ES2271840T3 - Mejoras en o relacionadas con carretillas de horquilla elevadoras. - Google Patents

Abstract

Carretilla de horquilla elevadora para mover una carga, que comprende un elemento (2, 3) de soporte de la carga para transportar la carga, en la que la carretilla comprende medios (15, 20, 120, 228) para ajustar el eje vertical del elemento de soporte de la carga para mantenerlo sustancialmente paralelo al eje de atracción gravitacional ejercida sobre la carga, controlando tanto la inclinación de la carretilla elevadora entre la distancia entre los ejes y la diferencia de elevación entre el eje delantero (6) y el trasero (7), cuando la carretilla se desplaza a lo largo de una superficie que tiene grados variables de lisura o desviación con respecto a la horizontal.

Description

Mejoras en o relacionadas con carretillas de horquilla elevadoras.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de las carretillas de horquilla elevadoras o carretillas elevadoras. En particular, la presente invención se refiere a un sistema de nivelación activo para una carretilla de horquilla elevadora que permite que se controle la verticalidad del mástil a pesar de las ondulaciones en la superficie sobre la que se está desplazando la
carretilla.

Técnica anterior

Las carretillas de horquilla elevadoras se utilizan comúnmente en almacenes para transportar cargas de una ubicación a otra. Estas cargas se almacenan comúnmente en instalaciones con estantes de gran altura, y en situaciones de alta densidad, las ubicaciones están formadas por instalaciones con estantes que están separados estrechamente entre sí con el fin de maximizar el espacio de almacenamiento y pueden elevarse hasta alturas de 15 metros y superiores. Las carretillas elevadoras se utilizan para acceder a ubicaciones dentro de los estantes y tienen mástiles que se extienden para alcanzar las alturas superiores, para depositar y extraer los artículos y el equipo que se almacenan comúnmente en palets. En muchos casos, el operario de la carretilla se desplaza con las horquillas de la carretilla a las diversas ubicaciones en altura para facilitar la recogida.

En tales entornos de almacén, hay una demanda para que la carretilla elevadora se mantenga de modo que su mástil se estabilice en una situación vertical entre los montantes de los estantes. El espacio entre la carretilla elevadora y los estantes está limitado normalmente a 100 mm y, por tanto, anteriormente era crítico que el suelo que soporta la carretilla elevadora se instalara con un alto grado de lisura y planeidad, de modo que se minimizara el balanceo del mástil de la carretilla elevadora con el fin de mantenerlo dentro de los montantes de los estantes. Se apreciará que el mástil de una carretilla que funciona a 100 mm de los estantes que tenga 15 m de alto debe mantenerse dentro de fracciones de un grado desde el montante. En general, a medida que el mástil se eleva hasta los niveles superiores de los estantes, aumentan las demandas de verticalidad.

En una instalación de estantes de alta densidad, las carretillas elevadoras quedan atrapadas dentro de los pasillos de transporte de los estantes y se dice que se desplazan en las mimas trayectorias definidas que seleccionan ubicaciones de almacenamiento a lo largo de sus recorridos. Las trayectorias definidas representan posiciones establecidas para las ruedas de la carretilla elevadora y la carretilla siempre se desplaza en la misma trayectoria. En los sistemas anteriores, era la regularidad de la superficie de las trayectorias definidas la que controlaba la estabilidad en vertical del mástil de la carretilla elevadora cuando se hace funcionar en cada pasillo de transporte.

La seguridad y la eficacia de las operaciones de manejo de los materiales estaban limitadas anteriormente por la lisura y la planeidad de la superficie del suelo, ya que las carretillas elevadoras no tenían ninguna suspensión ni medios para alisar la irregularidad de la superficie. De hecho, el suministro de los sistemas de suspensión conocidos para la carretilla permitirá que se incline en respuesta a las cargas y, por tanto, empeorará el problema. Las irregularidades en la superficie forzarán a las carretillas existentes a inclinarse hacia los estantes, y en muchos casos, tiene que limitarse la velocidad de las carretillas de manera que se minimice el efecto dinámico del funcionamiento sobre una superficie irregular. Algunos diseños de carretilla simplemente no pueden funcionar en absoluto por temor a colisión con los
estantes.

Las demandas realizadas en la actualidad en la industria de la construcción son suelos que estén terminados hasta grados de lisura y planeidad que son extremadamente difíciles de lograr. En muchos casos esto sólo puede lograrse rectificando la superficie una vez que se ha construido, una práctica que lleva mucho tiempo y es cara.

También se conocen sistemas para nivelar y estabilizar carretillas elevadoras en la dirección transversal.

