EP3323771B1 - Flurförderzeug, insbesondere gegengewichtsgabelstapler, mit einer hydrostatischen lenkungseinrichtung - Google Patents

Flurförderzeug, insbesondere gegengewichtsgabelstapler, mit einer hydrostatischen lenkungseinrichtung Download PDF

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EP3323771B1
EP3323771B1 EP17198985.8A EP17198985A EP3323771B1 EP 3323771 B1 EP3323771 B1 EP 3323771B1 EP 17198985 A EP17198985 A EP 17198985A EP 3323771 B1 EP3323771 B1 EP 3323771B1
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EP
European Patent Office
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steering
industrial truck
electric motor
electronic control
truck according
Prior art date
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EP17198985.8A
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EP3323771A1 (de
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Claas-Tido Corleis
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STILL GmbH
Original Assignee
STILL GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/07568—Steering arrangements

Definitions

  • the invention relates to an industrial truck, in particular counterbalance forklift, with a hydrostatic steering device with servo assistance, which comprises a Lenkorbitrol operable in response to a steering transmitter, in particular a steering wheel, which is connected to the supply of pressure medium with a steering pump and a hydraulic actuator, in particular a Steering cylinder, actuated,
  • the steering device When trained as a counterbalanced forklifts industrial trucks, it is known to perform the steering device as a fully electric steering device.
  • an electrical sensor is mounted for detecting the actuation of the steering transmitter to the steering transmitter, which is in operative connection with an electronic control device.
  • the electronic control device controls an electric actuator, which is usually designed as an electric motor and with which the wheel to be steered or the wheels to be steered is steered.
  • a sensor as an actual value transmitter is required in addition to the sensor designed as a setpoint sensor on the steering transmitter on the electric actuator or the steered wheel for detecting and reporting the steering angle of the steered wheel to the electronic control device.
  • the steering transmitter is used only as a setpoint generator and the steering is controlled by the electronic control device in conjunction with the electronic actuator.
  • Such fully electric steering devices are technically complex and have a high construction cost.
  • Another disadvantage of a fully electric steering device is that no Notlenkungsfunktion is provided, which is required for the operation of the truck on public roads and required by law.
  • Such a hydrostatic steering device with hydraulic power assistance has a Lenkorbitrol, which is actuated by the steering transmitter.
  • the Lenkorbitrol is for actuation with the steering transmitter in connection, which is usually designed as a steering wheel, which actuates the Lenkorbitrol a steering column.
  • the Lenkorbitrol controls when actuated by the steering transmitter, the application of a hydraulic actuator with pressure medium from a steering pump to achieve the power assistance and thus the power assistance.
  • the hydraulic actuator is usually designed as a hydraulic cylinder or hydraulic motor and is to operate with the wheel to be steered or the wheels to be steered in operative connection.
  • a steering movement on the steered wheel is thus carried out by applying pressure to the hydraulic actuator.
  • the Lenkerbitrol is deflected when turning the steering wheel, so that is supported by the supply of pressure medium from the steering pump, the predetermined on the steering wheel of the driver of the truck steering movement.
  • the steering orcitrol which is mechanically actuated by the steering transmitter enables emergency operation of the steering device with increased expenditure of force on the steering wheel.
  • Such hydrostatic steering device with hydraulic power assistance is approved for the operation of the truck on public roads.
  • DE 199 34 740 A1 discloses an industrial truck according to the preamble of claim 1.
  • the present invention has for its object to provide an industrial truck of the type mentioned available, which allows automated operation of the hydrostatic steering device with little additional effort.
  • the steering transmitter is in operative connection with an electric motor device, which is connected to the control with an electronic control device and which causes an actuation of the Lenkorbitrols by an actuation of the steering transmitter.
  • an electric motor device which actuates the steering transmitter and is controlled by an electronic control device the steering of the industrial truck can be carried out with little additional effort on a hydrostatic steering device and a steer-by-wire system can be represented, which is an automated operation the hydrostatic steering device are performed.
  • the electric motor device, which actuates the steering transmitter and is controlled by the electronic control device thus makes it possible in a simple manner to electronically control the steering transmitter of the hydrostatic steering device with hydraulic power assistance.
  • the electronic control device thus forms an interface at which a desired value of the steering device can be preset and which enables automated operation of the hydrostatic steering device.
  • the electric motor device is designed such that opposing torques can be applied to the steering transmitter. If, with the electric motor device, which is formed for example by an electric motor, two torques can be applied in opposite and thus in opposite directions of rotation of the steering transmitter, the steering transmitter can be operated in a simple manner in both directions of rotation.
  • the electric motor device is designed such that the electric motor device generates a maximum torque at the steering transmitter which is less than a torque that can be applied by a driver to the steering transmitter.
  • a defined maximum torque is applied to the steering transmitter, which is designed such that it is not higher than a normally applied by a driver of the truck at the steering sensor torque.
  • the driver of the Truck can override the electronic control of the steering transmitter at any time by applying a higher manual torque to the steering transmitter.
  • this design of the maximum torque of the electric motor device makes it possible for the electric motor device to execute a rotary movement of the steering transmitter only when the steering ore is supplied by the steering pump and thus the power assistance is present.
  • the electric motor device with the interposition of a reduction gear with the steering transmitter in driving connection. This makes it possible to use a small-sized and inexpensive electric motor device.
