EP4237366A1 - Flurförderzeug mit rotations-lenkantrieb - Google Patents

Flurförderzeug mit rotations-lenkantrieb

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Publication number
EP4237366A1
EP4237366A1 EP21787392.6A EP21787392A EP4237366A1 EP 4237366 A1 EP4237366 A1 EP 4237366A1 EP 21787392 A EP21787392 A EP 21787392A EP 4237366 A1 EP4237366 A1 EP 4237366A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
industrial truck
motor
drive unit
steering drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21787392.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raban KNACKER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG filed Critical Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG
Publication of EP4237366A1 publication Critical patent/EP4237366A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • 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
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24—Electrical devices or systems

Definitions

  • the invention relates to an industrial truck with at least two wheels that can be steered independently of one another, particularly preferably with at least three wheels that can be steered independently of one another, with each of the steerable wheels being connected via a steering shaft to a rotary steering motor of a steering drive unit, and for controlling the rotary steering motor a Steering angle control is provided, which comprises a rotational angle detection device operatively connected to the steering angle control for detecting an actual rotational angle position of the steering shaft.
  • Such industrial trucks and corresponding steering systems and methods for such industrial trucks have been known for a long time.
  • the current actual rotational angle position is first detected for each wheel by means of the rotational angle detection device for steering the steerable wheels, and this is compared in a steering controller or a steering computer with a predetermined desired angle value.
  • the steering controller then outputs a control signal corresponding to the initiation of a steering process or a steering angle correction for carrying out a turning or steering movement of the wheel to the respective steering motor of the steerable wheel.
  • the steering motor can in particular be part of a separately designed, compact steering drive unit.
  • rotational angle detection devices for detecting the actual rotational angle position of a steerable wheel, which are arranged in particular on the free, mostly upper end of a wheel suspension shaft, such as a shaft having a turntable with wheel attachment, or on the free end of an output shaft of a steering drive.
  • a particular disadvantage here is the relatively poor accessibility of such installation locations for the rotational angle detection device and the required space at locations on the vehicle which can advantageously be used elsewhere, such as in particular in the area above the load wheels.
  • Previous developments were therefore primarily aimed at minimizing and minimizing such rotational angle detection devices.
  • rotational angle detection devices are relatively expensive both to manufacture and to assemble. It was also found that in some vehicle superstructures and attachments, the rotational angle detection devices can be undesirably susceptible to errors, which in turn can cause relatively high operating and maintenance costs for the reasons mentioned above, in particular the poor accessibility.
  • the object of the present invention is therefore to provide an industrial truck that improves at least one of the disadvantages mentioned above and in particular enables a particularly space-saving and cost-effective rotational angle detection device.
  • the rotation angle detection device is designed as a part, in particular as a constructive or integral part of the steering drive unit.
  • the rotation angle detection device can be integrated into the steering drive unit, so that the steering angle detection directly in the Steering drive, in particular without further attachments, can take place.
  • This has the particular advantage that a separate installation space on a steering shaft above a turntable or outside of the steering drive is not required and thus, for example, a vehicle chassis can be designed particularly close to the ground or low-floor in the area of the load-receiving wheels, so that goods can be stored and retrieved and transported particularly close to the ground can be, and thereby increases the range of functions of the vehicle and its operational safety can be increased.
  • the steering drive unit which is generally arranged to the side next to the steerable wheel and is freely accessible from below or to the side of the vehicle, enables particularly quick and installation-friendly accessibility to the rotation angle detection device.
  • the steering drive unit can in particular be formed by an assembly comprising a steering drive housing, a motor part arranged therein, in particular the steering motor, an output shaft, a bearing for the drive shaft and the rotational angle detection device.
  • the drive shaft may typically extend from the steering motor through part of the steering drive housing and through an opening in the steering drive housing towards the surroundings of the steering drive unit.
  • a steering drive unit is particularly preferably assigned to each of the steerable wheels.
  • the steering drive unit is used here to steer the correspondingly assigned wheel and can each have one or more rotational angle detection devices. Consequently, each steerable wheel can be steered by means of its own steering drive unit and in particular by means of its own steering motor.
  • the steering drive units and/or steering motors can be constructed in the same way, so that the industrial truck can be manufactured and maintained particularly cost-effectively.
  • the rotation angle detection device is surrounded, particularly preferably completely, by the steering drive housing of the steering drive unit.
  • the rotation angle detection device can be mounted on or off the industrial truck in a particularly simple manner during production or for maintenance purposes, together with the steering drive unit, in particular the steering drive housing.
  • the rotational angle detection device preferably comprises a transmitter unit which is non-rotatably connected to the steering shaft and a sensor unit which functionally interacts with the transmitter unit.
  • the sensor unit can, in particular, be arranged in a fixed or stationary manner in relation to a chassis of the industrial truck, and in particular can be exchanged separately. This enables a particularly reliable detection of the actual rotational angle positions of the steerable wheels.
  • the rotation angle detection device can be designed as a haptic, optical, magnetic or radio-based system.
  • the rotation angle detection device is designed to work magnetically.
  • the transmitter unit can have at least one magnetic transmitter element and the sensor unit can have at least one magnetic field sensor for detecting a magnetic field generated by the at least one magnetic transmitter element.
  • the encoder unit can be designed as a magnetic ring, in particular as a magnetic ring surrounding the steering shaft.
  • the magnetic ring can be partially magnetized, for example.
  • the magnetic field sensor can be designed to work reversibly and can be exchanged in a particularly simple manner. In particular, sensors of different security levels can be interchanged. As a result, the production and maintenance of the industrial truck can be particularly cost-effective.
