CN116940518A - 叉齿和物流车辆 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种叉齿(1)，所述叉齿用于优选自动化的物流车辆(2)，所述叉齿包括至少一个叉背(3)、叉弯部(4)和叉片(5)，其中，在叉背(3)处布置有固定元件(6)用于固定到物流车辆(2)处。为了形成中空空间(9)，叉片(5)由盖层(10)和背层(11)形成，所述盖层和所述背层经由固定器件(12)、尤其是螺纹件(12a)相互连接、尤其是螺纹连接。

Description

叉齿和物流车辆

技术领域

本发明涉及如在权利要求1和13中所描述的叉齿(或称为叉杆，即Gabelzinke)和用于该叉齿的物流车辆。

背景技术

通常，叉齿由实心材料形成，其中，叉背、叉弯部(Gabelknie)和叉片由块锻造而成。在叉背处固定有固定器件、尤其是扣眼和锄状部(Hacke)，所述固定器件优选被焊接在叉背处。这种由实心材料构成的叉齿具有大的缺点，即这些叉齿具有非常高的重量，由此需要相应大尺寸的物流车辆，从而使该物流车辆不翻倒。

此外，由EP0739854A1已知一种叉齿，在该叉齿中，叉齿的至少一部分、尤其是叉背、叉弯部或叉片由多个单个的邻接的层构成。多个层相互焊接，以便形成叉齿的形状。在此不利的是，由于因焊接过程引起的高的热作用，可能发生变形。

EP0739854A1提出，提供一种由多个层形成的叉齿，该叉齿以低的能量耗费并且在使用通用工具的情况下即使以最小批量也可成本适宜地制造为带有各种不同的形状和尺寸。在此，可容易制造的盘被制造作为叉的部件，其通过固定元件、如螺纹件、铆钉或销钉或通过粘接或焊接而不可移动地相互连接。因此，由大量单个盘制成的叉具有与例如由实心材料构成的、以锻造方法制造的叉相类似的重量。

此外，在DE102019102846A1中描述了一种叉齿、尤其是用于地面输送工具的叉齿，所述叉齿固定或能固定在由提升装置引导的承载部上。由叉背和叉弯部构造成的负重接纳器件由至少两个分别相对彼此具有间距的盘或型材形成，这些盘或型材一方面与承载部连接，并且另一方面被至少由至少一个纵向中空型材构成的叉片的区域包围，其中，纵向中空型材与盘固定连接。

此外，由EP3659961A1已知一种用于工业车辆、如叉车的叉齿(尤其是叉片)，以及一种用于制造该叉齿的方法。该叉齿包括细长的主体区段、叉尖和叉端部，它们相互连接、尤其是焊接用于形成叉、尤其是叉片。细长的主体区段能以任意长度构造并且可以具有多个中空腔室。

由DE4315891C1已知一种用于堆垛车辆的叉齿，所述叉齿大致L形地构造。为了制造这种使得在生产设备中能够以低成本进行快速、成本适宜且精确的生产的叉，提出：叉片和叉背由型材或杆区段组成，其中，在叉片中焊接有加强部，并且在叉片的端部处焊接有由锻造部件构成的叉尖。

在前面描述的现有技术中不利的是，叉齿的制造非常耗费，并且在焊接各个部件时的高的热作用可导致形变，该形变通常会导致叉齿无法再使用。另一个缺点在于，制造、尤其是部件的焊接只能由经过适当培训的专业人士、尤其是焊工来执行，这使制造成本上升。

迅速增长的自动化物流车辆市场、尤其是自走式叉车市场正在改变对到目前为止常见的非常重的叉齿的要求。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种叉齿和一种用于该叉齿的物流车辆，一方面利用其可以避免上述缺点，并且另一方面能以低的能量耗费和在形状和尺寸方面的最大可能的灵活性以最小的批量制造所述叉齿。

