EP2987762A1 - Verfahren zum steuern einer kombinierten dreh-schub-bewegung - Google Patents

Verfahren zum steuern einer kombinierten dreh-schub-bewegung Download PDF

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EP2987762A1
EP2987762A1 EP15181758.2A EP15181758A EP2987762A1 EP 2987762 A1 EP2987762 A1 EP 2987762A1 EP 15181758 A EP15181758 A EP 15181758A EP 2987762 A1 EP2987762 A1 EP 2987762A1
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EP
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movement
hydraulic
load
rotational
hydraulic pump
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Jungheinrich AG
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a combined rotational-thrust movement of a load-receiving means of a truck, in particular a three-way forklift, and a truck comprising said device.
  • the predetermined time profile of a performance feature of a hydraulic pump during the rotary-push movement is adjusted in accordance with a temperature of the pump motor and / or the hydraulic pump detected by sensor means according to a predetermined relationship.
  • the load-carrying means is mounted such that its pivot axis is displaceable along the width direction of the truck, so that the load carried by the load-receiving means extends substantially only in the range of the width of the truck during a movement of the truck.
  • This may mean, for example, that when the load-carrying means relative to the longitudinal direction (straight-ahead direction) of the truck pivoted 90 ° to the left, the axis of rotation of the lifting device is in a final position to the right with respect to the width direction of the truck.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus for controlling a combined rotational-thrust movement of a load-carrying means of a truck, which / guarantees a high precision and reliability of the rotary-push movement and this with little effort to realize.
  • a method for controlling a combined rotational-thrust movement of a load-lifting means of an industrial truck, in particular a three-side forklift, proposed according to the invention wherein the combined rotary-thrust movement rotational movement of the load-receiving means about an axis of rotation over an angle of 180 ° and a pushing movement of the axis of rotation along a pushing path over a predetermined distance, wherein both the rotational movement and the pushing movement are caused by respective hydraulic elements, which by a single hydraulic pump, which of an associated Pump motor is supplied with hydraulic fluid, and wherein a performance of the hydraulic pump is controlled during the rotational-thrust movement according to a predetermined time profile, wherein the truck comprises a valve assembly which is adapted to be operated so that below a Threshold of the hydraulic pressure provided by the hydraulic pump only the rotational movement of the lifting device is caused, while above the threshold both the rotational movement and the thrust movement are caused, and further comprising sensor means which detect a temperature of the pump motor and
  • a position-controlled adjustment of the feature of the hydraulic pump leads due to large dead times and increased vibration tendency of the load receiving means to a very rough turn-push movement, which in turn in turn makes the required precise control of the feature in itself difficult.
  • the rotational movement of the load-receiving means above the said threshold of the hydraulic pressure provided by the hydraulic pump at a constant speed and thus further increase in the hydraulic pressure has only an effect on the speed of the thrust movement of the load-receiving means.
  • the performance feature of the hydraulic pump may be a rotational speed of the hydraulic pump.
  • the predetermined relationship between the time profile of the performance feature of the hydraulic pump and that of the sensor means of the detected temperature of the pump motor and / or the hydraulic pump may be a linear relationship, that is, for example, at a detected increase in temperature the pump motor is increased by 10 ° C by an increase in the speed of the pump by a fixed percentage.
  • a more complicated relationship can readily be used, for example, parameterized in polynomial form or used in a control device by means of a predetermined characteristic curve.
  • Such control of the rotary-push movement allows the load to be pivoted in a particularly space-saving manner and can be advantageously used where work is done with loads having a predefined geometry, for example with standardized pallets or containers.
  • the invention relates to an apparatus for controlling such a combined rotational-thrust movement of a load-carrying means of an industrial truck, in particular a three-way stacker, wherein the truck comprises: a load receiving means, which is adapted to be rotatable about an axis of rotation, wherein the axis of rotation along a second hydraulic element, which is adapted to be able to cause the rotational movement of the load receiving means, a hydraulic pump, which is driven by an associated pump motor, a first hydraulic element which is adapted to be able to cause the thrust movement of the axis of rotation and which is adapted to provide a hydraulic pressure in operation and to supply the first and the second hydraulic element with hydraulic fluid, a control device which is adapted to a performance feature of the hydraulic pump during the rotary Sc To control stroke movement according to a predetermined time course, a valve arrangement which is adapted to supply below a threshold value of the hydraulic pressure provided by the hydraulic pump, only the second hydraulic element with hydraulic fluid, whereby the rotational movement the load receiving means
  • the invention relates to an industrial truck, in particular a three-sided stacker, which comprises the aforementioned device.
  • FIG. 1 is a load-receiving device of a known and not shown three-way stacker shown in a plan view and generally designated by the reference numeral 10.
  • the truck is in one operation with the width A, which is formed by indicated high shelves 1, and may for example be along a predetermined path, in particular on rails out.
  • the load-carrying device comprises a push frame 12, on which a boom 14 is slidably supported along the direction S.
  • the direction S corresponds to the width direction of the three-way stacker.
  • a fork carrier back 16 is fixed so that it is pivotable about a rotation axis D with respect to the boom 14 and the push frame 12.
  • a fork 18 is supported in a known manner.