  • the rotational angle detection device, in particular the transmitter element and the sensor unit can in particular form a modular system in which components can be exchanged depending on individual specifications.
  • the rotation angle detection device is particularly preferably arranged between the rotary steering motor and a fastening device, in particular a fastening flange, of the steering drive unit.
  • the rotation angle detection device can be arranged in particular between the rotary steering motor and a bearing of the output shaft, in particular the bearing on the output side. This enables a particularly space-saving and compact arrangement of the rotational angle detection device. For example, a particular The space provided for the low-vibration mounting of the output shaft within the steering drive housing can be used effectively.
  • the steering shaft can have a steering shaft axis which corresponds to the steering axis or axis of rotation of the respective steerable wheel and/or the axis of a steering drive shaft of the steering drive unit.
  • the variant mentioned first can be present in particular when the axis of rotation of the steerable wheel essentially corresponds to the axis of rotation of the steering motor.
  • the steering drive shaft can be formed by the output shaft of the steering motor—optionally arranged parallel to the axis of rotation of the steerable wheel—or by a transmission shaft optionally arranged between the steering motor and the wheel.
  • the axis of the steering drive shaft can thus correspond to the axis of rotation of the steering drive unit or the steering motor, but can in principle also be arranged at an angle or parallel thereto.
  • the steering shaft axis can be spaced parallel to the steering axis of the respective steerable wheel or arranged at an angle.
  • the steering shaft is particularly preferably formed by the output shaft of the steering drive unit. This enables a particularly reliable and precise detection of the actual rotational angle positions of the steerable wheels.
  • a gear preferably a step-up gear, particularly preferably a steering-orbital step-up gear, is arranged between the steering drive unit and the steered wheel.
  • the transmission ratio of the transmission is taken into account when determining the actual angular position of the steered wheel.
  • the gear can be used in particular for a particularly precise approach to a desired rotational angle position of the steerable wheels.
  • the rotary steering motor can be designed as a hydraulic motor, in particular an orbital motor, or as an electric motor. In the case of one as a hydraulic motor trained rotary steering motor, this is preferably arranged as part of an overall hydraulic system of the truck.
  • the rotary steering motor is particularly preferably arranged so that it can be exchanged independently of the rotational angle detection device.
  • the motor part or the steering motor is arranged as a separate part in or on the steering drive housing. In the event of a defect in the steering motor, it can be replaced without the rotation angle detection device, so that the maintenance costs can be particularly low.
  • FIG. 1 shows an industrial truck according to the invention
  • FIG. 2a shows a detailed view of a steerable load wheel of the industrial truck
  • FIG. 2b shows a detailed view of a steerable drive wheel of the industrial truck
  • FIG. 3 shows a detailed view of the steering drive unit of the industrial truck.
  • the industrial truck according to the invention shown by reference number 100 in FIG. 1, shows a vehicle chassis 13 with steerable wheels 1 arranged thereon as an example and schematically unlimited angle is designed steerable.
  • the expression 'steerable in an unlimited angle' is intended to clarify that steering or rotation of the steerable wheel 1 beyond 360° is possible.
  • the industrial truck 100 thus comprises a first steerable wheel 1', a second steerable wheel 1'', a third steerable wheel 1''' and a fourth steerable wheel 1'''.
  • the steerable wheels 1' and 1'' are arranged in a load-bearing area of the vehicle chassis 13 and are therefore also referred to as load wheels.
  • the steerable wheels 1′′′′ and 1′′′′ can be designed as drive wheels, each with a traction motor 14 . All of the wheels 1 that can be steered in the example shown in FIG.
  • the steerable wheels 1 each comprise a turntable 15 with two individual wheels arranged thereon.
  • the steerable wheel 1 can therefore also be referred to as a wheel arrangement 1 .
  • FIGS. 2a and 2b A detailed view of a steerable wheel 1 of the industrial truck 100 is shown in each of FIGS. 2a and 2b.
  • the wheel shown in FIG. 2a is designed as a load wheel 1′, 1′′.
  • the wheel shown in FIG. 2b is designed as a drive wheel 1′′′′, 1′′′′.
  • the wheel arrangement shown in FIG. 2b also has a traction motor 14.
  • the traction motor 14 is arranged essentially vertically above the two individual wheels or a turntable 15 carrying the individual wheels, in particular on a rotary shaft not shown in detail in the figures.
  • This rotary shaft can be arranged essentially perpendicularly between the traction motor 14 and the wheel assembly 1, and is used to transmit a rotary motion from the traction motor 14 to the individual wheels of the wheel assembly 1 for driving the industrial truck 100.
  • the axis of rotation of the traction motor 14 can essentially be the axis of rotation in the present case correspond to the aforementioned rotary shaft, not shown, which in this case also corresponds to the steering axis Al.
  • an orbital gear can be provided between the traction motor 14 or the rotating shaft and the steerable wheel 1 .
  • the drive motor 14 can be designed as a normal motor of such industrial trucks and is used to drive the respective wheel 1 to drive the vehicle 100.
  • a steering drive unit 3 is arranged to the side of the steerable wheel 1 .
  • the steering drive unit 3 comprises a steering drive housing 7 which is fastened to the vehicle chassis 13 via a fastening device 10, in particular a fastening flange.
  • the steering drive unit 3 is used for motorized steering of the steerable wheel 1 assigned to it and for this purpose has a rotary steering motor 4 arranged in the steering drive housing 7 .
  • a steering shaft 2 extends the steering drive housing 7, so that the steering shaft 2 can also be referred to as the output shaft 11 of the steering motor 4.
