DE102021100195B4

DE102021100195B4 - Bremssystem für ein Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102021100195B4
Application number: DE102021100195.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Schwingshandl; Christoph ZEIDLER
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2021-01-08
Filing date: 2021-01-08
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2041-01-09
Also published as: DE102021100195A1

Abstract

Bremssystem für ein Flurförderzeug (1) mit einem Aktuator (23) zur Ausübung einer Betriebsbremsfunktionalität, einem Kraftspeicher (21), insbesondere Federspeicher, zur Ausübung einer Sicherheitsbremsfunktionalität, einem Feststeller (22) zur Arretierung des Kraftspeichers (21) in seiner gespannten Stellung und einem Bremspaket (13), wobei zur Ausübung einer Bremsfunktionalität der Bremsaktuator (23) oder der Kraftspeicher (21) in einer ersten Richtung (R1) zur Betätigung des Bremspaketes (13) eine Bewegung ausführen und in einer zweiten Richtung (R2) zur Reduzierung des Bremsmomentes eine Bewegung ausführen.Um ein Bremssystem zu schaffen, das äußerst flexibel einsetzbar und zudem günstig ist, ist vorgesehen, dass zum Verbringen des Kraftspeichers (21) aus der entspannten Stellung in die gespannte Stellung der Kraftspeicher (21) und der Bremsaktuator (23) mittels einer durch den Bremsaktuator (23) in der zweiten Richtung (R1) ausgeführten Bewegung koppelbar sind, insbesondere mechanisch. Zudem ist vorgesehen, dass der Bremsaktuator (23) elektromechanisch ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Flurförderzeug entsprechend dem Anspruch 1.
Elektrisch betriebene Flurförderzeuge verfügen in der Regel über ein generatorisches Betriebsbremssystem das die Rückgewinnung von Bewegungsenergie in elektrische Energie ermöglicht. Da dieses nicht immer ausreicht oder in bestimmten Situationen gar nicht zur Verfügung steht, ist fast immer ein zusätzliches mechanisches Betriebsbremssystem vorhanden. Zu diesem Zweck wird ein zwischen dem Motor und den Rädern des Fahrzeuges angeordnetes Bremspaket mittels eines mechanischen oder hydraulischen Aktuators, der das Bremspedal mit dem Bremspaket verbindet, angesteuert. Das führt dazu, dass der Fahrer, abhängig von dem zur Verfügung stehenden generatorischen Bremsmoments, mehr oder weniger mechanisch zubremsen muss. Das Bremssystem verhält sich aus Sicht des Fahrers also nicht immer gleich, was zum einen aus Sicherheitsgründen problematisch und bezüglich des Zieles eines optimalen Fahrverhaltens nachteilig ist. Da die Aufmerksamkeit des Fahrers aus diesem Grund mitunter verstärkt darauf gerichtet ist, das Bremsmoment des Fahrzeuges korrekt einzustellen, kann er sich nicht auf andere Aufgaben konzentrieren, was ein effizientes Arbeiten erschwert. Es sind also für die Ausübung der Bremsfunktionalität am Flurförderzeug eine Vielzahl von elektrischen, hydraulischen und mechanischen Komponenten notwendig, die das Bremssystem aufwendig und damit kostspielig machen. Bekannte Bremssysteme von Flurförderzeugen mit mechanischer oder hydraulischer Ansteuerung von Feststell- oder Betriebsbremsfunktionalität sind teuer und unflexibel und erschweren es dem Fahrer das Bremsmoment präzise einzustellen
Ein Beispiel für ein entsprechendes hydraulisch-mechanisches Bremssystem ist aus der DE 10 2006 010 677 A1 bekannt geworden. Hier erfolgt die Ansteuerung des Bremspaketes als Betriebsbremse mittels eines von einem Bremspedal angesteuerten hydraulischen Aktuators. Zusätzlich ist ein Federspeicher vorgesehen, der mittels eines Feststellers in einer gelösten Position fixiert und mittels eines weiteren Aktuators aus der betätigten in die gelöste Stellung verbracht werden kann. Der weitere Aktuator kann ebenfalls als hydraulischer oder auch als mechanischer Aktuator ausgebildet sein. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass ein hydraulisches System für den Betrieb der Bremse vorgehalten werden muss. Zudem sind zwei separate Aktuatoren notwendig.
