DE10010011A1 - Flurförderzeug mit einer Stabilisierungseinrichtung zur Erhöhung der Standsicherheit - Google Patents

Flurförderzeug mit einer Stabilisierungseinrichtung zur Erhöhung der Standsicherheit

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Abstract

Ein Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichts-Gabelstapler, weist eine Stabilisierungseinrichtung zur Erhöhung der Standsicherheit gegen Umkippen auf. Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von zur Erfassung der Radlast ausgebildeten und jeweils einem Rad (1; 2; 3; 4) zugeordneten Radlastsensoren (R 1 , R 2 , R 3 , R 4) an eine Überwachungseinrichtung (5) angeschlossen, die steuernd und/oder regelnd in Wirkverbindung mit dem Lasthebesystem (7) und/oder dem Fahrantriebssystem (8) steht (Stelleinheiten für die Neigung eines Hubgerüstes (H) und/oder die Höhe der Last und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder die Bremsintensität und/oder den Lenkwinkel). Die Radlastsensoren (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ) sind bevorzugt an allen Rädern (1, 2, 3, 4) vorgesehen und jeweils in die Radlager integriert. Die Überwachungseinrichtung (5) weist eine Auswerteeinheit (6) auf, die zur Ermittlung der Querkippkräfte und/oder Längskippkräfte und/oder der Kippmomente und/oder der Last ausgebildet ist. An die Überwachungseinrichtung (5), die auch die Fahrgeschwindigkeit und den Lenkwinkel ermitteln kann, sind darüber hinaus Drehzahlsensoren (S U , S G ) zumindest der Räder einer Achse angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer Stabilisierungseinrichtung zur Erhöhung der Standsicherheit.
Bei unsachgemäßer und nicht bestimmungsgemäßer Verwendung von Flurförder­ zeugen, insbesondere Gegengewichts-Gabelstaplern kommt es immer wieder zum seitlichen Umstürzen des Fahrzeugs, wobei der Fahrer oft schwer oder tödlich verletzt wird. Gelegentlich kommt es auch vor, daß Flurförderzeuge nach vorne umkippen, z. B. bei angehobener Last und scharfem Abbremsen. Schließlich sind auch bereits Be­ triebszustände kritisch, in denen die hintere Achse, also die Lenkachse beim Abbrem­ sen abhebt. Es hat daher zu allen Zeiten Bestrebungen gegeben, die Standsicherheit von Flurförderzeugen zu erhöhen und/oder bei unsicheren Betriebszuständen Warn­ signale auszulösen.
So ist aus der EP 0 891 883 A1 ein gattungsgemäßes Flurförderzeug bekannt, bei dem der Belastungszustand mit Hilfe verschiedener Sensoren überwacht und in bestimmten Betriebszuständen zur Erhöhung der Standsicherheit die als Pendelachse ausgeführte, am hinteren Ende des Fahrzeugs angeordnete Lenkachse verriegelt wird (hydrauli­ scher Anschlag). Die Überwachung des Belastungszustands erfolgt durch einen die Höhe der Lastaufnahmevorrichtung erfassenden Lasthöhensensor, einen den hydrau­ lischen Druck der Hubzylinder erfassenden Lastsensor, einen die Neigung der Neige­ zylinder und damit des Hubgerüstes erfassenden Lastneigungssensor, einen den Ein­ schlag der gelenkten Räder erfassenden Lenkwinkelsensor und einen Fahrgeschwin­ digkeitssensor. Diese Konstruktion ist technisch recht aufwendig und vermag nicht in allen Betriebszuständen eine die Standsicherheit erhöhende Wirkung zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug der ein­ gangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen zur Erhöhung der Standsicher­ heit vorgesehene Stabilisierungseinrichtung einfach aufgebaut ist und eine Stabili­ sierung des Flurförderzeugs in möglichst allen Betriebssituationen erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Mehrzahl von zur Erfassung der Radlast ausgebildeten und jeweils einem Rad zugeordneten Radlast­ sensoren an eine Überwachungseinrichtung angeschlossen ist, die steuernd und/oder regelnd in Wirkverbindung mit dem Lasthebesystem und/oder dem Fahrantriebssystem steht. Dabei sind in den genannten Systemen auch die Betätigungsorgane einge­ schlossen.