  • the output shaft 11 here forms a steering drive axis A3, which in the present case coincides with the steering shaft axis A2 of the steering shaft 2.
  • the steering shaft 2 has a section 20 via which the steering shaft 2 is operatively connected to the turntable 15 for rotating the turntable 15 .
  • a rotational movement of the steering shaft 2 can be transmitted in section 20 to the turntable 15 of the wheel arrangement 1 or to a shaft connected thereto - for example, as in the present case, by means of a chain arrangement 16.
  • a gear 12 in particular a transmission gear, be provided. This enables a particularly reliable power transmission and a particularly precise positioning and steering of the wheel arrangement 1 .
  • the steering drive unit 3 is arranged directly above a steerable wheel arrangement 1 .
  • the steering shaft axis A2 of the steering shaft 2 can correspond to the steering axis Al of the steerable wheel 1.
  • the steering drive unit 3 includes the steering motor 4 for motorized rotation of the steering shaft 2 and thus ultimately for steering the steerable wheels 1.
  • the steering angle control 5 functionally interacts with each of the steering drive units 3 of the steerable wheels 1 .
  • FIG. 3 shows the steering drive unit 3 in more detail, with the steering drive housing 7 not being shown in this figure, or only being shown in part, for the sake of clarity.
  • the steering drive unit 3 is fastened to a receiving device 17 of the vehicle chassis 13 via the fastening flange 10 and extends toward the receiving device 17, in particular downwards in the illustration in FIG.
  • the rotary steering motor 4 is arranged in an end region of the steering drive unit 3 opposite the fastening device 10 .
  • the steering motor 4 can be designed as a hydraulic motor, in particular an orbital motor, or as an electric motor.
  • the steering motor 4 can in particular be designed separately and fixed in or on the steering drive housing 7, which is not shown in detail. As a result, the steering motor 4 can be replaced in a particularly simple and uncomplicated manner, in particular independently of other components of the steering drive unit 3.
  • the steering shaft 2 extends from the steering motor 4 in the longitudinal direction through the steering drive housing 7 (not shown), is mounted in a region spaced apart from the steering motor 4, in particular in the region of the fastening flange 10, by means of a bearing 18 on the output side, and extends further with a free end 19 to the vicinity of the steering drive unit 3 (in Figure 3 above the mounting flange 10).
  • the section 20 is provided, in which the above-described power transmission from the steering shaft 2 to the turntable 15 takes place.
  • each steering drive unit 3 includes a rotational angle detection device 6 for detecting an actual rotational angle position of the steering shaft 2.
  • This enables the steering angle controller 5 to receive information about the actual Actual rotational angle position of the steering shaft 2 and are thus also provided indirectly via the actual actual rotational angle position of the turntable 15 connected to the steering shaft 2 .
  • the steering angle controller 5 can use this information, for example, to calculate the actual rotational angle position of the turntable 15, and to control the steering motor 4, the actual rotational angle position of the turntable 15 can be compared with a predetermined setpoint value of the rotational angle position.
  • the rotational angle detection device 6 is designed as part of the steering drive unit 3 , in particular integrated into the steering drive unit 3 .
  • the rotational angle detection device 6 is within the steering drive housing 7, in particular axially between the output-side bearing 18 and arranged in the steering motor 4 and completely surrounded by the steering drive housing 7 .
  • a certain space is available in this area for low-vibration mounting of the steering shaft 2, in which the rotational angle detection device 6 can be integrated in a space-saving manner.
  • the rotational angle detection device 6 comprises a transmitter unit 8 which is non-rotatably connected to the steering shaft 2 and a sensor unit 9 which functionally interacts with the transmitter unit 8.
  • the transmitter unit 8 is designed as a magnet ring with a plurality of magnetic transmitter elements 8a distributed over its circumference.
  • the magnetic transducer elements 8a can be designed in particular as permanent magnets and have different poles over the circumference of the magnet ring 8 at least towards the outside. This enables a particularly precise detection of the actual angular position of the steering shaft 2 .
  • the sensor unit 9 is designed as an ordinary magnetic sensor unit, for example as a Hall sensor, and is used to detect a magnetic field generated by the magnetic transmitter element 8a.
  • the sensor unit 9 is stationary, that is to say stationary to the steering drive housing 7 and can in particular be fastened to it. As a result, the sensor unit 9 can be replaced quickly and in a particularly simple manner if required. In particular, depending on the accuracy requirement, sensor units 9 with different sensors can be used, with the installation location and type of installation being able to be the same. This enables the industrial truck 100 to be produced in a particularly cost-effective manner.
  • the scope of the present invention is not limited to the embodiment described.
  • the arrangement of the steering drive unit in relation to the steerable wheel arrangement can be modified without changing the essence of the invention.
  • the steering drive unit can be arranged in its longitudinal extent laterally next to or in the steering axis of the wheel assembly.

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Abstract

Flurförderzeug (100) mit mindestens zwei unabhängig voneinander lenkbaren Rädern (1, 1', 1'', 1''', 1''''), wobei jedes der lenkbaren Räder (1, 1', 1'', 1''',1'''') über eine Lenkwelle (2) mit einem Rotations-Lenkmotor (4) einer Lenkantriebseinheit (3) verbunden ist, und zum Ansteuern des Rotations-Lenkmotors (4) eine Lenkwinkelsteuerung (5) vorgesehen ist, welche eine Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) zum Erfassen einer Ist-Drehwinkelposition der Lenkwelle (2) umfasst. Die Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) ist als Teil der Lenkantriebseinheit (3) ausgebildet.