  • the reduction gear according to an advantageous embodiment of the invention a reduction in the range of 1:80 to 1: 120, in particular a reduction of 1: 100.
  • the electric motor device has a maximum torque of 0.05 Nm and a maximum speed of 6000 rpm.
  • the electric motor device preferably has a speed control.
  • Such a maximum speed of the electric motor device of about 6000 U / min in conjunction with a reduction of the reduction gear of 1: 100 allows a maximum of one steering wheel rotation per second. Due to the reduction ratio of the reduction gear of 1: 100, the electric motor device generates a maximum torque of 5 Nm at the steering transmitter. With a lever arm of 0.2 m of the steering wheel, this corresponds to a force on the steering wheel of 25 N.
  • Such force or torque can be applied by a driver of the truck in ergonomic Wese to overpress the electronic control of the steering transmitter.
  • an electric motor device with a power consumption of less than 50 watts can be used as the electric motor device, resulting in low additional costs for the electric motor device and a small additional space requirement.
  • a control of the steering sensor detecting steering angle sensor is provided which is in operative connection with the electronic control device.
  • the steering angle sensor can a Control of the electric motor device can be achieved, so that a high steering precision throughout the steering speed range of the steering sensor is achieved in both steering directions.
  • the truck is automated and / or operated without a driver.
  • the electric motor device and its control by the electronic control device can be achieved with little additional effort an electronic control of the steering transmitter of the hydrostatic steering device with hydraulic power assistance and thus the truck with little extra effort automated and / or driverless operated, the steering movement is electronically specified.
  • the electronic control device is connected to a manual operation of the steering sensor detecting sensor device. From the electronic control device can thus be determined by a driver of the truck in a simple manner, a manual operation of the steering transmitter and thus detected by the driver on the steering sensor manual torque can be detected to take into account this state in the control of the electric motor device.
  • the manual actuation of the steering transmitter and a torque applied by the driver to the steering sensor can be carried out, for example, with a speed measurement of the steering transmitter, by detecting a movement of the steering transmitter, which is not performed by the electric motor device.
  • a sensor device that detects a manual operation of the steering sensor a sensor can be used, which detects a force or a torque or a touch on the steering sensor, for example a steering wheel.
  • the electronic control device is designed such that an automated steering of the truck is performed and the automated steering of the truck is stopped when the electronic control device detects a manual operation of the steering sensor.
  • the electronic control device thus has as an operating strategy on an automated steering, which is terminated and thus deactivated when the driver of the truck engages the steering wheel of the truck on the steering wheel.
  • the electronic control device is designed such that a feedback signal is generated at the steering transmitter. For example, a slight jarring may be generated by the electric motor device on the steering transmitter as a feedback signal to generate the driver's attention.
  • the electronic control device thus has as an operating strategy to generate a feedback signal to the steering transmitter.
  • the electronic control device is designed such that during a manual actuation of the steering transmitter, a supporting torque or a counteracting torque is generated at the steering transmitter.
  • the electronic control device thus has as an operating strategy on a dynamic support of the steering forces of the driver or a dynamic complication of the steering.
  • the steering transmitter expediently comprises a steering column and / or a steering wheel.
  • FIG. 1 a circuit diagram of a hydrostatic steering device 1 according to the invention with hydraulic power assistance of a truck, for example, a counterbalance forklift shown.
  • the hydrostatic steering device 1 On the encoder side, the hydrostatic steering device 1 according to the invention has a steering transmitter 2 which actuates a steering trorbole 3.
  • the steering transmitter 2 is formed in the illustrated embodiment by a steering wheel 4 and a steering column 5.
  • the hydrostatic steering device 1 On the slave side, the hydrostatic steering device 1 to a hydraulic actuator 6, which is formed in the illustrated embodiment as a hydraulic steering cylinder 7 and is operatively connected to the at least one steered wheel of the truck to the steering.
  • a hydraulic actuator 6 which is formed in the illustrated embodiment as a hydraulic steering cylinder 7 and is operatively connected to the at least one steered wheel of the truck to the steering.
  • the Lenkorbitrol 3 is connected to the supply of pressure medium to a delivery line 10 of a steering pump 11, which is driven by a drive motor 12. Furthermore, the Lenkorbitrol 3 is connected to a guided to a container 13 tank line 14.
  • the designed as a double-acting steering cylinder hydraulic actuator 6 is designed as a synchronous cylinder and has a first control pressure chamber 6a and a second control pressure chamber 6b.
  • the first control pressure chamber 6a is connected by means of a first pressure medium line 15a and the second control pressure chamber 6b by means of a second pressure medium line 15b with the Lenkorbitrol 3 in combination.
  • a hydraulic control path is controlled by the steering pump 11 to the control pressure chamber 6a and 6b and from the control pressure chamber 6b and 6a to the container 13, so that via the steering pump 11 and the actuated Lenkorbitrol 3 a Hydraulic power steering is done.
  • the steering pump 11 is used in the illustrated embodiment for the simultaneous supply of a working hydraulics 20 and the hydraulic steering device 1 of the truck.
  • the steering pump 11 is operated in an open circuit and sucks pressure fluid from the container 13 and conveys this into a delivery line 21 in which a priority valve 22 is arranged for the preferred supply of the steering device 20.