所述任务通过本发明来解决。

所述叉齿的特征在于，为了形成中空空间，所述叉片由盖层和背层形成，所述盖层和所述背层经由固定器件、尤其是螺纹件相互连接、尤其是螺纹连接。

由此有利的是，因此可实现简单且成本适宜的制造，其中各个元件被简单地相互螺纹连接，对此不需要专业人员、如焊工。此外，尤其是在平衡配重式叉车的情况下，在车辆技术的能量平衡意义下对叉齿存在以下要求：实施成尽可能轻，并且在此也为各种传感装置提供空间。特别是，为了可用面积的最优充分利用，生产设施越来越密集要求翻倒点以上的重量保持必须尽可能轻，以便能够在同时大的可用负重的情况下使用尽可能小的平衡配重式叉车。

同时，由于所应用或所使用的固定器件或加强元件可对叉齿的承载负重产生影响，即由于更多或更少的固定器件或加强元件实现更高或更低的承载负重。因此，可实现与要提升的负重的适配，这对制造成本和叉齿的重量产生影响。

此外可以确保带有保持不变高质量的标准化的制造工艺，因为可以使用适当的转矩工具以用于固定螺纹连接结构，该转矩工具以限定的转矩对每个固定器件进行旋拧。

模块化结构形式的另一个显著优点在于，盖层和背层优选由薄壁的直的且优选以冷弯方法改型成型的板材制成，从而可实现对叉齿的简单形状适配。因此，客户期望可以快速且容易地实现。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，所述叉背同样由盖层和背层形成，所述盖层和所述背层经由固定器件、尤其是螺纹件相互连接、尤其是螺纹连接。由此又在两个元件之间提供中空空间，由此在高的承载负重的情况下实现显著的减重，并且此外为集成到叉齿中的电子装置、尤其是传感器保留了足够的空间。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，所述盖层由U形的磨去棱角的板材形成，并且背层由平坦面状的板材形成。由此实现，为了制造叉齿，仅须在一个部件或元件(即盖层)处应用弯曲方法、尤其是冷弯方法，由此节省了制造成本和制造时间。在此，当然也可以制造一种反过来的结构、即平坦面状的盖层和U形的背层，其中，在此已被证明为有利的是，平坦面状的部分不是定位在背层的磨去棱角的侧面部件之间，而是所述平坦面状的部分安置在侧面部件的端面上。

如下构造方案同样是有利的，在该构造方案中，所述盖层和所述背层由U形的磨去棱角的板、尤其是钢板形成。在此可行的是，两个U形的部件之中的一个部件如此构造，使得该部件可以布置在另外的元件的磨去棱角的侧面部件之间，或者盖层和背层通过侧面部件的端棱边接合在一起，由此需要较小的棱边长度，这提高了刚性。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，在所述盖层和所述背层之间的中空空间中布置有加强元件。由此，能以小的耗费和特别是小的重量增加来提高叉齿的承载力或承载负重。此外，通过改变在盖层和背层之间的距离高度或间距高度或者通过改变板材厚度可以提高或减小承载负重。这种结构通过叉齿的这种模块化结构形式而变得可行，因为在将两个元件、即盖层和背层螺纹连接在一起之前，可以首先将加强元件相应地定位、例如定位在背层上，并且然后将盖层放到加强元件之上并且进行螺纹连接。

如下结构是有利的，在该结构中，所述加强元件接纳固定器件。由此一方面实现了：使中空空间仅略微缩小，从而对于传感装置或电子装置仍有足够的空间，并且另一方面可以减小固定器件、尤其是螺纹件的尺寸，因为力作用到加强器件上并且不再作用到固定器件上，固定器件仅具有以下任务：将两个部件、尤其是盖层和背层相对于彼此保持就位。