Description

Flurförderzeug mit Rotations-Lenkantrieb
Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit mindestens zwei unabhängig voneinander lenkbaren Rädern, besonders bevorzugt mit mindestens drei unabhängig voneinander lenkbaren Rädern, wobei jedes der lenkbaren Räder über jeweils eine Lenkwelle mit einem Rotations-Lenkmotor einer Lenkantriebseinheit verbunden ist, und zum Ansteuern des Rotations-Lenkmotors eine Lenkwinkelsteuerung vorgesehen ist, welche eine mit der Lenkwinkelsteuerung Wirkverbundene Drehwinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ist-Drehwinkelposition der Lenkwelle umfasst.
Derartige Flurförderzeuge sowie entsprechende Lenksysteme und -verfahren für solche Flurförderzeuge sind bereits seit langem bekannt. Üblicherweise wird bei solchen Flurförderzeugen zum Lenken der lenkbaren Räder zunächst für jedes Rad mittels der Drehwinkelerfassungseinrichtung die aktuelle Ist- Drehwinkelpositionen erfasst, und diese in einer Lenksteuerung bzw. einem Lenkcomputer mit einem vorgegebenen Winkelsollwert verglichen. Anschließend wird von der Lenksteuerung ein zur Einleitung eines Lenkvorgangs oder einer Lenkwinkelkorrektur entsprechendes Ansteuerungssignal zum Durchführen einer Dreh- bzw. Lenkbewegung des Rads an den jeweiligen Lenkmotor des lenkbaren Rades ausgegeben. Der Lenkmotor kann hierbei insbesondere Teil einer separat ausgebildeten, kompakten Lenkantriebseinheit sein. Es sollte deutlich sein, dass vorliegend unter einem lenkbaren Rad selbstverständlich auch eine lenkbare Radaufhängung oder Radanordnung, auch mit mehr als einem Einzelrad, insbesondere mit Zwillingsrädern, wie beispielsweise ein Drehschemel mit zwei daran angeordneten Einzelrädern, zu verstehen ist.
Zum Erfassen der Ist-Drehwinkelposition eines lenkbaren Rads sind verschiedene Drehwinkelerfassungseinrichtungen bekannt, welche insbesondere an dem freien, zumeist oberen Ende einer Radaufhängungswelle, wie einer einen Drehschemel mit Radbefestigung aufweisenden Welle, oder an dem freien Ende einer Abtriebswelle eines Lenkantriebs angeordnet sind. Nachteilig hierbei ist insbesondere die relativ schlechte Zugänglichkeit solcher Einbauorte der Drehwinkelerfassungseinrichtung sowie der erforderliche Platzbedarf an Stellen des Fahrzeugs, welche mit Vorteil anderweitig nutzbar sind, wie insbesondere im Bereich oberhalb der Lasträder. Bisherige Entwicklungen gingen daher primär auf die Verkleinerung und Minimierung solcher Drehwinkelerfassungseinrichtungen. Solche Drehwinkelerfassungseinrichtungen sind jedoch sowohl in der Herstellung als auch Montage relativ kostenintensiv. Ferner wurde festgestellt, dass bei manchen Fahrzeugauf- und anbauten eine ungewünschte Fehleranfälligkeit der Drehwinkelerfassungseinrichtungen auftreten kann, welches wiederum aus den weiter oben genannten Gründen, insbesondere der schlechten Zugänglichkeit, relativ hohe Betriebs- und Wartungskosten verursachen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Flurförderzeug bereitzustellen, das zumindest einen der oben genannten Nachteile verbessert und insbesondere eine besonders platzsparende und kostengünstige Drehwinkelerfassungseinrichtung ermöglicht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Flurförderzeug mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Drehwinkelerfassungseinrichtung als Teil, insbesondere als konstruktiver bzw. integraler Bestandteil der Lenkantriebseinheit ausgebildet ist. Somit kann die Drehwinkelerfassungseinrichtung in die Lenkantriebseinheit integriert sein, sodass die Lenkwinkelerfassung direkt im Lenkantrieb, insbesondere ohne weitere Anbauten, erfolgen kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein separater Bauraum an einer Lenkwelle oberhalb eines Drehschemels oder außerhalb des Lenkantriebs nicht erforderlich ist und somit beispielsweise ein Fahrzeugchassis im Bereich der Lastaufnahmeräder besonders bodennah oder niederflurig ausgebildet sein kann, sodass Güter besonders bodennah ein- und ausgelagert sowie transportiert werden können, und dadurch der Funktionsumfang des Fahrzeugs vergrößert sowie dessen Betriebssicherheit erhöht sein können. Ferner ist durch die in der Regel seitlich neben dem lenkbaren Rad, und von unten oder seitlich des Fahrzeugs frei zugänglich angeordnete Lenkantriebseinheit eine besonders schnelle und montagefreundliche Zugänglichkeit auch zu der Drehwinkelerfassungseinrichtung ermöglicht. Die Lenkantriebseinheit kann insbesondere durch eine Baugruppe gebildet sein, umfassend ein Lenkantriebsgehäuse, einen darin angeordneten Motorteil, insbesondere den Lenkmotor, eine Abtriebswelle, eine Lagerung der Antriebswelle sowie die Drehwinkelerfassungseinrichtung. Die Antriebswelle kann sich typischerweise von dem Lenkmotor durch einen Teil des Lenkantriebsgehäuses und durch eine Öffnung des Lenkantriebsgehäuses in Richtung der Umgebung der Lenkantriebseinheit erstrecken.