El documento US 3 937 339 describe una carretilla de horquilla elevadora para mover una carga, que comprende un elemento de soporte de la carga para transportar la carga, en la que la carretilla comprende medios para ajustar el eje vertical del elemento de soporte de la carga para mantenerlo sustancialmente paralelo al eje de atracción gravitacional ejercida sobre la carga, mediante el control de la inclinación de la carretilla elevadora entre la distancia entre los ejes cuando la carretilla se desplaza a lo largo de una superficie que tiene grados variables de lisura o desviación con respecto a la horizontal.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención superar las desventajas de los sistemas de la técnica anterior, proporcionando un sistema económico y relativamente simple que puede enfrentarse dinámicamente a una situación móvil.

Por tanto, la presente invención proporciona una carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 1.

Esta invención proporciona un sistema que mantiene la planeidad de la carretilla elevadora y, por tanto, estabiliza la verticalidad de su mástil cuando la carretilla funciona activamente a velocidades variables encontrándose y reaccionando con influencias dinámicas durante el proceso de ubicación de posiciones de almacenamiento en instalaciones de estantes de pasillo estrecho a gran altura.

La carretilla de horquilla elevadora está dotada con medios para mantener la alineación vertical del mástil de una carretilla elevadora mientras se desplaza sobre superficies ondulantes e irregulares, lo que compensa la irregularidad del suelo y fuerzas dinámicas asociadas, ajustando normalmente la altura del recorrido de una o más ruedas automáticamente, de manera que se controle la inclinación de la carretilla elevadora entre la distancia entre los ejes y la diferencia de elevación entre el eje delantero y el
trasero.

Preferiblemente, la carretilla elevadora se ajusta con un sistema de suspensión controlado servoasistido activo que permite que las ruedas de la carretilla tengan al menos un grado de ajuste automático de la altura. Por tanto, cuando una carretilla se enfrenta a un golpe o un hueco, se ajusta la altura del recorrido de la rueda para compensar esa irregularidad, garantizando así que el vehículo permanezca nivelado, de modo que el mástil permanece vertical con respecto a su eje horizontal. Normalmente, mediante el ajuste de una o más de las ruedas, se compensa la irregularidad de la superficie del suelo y el mástil se mantiene vertical en ambos ejes.

Otras características preferidas serán evidentes a partir de las reivindicaciones secundarias adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones de la presente invención se describirán ahora a modo de ejemplo, con referencia a las figuras adjuntas en la que;

La figura 1A es un diagrama, en alzado lateral simbólico, de las principales partes componentes de una carretilla elevadora típica según la técnica anterior;

la figura 1B es un alzado en planta de la carretilla mostrada en la figura 1A;

la figura 2 muestra, enormemente simplificada, el diseño estructural de la rueda de una carretilla elevadora típica según una primera realización de la presente invención;

la figura 3 muestra una sección transversal de una rueda delantera convertida para proporcionar un sistema de suspensión activa según la primera realización mostrada en la figura 2;

la figura 4A representa una vista lateral de una rueda delantera de una segunda realización de la presente invención;

la figura 4B muestra una vista en planta de la parte de carretilla mostrada en la figura 4A;

la figura 5 muestra una vista en perspectiva de la disposición de suspensión según una tercera realización de la invención;

la figura 6 muestra un corte en horizontal a través de la tercera realización;

la figura 7 muestra un corte en vertical a través de la tercera realización;

la figura 8 muestra una vista en perspectiva de disposición de suspensión según una cuarta realización de la invención;

la figura 9 muestra un corte en horizontal a través de la cuarta realización; y

la figura 10 muestra un corte en vertical a través de la cuarta realización.

Descripción detallada de las realizaciones Ejemplo 1

En referencia a las figuras 1A y 1B un conjunto típico conocido de carretilla elevadora se transporta sobre ruedas 1. El chasis es de construcción sólida, y las ruedas se fijan sin suspensión. Las horquillas 2 se elevan junto con el mástil 3 de la horquilla para alcanzar las alturas extendidas.

La figura 2 es un plano simplificado del chasis 3 de una carretilla elevadora según una realización de la presente invención. Los sensores 4 están fijos al chasis y permiten que se evalúe la diferencia de elevación entre los ejes 6 y 7 delantero y trasero. Además, el sensor 5 está fijo al eje 6 del chasis entre la distancia entre los ejes derecha y la distancia entre los ejes izquierda para permitir que se evalúe la diferencia de elevación entre las ruedas 1 delanteras.