但如下构造方案也是有利的，在该构造方案中，所述叉背和所述叉片的盖层具有用于接纳固定器件、尤其是螺纹件头部的凹陷部，以用于形成平坦的面。由此实现了：没有干扰性的固定器件伸出于盖层的表面，从而在定位叉齿时，该叉齿可以简单地被推入到载重承载部或托盘、尤其是欧式托盘中。因此在接纳负重或托盘时盖层不被挂住，因为表面平坦地实施。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，所述叉背和所述叉片的盖层具有另外的孔，以用于固定附加的辅助器件。由此例如可实现，一些或所有孔设有螺纹，从而可以将相应的辅助器件、如具有螺纹元件的扣眼或环拧入。由此也可以容易地将叉齿固定在物流车辆处。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，所述叉弯部与中空空间相对应地构造并且能够推入到所述叉背和所述叉片的中空空间的部分区域上。由此实现了：叉弯部可以在限定的长度上被推入到中空空间中，并且可以与盖层和背层连接，从而可以形成L形的叉齿以用于在物流车辆或叉车中使用。因此也可行的是，例如叉片后来可以容易地更换，其方式为，脱开用于将叉片与叉弯部连接的固定器件，将叉片从叉弯部处牵拉，并且将另外的叉片、例如带有更短叉长的叉片安放上并且进行螺纹连接。

在此设置成，将用于叉弯部的固定孔的布置标准化。在此可行的是，用于叉背和叉片的固定孔的布置可以相同地或不同地实施。

为了能够将叉弯部固定在叉片和/或叉背处，叉弯部可以具有用于接纳固定器件的孔。这些孔对应地构造在叉片和叉背的盖层和背层处，从而这些部件可以连接成一个单元。在这种情况下，提供带有小的重量的L形叉齿，所述叉齿可以取代现有技术中的重叉齿，而同时承载负重几乎保持不变。如上文已经提到的，通过模块化结构可实现：简单且成本适宜地制造针对不同承载负重的各种不同叉齿。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，所述叉弯部具有用于将所述叉片向上翻折起来的铰接部，其中，该铰接部优选能液压或电操控。由此可实现：在不需要叉齿的情况下，可以将叉片向上翻折起来，从而实现物流车辆的节省空间的运动。

如下构造方案是有利的，在该构造方案中，在所述叉片和所述叉背的中空空间中布置有传感器、线路和电子控制单元，所述传感器、线路和电子控制单元优选能经由所述叉背处的连接插头与物流车辆连接。由此，叉片可以与当今的要求、尤其是与工业4.0的规定相适配或被装备和扩展。后来的扩展在此同样是可行的，因为此处仅须对特定的部件进行机械后加工或更换。

此外，本发明的任务通过一种物流车辆、尤其是自走式物流车辆解决，该物流车辆包括至少一个基础车辆，所述基础车辆具有提升装置用于将负重优选地运输到载重承载部或托盘上、尤其是欧式托盘上，其中，在所述提升装置处固定有根据权利要求1至13中任一项所述的叉齿。

附图说明

本发明依据附图中所示的实施例进行更详细的解释，其中，本发明不限于这些实施例。

其中：

图1以简化的示意图示出用于物流车辆或叉车的叉齿的示意图；

图2以简化的示意图示出叉齿的侧视图；

图3以简化的示意图叉齿的剖视图；

图4以简化的示意图示出穿过叉片的剖视图；

图5剖切地且以简化的示意图示出叉齿的结构的另一个实施例；

图6剖切地且以简化的示意图示出叉齿的结构的另一个实施例；

图7以简化的示意图示出物流车辆的一个实施例，该物流车辆带有安装在该物流车辆处的叉齿。

具体实施方式

作为引入内容应规定，在不同实施方式中，相同的部件设有相同的附图标记或相同的部件名称，其中，整个说明书中包含的公开内容可以按照意义转用于具有相同附图标记或相同部件名称的相同部件。在说明书中选择的位置说明、如上、下、侧向等也涉及所描述的附图并且在位置改变的情况下可以按照意义转用于新的位置。来自所示和所描述的实施例的单个特征或特征组合也可以构成自身独立的创造性解决方案。

在图1至图7中示出叉齿1和在物流车辆2处的应用示例。

这种叉齿1通常具有L形的设计方案并且划分为三个不同的区域，即叉背3、叉弯部4和叉片5。在此，叉背3用于固定在物流车辆或叉车处，从而设置相应的固定元件6。在叉片处接纳要运输的负重7，以便随后由物流车辆2或叉车输送到限定的搁放地点，所述负重优选定位在托盘8上、尤其是定位在欧式托盘8上。