Die Erfindung nutzt dabei die Tatsache aus, daß bei statischen und dynamischen Kipp­ belastungen des Flurförderzeugs, die in Kipprichtung befindlichen Räder höher und die auf der Gegenseite befindlichen Räder niedriger belastet werden. Beim Umkippen heben die der Kipprichtung entgegengesetzten Räder ab. Es reicht daher für die Er­ mittlung beispielsweise der Querkippkräfte eines Gegengewichts-Gabelstaplers bereits aus, die Radlasten der Vorderräder zu erfassen und miteinander zu vergleichen. Mit den gewonnenen Informationen kann dann steuernd und/oder regelnd in das Fahr­ antriebssystem des Flurförderzeugs und/oder das Lasthebesystem eingegriffen werden. Mit dem Begriff "Fahrantriebssystem" sind dabei alle Fahrzeugsysteme gemeint, die dem Antriebsstrang, den Bremsen und der Lenkung zugeordnet sind.
Die Überwachungseinrichtung steht zu diesem Zweck mit Stelleinheiten für die Neigung eines Hubgerüstes und/oder die Höhe der Last und/oder die Fahrzeug­ geschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder die Bremsintensität und/oder den Lenkwinkel in Wirkverbindung. Es ist darüber hinaus selbstverständlich auch möglich, weitere für die Fahr- und Standstabilität relevante Größen zu beeinflussen, z. B. die Lenkgeschwindigkeit.
Von besonderem Vorteil ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn an allen Rädern Radlastsensoren vorgesehen sind. In diesem Fall können nicht nur Querkipp­ kräfte sondern auch Längskippkräfte und Kippmomente ermittelt werden. Darüber hinaus erhält man als zusätzliche Information die Hublast als Summe der einzelnen Radlasten.
Sofern zumindest ein Rad auf jeder Seite der Vorderachse jeweils ein Radlager mit integriertem Radlastsensor aufweist, wird der Aufwand zur Erfassung der Radlasten minimiert, da keine speziellen Kraftaufnehmer erforderlich sind. Radlager mit integrier­ tem Radlastsensor sind als sogenannte "Load-Sensing-Lager" beispielsweise aus der EP 0 637 734 A1 bekannt. Es ist aber auch möglich, andere Sensoren zur Ermittlung der Radlast einzusetzen, z. B. Abstandssensoren zur Fahrbahn (bei zunehmender Radlast verringert sich der Abstand zur Fahrbahn), mit denen die Radlast indirekt gemessen wird.
Zweckmäßigerweise ist die Überwachungseinrichtung mit einer Auswerteeinheit aus­ gestattet, die zur Ermittlung der Querkippkräfte und/oder Längskippkräfte und/oder des Lastmoments und/oder der Last ausgebildet ist. Dabei wird beispielsweise aus der Differenz der Radlasten an der Vorderachse ein Signal für die Größe der Querkipp­ kräfte ermittelt. Die Differenz der Radlasten vorne zu hinten ergibt ein Maß für die Längskippkräfte. Im statischen Zustand stellt die letztgenannte Differenz ein Maß für die Momentenbelastung eines Gabelstaplers dar, d. h. für das durch die Last ausge­ übte Moment um die Vorderachse. Durch Vergleich der Summe der Radlasten bei unbeladenem und beladenem Fahrzeug jeweils im statischen Zustand kann das Gewicht der aufgenommenen Last ermittelt werden.
Sofern zumindest zwei Räder, vorzugsweise die Räder einer Achse, jeweils einen Drehzahlsensor aufweisen, kann mit Hilfe der im Rahmen der Überwachungs­ einrichtung vorgesehenen Auswerteeinheit mit nur geringem Aufwand sowohl die Fahrgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs als auch dessen Lenkradius bzw. der Radeinschlag des gelenkten Rades ermittelt werden.
In Abhängigkeit von den ermittelten Kippkräften kann dann die Fahrgeschwindigkeit oder der Radeinschlag begrenzt oder eine andere geeignete Maßnahme zur Stabili­ sierung ergriffen werden. Der Lenkradius des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs kann dabei aus der Differenz der Drehzahlen der Räder an den verschiedenen Seiten des Flurförderzeugs ermittelt werden.