EP 0 897 846 A2 offenbart ein Bremssystem mit einem Bremspedal und einem Kraftspeicher, wobei der Kraftspeicher zur Aktivierung einer Parkbremsfunktionalität verwendet wird. Es ist vorgesehen, dass der Kraftspeicher mittels eines Bremspedals in einen gespannten Zustand überführt und dort arretiert werden kann. Nachteilig an diesem Bremssystem ist, dass zum Lösen des Kraftspeichers zunächst das Bremspedal betätigt werden muss, was eine Verzögerung beim Starten des Flurförderzeugs bedeutet. Zudem ist dieses Bremssystem als mechanisches oder mechanisch-hydraulisches Bremssystem ausgeführt, was den Anwendungsbereich auf leichte Fahrzeuge reduziert oder das System im Fall des mechanisch-hydraulischen Systems aufwendig und teuer macht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Bremssystem zu schaffen, das äußerst flexibel einsetzbar und zudem günstig ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Somit ist ein Bremssystem für ein Flurförderzeug vorgesehen mit einem elektromechanischen Aktuator zur Ausübung einer Betriebsbremsfunktionalität, einem Kraftspeicher, insbesondere Federspeicher, zur Ausübung einer Sicherheitsbremsfunktionalität, einem Feststeller zur Arretierung des Kraftspeichers in seiner gespannten Stellung und einem Bremspaket, wobei zur Ausübung einer Bremsfunktionalität der elektromechanische Bremsaktuator oder der Kraftspeicher in einer ersten Richtung zur Betätigung des Bremspaketes eine Bewegung ausführen und in einer zweiten Richtung zur Reduzierung des Bremsmomentes eine Bewegung ausführen und wobei zum Verbringen des Kraftspeichers aus der entspannten Stellung in die gespannte Stellung der Kraftspeicher und der elektromechanische Bremsaktuator mittels einer durch den elektromechanischen Bremsaktuator in der zweiten Richtung ausgeführten Bewegung koppelbar sind, insbesondere mechanisch. Die erste Richtung kann der zweiten Richtung insbesondere entgegengerichtet sein.
Auf diese Weise wird ein möglichst einfaches Bremssystem mit bevorzugt elektrischen und mechanischen Komponenten geschaffen, welches jedoch durch die elektromechanische Ansteuerung der Betriebsbremse in der Anwendung nicht auf leichte Fahrzeuge beschränkt ist. Hydraulische Komponenten sind weder für die Betriebsbremse noch für die Sicherheitsbremse notwendig, so dass das Bremssystem sehr günstig und flexibel ausgelegt ist. Das Lösen der Sicherheitsbremse also des Kraftspeichers mittels des Aktuators der Betriebsbremse reduziert die Kosten zusätzlich, da auf die Verwendung eines zusätzlichen Aktuators verzichtet werden kann bzw. erhöht die Nutzerfreundlichkeit, da die Sicherheitsbremse nicht umständlich durch die Betätigung eines Bremspedals manuell gelüftet werden muss.
Überdies kann durch die Verwendung eines elektromechanischen Aktuators eine Ansteuerung rein elektrisch erfolgen. Dies ermöglicht es, zum einen die Anordnung von Bremsaktuator und Bremspedal zu trennen und die Bremssignale über günstige elektronische Signalleitungen zu übertragen statt ein aufwendiges Hydrauliksystem zu verwenden, zum anderen bei zu geringer generatorischer Bremsleistung, die mechanische Bremsleistung automatisch zusätzlich aufzubringen, ohne, dass der Fahrer regelnd eingreifen muss. Außerdem ermöglicht dies, für die Einstellung eines Bremsmomentes zusätzlich die Signale des Fahrpedals zu berücksichtigen und aus den Pedalstellungen, das für die gewünschte Verzögerung notwendige Bremsmoment zu ermitteln und je nach vorliegender Bremsleistung der generatorischen Bremse entweder ausschließlich diese anzusteuern oder bei Bedarf die mechanische Bremse zusätzlich zu aktivieren.
Da viele Flurförderzeuge bereits über ein generatorisches und damit elektrisches Bremssystem verfügen ist es besonders vorteilhaft, die zusätzlichen Bremssysteme als elektromechanische Systeme auszuführen. Dem generatorischen Bremssystem oder einer zur Ansteuerung ausgebildeten Steuereinheit wird hierbei bereits in der Regel mittels elektronischer Signalleitungen die Stellung des Fahrpedals übertragen. Zusätzlich ist es mittels der Erfindung auf einfache Weise möglich, bei der Einstellung des Bremsmomentes die Stellung des Bremspedales zu berücksichtigen. Zudem können elektromechanische Bremssysteme hierbei besonders einfach in Ergänzung zu dem vorhandenen generatorischen Bremssystem betrieben werden.