因此重要的是，这种叉齿1在自身重量和承载负重之间具有最佳比例，以便一方面能够使用尺寸较小的物流车辆2，并且另一方面能够输送较高的负重7。因此实现了更小的空间需求(尤其是回转圆)和改善的能量效率。

根据本发明为此设置成，至少叉片5模块化构造，其中，叉片5由盖层10和背层11形成，以用于形成中空空间9，所述盖层和背层经由固定器件12、尤其是螺纹件12a相互连接、尤其是螺纹连接。优选地，为了进一步减重，叉背3同样模块化地由盖层10和背层构建，所述盖层和背层经由固定器件12、尤其是螺纹件12a相互连接或螺纹连接。

在此，叉背3和叉片5由薄壁的直的且优选以冷弯方法改型成型的板材制成，其中，在竖直的叉片5中并且在水平的叉背中布置有一个或多个加强元件13、尤其是金属间隔件，所述加强元件也可以由金属合金构成。优选地，加强元件具有孔，固定器件12、尤其是螺纹件12a伸延穿过该孔。

因此，在叉片5中并且在叉背3中形成中空空间9，该中空空间大大有助于叉齿1的减重并且为电子装置和/或传感装置14以及线缆提供空间。在这种情况下，在叉齿1中带有牵拉区和压缩区以及中性纤维的应力走向得到充分利用。此外，通过紧凑的叉弯部4进一步有利于挠度与出现的应力之比。在此，紧凑的叉弯部4优选由高强度的调质铸造件(包括后续的机械加工)制成或者也可以由经切割的轧制钢部件(包括机械后加工)制成。在此，可以使用等离子体、激光或水射流工艺作为切割工艺。备选地，叉弯部也可以由迄今已知的和常见的制造可行方案制造，并且接着经由固定器件12、尤其是螺纹连接结构而与叉背和叉片相互连接。这意味着，用于叉片5和叉背3的单个板材、即盖层10和背层11经由固定器件12与叉弯部4相互连接，为此事先在叉弯部4处制造相应的孔。但是如下制造方法也是可行的，在该制造方法中，首先在使用加强元件的情况下将盖层10和背层11相互稍微螺纹连接，并且接着将叉弯部***到中空空间9中并且借助固定器件12螺纹连接，接着以预先设定的转矩将所有的固定器件12拧紧。

优选地，加强元件13、尤其是布置在该加强元件中的孔配备有螺纹，从而固定器件12、尤其是螺纹件12a可以直接与加强元件13螺纹连接，如这从图3中可看到的。由此，可简单实现：例如经由固定器件12将加强元件13与背层11连接，接着然后仅还必须将盖层10放上并且经由固定器件12将该盖层与加强元件13螺纹连接。为此，盖层10以及背层都具有所谓的沉孔，固定器件12的头部、尤其是螺纹件头部被接纳到这些沉孔中，从而没有干扰性的部件伸出于盖层10或背层11的表面。同样可行的是，在叉弯部4中的孔中根据固定器件12而设置相对应的螺纹，从而实现将盖层10和背层11彼此独立地直接固定在叉弯部4处。

在确定叉齿1的尺寸时可行的是，可以针对相应局部出现的最大应力幅度设计叉弯部4、叉片5和叉背3并且因此允许使用针对相应的承载负重优化的不同板材材料和材料厚度，而在此不考虑材料的可焊接性，即盖层10和背层11以及叉弯部4由不同的材料形成，其中，在此可以使用不必是可焊接的材料组成，因为叉齿1构建成完全没有焊接连接。

有利的是，在承受磨损负荷的应用中，叉片5、尤其是叉片5的盖层10由磨损不敏感的板材形成。在此可行的是，单个部件、尤其是磨损部件在维修情况下可以容易地且成本适宜地更换。通过完全省去焊缝，所有的连接都实施为螺纹连接，由此可以使用任意材料组合。由此一方面节省耗费的制造步骤，而另一方面由此实现没有引入附加的热量，从而在叉材料处不会发生组织结构变化，并且不需要后来的热处理。由于省去焊缝另一个大的优点在于，不会再发生热技术形变，并且因此可以取消对叉齿1的后来校正。