  • On the fork 18 is located in FIG. 1 a load 20.
  • the push frame 12 of the truck essentially represents the width of the operation
  • a widest part of the truck, the left and the right distance between the push frame and indicated by dashed lines shelves 1 are each denoted by C L and C R.
  • the load 20 may for example have just been removed from the right high rack or be prepared to be inserted into the right high rack and stowed there.
  • FIGS. 3a to 3d is now shown schematically the combined rotary-thrust movement of the load-receiving means 10 of the three-way forklift.
  • the load movement of the load receiving means 10 begins at this angle of rotation of the load 20, wherein the rotational movement is continued at the same time.
  • FIG. 3b Accordingly, an intermediate position can be seen, in which the load 20 has already been rotated to 90 ° relative to its starting position, while further the boom 14 has covered half of the intended pushing distance. Both the rotational movement and the pushing movement continue to run until the in Figure 3c shown state in which the boom 14 has been pushed to its right end position, while again the diagonal of the load 20 is perpendicular to the two high shelves 1. In this position, the feed of the boom ends 14, while the rotational movement is initially continued.
  • FIG. 2 is now roughly schematically illustrated the hydraulic and control system, which allows the just discussed combined rotary-thrust movement of the load-receiving means 10.
  • a single hydraulic pump 22 is provided, which is driven by a hydraulic pump motor 24 in a known manner, for example via a gear, not shown.
  • the hydraulic oil delivered by the hydraulic pump 22 is first provided controllably by a first valve arrangement 26 both to a main lifting device 28 of the load receiving means and to a second valve arrangement 30.
  • This second valve assembly 30 provides in a manner that will be described later FIG. 4 will be described, the hydraulic oil a first hydraulic element 32 and a second hydraulic element 34 ready.
  • the first hydraulic element 32 is adapted to cause the pushing movement of the boom 14, while the second hydraulic element 34 is adapted to cause the rotational movement of the load receiving means 10.
  • the hydraulic pump 22 and the pump motor 24 are associated with respective temperature sensors 36a and 36b each measuring the temperature of the hydraulic pump 22 and the pump motor 24, respectively. The measured temperatures are passed to a control device 38, which controls the operation of the pump motor 24.
  • control device 38 is provided with a processor unit 38a and a memory unit 38b, wherein the processing unit 38a generates a predetermined time-dependent control signal that corresponds to a predetermined timing control curve based on data provided by the memory unit 38b for the pump motor 24.
  • the control device 38 receives an instruction from a user of the truck to rotate the load receiving means 10, it controls the hydraulic motor 24 according to the aforementioned timing.
  • the controlled by the control device 38 predetermined time profile of the pump motor speed is schematically in FIG. 4 represented by the solid line.
  • the pump motor 24 is raised to a first speed n 1
  • the in FIG. 3a corresponds to the state shown
  • the speed of the pump motor 24 is increased to a second speed value n 2 , up to a time t b
  • the engine speed is further increased according to a predetermined control characteristic up to a value n 3 and at time t b back to the speed value n 4 decreased.
  • the time t b corresponds to the in FIG. 3b shown state.
  • the speed of the pump motor 24 is again reduced in accordance with a predetermined characteristic until the time t c , this time the in Figure 3c shown state corresponds.
  • the pump motor 24 is again at the speed n 1 operated until the time t d of the in 3d figure shown state is reached, whereupon the combined rotational-thrust movement of the load-receiving means 10 is completed.
  • the second valve assembly 30 is adapted to distribute the hydraulic oil such that the speed V Dr of the rotational movement of the load receiving means 10 of in FIG. 4 dotted line corresponds, while the speed V Sch corresponds to the pushing movement of the load receiving means 10 of the dashed line.
  • This is achieved by supplying only the second hydraulic element 34 at a pump speed which corresponds to an engine speed of a maximum value of n 1 , and thus only causing a rotational movement of the load receiving means 10. If the engine speed is increased beyond the value n 1 , as in FIG.
  • FIG. 5a a state is shown in which, although the rotational movement of the lifting device 10 is set in motion, but not the thrust movement also provided. This may be the case when the pressure applied to the second valve assembly 30 pressure does not reach the threshold above which the thrust motion is initiated, and thus the entire hydraulic pressure is used only for rotation of the load receiving means 10. As in FIG. 5a illustrated, it may thus come to collision of the load 20 with the high shelves 1.
  • FIG. 5b Finally, a case is shown in which the pushing movement of the lifting device 10 has indeed started, but has been carried out too slowly. This case may occur if the hydraulic pressure dropping at the second valve arrangement 30 is indeed above the threshold value, but is still less between the times t a and t c than the actually intended value. In the in FIG. 5b Thus, the pushing movement ends before its actually intended end point, while the rotational movement proceeds as intended, and thus again a collision of the load 20 with the shelf 1 can occur.
  • the control device 38 is set up to adjust or readjust the rotational speed of the pump motor 24 during operation in response to the temperature data of the sensors 36a and 36b according to a predetermined relationship.