Besonders bevorzugt ist jedem der lenkbaren Räder jeweils eine Lenkantriebseinheit zugeordnet. Die Lenkantriebseinheit dient hierbei zum Lenken des entsprechend zugeordneten Rads und kann jeweils eine oder mehrere Drehwinkelerfassungseinrichtungen aufweisen. Folglich kann jedes lenkbare Rad mittels jeweils einer eigenen Lenkantriebseinheit und insbesondere mittels eines eigenen Lenkmotors gelenkt werden kann. Die Lenkantriebseinheiten und/oder Lenkmotoren können baugleich ausgebildet sein, sodass die Herstellung und Wartung des Flurförderzeugs besonders kostengünstig sein kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehwinkelerfassungseinrichtung von dem Lenkantriebsgehäuse der Lenkantriebseinheit umgeben, besonders bevorzugt vollständig umgeben. Die Drehwinkelerfassungseinrichtung kann dadurch bei der Herstellung oder zu Wartungszwecken mitsamt der Lenkantriebseinheit, insbesondere dem Lenkantriebsgehäuse, in besonders einfacher Weise an das oder von dem Flurförderzeug montiert werden. Alternativ kann zumindest ein Teil der Drehwinkelerfassungseinrichtung separat an dem Lenkantriebsgehäuse befestigt sein, und insbesondere ohne erforderliche Demontage des Gehäuses austauschbar sein.
Die Drehwinkelerfassungseinrichtung umfasst bevorzugt eine mit der Lenkwelle drehfest verbundene Gebereinheit und eine mit der Gebereinheit funktional zusammenwirkende Sensoreinheit. Die Sensoreinheit kann insbesondere feststehend bzw. ortsfest zu einem Chassis des Flurförderzeugs angeordnet sein, insbesondere separat austauschbar. Dadurch ist ein besonders sicheres Erfassen der Ist-Drehwinkelpositionen der lenkbaren Räder ermöglicht. Grundsätzlich kann die Drehwinkelerfassungseinrichtung als haptisches, optisches, magnetisches oder funkbasiertes System ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehwinkelerfassungseinrichtung magnetisch arbeitend ausgebildet. Hierbei kann die Gebereinheit mindestens ein magnetisches Geberelement und die Sensoreinheit mindestens einen Magnetfeldsensor zum Erfassen eines von dem mindestens einen magnetischen Geberelement erzeugten Magnetfelds aufweisen. Insbesondere kann die Gebereinheit als ein Magnetring ausgebildet sein, insbesondere als ein die Lenkwelle umgebender Magnetring. Der Magnetring kann beispielsweise partiell magnetisiert sein. Der Magnetfeldsensor kann reversibel arbeitend ausgebildet sowie besonders einfach austauschbar sein. Insbesondere können Sensoren unterschiedlicher Sicherheitsstufen untereinander ausgetauscht werden. Dadurch kann die Herstellung und Wartung des Flurförderzeugs besonders kostengünstig sein. Die Drehwinkelerfassungseinrichtung, insbesondere das Geberelement und die Sensoreinheit können insbesondere ein modulares System bilden, bei dem Bauteile je nach individuellen Vorgaben austauschbar sind.
Die Drehwinkelerfassungseinrichtung ist besonders bevorzugt zwischen dem Rotations-Lenkmotor und einer Befestigungseinrichtung, insbesondere einem Befestigungsflansch, der Lenkantriebseinheit angeordnet. Die Drehwinkelerfassungseinrichtung kann insbesondere zwischen dem Rotations-Lenkmotor und einer Lagerung der Abtriebswelle angeordnet sein, insbesondere der abtriebseitigen Lagerung. Dadurch ist eine besonders platzsparende und kompakte Anordnung der Drehwinkelerfassungseinrichtung ermöglicht. Beispielsweise kann ein insbeson- dere zur schwingungsarmen Lagerung der Abtriebswelle vorgesehener Raum innerhalb des Lenkantriebsgehäuses effektiv genutzt werden.
Die Lenkwelle kann eine Lenkwellenachse aufweisen, die der Lenkachse bzw. Drehachse des jeweiligen lenkbaren Rads und/oder der Achse einer Lenkantriebswelle der Lenkantriebseinheit entspricht. Die zuerst genannte Variante kann insbesondere vorliegen, wenn die Drehachse des lenkbaren Rads im Wesentlichen der Drehachse des Lenkmotors entspricht. Bei der sehr viel häufiger auftretenden zweiten Variante kann die Lenkantriebswelle durch die - optional parallel zur Drehachse des lenkbaren Rads angeordnete - Abtriebswelle des Lenkmotors oder durch eine zwischen dem Lenkmotor und dem Rad optional angeordnete Getriebewelle gebildet sein. Die Achse der Lenkantriebswelle kann somit der Drehachse der Lenkantriebseinheit bzw. des Lenkmotors entsprechen, kann aber grundsätzlich auch in einem Winkel oder parallel dazu angeordnet sein. Insbesondere bei Anordnung eines Getriebes zwischen dem lenkbaren Rad und der Lenkantriebseinheit kann die Lenkwellenachse zu der Lenkachse des jeweiligen lenkbaren Rads parallel beabstandet oder in einem Winkel angeordnet sein.
Besonders bevorzugt ist die Lenkwelle durch die Abtriebswelle der Lenkantriebseinheit gebildet. Dadurch ist ein besonders sicheres und exaktes Erfassen der Ist- Drehwinkelpositionen der lenkbaren Räder ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Lenkantriebseinheit und dem gelenkten Rad ein Getriebe, bevorzugt ein Übersetzungsgetriebe, besonders bevorzugt ein lenkorbitales Übersetzungsgetriebe angeordnet. Bei einer solchen Ausgestaltung hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn - beispielsweise mittels der Lenksteuerung - bei einem Ermitteln der tatsächlichen Ist-Drehwinkelposition des gelenkten Rads das Übersetzungsverhältnis des Getriebes berücksichtigt wird. Das Getriebe kann insbesondere für ein besonders exaktes Anfahren einer gewünschten Drehwinkelposition der lenkbaren Räder dienen.