原则上即叉片5和/或叉背3如此构建，使得至少一个元件、尤其是盖层10实施成U形的，其中，侧面部件15经由弯曲方法制造，如这可更好地从图4中看到的那样。由此可看出的是，背层11接纳在侧面部件15之间，其中，中空空间9在盖层10和背层之间形成。当然可行的是，背层安置在侧面部件15的端面处，由此又形成中空空间9。

为了提高叉齿5和/或叉背3的承载负重，在盖层10和背层11之间布置加强元件13，从而当负重作用于盖层10时，该盖层不会朝着背层11的方向受压、尤其是变形。加强元件13优选设有孔，该孔如此构造，使得固定器件12可以接纳在其中，即固定器件12延伸穿过加强元件13，由此实现节省空间的布置，从而为中空空间9中的电子装置和/或传感装置14保留足够的空间。使用加强元件13具有以下优点：所述加强元件如此分布布置在盖层10或背层11的面上，以便在叉齿1重量最小的情况下达到尽可能高的承载负重。

当然其他模块化结构形式也是可行的，在该另外的模块化结构形式中叉片5和/或叉背3的盖层10和背层11具有U形构造，如这在图5和6所示的那样。对此，在图5中这两个元件、即盖层10和背层11如此构造，使得一部分、优选是背层11被放入在盖层10的侧面部件15之间，并且为了提高承载负重再次使用带有在中心伸延的固定器件12的加强元件13。在这种情况下也可行的是，盖层10和背层11也经由基于弯曲方法制造的侧面部件15通过固定器件12相互连接、尤其是螺纹连接。

与此相对，在图6中的构造方案中，盖层10和背层11构造成在其宽度方面相同，从而盖层10和背层11的侧面部件15的端面处于彼此之上，其中，优选在中空空间9中再次使用带有在其中伸延的固定器件12的加强元件13，以便提高承载负重。

此外，在图7中示出叉齿1在物流车辆2处的应用示例，然而该应用示例仅示意性地示出，因为所有市场上可用的物流车辆2和/或叉车都可以被使用于根据本发明的叉齿1。

在此可看到的是，在叉背3处、尤其是在叉背3的背层11处布置有一个或多个固定元件6。在这种情况下，这些固定元件6可以被放入到背层11中的为此设置的孔中，对此为此优选设置带有螺纹的孔，从而可拧入固定元件、例如锄状部或扣眼。为了完整性起见提到，当然可以使用和固定现有技术中各种不同的***以用于将叉齿1固定在物流车辆2处，其中，为此设置相应的固定点或孔亦或适配器板。

通过叉齿1的特殊的模块化结构，从现在起可以容易地在叉背3中以及在叉片5中布置电子装置和/或传感器14，为此可以将线缆束16铺设在中空空间9中。对于传感器14，可以在盖层10和/或背层11中设置相应的凹部。在此，例如重量传感器可以布置在叉片5的盖层10中，所述重量传感器测定承载负重并将其例如存储在物流车辆2中的电子装置或控制单元17中的数据库中，从而随时可以生成关于被输送的负重7的分析。

为了完整性起见提到，叉弯部4可以具有铰接部(未示出)，由此当叉片不必输送正好一个负重7时，可以将叉片5向上翻折起来。此外由于水平和竖直区域借助板材实现，因此也能够成本适宜地一同制造接片，该接片可以用作为用于叉齿1的提升和安装辅助器件。此外可行的是，紧凑的叉弯部主要由过程受监测的且抗疲劳的调质钢铸造件制成，从而通过制造方法可以制造带有相关的线缆穿通引导部和排出部的应力优化的几何结构。由于将叉弯部作为自身的部件来制造，另一个优点在于，所有其他部件不再受到热应力，这如像现有技术中的锻造或镦锻方法的情况那样。此外要提到的是，在所示出的模块化叉片3处在用于经固定的叉弯部4的相对而置的侧面上可以固定有叉尖18或其他端部件。