  • the speed value n 3 per 10 ° heating of the pump motor 24 can be increased by a certain percentage, which in turn also affects the increase in speed between the times t a and t b . This measure compensates for the increasing slippage of the hydraulic system and ensures the intended implementation of the combined rotational-thrust movement of the load receiving means 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers, wobei sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung mittels jeweiliger Hydraulikelemente (32, 34) hervorgerufen werden, welche von einer einzelnen Hydraulikpumpe (22), welche von einem zugeordneten Pumpenmotor (24) angetrieben wird, mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, und wobei ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe (22) während der Dreh-Schub-Bewegung gemäß einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf gesteuert wird; wobei das Flurförderzeug eine Ventilanordnung (30) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, derart betrieben zu werden, dass unterhalb eines Schwellenwerts des von der Hydraulikpumpe (22) bereitgestellten Hydraulikdrucks lediglich die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels hervorgerufen wird, während oberhalb des Schwellenwerts sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung hervorgerufen werden. Hierbei sind Sensormittel (36a, 36b) vorgesehen, welche eine Temperatur des Pumpenmotors (24) oder/und der Hydraulikpumpe (22) detektieren, und der vorbestimmte zeitliche Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe (22) wird während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von der von den Sensormitteln (36a, 36b) detektierten Temperatur des Pumpenmotors (24) oder/und der Pumpe (22) gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang angepasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers, sowie ein Flurförderzeug umfassend die genannte Vorrichtung. Hierbei wird erfindungsgemäß der vorbestimmte zeitliche Verlauf eines Leistungsmerkmals einer Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von einer von Sensormitteln detektierten Temperatur des Pumpenmotors und/oder der Hydraulikpumpe gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang angepasst.
  • Insbesondere in modernen Hochregallagern werden häufig Flurförderzeuge in Form sogenannter Dreiseitenstapler eingesetzt. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Lastaufnahmemittel (insbesondere die Gabel) zusätzlich zu einer Hubbewegung auch eine Schwenkbewegung vollführen kann, so dass die Gabel sowohl in Längsrichtung des Flurförderzeugs als auch um bis zu 90° gegen diese Richtung geschwenkt und somit in Breitenrichtung des Flurförderzeugs orientiert sein kann.
  • Von besonderer praktischer Bedeutung ist hierbei ein Schwenken des Lastaufnahmemittels um insgesamt 180°, beispielsweise von einer Position, in der die Lastaufnahmemittel bezüglich der Längsrichtung des Flurförderzeugs nach rechts weisen, zu einer Position, in der sie nach links weisen. In bekannten Dreiseitenstaplern ist das Lastaufnahmemittel derart angebracht, dass seine Schwenkachse entlang der Breitenrichtung des Flurförderzeugs verschiebbar ist, so dass die von dem Lastaufnahmemittel getragene Last sich während einer Bewegung des Flurförderzeugs im Wesentlichen lediglich im Bereich der Baubreite des Flurförderzeugs selbst erstreckt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass wenn das Lastaufnahmemittel bezogen auf die Längsrichtung (Geradeaus-Fortbewegungsrichtung) des Flurförderzeugs um 90° nach links geschwenkt ist, die Drehachse des Lastaufnahmemittels sich in einer Endposition rechts bezüglich der Breitenrichtung des Flurförderzeugs befindet.
  • Ist nun vorgesehen, das Lastaufnahmemittel von einer nach links weisenden Position in eine nach rechts weisende Position oder umgekehrt zu überführen, so kann dies besonders platzsparend derart geschehen, dass die Schwenkbewegung des Lastaufnahmemittels mit einer Schubbewegung der Schwenkachse des Lastaufnahmemittels überlagert wird. Ein solch raumsparendes Schwenken des Lastaufnahmemittels erlaubt den Betrieb des Flurförderzeugs auch unter beschränkten Platzbedingungen, was in der Praxis, beispielsweise in einem Hochregallager, einen verringerten Regalabstand erlaubt und somit eine höhere Lagerdichte und eine insgesamt effizientere Lagerung.
  • Hierbei besteht jedoch die Gefahr, dass wenn die koordinierte Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels nicht präzise durchgeführt wird, es zu einer Kollision der Last mit den Hochregalen kommen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs bereitzustellen, das/die eine hohe Präzision und Zuverlässigkeit der Dreh-Schub-Bewegung garantiert und hierbei mit nur geringem Aufwand zu realisieren ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers, vorgeschlagen, wobei die kombinierte Dreh-Schub-Bewegung eine Drehbewegung des Lastaufnahmemittels um eine Drehachse über einen Winkel von 180° und eine Schubbewegung der Drehachse entlang einer Schubstrecke über eine vorbestimmte Distanz umfasst, wobei sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung mittels jeweiliger Hydraulikelemente hervorgerufen werden, welche von einer einzelnen Hydraulikpumpe, welche von einem zugeordneten Pumpenmotor angetrieben wird, mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, und wobei ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung gemäß einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf gesteuert wird, wobei das Flurförderzeug eine Ventilanordnung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, derart betrieben zu werden, dass unterhalb eines Schwellenwerts des von der Hydraulikpumpe bereitgestellten Hydraulikdrucks lediglich die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels hervorgerufen wird, während oberhalb des Schwellenwerts sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung hervorgerufen werden, und wobei ferner Sensormittel vorgesehen sind, welche eine Temperatur des Pumpenmotors oder/und der Hydraulikpumpe detektieren, und der vorbestimmte zeitliche Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von der von den Sensormitteln detektierten Temperatur des Pumpenmotors oder/und der Pumpe gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang angepasst wird.