La figura 3 es una vista de los brazos que llevan las ruedas delanteras de la carretilla elevadora. Una rueda 1 delantera se lleva en un brazo 8 de suspensión fijado al chasis del vehículo con un soporte 9 de pivote que hace que se suspendan cada una de las ruedas 1 delanteras. La altura de las ruedas 1 delanteras suspendidas se ajusta a través de un soporte de pivote unido al brazo 8 de suspensión por medio de una unidad de energía eléctrica y las servoválvulas 15 conectadas a los brazos de suspensión por medio de una varilla 11 de conexión y los soportes 12/13 de pivote. La unidad de accionamiento eléctrico está conectada a la varilla 11 de conexión por medio de un soporte 14 acodado.

Por tanto, la altura de las ruedas 1 delanteras puede ajustarse dentro de pequeñas tolerancias mediante las servoválvulas 15 que funcionan eléctricamente. El soporte 14 acodado permite que los movimientos de las servoválvulas 15 se traduzcan en pequeños movimientos verticales de la rueda 1 y, por tanto, la rueda puede moverse con sensibilidad considerable.

El sistema de suspensión se fija independientemente a cada una de las ruedas 1 delanteras de una carretilla elevadora, y se activa a través de un servosistema mediante el sensor 4 para controlar la diferencia de elevación entre el eje 6 delantero y el eje 7 trasero y un sensor fijado al eje 5 delantero para controlar la diferencia de elevación entre el eje delantero y las distancias entre los ejes en cada
caso.

El sensor 4 activa el sistema de suspensión en una de las ruedas 1 delanteras con el fin de controlar la diferencia de elevación entre el eje trasero y la rueda 1 delantera. Al mismo tiempo, el sensor 5 activa el sistema en la otra rueda 1 delantera manteniendo así la diferencia de elevación correcta entre las ruedas 1 delanteras.

Mediante el control de la diferencia de elevación entre los ejes delantero y trasero, así como entre la distancia entre los ejes delantera, el sistema está diseñado para mantener el chasis de la carretilla elevadora en un estado de nivel, tanto cuando el vehículo está parado como cuando está en movimiento. Esto puede adaptarse a pequeñas ondulaciones en el

Ejemplo 2

En una realización alternativa ilustrada en las figuras 4A y 4B, la carretilla de horquilla elevadora tiene una unidad de memoria en la que están almacenados datos correspondientes a la varianza en la lisura de la superficie de la trayectoria por la que va a desplazarse. A medida que la carretilla se desplaza en tal trayectoria, la carretilla se levanta hidráulicamente de manera automática para compensar cada varianza en la lisura mediante el paso de señales procedentes de la unidad de memoria hasta los pistones hidráulicos que conectan las unidades de rueda de la carretilla al cuerpo de la carretilla. Por tanto, pese al desplazamiento en una trayectoria que tiene una superficie con grados variables de lisura o desviación con respecto a la horizontal, la carretilla puede llevar cargas de manera segura y estable a lo largo de tal trayectoria, por ejemplo hacia abajo de un pasillo entre las unidades de estanterías.

En esta realización, la carretilla tiene dos partes especiales, concretamente, un perfilador electrónico que mantiene un registro de irregularidades de la superficie, y una unidad de suspensión activa que se fija de manera que se hace funcionar mediante un algoritmo adecuado para compensar la superficie irregular tal como se refleja por los datos almacenados en el perfilador electrónico, que contiene información referente a todos los pasillos. Los datos pueden almacenarse en medios de almacenamiento de datos extraíbles, tales como tarjetas flash. Un tacómetro específico para cada pasillo puede conectarse y desconectarse al comienzo y al final de cada pasillo automáticamente.

Se utiliza un vehículo simulador con un inclinómetro y dispositivos electrónicos de medición asociados a bordo para generar los datos para su almacenamiento en las tarjetas flash. Éstas pueden extraerse del simulador e insertarse en una cavidad apropiada en la carretilla elevadora.

La carretilla elevadora y el simulador pueden determinar su posición mediante una variedad de métodos. Las unidades de GPS permiten la determinación de la posición, aunque las unidades disponibles en la actualidad para uso no militar pueden tener una precisión insuficiente. Podrían distribuirse marcadores visibles o en cualquier caso, detectables, por el almacén, por ejemplo, en o sobre los pasillos, o en el techo, y detectores ópticos u otros adecuados en la carretilla / simulador podrían detectarlos o recibir señales procedentes de ellos. La rotación de las ruedas también podría monitorizarse para detectar la distancia que ha recorrido la carretilla; mediante la monitorización de las ruedas a ambos lados de la carretilla, también podrían detectarse los giros. Naturalmente, podría emplearse una combinación de estos
métodos.