Es erweist sich in diesem Zusammenhang als Vorteil, wenn der Drehzahlsensor jeweils in ein Radlager integriert ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Überwachungseinrich­ tung an eine Anzeigeeinheit für die Last und/oder das Lastmoment und/oder die Fahr­ geschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder den Wenderadius und/oder die Kipp­ kräfte angeschlossen. Auf diese Weise kann sich der Fahrer stets über den Betriebs­ zustand des Flurförderzeugs informieren und bereits in einem frühen Stadium einem gefährlichen Betriebszustand entgegenwirken oder sich zumindest darauf einstellen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gegengewichts-Gabelstaplers,
Fig. 2 eine Darstellung des Standdreiecks/Standvierecks und der Anordnung der Radlastsensoren,
Fig. 3 eine Ansicht des Gabelstaplers von vorne und
Fig. 4 einen Schaltplan der Stabilisierungseinrichtung.
Das erfindungsgemäße Flurförderzeug ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gegengewichts-Gabelstapler mit einem vorderen Hubgerüst H und einer Lastaufnah­ mevorrichtung L ausgebildet. An der Vorderachse ergibt sich eine Achskraft FV und an der Hinterachse eine Achskraft FH, wobei FV in der Regel deutlich größer ist als FH, sofern auf der Lastaufnahmevorrichtung L eine entsprechend schwere Last angeordnet ist.
Aus Fig. 2 sind das Standdreieck und das Standviereck ersichtlich. Das Standdreieck ergibt sich bei Gegengewichts-Gabelstaplern unabhängig davon, ob das Fahrzeug dreirädrig oder vierrädrig ausgebildet ist. Bei dreirädrigen Fahrzeugen kommt ein Dreh­ schemel als Hinterachse zum Einsatz, bei vierrädrigen Fahrzeugen wird eine Pendel­ achse verwendet (Der Ausdruck "dreirädrig" umfaßt auch Fahrzeuge mit Tandem­ rädern am Drehschemel). In allen Fällen ergibt sich mit den vorderen Aufstands­ punkten A und B an den Rädern 1 und 2 sowie der hinteren Achsaufhängung C der Pendelachse das Standdreieck A, B, C. In Querrichtung wird daher das Flurförderzeug zunächst um die Linie B-C bzw. A-C kippen. Wenn die Pendelachse an einer der Seite an einem Anschlag anliegt oder die Pendelung blockiert wird, verschiebt sich die Spitze C des Standdreiecks nach den Aufstandspunkten C3 bzw. C4 an den Rädern 3 bzw. 4. Für das weitere Kippen des Flurförderzeugs in Querrichtung ist dann die Linie B-C3 bzw. A-C4 maßgebend.
In Längsrichtung kann das Flurförderzeug nach vorne um die Achse A-B kippen, beispielsweise dann, wenn die Last sehr schwer ist und das Flurförderzeug stark abgebremst wird.
An jedem Rad 1, 2, 3, und 4 ist jeweils ein Radlastsensor R1, R2, R3, bzw. R4 ange­ ordnet, wobei diese bevorzugt jeweils im Radlager integriert (sogenannte "Load- Sensing-Lager"). Es können auch andere Arten von Sensoren, z. B. Abstandssensoren zur Fahrbahn, verwendet werden, um die Achskräfte zu ermitteln. Darüber hinaus weisen zumindest zwei Räder, vorzugsweise die Räder einer Achse, z. B. die Räder 1 und 2 oder die Räder 3 und 4, jeweils einen Drehzahlsensor SU bzw. SG auf, der ebenfalls in das Radlager integriert sein kann.
Die Radlastsensoren R1, R2, R3 und R4 sowie die Drehzahlsensoren SU und SG sind an eine Überwachungseinrichtung 5 angeschlossen, die eine Auswerteeinheit 6 enthält und ihrerseits an das Lastehebesystem 7 und das Fahrantriebssystem 8 (dieses enthält auch die Bremseinrichtung und die Lenkeinrichtung) des Flurförderzeugs angeschlossen ist.