Die gespannte Stellung des Kraftspeichers bezeichnet hierbei die Stellung des Kraftspeichers, in der dieser keine Kraft auf das Bremspaket ausübt; im Falle eines Federspeichers entspricht dies der gespannten Federstellung. Demgegenüber bezeichnet die entspannte Stellung des Kraftspeichers diejenige Stellung, in der durch den Kraftspeicher eine Kraft auf das Bremspaket ausgeübt wird; im Falle eines Federspeichers entspricht dies der eher entspannten Federstellung. Neben der Realisierung als Federspeicher kann der Kraftspeicher beispielsweise auch hydraulisch ausgeführt sein, wobei es sich hierbei, um das Bremssystem möglichst einfach zu halten, um ein gekapseltes hydraulisches Bauteil handeln würde, bei dem lediglich ein hydraulischer Druck zur Erzeugung einer Kraft verwendet würde. Es ist hierbei nicht vorgesehen, den Kraftspeicher mittels hydraulischer Leitungen oder sonstiger hydraulischer Bauteile mit weiteren Systemkomponenten zu verbinden.
In der Regel ist vorgesehen, dass das Bremssystem eine Steuereinheit umfasst, die den elektromechanischen Aktuator und/oder den Feststeller in Reaktion auf die Stellung zumindest eines Bedienelementes, insbesondere einer Fahrpedal- oder Bremspedalstellung, ansteuert. Die Stellung des Bremspedals oder Fahrpedals kann insbesondere mittels eines am Pedal angeordneten Sensors ausgelesen und an die Steuereinheit mittels Signalleitungen übertragen werden. Zusätzlich kann die Stellung weiterer Bedienelemente an die Steuereinheit übertragen werden, beispielsweise für die Aktivierung einer Parkbremse. Die Aktivierung der Parkbremse kann die Steuereinheit veranlassen den elektromechanischen Aktuator in eine vorgespeicherte Stellung zu bewegen, die ein unbeabsichtigtes Wegrollen verhindert. Alternativ kann für die Parkbremse der Kraftspeicher vorgesehen sein und die Steuereinheit im Falle einer Aktivierung der Parkbremse den Feststeller lösen, so dass der Kraftspeicher entspannt und Kraft auf das Bremspaket ausübt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit den Feststeller nur im bestromten Zustand in einer Stellung hält, in der der Kraftspeicher arretiert ist, so dass im unbestromten Zustand der Kraftspeicher entspannt und so eine Kraft auf das Bremspaket ausübt. Bei der Steuereinheit kann es sich auch um eine zentrale Steuereinheit des Flurförderzeugs handeln.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der elektromechanische Bremsaktuator als Linearaktuator ausgebildet. Bevorzugt betätigt der Linearaktuator mittels eines als Spindel ausgebildeten Betätigungselementes das Bremspaket und bewegt den Kraftspeicher in die gespannte Stellung. Auf diese Weise kann die Betätigung der Betriebsbremse und das Lösen des Kraftspeichers besonders einfach mittels eines einzigen Aktuators erfolgen. Die Spindel kann insbesondere als Planetenrollengewindespindel oder Kugelumlaufspindel ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Koppelement vorgesehen, welches fest mit dem Kraftspeicher verbunden ist, wobei das Koppelelement durch eine durch den elektromechanischen Bremsaktuator ausgeführte Bewegung in der zweiten Richtung in Eingriff genommen wird und so den Kraftspeicher in seine gespannte Stellung bewegt. Es ist also vorgesehen, dass eine Kopplung von elektromechanischem Bremsaktuator und Kraftspeicher mittels eines mechanischen Koppelelementes ermöglicht wird. Dies kann beispielsweise eine Art Hebel sein, gegen den der elektromechanische Aktuator beim Bewegen in die zweite Richtung drückt und somit den Kraftspeicher lüftet und in die gespannte Stellung bewegt. Dort wird der Kraftspeicher mittels des Feststellers arretiert.
In einer möglichen Ausgestaltung ist eine Mittelstellung für den elektromechanischen Aktuator definiert, in der er den Kraftspeicher nicht in die gespannte Stellung bewegt oder dort hält oder diesen bei der Bewegung in die entspannte Stellung blockiert. Diese Mittelstellung ist dadurch ausgezeichnet, dass der elektromechanische Aktuator in der zweiten Richtung einen zweiten Schwellwert nicht erreicht hat bzw. in der ersten Richtung bis mindestens zu diesem zweiten Schwellwert bewegt wurde und somit ein Ineingriffnehmen des Koppelelementes ausgeschlossen ist und der Kraftspeicher somit nicht blockiert ist bzw. durch den elektromechanischen Aktuator blockiert werden kann. Jede Stellung für den elektromechanischen Aktuator, die ein Blockieren des Kraftspeichers in seiner gespannten Stellung ausschließt, ist in diesem Sinne als Mittelstellung zu bezeichnen. Dies bedeutet, dass der elektromechanische Aktuator in dieser Stellung keine Kraft in der zweiten Richtung auf den Kraftspeicher ausübt bzw. ausüben kann, um diesen zu lösen oder in der gelösten Stellung zu halten. Die Position des zweiten Schwellwertes ist hierbei bevorzugt in der Steuereinheit hinterlegt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der elektromechanische Aktuator die Mittelstellung nur zu dem Zweck verlässt, den Kraftspeicher in seine gespannte Stellung zu bewegen, so dass bei Aktivierung einer Sicherheitsbremsfunktionalität, wenn das Bremssystem energielos ist und somit der Feststeller den Kraftspeicher nicht in der gelösten Position arretiert, der Kraftspeicher entspannen und die Bremse auslösen kann. Der Kraftspeicher kann hierbei nicht blockiert werden, sofern sich der elektromechanische Aktuator in der Mittelstellung befindet.