Der Rotations-Lenkmotor kann als ein Hydraulikmotor, insbesondere Orbitalmotor, oder als ein Elektromotor ausgebildet sein. Im Falle eines als Hydraulikmotor ausgebildeten Rotations-Lenkmotors ist dieser bevorzugt als Teil eines Gesamthydrauliksystems des Flurförderzeugs angeordnet.
Besonders bevorzugt ist der Rotations-Lenkmotor unabhängig von der Drehwinkelerfassungseinrichtung austauschbar angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Motorteil bzw. der Lenkmotor als separates Teil in oder an dem Lenkantriebgehäuse angeordnet ist. Im Falle eines Defekts des Lenkmotors kann dieser ohne die Drehwinkelerfassungseinrichtung ausgetauscht werden, so dass die Wartungskosten besonders gering sein können.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten. Es zeigen rein schematisch:
Figur 1 - eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs;
Figur 2a - eine Detailansicht eines lenkbaren Last-Rads des Flurförderzeugs;
Figur 2b - eine Detailansicht eines lenkbaren Antriebs-Rads des Flurförderzeugs; und
Figur 3 - eine Detailansicht der Lenkantriebseinheit des Flurförderzeugs.
Das in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnete erfindungsgemäße Flurförderzeug zeigt beispielhaft und schematisch ein Fahrzeugchassis 13 mit daran angeordneten lenkbaren Rädern 1. In dem vorliegenden Beispiel sind vier lenkbare Räder 1 vorgesehen, wobei jedes der vier lenkbaren Räder 1 um eine Lenkachse Al in einem unbegrenzten Winkel lenkbar ausgebildet ist. Der Ausdruck ,in einem unbegrenzten Winkel lenkbar' soll verdeutlichen, dass eine Lenkung oder Drehung des lenkbaren Rad 1 über 360° hinaus möglich ist.
Das Flurförderzeug 100 umfasst somit ein erstes lenkbares Rad 1', ein zweites lenkbares Rad 1", ein drittes lenkbares Rad 1''' und ein viertes lenkbares Rad 1''". In dem gezeigten Beispiel sind die lenkbaren Räder 1' und 1" in einem lasttragenden Bereich des Fahrzeugchassis 13 angeordnet und werden daher auch als Lasträder bezeichnet. Die lenkbaren Räder 1"' und 1'"' können als Antriebsräder mit jeweils einem Fahrmotor 14 ausgebildet sein. Sämtliche der in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel lenkbaren Räder 1 können - bis auf die Fahrantriebstechnik - baugleich ausgebildet sein. Insbesondere umfassen die lenkbaren Räder 1 jeweils einen Drehschemel 15 mit zwei daran angeordneten Einzelrädern. Das lenkbare Rad 1 kann daher auch als Radanordnung 1 bezeichnet werden.
In den Figuren 2a und 2b ist jeweils ein lenkbares Rad 1 des Flurförderzeugs 100 in einer Detailansicht gezeigt. Das in der Figur 2a gezeigte Rad ist als ein Lastrad 1', 1" ausgebildet. Das in der Figur 2b gezeigte Rad ist als ein Antriebsrad 1"', 1'"' ausgebildet.
Die in Figur 2b gezeigte Radanordnung weist im Unterschied zu der in Figur 2a gezeigten Radanordnung zusätzlich einen Fahrmotor 14 auf. Der Fahrmotor 14 ist im Wesentlichen senkrecht oberhalb der beiden Einzelräder bzw. eines die Einzelräder tragenden Drehschemels 15 angeordnet, insbesondere an einer in den Figuren nicht näher dargestellten Drehwelle. Diese Drehwelle kann im Wesentlichen senkrecht zwischen dem Fahrmotor 14 und der Radanordnung 1 angeordnet sein, und dient zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Fahrmotor 14 auf die Einzelräder der Radanordnung 1 zum Fahren des Flurförderzeugs 100. Die Drehachse des Fahrmotors 14 kann vorliegend im Wesentlichen der Drehachse der vorgenannten, nicht dargestellten Drehwelle entsprechen, welches vorliegend auch der Lenkachse Al entspricht. Zusätzlich kann zwischen dem Fahrmotor 14 bzw. der Drehwelle und dem lenkbaren Rad 1 ein Orbitalgetriebe vorgesehen sein. Der Fahrmotor 14 kann als gewöhnlicher Motor solcher Flurförderzeuge ausgebildet sein und dient zum Antreiben des jeweiligen Rads 1 zum Fahren des Fahrzeugs 100.
Seitlich neben dem lenkbaren Rad 1 ist eine Lenkantriebseinheit 3 angeordnet. Die Lenkantriebseinheit 3 umfasst ein Lenkantriebsgehäuse 7, welches über eine Befestigungseinrichtung 10, insbesondere einen Befestigungsflansch, an dem Fahrzeugchassis 13 befestigt ist. Die Lenkantriebseinheit 3 dient zum motorischen Lenken des ihr jeweils zugeordneten lenkbaren Rads 1 und weist dazu einen in dem Lenkantriebsgehäuse 7 angeordneten Rotations-Lenkmotor 4 auf. An einer Oberseite der Lenkantriebseinheit 3 erstreckt sich eine Lenkwelle 2 aus dem Lenkantriebsgehäuse 7, sodass die Lenkwelle 2 auch als Abtriebswelle 11 des Lenkmotors 4 bezeichnet werden kann. Die Abtriebswelle 11 bildet hierbei eine Lenkantriebsachse A3, welche vorliegend mit der Lenkwellenachse A2 der Lenkwelle 2 zusammenfällt.