  • Es hat sich im Betrieb herkömmlicher Flurförderzeuge, in denen sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung des Lastaufnahmemittels mittels einer einzelnen Hydraulikpumpe angetrieben werden, gezeigt, dass Temperaturänderungen und insbesondere ein Heißlaufen der Hydraulikpumpe zu einer Abweichung von dem vorgesehenen Verhältnis der Geschwindigkeiten von Dreh- und Schubbewegung des Lastaufnahmemittels führen können.
  • Dies kann als eine Folge der oben beschriebenen Konstruktion eines solchen Flurförderzeugs verstanden werden, in der mittels einer Ventilanordnung der von der Hydraulikpumpe bereitgestellte Hydraulikdruck derart aufgeteilt wird, dass die Schubbewegung des Lastaufnahmemittels erst oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts des Hydraulikdrucks zusätzlich zu der Drehbewegung des Lastaufnahmemittels aufgenommen wird. Insbesondere kann es bei einer solchen Konstruktion vorkommen, dass durch den mit der Temperatur der Pumpe zunehmenden Schlupf die vorgesehene Schubbewegungsgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels während der kombinierten Dreh-Schub-Bewegung nicht erreicht wird, während die Drehbewegung mit der vorgesehenen Geschwindigkeit ausgeführt wird, und sich somit ein unerwünschter Betriebszustand einstellt. Hierdurch kann es im Extremfall zu einer Kollision der Last mit einem Regal oder ähnlichem kommen, wenn sich Abschnitte der Last zeitweise außerhalb des vorgesehenen Bereichs der Dreh-Schub-Bewegung befinden.
  • Es hat sich gezeigt, dass die bisher verwendeten Verfahren zur Korrektur einer Abweichung zwischen dem vorgesehenen Verhältnis der Geschwindigkeiten von Dreh- und Schubbewegung des Lastaufnahmemittels und dem tatsächlichen Verhältnis der Geschwindigkeiten von Dreh- und Schubbewegung des Lastaufnahmemittels, wie beispielsweise eine dauernde Heizung des Hydrauliköls, das Vorsehen einer aufwendigeren Hydraulikpumpe mit geringerer Temperaturempfindlichkeit oder das Vorsehen von hydraulischen Ölmengenteilern, die Temperatureinflüsse verringern können, entweder zu energieaufwendig, zu teuer oder/und nachteilig für den Wirkungsgrad der Hydraulikanordnung sind.
  • Eine positionsgeregelte Anpassung des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe hingegen führt aufgrund großer Totzeiten und einer verstärkten Schwingungsneigung des Lastaufnahmemittels zu einer sehr ruppigen Dreh-Schub-Bewegung, was insbesondere wiederum die erforderliche präzise Regelung des Leistungsmerkmals an sich erschwert.
  • Es ist der Verdienst der Erfinder, erkannt zu haben, dass sich die oben genannte Abweichung der tatsächlichen Dreh-Schub-Bewegung von der vorgesehenen Dreh-Schub-Bewegung auf einfache Weise mit der Temperatur des Pumpenmotors oder/und der Hydraulikpumpe in Verbindung bringen lässt, und anhand dieser Temperatur ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung angepasst werden kann, um das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Dreh- und Schubbewegung zu korrigieren.
  • Hierbei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels oberhalb des genannten Schwellenwerts des von der Hydraulikpumpe bereitgestellten Hydraulikdrucks mit einer konstanten Geschwindigkeit verläuft und somit eine weitere Erhöhung des Hydraulikdrucks lediglich eine Auswirkung auf die Geschwindigkeit der Schubbewegung des Lastaufnahmemittels hat. Dies erlaubt eine besonders einfache Anpassung des zeitlichen Verlaufs des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe, da insbesondere oberhalb des Schwellenwerts die Geschwindigkeit der Drehbewegung durch eine Änderung des Hydraulikdrucks nicht beeinflusst wird, allerdings die Geschwindigkeit der Schubbewegung hiermit fein eingestellt werden kann.
  • Insbesondere kann es sich bei dem Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe um eine Drehzahl der Hydraulikpumpe handeln.
  • In einer besonders einfachen und übersichtlichen Ausführungsform kann der vorbestimmte Zusammenhang zwischen dem zeitlichen Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe und der von den Sensormitteln der detektierten Temperatur des Pumpenmotors oder/und der Hydraulikpumpe ein linearer Zusammenhang sein, das heißt, dass beispielsweise bei einer detektierten Erhöhung der Temperatur des Pumpenmotors jeweils um 10°C eine Erhöhung der Drehzahl der Pumpe um eine feste Prozentzahl vorgenommen wird. Allerdings kann ohne Weiteres auch ein komplizierterer Zusammenhang angewendet werden, der beispielsweise in polynomischer Form parametrisiert oder mittels einer vorbestimmten Kennlinie in einer Steuervorrichtung Anwendung findet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe derart gesteuert, dass die Dreh-Schub-Bewegung die folgenden Schritte umfasst:
    • alleiniges Drehen des Lastaufnahmemittels bis eine von dem Lastaufnahmemittel getragene Last in Projektion auf die Schubstrecke eine erste maximale Ausdehnung erreicht,
    • gleichzeitiges Drehen des Lastaufnahmemittels und Verschieben der Drehachse bis die Last in Projektion auf die Schubstrecke eine zweite maximale Ausdehnung erreicht,
    • alleiniges Drehen des Lastaufnahmemittels bis der insgesamt zurückgelegte Drehwinkel 180° beträgt.