Der Feststeller arretiert in einem aktivierten Zustand den Kraftspeicher in der gespannten Stellung und gibt in einem deaktivierten Zustand den Kraftspeicher frei, so dass dieser das Bremspaket zur Aktivierung betätigt, insbesondere in einem unbestromten Zustand des Bremssystems. Auf diese Weise kann das Flurförderzeug effektiv zum Stillstand gebracht werden, wenn das Bremssystem nicht mehr mit Energie versorgt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Parkbremsfunktionalität mittels des elektromechanischen Aktuators verwirklicht. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Parkbremsfunktionalität mittels eines Betätigungselementes in der Kabine des Flurförderzeugs aktiviert wird und in Reaktion hierauf der elektromechanische Aktuator das Bremspaket aktiviert.
Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Parkbremsfunktionalität mittels des Kraftspeichers aktiviert wird.
Die Kraftübertragung von dem Kraftspeicher und dem elektromechanischen Aktuator auf das Bremspaket erfolgt mittels eines Bremsansteuerungselementes und kann sehr einfach ausgeführt sein, beispielsweise mittels eines Hebels, eines Seilzugs, eines Keils und/oder eines Druckkolbens. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Kraftspeicher und elektromechanischer Aktuator dasselbe Bremsansteuerungselement ansteuern.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bremssystem in einem Startmodus nach dem Starten des Fahrzeugs die folgenden Schritte durchführt:

1. der elektromechanische Aktuator verfährt in die zweite Richtung mindestens bis zu einer ersten Schwellwertposition, verbringt damit den Kraftspeicher in die gespannte Stellung und öffnet so das Bremspaket,
2. der Feststeller wird betätigt, so dass der Kraftspeicher in der gespannten Stellung arretiert ist,
3. der elektromechanische Aktuator verfährt in die erste Richtung bis mindestens zu einer zweiten Schwellwertposition in welcher ein Blockieren des Kraftspeichers beim Bewegen in die entspannte Stellung durch den elektromechanischen Aktuator ausgeschlossen ist.

Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass das Sicherheitsbremssystem durch ein unbeabsichtigtes Ineingriffnehmen des Koppelelementes durch den elektromechanischen Aktuator blockiert ist. Der elektromechanische Aktuator befindet sich nach Abschluss des 3. Schrittes also in einer Mittelstellung. Er umfasst hierbei bevorzugt eine Spindel und einen elektromotorischen Antrieb. Die oben genannten Schritte ermöglichen ein besonders kostengünstig aufgebautes Bremssystem, da der elektromechanische Aktuator zum Lösen des Sicherheitsbremssystems mitverwendet werden kann. Ein Hinausgehen des elektromechanischen Aktuators über die zweite Schwellwertposition hinaus ist hierbei nur nach aktiviertem Sicherheitsbremssystem vorgesehen, um dieses zu lösen und das Flurförderzeug in einen betriebsfähigen Zustand zu überführen, insbesondere nach dem Anschalten des Flurförderzeugs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Aktivierung des elektromechanischen Aktuators mittels eines räumlich entfernt angeordneten Fahrpedals oder Bremspedals erfolgt und dass die Steuersignale des Fahrpedals oder Bremspedals mittels Signalleitungen zu dem elektromechanischen Aktuator oder zu einer den elektromechanischen Aktuator ansteuernden Steuereinheit übertragen werden. Die Anordnung des Bremspedals im Fahrzeug kann also sehr flexibel erfolgen. Die Signalübertragung zum Bremssystem erfolgt mittels günstiger elektronischer Datenübertragung und eine aufwendige mechanische oder hydraulische Verbindung zwischen Fahrpedal oder Bremspedal und Bremssystem ist nicht notwendig. Zudem ist eine Kombination mit einem generatorischen Bremssystem besonders einfach möglich.
Beansprucht ist zudem ein Flurförderzeug mit einem wie vorstehend beschriebenen Bremssystem.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der Beispielsbeschreibung und den Figuren, hierbei zeigen

1 ein erfindungsgemäßes Flurförderzeug,
2 ein erfindungsgemäßes Bremspedal,
3 ein Pedalkraft vs. Pedalauslenkung - Diagramm eines erfindungsgemäßen Bedienelementes und
4 ein Pedalkraft vs. Pedalauslenkung - Diagramm eines zweiten erfindungsgemäßen Bedienelementes.

