisch mit einer größeren Geschwindigkeit angetrieben, als die des inneren Hinterrades 16.
Der das Vorderrad 40 antreibende Hydraulikmotor 70 kann mit der Pumpe 76 in Reihe mit den Motoren 72 und 74 verbunden sein oder kann mit der Pumpe 78 oder einer separaten Pumpe durch einen separaten parallelen Hydraulikschaltkreis verbunden sein.
Verschiedene Abwandlungen können ohne von der Erfindung abzuweichen, gemacht werden. Zum Beispiel, während bei dem mit Bezug auf die 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Elektromotor verwendet wird, um das Vorderrad anzutreiben, können ein Hydraulikmotor oder andere geeignete Antriebsmittel verwendet werden. Ähnlich können bei den dreirädrigen Antriebsausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben wurden, die Elektro- oder Hydraulikmotoren durch andere geeignete Antriebsmittel ersetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf Geh-Gabelstapler anwendbar, bei denen die Bedienungsperson hinter dem Stapler geht.

Claims

Gabelstapler (10) mit einem Staplerkörper (12), einem Hubmechanismus (14), der mit dem Staplerkörper (12) mittels eines sich vertikal erstreckenden Drehzapfens (52) verbunden ist, und Mitteln (24) zum Drehen des Hubmechanismus (14) relativ zu dem Staplerkörper (12) um den Drehzapfen (52) zum Lenken des Staplers (10), wobei der Staplerkörper (12) ein Paar hinterer am Boden angreifender Räder (16), die an Querachsen angebracht sind, hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmechanismus (14) ein einzelnes, am Boden angreifendes Vorderrad (40) hat, das zentral an einer starren Querachse angebracht ist, wobei das Vorderrad (40) unabhängige Antriebsmittel (44, 46) hat.
Gabelstapler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmechanismus (14) relativ zu dem Staplerkörper (12) in einem Lenkwinkel von im Wesentlichen 90° oder mehr gedreht werden kann.
Gabelstapler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderrad (40) vor der Drehgelenkverbindung (52) zwischen dem Staplerkörper (12) und dem Hubmechanismus (14) angeordnet ist.
Gabelstapler (10) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmechanismus (14) einen Mast (30) hat, wobei das Vorderrad (40) unter dem Mast (30) zentral zu dem Hubmechanismus (14) angebracht ist.
Gabelstapler (10) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängige Antriebsmittel (60, 62; 72, 74) vorgesehen sind, um jedes der Hinterräder (16) anzutreiben.
Gabelstapler (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (60, 62; 72, 74) für die Hinterräder (16) mit einer Energiequelle (64; 76) verbunden sind, so dass die Hinterräder (16) automatisch mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden können.
Gabelstapler (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (60, 62; 72, 74) für die Hinterräder (16) mit einer Energiequelle (64; 76) so verbunden sind, dass Leistung automatisch von dem hinteren inneren Rad (16) auf eines oder mehrere der anderen Räder (16, 40) in Einklang mit dem Lenkwinkel umgeleitet werden kann.
Gabelstapler (10) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Rad (16, 40) unabhängig von einem Hydraulik- oder einem Elektromotor (44, 60, 62; 70, 72, 74) angetrieben wird.
Gabelstapler (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (44) mit dem Rad (40) durch ein Getriebe (46) verbunden ist.
Gabelstapler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (44) und/oder das Getriebe (46) teilweise in eine Nabe des Rades (40) eingebaut ist.
Gabelstapler nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung für die Motoren (44, 60, 62; 70, 72, 74) von einem von einem Motor angetriebenen Generator oder einer von einem Motor (80) angetriebenen Hydraulikpumpe (76, 78) oder von einem Batteriepaket (64) bereitgestellt wird.
Gabelstapler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (80) ein Verbrennungsmotor ist, der mit einem Treibgas betrieben wird.