  • the delivery line 10 leads to the Lenkorbitrol 3 of the steering device 1 as a priority supplied with pressure medium consumers.
  • the priority valve 22 can be acted upon by means of a spring 23 and the load pressure of the steering device 1 present in a load pressure signaling line 24 in the direction of a position 22a connecting the delivery line 21 to the delivery line 10 for the preferred supply of the steering device 1.
  • the priority valve 22 can be acted upon in the direction of a position 22b, in which the delivery line 21 with the connected to the steering device 1 guided delivery line 10 and a guided to the working hydraulics 20 delivery line 25 is connected.
  • the working hydraulics 20 comprises in a fork lift truck designed as a plurality of hydraulic consumers, such as a lifting drive for a load handling device, a tilt drive for a mast and in corresponding Variants one or more additional consumers, for example, a side sliding device for the load-carrying means.
  • a fork lift truck designed as a plurality of hydraulic consumers, such as a lifting drive for a load handling device, a tilt drive for a mast and in corresponding Variants one or more additional consumers, for example, a side sliding device for the load-carrying means.
  • the steering device 1 has to protect the steering device 1 the pressure medium lines 15a, 15b associated pressure limiting valves 30a, 30b and Nachsaugeventile 31a, 31b.
  • the pressure relief valves 30a, 30b are on the output side and the Nachsaugeventile 31a, 31b on the input side to the tank line 14 in connection.
  • the steering device 1 comprises a pressure limiting valve 35 which is associated with the load pressure signaling line 24.
  • the steering transmitter 2 is in operative connection with an electric motor device 40, which is connected for activation with an electronic control device 41.
  • the electric motor device 40 causes by actuation of the steering transmitter 2 a corresponding actuation of the Lenkorbitrols 3.
  • the electric motor device 40 is in operative connection with the steering wheel 4 and allows actuation of the steering wheel 4th
  • an actuation of the steering sensor 2 detecting steering angle sensor 42 is provided which is in operative connection with the electronic control device 41.
  • the electric motor device 40 is designed such that opposing torques can be applied to the steering transmitter 2 and thus the steering transmitter 2 can be operated in both directions of rotation.
  • the electric motor device 40 stands with the interposition of a reduction gear 43 with the steering transmitter 2 is in driving connection.
  • the reduction gear 43 has a reduction in the range of 1:80 to 1: 120, in particular a reduction of 1: 100.
  • the electric motor device 40 is designed in such a way that the electric motor device 40 generates a torque on the steering transmitter 2 which is lower than a manual torque applied by a driver to the steering transmitter 2.
  • the electric motor device 40 preferably has a maximum torque of 0.05 Nm, a maximum speed of 6000 rpm and a power consumption of less than 50 watts.
  • the electric motor device 40 controlled by the electronic control device 41 forms an electronic steering wheel control or an electronic steering column drive in the hydraulic steering device 1, wherein a defined torque can be applied by the electric motor device 40 to the steering wheel 4, which is designed such that it is not higher as a manual torque applied by the driver to the steering wheel 4.
  • the electric motor device 40 thus allows a rotational movement of the steering wheel 4 and the steering column 5, as long as the steering assistance is given by the steering pump 11.
  • the steering movement can be carried out by the electronic control device 41 with little additional effort, so that it is possible to move the truck semi-automatically or autonomously.
  • the electric motor device 40 is activated, the steering wheel 4 follows the steering movement and turns with it.
  • a speed or steering speed of the steering sensor 2 can be determined. This makes it possible to control the steering speed in the automated operation of the steering device 1.
  • steering angle sensor 42 can be used as sensor device 45, which determines a manual operation of the steering sensor 2.
  • the detection of a manual actuation of the steering transmitter 2 can take place via the rotational speed measurement of the sensor device 42 by detecting a movement of the steering transmitter 2, which is not performed by the control of the electric motor device 40.
  • the electronic steering wheel control or electronic steering column control by the electric motor device 40 can be completely deactivated so that a steering behavior results which is identical to a steering device 1 without an electric motor device 40.
  • the electric motor device 40 is for this purpose formed so that it generates no torque in the deactivated state and is rotated without resistance in a manual operation of the steering wheel 4 by the driver.
  • the electronic control device 41 is designed such that an automated steering of the truck by driving the electric motor device 40 is performed and the automated steering of the truck is stopped when the electronic control device 41 detects a manual operation of the steering sensor 2.
  • the electronic control device 41 can also be designed such that a feedback signal is generated at the steering transmitter 2.
  • the electronic control device 41 may further be designed such that during a manual actuation of the steering transmitter 2 a supporting torque or a counteracting torque is generated at the steering transmitter 2.
  • the electric motor device 40 and the electronic control device 41 can be retrofitted due to the low technical complexity without structural changes to the truck in a simple way to allow automated or autonomous operation of the truck.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit Servounterstützung, die ein in Abhängigkeit von einem Lenkgeber, insbesondere einem Lenkrad, betätigbares Lenkorbitrol umfasst, das zur Versorgung mit Druckmittel mit einer Lenkungspumpe in Verbindung steht und einen hydraulischen Aktuator, insbesondere einen Lenkzylinder, betätigt,
  • Bei als Gegengewichtsgabelstaplern ausgebildeten Flurförderzeugen sind verschiedene Lenkkonzepte bekannt.