Ein elektrisch angetriebenes Flurförderzeug 1 ist in 1 schematisch als Gegengewichtsstapler dargestellt und verfügt über einen Antriebsteil 2 und einen Lastteil 3. Der Lastteil 3 umfasst Lastgabeln 4, die an einem Hubgerüst 5 vertikal beweglich angeordnet sind. Im Bereich des Antriebsteils umfasst das Flurförderzeug ein Gegengewicht 6 sowie eine gelenkte Achse 7 und eine Antriebsachse 8. Der Fahrerarbeitsplatz umfasst ein nicht dargestelltes Fahrpedal zur Regelung der Beschleunigung und Verzögerung des Flurförderzeugs und ein Bremspedal 9 zur Regelung einer zusätzlichen Bremsverzögerung, um die Geschwindigkeit des Flurförderzeugs vom Fahrersitz 10 aus einstellen zu können. Im Bereich des Fahrerarbeitsplatzes angeordnet sind zudem ein Lenkrad 11 und nicht im Detail dargestellte weitere Bedienelemente, beispielsweise zur Ansteuerung der Hydraulikfunktionen des Flurförderzeugs 1 oder einer Parkbremsfunktion. Das Flurförderzeug verfügt zudem über eine Batterie 12 zur Speicherung von elektrischer Energie, welche für den Betrieb des Flurförderzeugs, insbesondere den Fahrantrieb und die hydraulischen Funktionen genutzt wird. Im Bereich der Antriebsachse sind zudem zwei Bremssysteme angeordnet. Hierbei handelt es sich um eine generatorische Bremse 14 und eine mechanische Bremse 13. Die generatorische Bremse ist dem Fahrantrieb zugeordnet und in der Lage beim Bremsvorgang elektrische Energie aus der Bewegungsenergie des Fahrzeuges zurückzugewinnen. Auf diese Weise kann das Flurförderzeug energiesparend betrieben und verschleißfrei abgebremst werden. Zusätzlich verfügt das Flurförderzeug über ein Bremspaket in Form einer mechanischen Bremse 13, welches beispielsweise durch eine Lamellenbremse gebildet sein kann und das Abbremsen des Flurförderzeugs mittels der Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärme erlaubt.
Die Stellung des Fahrpedals und des Bremspedals 9 wird für die Einstellung der Bremsverzögerung an eine Steuereinheit 31 eines Bremssystems 15 übermittelt. Das Bremssystem 15 umfasst hierbei in in 1 nicht im Detail dargestellter Weise zumindest eine Steuereinheit 31, einen elektromechanischen Aktuator, einen Kraftspeicher und einen Feststeller. Die Steuereinheit 31 steuert hierbei neben der Bremsverzögerung des Bremssystems auch die Beschleunigung des Flurförderzeugs. Entsprechend ist die Steuereinheit 31 zur Verarbeitung von zusätzlichen Sensordaten, insbesondere Geschwindigkeitsdaten, hier nicht näher dargestellter Sensoren ausgebildet. Bei der Steuereinheit 31 kann es sich insbesondere um eine zentrale Steuereinheit des Flurförderzeugs 1 handeln. Da die Signale von beiden Bedienelementen, also Fahr- und Bremspedal, sowie Geschwindigkeitsdaten des Flurförderzeugs in der Steuereinheit 31 verarbeitet werden und auch die Ansteuerung der verschiedenen Bremsen, also der generatorischen Bremse 14 und der zumindest einen mechanischen Bremse 13 durch die Steuereinheit 31 des Bremssystems 15 zentral erfolgt, ist eine besonders präzise Ansteuerung der verschiedenen Bremsen möglich, um das gewünschte Bremsmoment anzulegen. Die Steuereinheit 31 ermittelt hierbei je nach Fahrzeugzustand, welche Bremse in welchem Maße aktiviert werden muss, um das zur Umsetzung des Fahrerwunsches (Fahrpedalstellung und/oder Bremspedalstellung) erforderliche Bremsmoment zu erzeugen. Hierbei kann insbesondere auch der Zustand des generatorischen Bremssystems 14, beispielsweise der Ladezustand der Batterie und/oder deren Temperatur, berücksichtigt werden.