  • Eine derartige Steuerung der Dreh-Schub-Bewegung erlaubt ein Schwenken der Last auf eine besonders raumsparende Weise und kann insbesondere dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo mit Lasten mit einer vordefinierten Geometrie gearbeitet wird, beispielsweise mit genormten Paletten oder Containern.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern einer solchen kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers, wobei das Flurförderzeug umfasst: ein Lastaufnahmemittel, welches derart eingerichtet ist, dass es um eine Drehachse drehbar ist, wobei die Drehachse entlang einer Schubstrecke verschiebbar ist, ein erstes Hydraulikelement, welches dazu eingerichtet ist, die Schubbewegung der Drehachse hervorrufen zu können, ein zweites Hydraulikelement, welches dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels hervorrufen zu können, eine Hydraulikpumpe, welche von einem zugeordneten Pumpenmotor angetrieben wird, und welche dazu eingerichtet ist, im Betrieb einen Hydraulikdruck bereitzustellen und das erste und das zweite Hydraulikelement mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung gemäß einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf zu steuern, eine Ventilanordnung, welche dazu eingerichtet ist, unterhalb eines Schwellenwerts des von der Hydraulikpumpe bereitgestellten Hydraulikdrucks lediglich das zweite Hydraulikelement mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, wodurch die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels mit einer von dem Leistungsmerkmal abhängigen Geschwindigkeit hervorgerufen wird, sowie oberhalb des Schwellenwerts sowohl das erste als auch das zweite Hydraulikelement mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, wodurch sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung hervorgerufen werden, Sensormittel, welche eine Temperatur des Pumpenmotors oder/und der Hydraulikpumpe detektieren. Hierbei ist die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet, den vorbestimmten zeitlichen Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von der von den Sensormitteln detektierten Temperatur gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang anzupassen.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Flurförderzeug, insbesondere einen Dreiseitenstapler, welches die eben genannte Vorrichtung umfasst.
  • Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden mittels der in den folgenden schematischen Figuren dargestellten Ausführungsform exemplarisch näher erläutert.
  • Hierbei zeigt
    • Figur 1
    ein Lastaufnahmemittel eines Dreiseitenstaplers in einer Draufsicht;
    Figur 2
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steuerungs- und Hydrauliksystems;
    Figuren 3a bis 3d
    eine schematische Darstellung einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels aus Figur 1;
    Figur 4
    einen schematischen Zusammenhang von Pumpendrehzahl und Dreh- sowie Schubgeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels über der Zeit;
    Figuren 5a und 5b
    mögliche Fehlstellungen des Lastaufnahmemittels aus Figur 1 während einer fehlerhaft durchgeführten Dreh-Schub-Bewegung.
  • In Figur 1 ist eine Lastaufnahmevorrichtung eines an sich bekannten und nicht dargestellten Dreiseitenstaplers in einer Draufsicht gezeigt und ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Flurförderzeug befindet sich in einem Arbeitsgang mit der Breite A, der durch angedeutete Hochregale 1 gebildet ist, und kann beispielsweise entlang einer vorbestimmten Bahn, insbesondere auf Schienen, geführt sein. Die Lastaufnahmevorrichtung umfasst einen Schubrahmen 12, an welchem ein Ausleger 14 entlang der Richtung S verschiebbar getragen ist. Hierbei entspricht die Richtung S der Breitenrichtung des Dreiseitenstaplers. An dem Ausleger 14 ist wiederum ein Gabelträgerrücken 16 derart befestigt, dass er um eine Drehachse D bezüglich dem Ausleger 14 und dem Schubrahmen 12 schwenkbar ist. An dem Gabelträgerrücken ist eine Gabel 18 in bekannter Weise getragen. Auf der Gabel 18 befindet sich in Figur 1 eine Last 20.
  • Der Schubrahmen 12 des Flurförderzeugs stellt im Wesentlichen das bezüglich der Breite des Arbeitsgangs A breiteste Teil des Flurförderzeugs dar, wobei der linke und der rechte Abstand zwischen dem Schubrahmen und den durch gestrichelte Linien angedeuteten Regalen 1 jeweils mit CL und CR bezeichnet sind. In der in Figur 1 gezeichneten Stellung kann die Last 20 beispielsweise gerade aus dem rechten Hochregal entnommen worden sein oder dazu vorbereitet sein, in das rechte Hochregal eingeführt und dort verstaut zu werden.