  • Bei als Gegengewichtsgabelstaplern ausgebildeten Flurförderzeugen ist es bekannt, die Lenkungseinrichtung als voll-elektrische Lenkungseinrichtung auszuführen. Bei derartigen voll-elektrischen Lenkungseinrichtungen ist zur Erfassung der Betätigung des Lenkgebers an dem Lenkgeber ein elektrischer Sensor angebaut, der mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Die elektronische Steuereinrichtung steuert einen elektrischen Aktuator an, der in der Regel als Elektromotor ausgeführt ist und mit dem das zu lenkende Rad bzw. die zu lenkenden Räder gelenkt wird. Bei einer Ausbildung der Lenkungseinrichtung als Regelung ist zusätzlich zu dem als Sollwertsensor ausgeführten Sensor an dem Lenkgeber an dem elektrischen Aktuator bzw. dem gelenkten Rad ein Sensor als Istwertgeber erforderlich zur Erfassung und Rückmeldung des Lenkeinschlags des gelenkten Rades an die elektronische Steuereinrichtung. Bei einer derartigen voll-elektrischen Lenkungseinrichtung wird der Lenkgeber nur als Sollwertgeber genutzt und die Lenkung wird durch die elektronische Steuereinrichtung in Verbindung mit dem elektronischen Aktuator angesteuert. Derartige voll-elektrische Lenkungseinrichtungen sind technisch aufwändig und weisen einen hohen Bauaufwand auf. Ein weiterer Nachteil einer voll-elektrische Lenkungseinrichtung besteht darin, dass keine Notlenkungsfunktion vorgesehen ist, die für den Betrieb des Flurförderzeugs auf öffentlichen Straßen erforderlich und gesetzlich vorgeschrieben ist.
  • Bei als Gegengewichtsgabelstaplern ausgebildeten Flurförderzeugen ist es weiterhin bekannt, die Lenkungseinrichtung als gattungsgemäße hydrostatische Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung auszuführen. Eine derartige hydrostatische Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung weist ein Lenkorbitrol auf, das von dem Lenkgeber betätigt ist. Das Lenkorbitrol steht zur Betätigung mit dem Lenkgeber in Verbindung, der in der Regel als Lenkrad ausgebildet ist, das über eine Lenksäule das Lenkorbitrol betätigt. Das Lenkorbitrol steuert bei einer Betätigung durch den Lenkgeber die Beaufschlagung eines hydraulischen Aktuators mit Druckmittel von einer Lenkungspumpe, um die Fremdkraftunterstützung und somit die Servounterstützung zu erzielen. Der hydraulische Aktuator ist in der Regel als Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor ausgeführt und steht zur Betätigung mit dem zu lenkenden Rad bzw. den zu lenkenden Räder in Wirkverbindung. Eine Lenkbewegung an dem gelenkten Rad wird somit ausgeführt, indem der hydraulische Aktuator mit Druckmittel beaufschlagt wird. Hierzu wird beim Drehen des Lenkrades das Lenkorbitrol ausgelenkt, so dass durch die Versorgung mit Druckmittel von der Lenkungspumpe die an dem Lenkrad von dem Fahrer des Flurförderzeugs vorgegebene Lenkbewegung unterstützt wird. Das von dem Lenkgeber mechanisch betätigte Lenkorbitrol ermöglicht bei einem Ausfall einer das Lenkorbitrol versorgenden Lenkungspumpe einen Notbetrieb der Lenkungseinrichtung mit erhöhtem Kraftaufwand an dem Lenkrad. Derartige hydrostatische Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung ist für den Betrieb des Flurförderzeugs auf öffentlichen Straßen zugelassen.
  • Bei Flurförderzeugen mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung ist zunehmend ein elektronischer Eingriff gefordert, um durch einen automatisierten Betrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung einen teilautomatisierten bzw. autonomen Betrieb des Flurförderzeugs zu ermöglichen. DE 199 34 740 A1 offenbart ein Flurförderzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das bei geringem Zusatzaufwand einen automatisierten Betrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lenkgeber mit einer Elektromotoreinrichtung in Wirkverbindung steht, die zur Ansteuerung mit einer elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung steht und die durch eine Betätigung des Lenkgebers eine Betätigung des Lenkorbitrols bewirkt. Mit einer Elektromotoreinrichtung, die den Lenkgeber betätigt und von einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuert ist, kann mit geringem Zusatzaufwand an einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung das Lenken des Flurförderzeugs von der elektronischen Steuereinrichtung durchgeführt werden und ein Steer-by-Wire-System dargestellt werden, das einen automatisierter Betrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung durchgeführt werden. Die Elektromotoreinrichtung, die den Lenkgeber betätigt und von der elektronischen Steuereinrichtung