Die Stellung des Bremspedals 9 und des Fahrpedals wird mittels Signalleitungen 16 an eine Steuereinheit 31 übertragen. Die Ansteuerung des elektromechanischen Aktuators erfolgt dann durch die Steuereinheit entsprechend der Pedalstellungen. Die Stellung des elektromechanischen Aktuators wird mittels eines Bremsansteuerungselementes 17 an das Bremspaket bzw. die mechanische Bremse 13 übertragen. Dieses Bremsansteuerungselement kann beispielsweise einen Hebel, einen Keil, einen Druckkolben oder einen Seilzug umfassen. Zusätzlich kann in der Kabine ein hier nicht näher dargestelltes Bedienelement zum Aktivieren einer Parkbremsfunktionalität vorhanden sein, mittels der das Fahrzeug im geparkten Zustand gegen Wegrollen gesichert werden kann. Die Aktivierung des Parkbremszustands durch das Bedienelement wird mittels der Signalleitung 18 an die Steuereinheit des Bremssystems 15 übertragen.
Die Steuereinheit des Bremssystems 15 ist zudem ausgebildet, ebenfalls die generatorische Bremse 14 anzusteuern. Hierbei wird je nach Bremspedalstellung und Batteriezustand (bspw. Temperatur, SOC) ausschließlich die generatorische Bremse 14 angesteuert oder alternativ oder ergänzend die mechanische Bremse 13. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei sehr niedrigen Temperaturen oder einem sehr hohen Ladezustand der Batterie, wenn die Batterie also nicht in der Lage ist in kurzer Zeit große Mengen Energie aufzunehmen, ausschließlich die mechanische Bremse 13 aktiviert wird.
Die Funktionsweise des Bremssystems 15 ist schematisch in den 2 bis 6 dargestellt. 2 zeigt hierbei den prinzipiellen Aufbau des Bremssystems 15. Dargestellt sind ein Federspeicher 21, hier in seiner entspannten Position, ein Feststeller 22 zur Arretierung des Federspeichers in seiner gespannten Position, und ein elektromechanischer Aktor 23, der einen elektromotorischen Antrieb 24 und eine durch diesen antreibbare Spindel 25 umfasst. Der Feststeller 22 ist beispielsweise federbelastet und gegen die Federkraft einer Feder 29 mittels eines Elektromagneten 30 in eine erste Position überführbar, in der der Federspeicher 21 in seiner gespannten Position arretierbar ist. Wird der Elektromagnet 30 des Feststellers nicht bestromt, bewegt sich der Feststeller durch die Federkraft der Feder 29 in die hier dargestellte zweite Position und gibt den Federspeicher frei, so dass die Federspeicherbremse aktiviert wird. Feststeller 22 und elektromechanischer Aktor 23 sind mittels Signalleitungen mit der Steuereinheit 31 verbunden, welche die Positionssignale eines Bremspedals 9, eines Fahrpedals 33 und eines Bedienelementes 32 mittels der Signalleitungen 16 und 18 empfängt und zur Ansteuerung des Feststellers 22, des elektromechanischen Aktors 23 und der generatorischen Bremse 14, welche Teil des Antriebs 34 ist, auswertet. Das Bedienelement 32 ist hierbei zur Ansteuerung einer Parkbremsfunktionalität vorgesehen.
Der elektromechanische Aktor 23 und der Federspeicher 21 sind mittels des Koppelelementes 26 koppelbar. Federspeicher 21 und Spindel 25 können im Bereich 27 auf das Bremsansteuerungselement 17 wirken, um eine Kraft auf das Bremspaket 13 zur Ausübung eines Bremsmomentes zu übertragen. Ebenfalls dargestellt ist der Antrieb 34, welcher zudem dazu ausgebildet ist als generatorische Bremse zur Rückgewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungsenergie zu wirken. Die Ansteuerung von Feststeller 22 und elektromotorischem Antrieb 24 erfolgt in an sich bekannter Weise mittels einer Steuereinheit 31.
Ebenfalls in 2 dargestellt sind die möglichen Verfahrwege bzw. charakteristische Positionen der Spindel 25 und des Federspeichers 21 zur Ansteuerung des Bremspaketes 13 über das Ansteuerungselement 17 bzw. im Falle der Spindel 25 zum Lüften des Federspeichers 21. Im Detail sind dies die Positionen P1 und P2 zwischen denen ein Lüften des Federspeichers erfolgt und die Positionen P3 und P4 zwischen denen die Spindel 25 bzw. der Federspeicher 21 mittels des Bremsansteuerungselement 17 auf das Bremspaket 13 einwirkt. Zu diesem Zwecke ist das Bremsansteuerungselement zwischen den Positionen P5 und P6 bewegbar.