Die Lenkwelle 2 weist einen Abschnitt 20 auf, über den die Lenkwelle 2 mit dem Drehschemel 15 zum Drehen des Drehschemels 15 Wirkverbunden ist. Insbesondere kann in dem Abschnitt 20 eine Drehbewegung der Lenkwelle 2 auf den Drehschemel 15 der Radanordnung 1 oder eine hiermit verbundene Welle übertragen werden - beispielsweise wie vorliegend mittels einer Kettenanordnung 16. Hierzu kann zusätzlich, wie es vorliegend der Fall ist, ein Getriebe 12, insbesondere ein Übersetzungsgetriebe, vorgesehen sein. Dadurch ist eine besonders sichere Kraftübertragung und ein besonders exaktes Positionieren und Lenken der Radanordnung 1 ermöglicht.
Selbstverständlich ist grundsätzlich auch eine Anordnung möglich, bei der die Lenkantriebseinheit 3 unmittelbar oberhalb einer lenkbaren Radanordnung 1 angeordnet ist. In diesem Fall kann die Lenkwellenachse A2 der Lenkwelle 2 der Lenkachse Al des lenkbaren Rads 1 entsprechen.
Zum motorischen Drehen der Lenkwelle 2 und somit letztlich zum Lenken der lenkbaren Räder 1 umfasst die Lenkantriebseinheit 3 den Lenkmotor 4. Zur Steuerung und Regelung eines jeden Lenkmotors 4 weist das Flurförderzeug 100 eine nicht näher dargestellte Lenkwinkelsteuerung 5 auf. Die Lenkwinkelsteuerung 5 wirkt dabei mit jeder der Lenkantriebseinheiten 3 der lenkbaren Räder 1 funktional zusammen.
In der Figur 3 ist die Lenkantriebseinheit 3 weiter im Detail gezeigt, wobei in dieser Figur das Lenkantriebsgehäuse 7 zur besseren Übersicht nicht oder nur teilweise dargestellt ist. Insbesondere ist in der Figur 3 lediglich der Befestigungsflansch 10 des Lenkantriebsgehäuses 7 dargestellt. Die Lenkantriebseinheit 3 ist über den Befestigungsflansch 10 an einer Aufnahmeeinrichtung 17 des Fahrzeugchassis 13 befestigt und erstreckt sich zu der Aufnahmeeinrichtung 17 insbesondere in der Darstellung in Figur 3 nach unten hin. In einem der Befestigungseinrichtung 10 gegenüberliegenden Endbereich der Lenkantriebseinheit 3 ist der Rotation-Lenkmotor 4 angeordnet. Der Lenkmotor 4 kann als Hydraulikmotor, insbesondere Orbitalmotor, oder als ein Elektromotor ausgebildet sein. Der Lenkmotor 4 kann insbesondere separat ausgebildet sein und in oder an dem nicht näher dargestellten Lenkantriebsgehäuse 7 fixiert sein. Dadurch kann der Lenkmotor 4 in besonders einfacher und unkomplizierter Weise ausgetauscht werden, insbesondere unabhängig von weiteren Komponenten der Lenkantriebseinheit 3.
Die Lenkwelle 2 erstreckt sich von dem Lenkmotor 4 in Längserstreckung durch das nicht dargestellte Lenkantriebsgehäuse 7, ist in einem von dem Lenkmotor 4 beabstandeten Bereich, insbesondere im Bereich des Befestigungsflansches 10, mittels eines abtriebseitigen Lagers 18 gelagert, und erstreckt sich weiter mit einem freien Ende 19 bis in die Umgebung der Lenkantriebseinheit 3 (in Figur 3 oberhalb des Befestigungsflansches 10). In dem Endbereich 19 ist der Abschnitt 20 vorgesehen, in dem die oben erläuterte Kraftübertragung von der Lenkwelle 2 auf den Drehschemel 15 erfolgt.
Um einen sicheren Betrieb und insbesondere ein exaktes Ansteuern des jeweiligen Lenkmotors 4 des Flurförderzeugs 100 mittels der Lenkwinkelsteuerung 5 zu ermöglichen, umfasst jede Lenkantriebseinheit 3 eine Drehwinkelerfassungseinrichtung 6 zum Erfassen einer Ist-Drehwinkelposition der Lenkwelle 2. Dadurch kann der Lenkwinkelsteuerung 5 eine Information über die tatsächliche Ist- Drehwinkelposition der Lenkwelle 2 und somit indirekt auch über die tatsächliche Ist-Drehwinkelposition des mit der Lenkwelle 2 verbundenen Drehschemels 15 bereitgestellt werden. Mit der Lenkwinkelsteuerung 5 kann anhand dieser Information beispielsweise die Ist-Drehwinkelposition des Drehschemels 15 rechnerisch ermittelt werden, und zum Ansteuern des Lenkmotors 4 ein Abgleich der Ist-Drehwinkelposition des Drehschemels 15 mit einem vorgegebenen Sollwert der Drehwinkelposition erfolgen.