  • In den Figuren 3a bis 3d ist nun schematisch die kombinierte Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10 des Dreiseitenstaplers gezeigt. Hierbei zeigt Figur 3a einen Zustand, in dem lediglich eine Drehung des Lastaufnahmemittels 10 und damit der Last 20 vorgenommen worden ist, bis zu einer Position, in der die Diagonale der Last 20 gerade senkrecht zu den beiden Regalen 1 steht. In der gezeigten Ausführungsform beginnt bei diesem Drehwinkel der Last 20 die Schubbewegung des Lastaufnahmemittels 10, wobei die Drehbewegung gleichzeitig weitergeführt wird.
  • In der Figur 3b ist demnach eine Zwischenposition zu sehen, in der die Last 20 bereits zum 90° gegenüber ihrer Ausgangsposition gedreht worden ist, während ferner der Ausleger 14 die Hälfte der vorgesehenen Schubstrecke zurückgelegt hat. Sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung laufen nun weiter bis der in Figur 3c gezeigte Zustand erreicht wird, in dem der Ausleger 14 bis zu seiner rechten Endposition geschoben worden ist, während wiederum die Diagonale der Last 20 senkrecht zu den beiden Hochregalen 1 steht. In dieser Stellung endet der Vorschub des Auslegers 14, während die Drehbewegung zunächst weitergeführt wird.
  • Schließlich wird der in Figur 3d gezeigte Endzustand erreicht, in der der Ausleger 14 weiterhin in seiner rechten Endposition ist, während die Drehung um insgesamt 180° der Last 20 vollendet worden ist. Wie in den Figuren 3a bis 3d zu erkennen ist, findet durch die Überlagerung der Dreh- und der Schubbewegung das Schwenken der Last um 180° mit einem minimalen Raumbedarf statt.
  • In Figur 2 ist nun grob schematisch das Hydraulik- und Steuerungssystem dargestellt, das die eben diskutierte kombinierte Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10 ermöglicht. Hierbei ist eine einzelne Hydraulikpumpe 22 vorgesehen, die von einem Hydraulikpumpenmotor 24 in einer bekannten Art und Weise, beispielsweise über ein nicht dargestelltes Getriebe, angetrieben wird. Hierbei stehen die Drehzahl des Pumpenmotors 24 und die Drehzahl der Hydraulikpumpe 22 direkt in Zusammenhang. Das von der Hydraulikpumpe 22 geförderte Hydrauliköl wird zunächst von einer ersten Ventilanordnung 26 steuerbar sowohl einer Haupthubvorrichtung 28 des Lastaufnahmemittels als auch einer zweiten Ventilanordnung 30 bereitgestellt. Diese zweite Ventilanordnung 30 stellt in einer Art und Weise, die später im Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben werden wird, das Hydrauliköl einem ersten Hydraulikelement 32 und einem zweiten Hydraulikelement 34 bereit. Hierbei ist das erste Hydraulikelement 32 dazu eingerichtet, die Schubbewegung des Auslegers 14 hervorzurufen, während das zweite Hydraulikelement 34 dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10 hervorzurufen. Der Hydraulikpumpe 22 und dem Pumpenmotor 24 sind jeweilige Temperatursensoren 36a und 36b zugeordnet, die jeweils die Temperatur der Hydraulikpumpe 22 bzw. des Pumpenmotors 24 messen. Die gemessene Temperaturen werden an eine Steuerungsvorrichtung 38 weitergegeben, die den Betrieb des Pumpenmotors 24 steuert.
  • Hierzu ist die Steuerungsvorrichtung 38 mit einer Prozessoreinheit 38a sowie einer Speichereinheit 38b bereitgestellt, wobei die Prozessierungseinheit 38a ein vorbestimmtes zeitabhängiges Steuerungssignal, das einem vorbestimmten zeitlichen Steuerungs-Verlauf entspricht, auf Grundlage von von der Speichereinheit 38b bereitgestellten Daten für den Pumpenmotor 24 erzeugt. Wenn die Steuerungsvorrichtung 38 eine Anweisung von einem Benutzer des Flurförderzeugs zum Drehen des Lastaufnahmemittels 10 erhält, steuert sie den Hydraulikmotor 24 gemäß dem erwähnten zeitlichen Verlauf.
  • Der von Steuerungsvorrichtung 38 gesteuerte vorbestimmte zeitliche Verlauf der Pumpenmotordrehzahl ist schematisch in Figur 4 durch die durchgezogenen Linie dargestellt. Hierbei wird zu einem Zeitpunkt t0, der dem in Figur 1 dargestellten Zustand entspricht, der Pumpenmotor 24 auf eine erste Drehzahl n1 hochgefahren, zum Zeitpunkt ta, der dem in Figur 3a gezeigten Zustand entspricht, wird die Drehzahl des Pumpenmotors 24 auf einen zweiten Drehzahlwert n2 erhöht, bis zu einer Zeit tb wird die Motordrehzahl weiter gemäß einer vorbestimmten Steuerungskennlinie bis zu einem Wert n3 erhöht und wird zum Zeitpunkt tb wieder auf den Drehzahlwert n4 verringert. Hierbei entspricht die Zeit tb dem in Figur 3b gezeigten Zustand. Anschließend wird die Drehzahl des Pumpenmotors 24 wiederum gemäß einer vorbestimmten Kennlinie bis zum Zeitpunkt tc weiter verringert, wobei dieser Zeitpunkt dem in Figur 3c gezeigten Zustand entspricht. Zwischen der Zeit tc und der Zeit td wird schließlich der Pumpenmotor 24 wieder mit der Drehzahl n1 betrieben, bis zum Zeitpunkt td der in Figur 3d gezeigte Zustand erreicht wird, woraufhin die kombinierte Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10 abgeschlossen ist.