En las figuras 4A y 4B se muestra un bastidor 16 principal fijo de una carretilla de horquilla elevadora con una suspensión alternativa. La rueda 18 delantera está montada sobre un bastidor 19 auxiliar que puede pivotar alrededor de un perno 17. La posición del bastidor 19 auxiliar con respecto al chasis está controlada mediante un pistón 20 hidráulico activado en función de la elevación local de la superficie. Se apreciará que podría utilizarse esta disposición de suspensión junto con el primer ejemplo, y que (asimismo) la disposición de suspensión del primer ejemplo podría utilizarse junto con este ejemplo.

En los ejemplos anteriores, la altura vertical de las ruedas se ha ajustado con el fin de mantener el chasis de la carretilla en un estado de nivel.

Por tanto, en conclusión, la presente invención proporciona una carretilla de horquilla elevadora que puede desplazarse a lo largo de superficies ondulantes e irregulares y responder dinámicamente a tales desniveles, mientras que se mantiene la verticalidad de su mástil. Esto evita que los suelos del almacén tengan que pulirse de manera cara para dar un estado uniforme, lo que lleva mucho tiempo.

En referencia a las figuras 5, 6 y 7, se muestra una tercera realización en la que se muestra una disposición de suspensión adecuada para su uso en los sistemas de suspensión descritos anteriormente. Se muestra un brazo 100 que forma parte del chasis de la carretilla elevadora, y una rueda 102 adyacente al brazo, montada en un eje 104 que pasa a través del centro de la rueda 102 y a través de un orificio 106 adecuado en el brazo 100.

El eje 104 no es recto. Una primera sección 108 generalmente recta está unida a una segunda sección 110 generalmente recta mediante una manivela 112. Por tanto, los ejes de las secciones 108, 110 son paralelos pero están ligeramente desplazados. Este desplazamiento debe ser del mismo orden de magnitud, aunque ligeramente superior a la variación esperada en la altura del suelo, tal como entre 1 y 10 mm. En la práctica, 5 mm es un valor adecuado.

La rueda 102 puede rotar alrededor de su parte 108 del eje 104 utilizando cojinetes 114 de bolas adecuados, etc. Asimismo, la sección 110 del eje 104 dentro del brazo 100 del chasis puede rotar dentro del orificio 106 utilizando un segundo conjunto de cojinetes 116 de bolas adecuados, etc. Como resultado, se logran dos formas independientes de movimiento de la rueda 102. Dado que la rueda 102 rota alrededor del eje 104, el vehículo puede moverse hacia delante. A medida que el eje 104 rota dentro del orificio 106 del brazo 100, la rueda 102 describe un movimiento circular y, por tanto, su altura varía sinusoidal-
mente.

Para emplear esta disposición en la presente invención, un brazo fijo se extiende transversalmente desde el eje 104 en el interior del brazo 100. El brazo se fija firmemente al eje 104 y, por tanto, el movimiento de la palanca 118 produce la rotación del eje 104 dentro del brazo 100 y ajusta la altura de la rueda 102 en consecuencia. Un pistón 120 controlado hidráulicamente se fija en un extremo del brazo 100 en 122 y en el otro extremo está conectado a la palanca mediante un pasador 124 rotatorio adecuado. Por tanto, cuando se acciona el cilindro 120 hidráulico, el extremo de la palanca 118 se mueve y describirá un arco circular alrededor de la sección 110 relevante del eje 104, haciendo que el eje 104 rote en su orificio 106 en el brazo 100 y suba o baje el centro de la rueda 102. Por tanto, el cilindro 120 hidráulico proporciona eficazmente un control muy preciso sobre la altura de la rueda 102 y permite que la rueda 102 se ajuste de manera que compensen las variaciones en la superficie por la que se está
conduciendo.

Ahora se describirá una cuarta realización con respecto a las figuras 8, 9 y 10. Muchos componentes son comunes con la tercera realización mostrada en las figuras 5, 6 y 7 y, por tanto, se indican con los números de referencia correspondientes. Por tanto, un brazo 200 que forma parte del chasis de una carretilla elevadora lleva una rueda 202. La rueda 202 está soportada sobre un eje 204 acodado que se asienta en un orificio 206 en el brazo 200. El eje 204, al igual que anteriormente, tiene una primera sección 208 recta dentro de la rueda 202 y una segunda sección 210 recta dentro del brazo 200, pero estos están unidos mediante una sección 212 de manivela y los ejes de las secciones 208 y 210 están por tanto paralelos pero desplazados en una pequeña distancia de entre
1 y 10 mm.