Mit Hilfe der Auswerteeinheit 6 werden die Querkippkräfte und/oder Längskippkräfte und/oder des Lastmoments und/oder die Last ermittelt. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß bei statischen und dynamischen Kippbelastungen des Flurförder­ zeugs, die in Kipprichtung befindlichen Räder höher und die auf der Gegenseite befind­ lichen Räder niedriger belastet werden. Beim Umkippen heben die der Kipprichtung entgegengesetzten Räder ab. Es reicht daher für die Ermittlung beispielsweise der Querkippkräfte des Gegengewichts-Gabelstaplers bereits aus, die Radlasten FV1 und FV2 der Vorderräder 1 und 2 zu erfassen und miteinander zu vergleichen (siehe Fig. 3). Aus der Differenz der Radlasten FV1 und FV2 wird dann ein Signal für die Größe der Querkippkräfte ermittelt. Die Differenz der Radlasten vorne zu hinten ergibt ein Maß für die Längskippkräfte. Im statischen Zustand stellt die letztgenannte Differenz ein Maß für die Momentenbelastung eines Gabelstaplers dar, d. h. für das durch die Last aus­ geübte Moment um die Achse A-B. Durch Vergleich der Summe der Radlasten bei unbeladenem und beladenem Fahrzeug jeweils im statischen Zustand kann das Gewicht der aufgenommenen Last ermittelt werden. Darüber hinaus kann von der Auswerteeinheit 6 sowohl die Fahrgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Flurförder­ zeugs als auch dessen Lenkradius bzw. der Radeinschlag des gelenkten Rades ermittelt werden. Der Lenkradius des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs wird dabei aus der Differenz der Drehzahlen zweier Räder, vorzugsweise der Räder einer Achse ermittelt.
Aufgrund der von der Auswerteeinheit 6 ermittelten Zustandsdaten des Flurförderzeugs kann die Überwachungseinrichtung 5 steuernd und/oder regelnd auf die Stelleinheiten (ggf. auch zusätzlich oder alternativ auf die Betätigungsorgane bzw. Steuereinheiten) für die Neigung des Hubgerüstes H und/oder die Höhe der Last und/oder die Fahr­ zeuggeschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder die Bremsintensität und/oder den Lenkwinkel einwirken. So kann beispielsweise in Abhängigkeit von den ermittelten Kippkräften die Fahrgeschwindigkeit oder der Radeinschlag begrenzt oder eine andere geeignete Maßnahme zur Stabilisierung ergriffen werden.
Die Überwachungseinrichtung 5 kann darüber hinaus an eine in den Figuren nicht dargestellte Anzeigeeinheit für die Last und/oder das Lastmoment und/oder die Fahrgeschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder den Wenderadius und/oder die Kippkräfte angeschlossen sein. Auf diese Weise kann sich der Fahrer stets über den Betriebszustand des Flurförderzeugs informieren und bereits in einem frühen Stadium einem gefährlichen Betriebszustand entgegenwirken oder sich zumindest darauf einstellen.

Claims (9)

1. Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichts-Gabelstapler, mit einer Stabili­ sierungseinrichtung zur Erhöhung der Standsicherheit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von zur Erfassung der Radlast ausgebildeten und jeweils einem Rad (1; 2; 3; 4) zugeordneten Radlastsensoren (R1, R2, R3, R4) an eine Überwachungseinrichtung (5) angeschlossen ist, die steuernd und/oder regelnd in Wirkverbindung mit dem Lasthebesystem (7) und/oder dem Fahrantriebsystem steht.
2. Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Über­ wachungseinrichtung in Wirkverbindung mit Stelleinheiten für die Neigung eines Hubgerüstes (H) und/oder die Höhe der Last und/oder die Fahrzeuggeschwindig­ keit oder -beschleunigung und/oder die Bremsintensität und/oder den Lenkwinkel steht.
3. Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Rädern (1, 2, 3, 4) Radlastsensoren (R1, R2, R3, R4) vorgesehen sind.
4. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rad (1; 2) auf jeder Seite der Vorderachse jeweils ein Radlager mit integriertem Radlastsensor (R1; R2) aufweist.
5. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (5) eine Auswerteeinheit (6) aufweist, die zur Er­ mittlung der Querkippkräfte und/oder Längskippkräfte und/oder der Kippmomente und/oder der Last ausgebildet ist.
6. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Räder, vorzugsweise die Räder (1, 2; 3, 4) einer Achse, jeweils einen Drehzahlsensor (SU, SG) aufweisen, der an die Überwachungseinheit (5) angeschlossen ist.
7. Flurförderzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahl­ sensor (SU; SG) jeweils in ein Radlager integriert ist.
8. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (5) eine Auswerteeinheit (6) aufweist, die zur Ermitt­ lung Fahrgeschwindigkeit ausgebildet ist.
9. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (5) an eine Anzeigeeinheit für die Last und/oder das Lastmoment und/oder die Fahrgeschwindigkeit oder -beschleunigung und/oder den Wenderadius und/oder die Kippkräfte angeschlossen ist.
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