Die 3 bis 6 stellen verschiedene charakteristische Konfigurationen von Federspeicher 21 und Spindel 25 schematisch dar. 3 zeigt zunächst das Bremssystem 15 im energielosen Zustand. Dieser kann beispielsweise für das Abstellen des Flurförderzeuges oder bei einem Systemfehler vorgesehen sein. Der Feststeller 22 ist derart ausgebildet, dass er in einem energielosen Zustand automatisch in eine zweite Position bewegt wird, beispielsweise weil der federbetriebene Feststeller 22 nicht mehr durch den Elektromagneten 30 in einer zuvor eingenommenen ersten Position fixiert werden kann. Entsprechend geht der Federspeicher 21 in seinen entspannten Zustand der Position P2 über und übt eine Kraft auf das Ansteuerungselement 17 aus, so dass dieses in der Position P6 das Bremspaket 13 schließt. Die Spindel 25 befindet sich hierbei in einer unbestimmten Mittelstellung für die gilt, dass ein Blockieren des Federspeichers 21 durch die Spindel 25 ausgeschlossen ist. Diese Position ist dadurch festgelegt, dass die Spindel sich in der ersten Richtung R1 jenseits des zweiten Schwellwertes bei der Position P2 befindet. Die Stellung der Spindel definiert hierbei die Stellung der Betriebsbremse und kann sich ansonsten in diesem Zustand in einer beliebigen (gebremsten oder ungebremsten) Position befinden. Wie erwähnt kann der in 3 dargestellte Systemzustand zum Beispiel der eines geparkten, ausgeschalteten Flurförderzeugs sein.
In einem in 4 dargestellten ersten Schritt eines Startmodus nach dem Anschalten des Flurförderzeugs erfolgt nun durch die Spindel 25 das Lüften des Federspeichers 21, so dass dieser in seinen gespannten Zustand überführt wird. Hierfür wird die Spindel 25 mittels des elektromotorischen Antriebs 24 in die zweite Richtung R2 bewegt und so das Koppelelement 26 in Eingriff genommen. In Reaktion hierauf wird ebenfalls der Federspeicher in Richtung R2 gespannt. Die Bewegung der Spindel erfolgt zumindest bis zu einer ersten Schwellwertposition P1, in der ein Arretieren des Federspeichers 21 mittels des Feststellers 22 erfolgen kann. Hierfür muss ein Bewegen eines an dem Federspeicher 21 angeordneten Festsetzelementes 41 in der zweiten Richtung R2 mindestens so weit erfolgen, dass dieses von einem Arretierelement 42 des Feststellers in Eingriff genommen werden kann und so an einer Bewegung in der ersten Richtung R1, die der zweiten Richtung R2 entgegengesetzt ist, gehindert wird. Zu diesem Zweck erfolgt in einem zweiten Schritt ein Betätigen des Feststellers 22 und somit eine Bewegung des Arretierelementes 42 in Richtung des Federspeichers 21, welche beispielsweise durch die Wirkung eines Elektromagneten 30 gegen die Wirkung einer Federkraft einer an oder in dem Feststeller angeordneten Feder 29 induziert sein kann. In einem dritten Schritt verfährt die Spindel 25 in der ersten Richtung R1 bis mindestens zu einem zweiten Schwellwert P2 und damit in eine Mittelstellung, in der ein Blockieren des Federspeichers 21 beim Bewegen in die entspannte Stellung durch den elektromechanischen Aktuator 23 oder dessen Spindel 25 ausgeschlossen ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass in einem kritischen Systemzustand, wenn der Feststeller 22 stromlos geschaltet wird, eine Notbremsung durch den Federspeicher 21 bewirkt werden kann. Eine derartige Mittelstellung der Spindel 25 des elektromechanischen Aktors 23 ist in 5 gezeigt. Die Spindel 25 befindet sich hier in der zweiten Richtung R2 gesehen jenseits der Position P3 und P4 und überträgt somit keine Kraft auf das Bremsansteuerungselement 17 und damit auf das Bremspaket 13. Zudem befindet sich der Federspeicher 21 in seiner gespannten Position, so dass dieser ebenfalls keine Kraft auf das Bremspaket 13 ausübt. Ebenfalls wird der Federspeicher 21 nicht an einer Bewegung in Richtung R1 durch die Spindel 25 gehindert, da diese jenseits der Position P2 positioniert ist.
Ein Systemzustand, bei dem der elektromechanische Aktor 23 und seine Spindel 25 sich in einem Betriebsbremsmodus befinden ist in 6 gezeigt. Hierbei ist die Stellung der Spindel zwischen den Positionen P3 und P4 und hierdurch bedingt des Bremsansteuerungselementes 17 zwischen den Positionen P5 und P6, so dass, je nach Spindelstellung ein starkes oder schwaches Bremsmoment auf das Bremspaket 13 übertragen wird. Der Federspeicher befindet sich hierbei in seiner gespannten Position mit dem Koppelelement 26 in der Position P1 und übt somit keine Kraft auf das Bremsansteuerungselement 17 aus.