angesteuert ist, ermöglicht somit auf einfache Weise eine elektronische Ansteuerung des Lenkgebers der hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung. Für den teilautomatisierten bzw. autonomen Betrieb des Flurförderzeugs bildet somit die elektronische Steuereinrichtung eine Schnittstelle, an der ein Sollwert der Lenkungseinrichtung vorgegeben werden kann und die einen automatisierten Betrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung ermöglicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Elektromotoreinrichtung derart ausgebildet, dass an dem Lenkgeber gegensinnige Drehmomente aufgebracht werden können. Sofern mit der Elektromotoreinrichtung, die beispielsweise von einem Elektromotor gebildet ist, zwei Drehmomente in entgegengesetzte und somit in gegensinnigen Drehrichtungen an dem Lenkgeber aufgebracht werden können, kann der Lenkgeber auf einfache Weise in beide Drehrichtungen betätigt werden.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Elektromotoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Elektromotoreinrichtung an dem Lenkgeber ein maximales Drehmoment erzeugt, das geringer ist als ein von einem Fahrer an dem Lenkgeber aufbringbares manuelles Drehmoment. Mit der Elektromotoreinrichtung wird somit an dem Lenkgeber ein definiertes maximales Drehmoment aufgebracht, das derart ausgelegt ist, dass es nicht höher ist als ein von einem Fahrer des Flurförderzeugs am Lenkgeber normalerweise aufgebrachtes Drehmoment. Durch diese Auslegung des maximal von der Elektromotoreinrichtung an dem Lenkgeber erzeugten Drehmoments wird erzielt, dass der Fahrer des Flurförderzeugs jederzeit die elektronische Ansteuerung des Lenkgebers überdrücken kann durch Aufbringen eines höheren manuellen Drehmoments an dem Lenkgeber. Zudem ermöglicht es diese Auslegung des maximalen Drehmoments der Elektromotoreinrichtung, dass die Elektromotoreinrichtung nur dann eine Drehbewegung des Lenkgebers ausführen kann, wenn das Lenkorbitrol von der Lenkungspumpe versorgt wird und somit die Servounterstützung vorhanden ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht die Elektromotoreinrichtung unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes mit dem Lenkgeber in trieblicher Verbindung. Dies ermöglicht es, eine kleinbauende und kostengünstige Elektromotoreinrichtung zu verwenden.
  • Das Untersetzungsgetriebe weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine Untersetzung im Bereich von 1:80 bis 1:120 auf, insbesondere eine Untersetzung von 1:100.
  • Die Elektromotoreinrichtung weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Drehmoment von maximal 0,05 Nm und eine Drehzahl von maximal 6000 U/min auf. Bevorzugt weist die Elektromotoreinrichtung eine Drehzahlregelung auf. Eine derartige Maximaldrehzahl der Elektromotoreinrichtung von ca. 6000 U/min ermöglicht in Verbindung mit einer Untersetzung des Untersetzungsgetriebes von 1:100 maximal eine Lenkradumdrehung pro Sekunde. Durch die Untersetzung des Untersetzungsgetriebes von 1:100 erzeugt die Elektromotoreinrichtung an dem Lenkgeber ein maximales Drehmoment von 5 Nm. Bei einem Hebelarm von 0,2 m des Lenkrades entspricht dies einer Kraft an dem Lenkrad von 25 N. Eine derartige Kraft bzw. ein derartiges Drehmoment kann von einem Fahrer des Flurförderzeugs in ergonomischer Wese aufgebracht werden, um die elektronische Ansteuerung des Lenkgebers zu überdrücken. Als Elektromotoreinrichtung kann hierbei eine Elektromotoreinrichtung mit einer Leistungsaufnahme von kleiner 50 Watt verwendet werden, so dass sich für die Elektromotoreinrichtung geringe Zusatzkosten und ein geringer zusätzlicher Bauraumbedarf ergibt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein die Betätigung des Lenkgebers erfassender Lenkwinkelsensor vorgesehen, der mit der elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Mit dem Lenkwinkelsensor kann eine Regelung der Elektromotoreinrichtung erzielt werden, so dass eine hohe Lenkpräzision im gesamten Lenkgeschwindigkeitsbereich des Lenkgebers in beiden Lenkrichtungen erzielt wird.
  • Vorteilhafterweise ist das Flurförderzeug automatisiert und/oder fahrerlos betrieben. Mit der Elektromotoreinrichtung und deren Ansteuerung durch die elektronische Steuereinrichtung kann mit geringem Zusatzaufwand eine elektronische Ansteuerung des Lenkgebers der hydrostatischen Lenkungseinrichtung mit hydraulischer Servounterstützung erzielt werden und somit das Flurförderzeug mit geringem Zusatzaufwand automatisiert und/oder fahrerlos betrieben, wobei die Lenkbewegung elektronisch vorgegeben wird.
  • Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die elektronische Steuereinrichtung mit einer die manuelle Betätigung des Lenkgebers erfassenden Sensoreinrichtung in Verbindung steht. Von der elektronischen Steuereinrichtung kann hierdurch auf einfache Weise eine manuelle Betätigung des Lenkgebers durch einen Fahrer des Flurförderzeugs ermittelt werden und somit ein von dem Fahrer auf den Lenkgeber aufgebrachtes manuelles Drehmoment erkannt werden, um diesen Zustand bei der Ansteuerung der Elektromotoreinrichtung zu berücksichtigen. Die manuelle Betätigung des Lenkgebers und ein von dem Fahrer auf den Lenkgeber aufgebrachtes Drehmoment kann beispielsweise mit einer Drehzahlmessung des Lenkgebers erfolgen, indem eine Bewegung des Lenkgebers erkannt wird, die nicht von der Elektromotoreinrichtung ausgeführt wird. Alternativ kann als Sensoreinrichtung, die eine manuelle Betätigung des Lenkgebers erfasst, ein Sensor verwendet werden, der eine Kraft bzw. ein Drehmoment bzw. eine Berührung an dem Lenkgeber, beispielsweis einem Lenkrad, erfasst.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass eine automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs durchführt wird und die automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs beendet wird, wenn die elektronische Steuereinrichtung eine manuelle Betätigung des Lenkgebers erfasst. Die elektronische Steuereinrichtung weist somit als Betriebsstrategie eine automatisierte Lenkung auf, die beendet und somit deaktiviert wird, sobald der Fahrer des Flurförderzeugs an dem Lenkrad auf die Lenkung des Flurförderzeugs eingreift.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass ein Feedback-Signal an dem Lenkgeber erzeugt wird. Beispielsweise kann von der Elektromotoreinrichtung an dem Lenkgeber ein leichtes Rütteln als Feedback-Signal erzeugt werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erzeugen. Die elektronische Steuereinrichtung weist somit als Betriebsstrategie das Erzeugen eines Feedback-Signals an dem Lenkgeber auf.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass bei einer manuellen Betätigung des Lenkgebers ein unterstützendes Drehmoment oder ein entgegenwirkendes Drehmoment an dem Lenkgeber erzeugt wird. Die elektronische Steuereinrichtung weist somit als Betriebsstrategie eine dynamische Unterstützung der Lenkkräfte des Fahrers bzw. ein dynamische Erschweren der Lenkung auf.
  • Der Lenkgeber umfasst zweckmäßigerweise eine Lenksäule und/oder ein Lenkrad.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In der Figur ist einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Lenkungseinrichtung 1 mit hydraulischer Servounterstützung eines Flurförderzeugs, beispielsweise eines Gegengewichtsgabelstaplers, dargestellt.
  • Geberseitig weist die erfindungsgemäße hydrostatische Lenkungseinrichtung 1 einen Lenkgeber 2 auf, der ein Lenkorbitrol 3 betätigt. Der Lenkgeber 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Lenkrad 4 und einer Lenksäule 5 gebildet.
  • Nehmerseitig weist die hydrostatische Lenkungseinrichtung 1 einen hydraulischen Aktuator 6 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als hydraulischer Lenkzylinder 7 ausgebildet ist und mit dem mindestens ein gelenktes Rad des Flurförderzeugs zu dessen Lenkung in Wirkverbindung steht.
  • Das Lenkorbitrol 3 ist zur Versorgung mit Druckmittel an eine Förderleitung 10 einer Lenkungspumpe 11 angeschlossen, die von einem Antriebsmotor 12 angetrieben ist. Weiterhin ist das Lenkorbitrol 3 an eine zu einem Behälter 13 geführte Behälterleitung 14 angeschlossen. Der als doppeltwirkender Lenkzylinder ausgebildete hydraulischen Aktuator 6 ist als Gleichgangzylinder ausgebildet und weist einen ersten Steuerdruckraum 6a und einen zweiten Steuerdruckraum 6b auf. Der erste Steuerdruckraum 6a steht mittels einer ersten Druckmittelleitung 15a und der zweite Steuerdruckraum 6b mittels einer zweiten Druckmittelleitung 15b mit dem Lenkorbitrol 3 in Verbindung. Bei einer Betätigung des Lenkorbitrols 3 bei einer Lenkanforderung wird ein hydraulischer Steuerpfad von der Lenkungspumpe 11 zu dem Steuerdruckraum 6a bzw. 6b und von dem Steuerdruckraum 6b bzw. 6a zu dem Behälter 13 gesteuert, so dass über die Lenkungspumpe 11 und das betätigte Lenkorbitrol 3 eine hydraulische Lenkkraftunterstützung erfolgt.
  • Die Lenkungspumpe 11 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel zur gleichzeitigen Versorgung einer Arbeitshydraulik 20 und der hydraulischen Lenkungseinrichtung 1 des Flurförderzeugs.
  • Die Lenkungspumpe 11 ist im offenen Kreislauf betrieben und saugt Druckmittel aus dem Behälter 13 an und fördert dieses in eine Förderleitung 21, in der zur bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 20 ein Prioritätsventil 22 angeordnet ist. Von dem Prioritätsventil 22 führt die Förderleitung 10 zu dem Lenkorbitrol 3 der Lenkungseinrichtung 1 als vorrangig mit Druckmittel versorgten Verbraucher. Das Prioritätsventil 22 ist mittels einer Feder 23 und dem in einer Lastdruckmeldeleitung 24 anstehenden Lastdruck der Lenkungseinrichtung 1 in Richtung einer die Förderleitung 21 mit der Förderleitung 10 zur bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 1 verbindenden Stellung 22a beaufschlagbar. Der Abgriff des an dem Aktuator 6 anstehenden Lastdruckes, der in die Lastdruckmeldeleitung 24 gemeldet wird, erfolgt an dem Lenkorbitrol 3. Mittels des in der Förderleitung 10 anstehenden Förderdruckes ist das Prioritätsventil 22 in Richtung einer Stellung 22b beaufschlagbar, in der die Förderleitung 21 mit der zur Lenkungseinrichtung 1 geführten Förderleitung 10 und einer zu der Arbeitshydraulik 20 geführten Förderleitung 25 verbunden ist.