  • Um die gewünschte kombinierte Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10 zu erreichen, ist die zweite Ventilanordnung 30 dazu eingerichtet, das Hydrauliköl derart zu verteilen, dass die Geschwindigkeit VDr der Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10 der in Figur 4 gepunktet dargestellten Linie entspricht, während die Geschwindigkeit VSch der Schubbewegung des Lastaufnahmemittels 10 der gestrichelt dargestellten Linie entspricht. Dies wird erreicht, indem bei einer Pumpendrehzahl, die einer Motordrehzahl von einem Wert von maximal n1 entspricht, lediglich das zweite Hydraulikelement 34 versorgt wird und somit nur eine Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10 hervorgerufen wird. Wird die Motordrehzahl über den Wert n1 hinaus erhöht, wie in Figur 4 zwischen den Zeiten ta und tc dargestellt, so steigt der von der Hydraulikpumpe 22 erzeugte Hydraulikdruck an, wobei jedoch die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10, wie in Figur 4 gepunktet dargestellt, weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit VDrmax abläuft. Der zusätzlich bereitgestellte Hydraulikdruck führt somit lediglich zu einer Aufnahme der Schubbewegung des Lastaufnahmemittels 10, welche sich bei einer weiteren Erhöhung der Motordrehzahl weiter beschleunigt. Wie in Figur 4 zu erkennen ist, erreicht die Schubgeschwindigkeit VSch zum Zeitpunkt tb ihr Maximum und wird anschließend wieder verringert. Durch das Zusammenwirken des Hydraulikpumpenmotors 24 mit der zweiten Ventilanordnung 30 kann somit die in den Figuren 1 und 3a bis 3d gezeigte kombinierte Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10 realisiert werden.
  • Sollte es jedoch im Verlauf der kombinierten Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10 dazu kommen, dass beispielsweise aufgrund erhöhten Schlupfs in der Hydraulikpumpe 22 als Folge einer Erhitzung in der Hydraulikpumpe 22 oder/und des geförderten Hydrauliköls der vorgesehene Hydraulikdruck nicht erreicht wird, so können die in den Figuren 5a und 5b schematisch dargestellten Probleme auftreten.
  • In Figur 5a ist ein Zustand gezeigt, in dem zwar die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels 10 in Gang gesetzt wird, allerdings nicht die ebenfalls vorgesehene Schubbewegung. Dies kann der Fall sein, wenn der an der zweiten Ventilanordnung 30 anliegende Druck den Schwellenwert, oberhalb dem die Schubbewegung in Gang gesetzt wird, nicht erreicht und somit der gesamte Hydraulikdruck lediglich zur Drehung des Lastaufnahmemittels 10 verwendet wird. Wie in Figur 5a dargestellt, kann es somit zur Kollision der Last 20 mit den Hochregalen 1 kommen.
  • In Figur 5b ist schließlich ein Fall gezeigt, in welchem die Schubbewegung des Lastaufnahmemittels 10 zwar in Gang gekommen ist, allerdings zu langsam ausgeführt worden ist. Dieser Fall kann eintreten, wenn der an der zweiten Ventilanordnung 30 abfallende Hydraulikdruck zwar oberhalb des Schwellenwerts liegt, aber dennoch zwischen den Zeiten ta und tc geringer ist als der eigentlich vorgesehene Wert. In dem in Figur 5b dargestellten Fall endet somit die Schubbewegung vor ihrem eigentlich vorgesehenen Endpunkt, während die Drehbewegung wie vorgesehen abläuft, und es somit wiederum zu einer Kollision der Last 20 mit dem Regal 1 kommen kann.