Bezugszeichenliste

1: Flurförderzeug
2: Antriebsteil
3: Lastteil
4: Lastgabeln
5: Hubgerüst
6: Gegengewicht
7: Gelenkte Achse
8: Antriebsachse
9: Bremspedal
10: Fahrersitz
11: Lenkrad
12: Batterie
13: Mechanische Bremse
14: Generatorische Bremse
15: Bremssystem
16: Signalleitung
17: Bremsansteuerungselement
18: Signalleitung
21: Federspeicher
22: Feststeller
23: Elektromechanischer Aktor
24: Elektromotorischer Antrieb
25: Spindel
26: Koppelelement
27: Bereich der Bremsansteuerung
29: Feder
30: Elektromagnet
31: Steuereinheit
32: Bedienelement
P1 - P6: Positionen 1 - 6
R1: Richtung 1
R2: Richtung 2

Claims

Bremssystem für ein Flurförderzeug (1) mit einem elektromechanischen Aktuator (23) zur Ausübung einer Betriebsbremsfunktionalität, einem Kraftspeicher (21) zur Ausübung einer Sicherheitsbremsfunktionalität, einem Feststeller (22) zur Arretierung des Kraftspeichers in seiner gespannten Stellung und einem Bremspaket (13), wobei zur Ausübung einer Bremsfunktionalität der elektromechanische Bremsaktuator (23) oder der Kraftspeicher (21) in einer ersten Richtung (R1) zur Betätigung des Bremspaketes eine Bewegung ausführen und in einer zweiten Richtung (R2) zur Reduzierung des Bremsmomentes eine Bewegung ausführen und wobei zum Verbringen des Kraftspeichers (21) aus der entspannten Stellung in die gespannte Stellung der Kraftspeicher und der elektromechanische Bremsaktuator (23) mittels einer durch den elektromechanischen Bremsaktuator (23) in der zweiten Richtung (R2) ausgeführten Bewegung koppelbar sind.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem eine Steuereinheit (31) umfasst, die den elektromechanischen Aktuator (23) und/oder den Feststeller (22) in Reaktion auf die Stellung zumindest eines Bedienelementes (9,32,33) ansteuert.
Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (31) des Bremssystems zur Ansteuerung einer generatorischen Bremse (14) ausgebildet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Bremsaktuator (23) als Linearaktuator ausgebildet ist,
Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator mittels eines als Spindel (25) ausgebildeten Betätigungselementes das Bremspaket (13) betätigt und den Kraftspeicher (21) in die gespannte Stellung bewegt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Koppelelement (26), welches fest mit dem Kraftspeicher (21) verbunden ist, wobei das Koppelelement (26) durch eine durch den elektromechanischen Bremsaktuator (23) ausgeführte Bewegung in der zweiten Richtung (R2) in Eingriff genommen wird und so den Kraftspeicher (21) in seine gespannte Stellung bewegt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den elektromechanischen Bremsaktuator (23) eine Mittelstellung definiert ist, in der er den Kraftspeicher (21) nicht in die gespannte Stellung bewegt oder dort hält oder diesen bei der Bewegung in die entspannte Stellung blockiert.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststeller (22) in einem aktivierten Zustand den Kraftspeicher (21) in der gespannten Stellung arretiert und in einem deaktivierten Zustand den Kraftspeicher (21) freigibt, so dass dieser das Bremspaket (13) zur Aktivierung betätigt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parkbremsfunktionalität mittels des elektromechanischen Bremsaktuators (23) realisiert ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Bremsaktuator (23) und der Kraftspeicher (21) das Bremspaket (13) mittels eines Bremsansteuerungselementes (17) ansteuert.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem in einem Startmodus nach dem Starten des Fahrzeugs die folgenden Schritte durchführt: 1. der elektromechanische Bremsaktuator (23) verfährt in die zweite Richtung (R2) mindestens bis zu einer ersten Schwellwertposition (P1), verbringt damit den Kraftspeicher (21) in die gespannte Stellung und öffnet so das Bremspaket (13), 2. der Feststeller (22) wird aktiviert, so dass der Kraftspeicher (21) in der gespannten Stellung arretiert ist, 3. der elektromechanische Bremsaktuator (23) verfährt in die erste Richtung (R1) bis mindestens zu einer zweiten Schwellwertposition (P2) in welcher ein Blockieren des Kraftspeichers (21) beim Bewegen in die entspannte Stellung durch den elektromechanischen Bremsaktuator (23) ausgeschlossen ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des elektromechanischen Bremsaktuators (23) mittels eines räumlich entfernt angeordneten Bremspedals (9) und/ oder Fahrpedals (33) erfolgt und dass die Steuersignale des Bremspedals (9) und/oder Fahrpedals (33) mittels Signalleitungen (16) zu dem elektromechanischen Aktuator (23) oder eine den Bremsaktuator (23) ansteuernde Steuereinheit (31) übertragen werden.
Flurförderzeug mit einem Bremssystem nach einem der Ansprüche 1-12.