  • Die Arbeitshydraulik 20 umfasst bei einem als Gabelstapler ausgebildeten Flurförderzeug mehrere hydraulische Verbraucher, beispielsweise einen Hubantrieb für ein Lastaufnahmemittel, einen Neigeantrieb für ein Hubgerüst und in entsprechenden Varianten einen oder mehrere Zusatzverbraucher, beispielsweise eine Seitenschiebereinrichtung für das Lastaufnahmemittel.
  • Die Lenkungseinrichtung 1 weist zur Absicherung der Lenkungseinrichtung 1 den Druckmittelleitungen 15a, 15b zugeordnete Druckbegrenzungsventile 30a, 30b und Nachsaugeventile 31a, 31b auf. Die Druckbegrenzungsventile 30a, 30b stehen ausgangsseitig und die Nachsaugeventile 31a, 31b eingangsseitig mit der Behälterleitung 14 in Verbindung. Weiterhin umfasst die Lenkungseinrichtung 1 ein Druckbegrenzungsventil 35, das der Lastdruckmeldeleitung 24 zugeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß steht der Lenkgeber 2 mit einer Elektromotoreinrichtung 40 in Wirkverbindung, die zur Ansteuerung mit einer elektronischen Steuereinrichtung 41 in Verbindung steht. Die Elektromotoreinrichtung 40 bewirkt durch eine Betätigung des Lenkgebers 2 eine entsprechende Betätigung des Lenkorbitrols 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Elektromotoreinrichtung 40 mit dem Lenkrad 4 in Wirkverbindung und ermöglicht eine Betätigung des Lenkrades 4.
  • Weiterhin ist eine die Betätigung des Lenkgebers 2 erfassender Lenkwinkelsensor 42 vorgesehen, der mit der elektronischen Steuereinrichtung 41 in Wirkverbindung steht.
  • Die Elektromotoreinrichtung 40 ist derart ausgebildet, dass an dem Lenkgeber 2 gegensinnige Drehmomente aufgebracht werden können und somit der Lenkgeber 2 in beide Drehrichtungen betätigt werden kann.
  • Die Elektromotoreinrichtung 40 steht unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 43 mit dem Lenkgeber 2 in trieblicher Verbindung steht. Das Untersetzungsgetriebe 43 weist eine Untersetzung im Bereich von 1:80 bis 1:120 auf, insbesondere eine Untersetzung von 1:100.
  • Die Elektromotoreinrichtung 40 ist derart ausgebildet, dass die Elektromotoreinrichtung 40 an dem Lenkgeber 2 ein Drehmoment erzeugt, das geringer ist als ein von einem Fahrer an dem Lenkgeber 2 aufgebrachtes manuelles Drehmoment. Die Elektromotoreinrichtung 40 weist bevorzugt ein maximales Drehmoment von 0,05 Nm, eine maximale Drehzahl von 6000 U/min und eine Leistungsaufnahme von kleiner 50 Watt auf.
  • Die von der elektronischen Steuereinrichtung 41 angesteuerte Elektromotoreinrichtung 40 bildet eine elektronische Lenkradansteuerung bzw. eine elektronische Lenksäulenansteuerung bei der hydraulischen Lenkungseinrichtung 1, wobei durch die Elektromotoreinrichtung 40 auf das Lenkrad 4 ein definiertes Drehmoment aufgebracht werden kann, das derart ausgelegt ist, dass es nicht höher ist als ein von dem Fahrer an dem Lenkrad 4 typischerweise aufgebrachtes manuelles Drehmoment. Die Elektromotoreinrichtung 40 ermöglicht somit eine Drehbewegung des Lenkrades 4 bzw. der Lenksäule 5, solange die Lenkunterstützung durch die Lenkungspumpe 11 gegeben ist.
  • Für den teilautomatisierten bzw. autonomen Betrieb des Flurförderzeugs kann somit an der elektronischen Steuereinrichtung 41 eine Sollwertschnittstelle zur Verfügung gestellt werden, an der ein Sollwert der Lenkungseinrichtung 1 vorgegeben werden kann und die einen automatisierten Betrieb der hydrostatischen Lenkungseinrichtung 1 ermöglicht. In Verbindung mit der Elektromotoreinrichtung 40 kann die Lenkbewegung durch die elektronische Steuereinrichtung 41 bei geringem Zusatzaufwand erfolgen, so dass es ermöglicht wird, das Flurförderzeug teilautomatisiert bzw. autonom zu bewegen. Bei der Ansteuerung der Elektromotoreinrichtung 40 folgt das Lenkrad 4 der Lenkbewegung und dreht sich mit.
  • Mit der Lenkwinkelsensor 42 kann eine Drehzahl bzw. Lenkgeschwindigkeit des Lenkgebers 2 ermittelt werden. Dies ermöglicht es, die Lenkgeschwindigkeit im automatisierten Betrieb der Lenkungseinrichtung 1 zu regeln.
  • Weiterhin kann Lenkwinkelsensor 42 als Sensoreinrichtung 45 genutzt werden, die eine manuelle Betätigung des Lenkgebers 2 ermittelt. Die Erkennung einer manuelle Betätigung des Lenkgebers 2 kann über die Drehzahlmessung der Sensoreinrichtung 42 erfolgen, indem eine Bewegung des Lenkgebers 2 erkannt wird, die nicht durch die Ansteuerung der Elektromotoreinrichtung 40 durchgeführt wird.