即可以说，根据本发明的叉齿1如此构建，使得紧凑的叉弯部4(该叉弯部主要由高强度的调质铸造件(包括后续的机械加工)构成或者也由经(等离子、激光或水射流)切割的轧制钢部件构成(包括机械后加工)经由螺纹连接结构12与叉背3和叉片4相互连接，从而完全可以在没有焊缝的情况下进行制造。当然，不能经由螺纹连接结构12固定的附加的辅助器件19，如扣眼、接片等也可以焊接到叉齿1处。

此外提到，并不是在盖层10和/或背层11的所有孔中都布置有固定器件12，而是视所需的承载负重而定布置相应的加强元件13，盖层10和背层11与所述加强元件螺纹连接。因此，可以为具有不同承载负重的各种不同的叉齿1提供标准化的剪裁或标准化的制造。

此外，在图7中示出根据本发明的叉齿1的一个应用示例，在该叉齿中示出基础车辆20，该基础车辆带有提升装置21，用于运输优选在负重承载部或托盘、尤其是欧式托盘8上的负重7，其中，根据本发明的叉齿1如先前所描述的那样安装在提升装置21处。

为有序起见，要指出的是，本发明不限于所示的实施变型，而是也可以包含其他构造方案。尤其是，各实施变型或各实施变型的单个特征也可以相互组合。

Claims (13)

1.一种叉齿(1)，所述叉齿用于优选自动化的物流车辆(2)，所述叉齿包括至少一个叉背(3)、叉弯部(4)和叉片(5)，其中，在所述叉背(3)处布置有固定元件(6)用于固定到物流车辆(2)处，其特征在于，为了形成中空空间(9)，所述叉片(5)由盖层(10)和背层(11)形成，所述盖层和所述背层经由固定器件(12)、尤其是螺纹件(12a)相互连接、尤其是螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉背(3)同样由盖层(10)和背层(11)形成，所述盖层和所述背层经由固定器件(12)、尤其是螺纹件(12a)相互连接、尤其是螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的叉齿(1)，其特征在于，所述盖层(10)由U形的磨去棱角的板材形成，并且背层(11)由平坦面状的板材形成。

4.根据权利要求1或2所述的叉齿(1)，其特征在于，所述盖层(10)和所述背层(11)由U形的磨去棱角的板、尤其是钢板形成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，在所述盖层(10)和所述背层(11)之间的中空空间(9)中布置有加强元件(13)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述加强元件(13)接纳固定器件(12)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉背(3)和所述叉片(5)的盖层(10)具有用于接纳所述固定器件(12)、尤其是螺纹件头部的凹陷部，以用于形成平坦的面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉背(3)和所述叉片(5)的盖层(10)具有另外的孔，以用于固定附加的辅助器件(18)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉弯部(4)与中空空间(9)相对应地构造并且能够推入到所述叉背(3)和所述叉片(5)的中空空间(9)的部分区域上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉弯部(4)具有用于接纳所述固定器件(12)的孔。

11.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，所述叉弯部(4)具有用于将所述叉片(5)向上翻折起来的铰接部，其中，所述铰接部优选能液压或电操控。

12.根据前述权利要求中任一项所述的叉齿(1)，其特征在于，在所述叉片(5)和所述叉背(3)的中空空间(9)中布置有传感器(14)、线路(16)和电子控制单元(17)，所述传感器、线路和电子控制单元优选能经由所述叉背(3)处的连接插头与物流车辆(2)连接。

13.一种物流车辆(2)，所述物流车辆包括至少一个基础车辆(20)，所述基础车辆具有提升装置(21)用于将负重(7)优选地运输到载重承载部(8)或托盘(8)上、尤其是欧式托盘(8)上，其特征在于，在所述提升装置(21)处固定有根据权利要求1至12中任一项所述的叉齿(1)。