Die Drehwinkelerfassungseinrichtung 6 ist erfindungsgemäß als Teil der Lenkantriebseinheit 3 ausgebildet, insbesondere in die Lenkantriebseinheit 3 integriert. Vorliegend ist die Drehwinkelerfassungseinrichtung 6 innerhalb des Lenkantriebsgehäuses 7, insbesondere axial zwischen dem abtriebseitigen Lager 18 und dem Lenkmotor 4 angeordnet, und von dem Lenkantriebsgehäuse 7 vollständig umgeben. In diesem Bereich ist für eine schwingungsarme Lagerung der Lenkwelle 2 ein gewisser Raum vorhanden, in dem die Drehwinkelerfassungseinrichtung 6 platzsparend integrierbar ist.
Die Drehwinkelerfassungseinrichtung 6 umfasst eine mit der Lenkwelle 2 drehfest verbundene Gebereinheit 8 und eine mit der Gebereinheit 8 funktional zusammenwirkende Sensoreinheit 9.
Die Gebereinheit 8 ist vorliegend als ein Magnetring mit mehreren über seinen Umfang verteilten magnetischen Geberelementen 8a ausgebildet. Die magnetischen Geberelemente 8a können insbesondere als Permanentmagnete ausgebildet sein und über den Umfang des Magnetrings 8 zumindest nach außen hin unterschiedliche Pole aufweisen. Dadurch ist ein besonders exaktes Erfassen der Ist-Drehwinkelposition der Lenkwelle 2 ermöglicht.
Die Sensoreinheit 9 ist als eine gewöhnliche magnetische Sensoreinheit, beispielsweise als ein Hallsensor, ausgebildet und dient zum Erfassen eines von dem magnetischen Geberelement 8a erzeugten Magnetfelds. Die Sensoreinheit 9 ist dabei feststehend, das heißt ortsfest zum Lenkantriebsgehäuse 7 angeordnet und kann insbesondere an diesem befestigt sein. Die Sensoreinheit 9 kann dadurch bei Bedarf schnell und in besonders einfacher Weise ausgetauscht werden. Insbesondere können - je nach Genauigkeitsanforderung - Sensoreinheiten 9 mit unterschiedlicher Sensorik verwendet werden, wobei der Einbauort und die Einbauart gleich ausgebildet sein können. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Herstellung des Flurförderzeugs 100 ermöglicht.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Insbesondere die Anordnung der Lenkantriebseinheit in Bezug auf die lenkbare Radanordnung kann - ohne den Kern der Erfindung zu verändern - durchaus modifiziert sein. Beispielsweise kann die Lenkantriebseinheit in ihrer Längserstreckung seitlich neben oder in der Lenkachse der Radanordnung angeordnet sein. Bezuaszeichenliste:
1, 1', 1", 1'", 1'"' lenkbares Rad, Radanordnung
2 Lenkwelle
3 Lenkantriebseinheit
4 Rotations-Lenkmotor
5 Lenkwinkelsteuerung
6 Drehwinkelerfassungseinrichtung
7 Lenkantriebsgehäuse
8 Gebereinheit
8a Geberelement
9 Sensoreinheit
10 Befestigungseinrichtung, Befestigungsflansch
11 Abtriebswelle
12 Getriebe, Übersetzungsgetriebe
13 Chassis
14 Fahrmotor
15 Drehschemel
16 Kette
17 Aufnahmeeinrichtung
18 Lager
19 freies Ende
20 Abschnitt
100 Flurförderzeug
Al Lenkachse, Drehachse
A2 Lenkwellenachse
A3 Lenkantriebsachse, Abtriebswellenachse

Claims

Patentansprüche: Flurförderzeug (100) mit mindestens zwei unabhängig voneinander lenkbaren Rädern (1, 1', 1", wobei jedes der lenkbaren Räder (1, 1', 1", 1"',1"'') über eine Lenkwelle (2) mit einem Rotations-Lenkmotor (4) einer Lenkantriebseinheit (3) verbunden ist, und zum Ansteuern des Rotations-Lenkmotors (4) eine Lenkwinkelsteuerung (5) vorgesehen ist, welche eine Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) zum Erfassen einer Ist-Drehwinkelposition der Lenkwelle (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) als Teil der Lenkantriebseinheit (3) ausgebildet ist. Flurförderzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der lenkbaren Räder (1, 1', 1", 1'", 1'"') jeweils eine Lenkantriebseinheit (3) zugeordnet ist. Flurförderzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebseinheit (3) ein Lenkantriebsgehäuse (7) aufweist, von dem die Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) umgeben ist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) eine mit der Lenkwelle (2) drehfest verbundene Gebereinheit (8) und eine mit der Gebereinheit (8) funktional zusammenwirkende Sensoreinheit (9) umfasst. Flurförderzeug (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinheit (8) mindestens ein magnetisches Geberelement (8a) und die Sensoreinheit (9) mindestens einen Magnetfeldsensor zum Erfassen des mindestens einen magnetischen Geberelements (8a) aufweist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) zwischen dem Rotations-Lenkmotor (4) und einer Befestigungseinrichtung (10) der Lenkantriebseinheit (3) angeordnet ist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (2) eine Lenkwellenachse (A2) aufweist, die einer Lenkantriebsachse (A3) der Lenkantriebseinheit (3) und/oder einer Lenkachse (Al) des lenkbaren Rads (1, 1', 1", 1"', 1'"') entspricht. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (2) durch eine Abtriebswelle (11) der Lenkantriebseinheit (3) gebildet ist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lenkantriebseinheit (3) und dem gelenkten Rad (1, 1', 1", 1'", 1'"') ein Getriebe (12) angeordnet ist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotations-Lenkmotor (4) als ein Hydraulikmotor, insbesondere Orbitalmotor, oder als ein Elektromotor ausgebildet ist. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotations-Lenkmotor (4) unabhängig von der Drehwinkelerfassungseinrichtung (6) austauschbar ausgebildet ist.
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