  • Die elektronische Lenkradansteuerung bzw. elektronische Lenksäulenansteuerung durch die Elektromotoreinrichtung 40 kann vollständig deaktiviert werden, so dass sich ein Lenkverhalten ergibt, das identisch zu einer Lenkungseinrichtung 1 ohne Elektromotoreinrichtung 40. Die Elektromotoreinrichtung 40 ist hierzu derart ausgebildet, dass diese im deaktivierten Zustand kein Drehmoment erzeugt und bei einer manuellen Betätigung des Lenkrades 4 durch den Fahrer widerstandlos mitgedreht wird.
  • Die elektronische Steuereinrichtung 41 ist derart ausgebildet, dass eine automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs durch Ansteuerung der Elektromotoreinrichtung 40 durchführt wird und die automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs beendet wird, wenn die elektronische Steuereinrichtung 41 eine manuelle Betätigung des Lenkgebers 2 erfasst.
  • Die elektronische Steuereinrichtung 41 kann weiterhin derart ausgebildet sein, dass ein Feedback-Signal an dem Lenkgeber 2 erzeugt wird.
  • Die elektronische Steuereinrichtung 41 kann weiterhin derart ausgebildet sein, dass bei einer manuellen Betätigung des Lenkgebers 2 ein unterstützendes Drehmoment oder ein entgegenwirkendes Drehmoment an dem Lenkgeber 2 erzeugt wird.
  • Mit der von der elektronischen Steuereinrichtung 41 angesteuerten Elektromotoreinrichtung 40 kann bei einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung 1 mit Servounterstützung bei geringem Zusatzaufwand und bei technisch einfachem Aufbau ein automatisierter Betrieb der Lenkungseinrichtung 1 erzielt werden, da auch im automatisierter Betrieb der Lenkungseinrichtung 1 die Servounterstützung durch die Lenkungspumpe 11 erhalten bleibt. Zudem bleibt die Straßenverkehrszulassung des Flurförderzeugs erhalten, da weiterhin der mechanische Durchgriff auf den Aktuator 6 und die Notlenkfunktion mit dem Lenkorbitrol 3 vorhanden ist.
  • Zudem kann die Elektromotoreinrichtung 40 und die elektronische Steuereinrichtung 41 aufgrund der geringen technischen Komplexität ohne konstruktive Änderungen an dem Flurförderzeug auf einfache Weise nachgerüstet werden, um einen automatisierten oder autonomen Betrieb des Flurförderzeugs zu ermöglichen.

Claims (13)

  1. Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsgabelstapler, mit einer hydrostatischen Lenkungseinrichtung (1) mit Servounterstützung, die ein in Abhängigkeit von einem Lenkgeber (2), insbesondere einem Lenkrad (4), betätigbares Lenkorbitrol (3) umfasst, das zur Versorgung mit Druckmittel mit einer Lenkungspumpe (11) in Verbindung steht und einen hydraulischen Aktuator (6), insbesondere einen Lenkzylinder (7), betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkgeber (2) mit einer Elektromotoreinrichtung (40) in Wirkverbindung steht, die zur Ansteuerung mit einer elektronischen Steuereinrichtung (41) in Verbindung steht und die durch eine Betätigung des Lenkgebers (2) eine Betätigung des Lenkorbitrols (3) bewirkt.
  2. Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoreinrichtung (40) derart ausgebildet, dass an dem Lenkgeber (2) gegensinnige Drehmomente aufgebracht werden können.
  3. Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoreinrichtung (40) derart ausgebildet ist, dass die Elektromotoreinrichtung (40) an dem Lenkgeber (2) ein Drehmoment erzeugt, das geringer ist als ein von einem Fahrer an dem Lenkgeber (2) aufgebrachtes manuelles Drehmoment.
  4. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoreinrichtung (40) unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes (43) mit dem Lenkgeber (2) in trieblicher Verbindung steht.
  5. Flurförderzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebes (43) eine Untersetzung im Bereich von 1:80 bis 1:120 aufweist, insbesondere eine Untersetzung von 1:100.
  6. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoreinrichtung (40) ein Drehmoment von maximal 0,05 Nm und eine Drehzahl von maximal 6000 U/min aufweist.
  7. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Betätigung des Lenkgebers (2) erfassender Lenkwinkelsensor (42) vorgesehen ist, der mit der elektronischen Steuereinrichtung (41) in Wirkverbindung steht.
  8. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug automatisiert und/oder fahrerlos betrieben ist.
  9. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (41) mit einer die manuelle Betätigung des Lenkgebers (2) erfassenden Sensoreinrichtung (45) in Verbindung steht.
  10. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (41) derart ausgebildet ist, dass eine automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs durchführt wird und die automatisierte Lenkung des Flurförderzeugs beendet wird, wenn die elektronische Steuereinrichtung (41) eine manuelle Betätigung des Lenkgebers (2) erfasst.
  11. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (41) derart ausgebildet ist, dass ein Feedback-Signal an dem Lenkgeber (2) erzeugt wird.
  12. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (41) derart ausgebildet ist, dass bei einer manuellen Betätigung des Lenkgebers (2) ein unterstützendes Drehmoment oder ein entgegenwirkendes Drehmoment an dem Lenkgeber erzeugt wird.
  13. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkgeber (2) eine Lenksäule (5) und/oder ein Lenkrad (4) umfasst.
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