En esta realización, la sección 206 del eje montada sobre cojinete en el brazo 200 está dotada con una rueda 226 dentada accesible externamente. En la práctica, esto puede ser un diente completo que se extiende 360º alrededor del eje 104, o puede ser un diente parcial que tiene sólo la sección externa requerida (tal como se muestra en la figura 8).

Se proporciona un motor 228 eléctrico, en el árbol de salida final del que está montado un piñón 230 que se engrana con el diente 226. Por tanto, cuando el motor 228 se activa, el piñón acciona el diente 226 y hace rotar el eje 204 en su orificio 206 en el brazo 200. Esto ajusta entonces la altura de la rueda 202. Tal como se muestra en las figuras 8, 9 y 10, la combinación del diente y el piñón proporciona un engranaje descendente adecuado de la salida del motor 228 para permitir la sensibilidad suficiente en el ajuste vertical de la posición de la rueda 202. Si se desea, y tal como se muestra en las figuras 8, 9 y 10, puede haber una caja 232 de cambios interpuesta entre el motor 228 y el piñón 230 para proporcionar engranaje descendente adicional y mayor sensibilidad. Naturalmente, la caja 232 de cambios puede incorporar el piñón 230 y al diente 226, o sustituirlos.

Naturalmente, se entenderá que pueden realizarse muchas variaciones a la realización descrita anteriormente sin apartarse del alcance de la presente invención.

Claims (14)

1. Carretilla de horquilla elevadora para mover una carga, que comprende un elemento (2, 3) de soporte de la carga para transportar la carga, en la que la carretilla comprende medios (15, 20, 120, 228) para ajustar el eje vertical del elemento de soporte de la carga para mantenerlo sustancialmente paralelo al eje de atracción gravitacional ejercida sobre la carga, controlando tanto la inclinación de la carretilla elevadora entre la distancia entre los ejes y la diferencia de elevación entre el eje delantero (6) y el trasero (7), cuando la carretilla se desplaza a lo largo de una superficie que tiene grados variables de lisura o desviación con respecto a la horizontal.

2. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 1, en la que el elemento de soporte de la carga comprende un chasis (3) que soporta las ruedas de la carretilla.

3. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 1 en la que el elemento de soporte de la carga comprende un conjunto de ruedas (1, 102, 202).

4. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende uno o más sensores (4, 5) para detectar diferencias de elevación entre las ruedas de la carretilla y uno o más medios (15, 20, 120, 228) de control para recibir señales desde el(los) sensor(es) y para ajustar automáticamente el eje vertical del elemento de soporte de la carga según las diferencias de elevación detectadas.

5. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 4, en la que los medios de control comprenden un sistema (8) de suspensión servoasistido activo para permitir que una rueda de la carretilla tenga un ajuste automático de la altura.

6. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 4, en la que los medios de control comprenden un sistema (8) de suspensión asistido hidráulicamente para permitir que una rueda de la carretilla tenga un ajuste automático de la altura.

7. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la que una pluralidad de ruedas (1, 102, 202) de la carretilla tiene capacidad de ajuste de la altura independiente.

8. Carretilla de horquilla elevadora según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una suspensión activa del chasis (3) que soporta las ruedas de la carretilla se complementa por una unidad de memoria en la que están prealmacenados los datos correspondientes a la varianza en la lisura de la superficie por la que va a desplazarse, ajustándose las señales procedentes de dicha unidad de memoria a la altura de cada rueda en uso según la varianza almacenada.

9. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 8, en la que los datos se almacenan inicialmente en un medio de almacenamiento de datos extraíble que puede insertarse en la unidad de memoria.

10. Carretilla de horquilla elevadora según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de soporte de la carga está montado sobre un eje (104, 204) no recto y la posición vertical del elemento de soporte de la carga está ajustado mediante la rotación del eje.

11. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 10, en la que el eje tiene una primera sección (108, 208) recta en la que se mantiene el elemento de soporte de la carga y una segunda sección (110, 210) recta mantenida sobre una parte de chasis de la carretilla, teniendo las dos secciones rectas ejes que son paralelos pero están desplazados.

12. Carretilla de horquilla elevadora según la reivindicación 11, en la que el desplazamiento está entre 1 y 10 mm.

13. Carretilla de horquilla elevadora según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en la que el eje tiene una palanca (118) que se proyecta transversalmente, para ayudar así a la rotación del eje.

14. Carretilla de horquilla elevadora según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en la que una rueda (226) dentada está montada sobre el eje, para ayudar así a la rotación del mismo.