  • Um die in den Figuren 5a und 5b gezeigten Fälle zu verhindern, ist die Steuerungsvorrichtung 38 erfindungsgemäß dazu eingerichtet, als Reaktion auf die Temperaturdaten der Sensoren 36a und 36b gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang die Drehzahl des Pumpenmotors 24 im laufenden Betrieb anzupassen bzw. nachzuregeln. Hierbei kann beispielsweise der Drehzahlwert n3 pro 10° Erwärmung des Pumpenmotors 24 um einen bestimmten Prozentbetrag erhöht werden, was sich wiederum auch auf den Drehzahlanstieg zwischen den Zeiten ta und tb auswirkt. Dies Maßnahme gleicht den zunehmenden Schlupf des Hydrauliksystems aus und gewährleistet die vorgesehene Durchführung der kombinierten Dreh-Schub-Bewegung des Lastaufnahmemittels 10. Hierbei ist festzuhalten, dass selbstverständlich verschiedene Hydraulikpumpen-Ventilanordnungs-Systeme verschiedene Temperaturcharakteristiken aufweisen und daher installationsabhängig im Vorhinein eine geeignete Temperaturanpassungs-Charakteristik des Systems ermittelt werden muss, welche in der Speichereinheit 38b abgelegt und von der Prozessoreinheit 38a der Steuerungseinheit 38 zur Steuerung des Pumpenmotors 24 verwendet wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels (10) eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers,
    wobei die kombinierte Dreh-Schub-Bewegung eine Drehbewegung des Lastaufnahmemittels (10) um eine Drehachse (D) über einen Winkel von 180° und eine Schubbewegung der Drehachse (D) entlang einer Schubstrecke (S) über eine vorbestimmte Distanz umfasst;
    wobei sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung mittels jeweiliger Hydraulikelemente (32, 34) hervorgerufen werden, welche von einer einzelnen Hydraulikpumpe (22), welche von einem zugeordneten Pumpenmotor (24) angetrieben wird, mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, und
    wobei ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe (22) während der Dreh-Schub-Bewegung gemäß einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf gesteuert wird;
    wobei das Flurförderzeug eine Ventilanordnung (30) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, derart betrieben zu werden, dass
    - unterhalb eines Schwellenwerts des von der Hydraulikpumpe (22) bereitgestellten Hydraulikdrucks lediglich die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels (10) hervorgerufen wird, während
    - oberhalb des Schwellenwerts sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung hervorgerufen werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Sensormittel (36a, 36b) vorgesehen sind, welche eine Temperatur des Pumpenmotors (24) oder/und der Hydraulikpumpe (22) detektieren, und
    der vorbestimmte zeitliche Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe (22) während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von der von den Sensormitteln (36a, 36b) detektierten Temperatur des Pumpenmotors (24) oder/und der Pumpe (22) gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei oberhalb des Schwellenwerts die Drehbewegung mit einer dem Schwellenwert entsprechenden, im Wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit (VDrmax) verläuft.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Leistungsmerkmal eine Drehzahl der Hydraulikpumpe (22) ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vorbestimmte Zusammenhang ein linearer Zusammenhang ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Leistungsmerkmal derart gesteuert wird, dass die Dreh-Schub-Bewegung die folgenden Schritte umfasst:
    a) alleiniges Drehen des Lastaufnahmemittels (10) bis eine von dem Lastaufnahmemittel getragene Last (20) in Projektion auf die Schubstrecke (S) eine erste maximale Ausdehnung erreicht;
    b) gleichzeitiges Drehen des Lastaufnahmemittels (10) und Verschieben der Drehachse (D) bis die Last (20) in Projektion auf die Schubstrecke (S) eine zweite maximale Ausdehnung erreicht;
    c) alleiniges Drehen des Lastaufnahmemittels bis der insgesamt zurückgelegte Drehwinkel 180° beträgt.
  6. Vorrichtung zum Steuern einer kombinierten Dreh-Schub-Bewegung eines Lastaufnahmemittels (10) eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Dreiseitenstaplers,
    wobei das Flurförderzeug umfasst:
    ein Lastaufnahmemittel (10), welches derart angebracht ist, dass es um eine Drehachse (D) drehbar ist, wobei die Drehachse (D) entlang einer Schubstrecke (S) verschiebbar ist;
    ein erstes Hydraulikelement (32), welches dazu eingerichtet ist, die Schubbewegung der Drehachse (D) hervorrufen zu können;
    ein zweites Hydraulikelement (34), welches dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels (10) hervorrufen zu können;
    eine Hydraulikpumpe (22), welche von einem zugeordneten Pumpenmotor (24) angetrieben wird, und welche dazu eingerichtet ist, im Betrieb einen Hydraulikdruck bereitzustellen und das erste und das zweite Hydraulikelement (32, 34) mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen;
    eine Steuerungsvorrichtung (38), welche dazu eingerichtet ist, ein Leistungsmerkmal der Hydraulikpumpe (22) während der Dreh-Schub-Bewegung gemäß einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf zu steuern;
    eine Ventilanordnung (30), welche dazu eingerichtet ist
    - unterhalb eines Schwellenwerts des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe (22) lediglich das zweite Hydraulikelement (34) mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, wodurch die Drehbewegung des Lastaufnahmemittels (10) mit einer von dem Leistungsmerkmal abhängigen Drehgeschwindigkeit (VDr) hervorgerufen wird, sowie
    - oberhalb des Schwellenwerts sowohl das erste (32) als auch das zweite (34) Hydraulikelement mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, wodurch sowohl die Drehbewegung als auch die Schubbewegung hervorgerufen werden;
    Sensormittel (36a, 36b), welche eine Temperatur des Pumpenmotors (24) oder/und der Hydraulikpumpe (22) detektieren,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungsvorrichtung (38) ferner dazu eingerichtet ist, den vorbestimmten zeitliche Verlauf des Leistungsmerkmals der Hydraulikpumpe (22) während der Dreh-Schub-Bewegung in Abhängigkeit von der von den Sensormitteln (36a, 36b) detektierten Temperatur gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang anzupassen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei oberhalb des Schwellenwerts die Drehbewegung mit einer dem Schwellenwert entsprechenden, im Wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit (VDrmax) verläuft.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Leistungsmerkmal eine Drehzahl der Hydraulikpumpe (22) ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der vorbestimmte Zusammenhang ein linearer Zusammenhang ist.
  10. Flurförderzeug, insbesondere Dreiseitenstapler, umfassend die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
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