-
Die
Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung für ein Flurförderzeug, insbesondere Gabelhubwagen, mit
mindestens einem Hubzylinder, mindestens einer vorzugsweise handbetätigten Hubpumpe,
mindestens einem Lasthalteventil zwischen Hubpumpe und Hubzylinder
und mindestens einem Schaltelement zur Umschaltung zwischen mindestens
zwei verschiedenen Hubvolumina der mindestens einen Hubpumpe.
-
Beim
innerbetrieblichen Warentransport auf kurzen Transportwegen, insbesondere
bei beengten Platzverhältnissen,
werden vorzugsweise deichselgeführte
Flurförderzeuge
eingesetzt. Zumeist sind diese Fahrzeuge derart ausgeführt, dass
eine Bedienperson vor beziehungsweise neben dem Flurförderzeug
hergeht und dieses mittels einer Deichsel lenkt. Dazu greift sie
an einem Deichselkopf an, der zumeist zwei zum Deichselschaft senkrechte
Handgriffe aufweist, die mit jeweils einem Schutzbügel versehen
sind. Bei Handgabelhubwagen wird das Fahrzeug von der Bedienperson
mit der Deichsel nicht nur gelenkt sondern auch bewegt, also gezogen
beziehungsweise geschoben, und die Last durch eine vertikale Schwenkbewegung
der Deichsel angehoben. Durch die Schwenkbewegung der Deichsel wird
eine hydraulische Pumpvorrichtung angetrieben, die mit einem Hubzylinder
verbunden ist, der wiederum das Lastaufnahmemittel des Hubwagens
anhebt. Die Pumpvorrichtung besteht zumeist aus einer einfachen
Kolbenpumpe, bei der der Kolbendurchmesser im Verhältnis zum
Durchmesser des Hubzylinders derart bemessen ist, dass auch schwere
Lasten mit relativ geringem Kraftaufwand angehoben werden können. Für einen
größeren Hubweg
sind mehrere Pumphübe
erforderlich. Um das Anheben leichter Lasten zu beschleunigen, ist
eine so genannte Schnellhubfunktion vorgesehen, bei der bei Unterschreiten
eines definierten Drucks im Pumpenzylinder die effektive Kolbenfläche und
damit das Hubvolumen der Hubpumpe vergrößert wird. Dadurch steigt der
Kraftaufwand für
die Bedienperson an, es sind jedoch weniger Pumphübe zum Erreichen
der gewünschten
Hubhöhe
erforderlich. Bei Fahrzeugen nach dem Stand der Technik erfolgt
die Umschaltung zwischen Schnellhub und Normalhub in Abhängigkeit vom
Druck im Pumpzylinder der Hubpumpe, der beim Pumpvorgang der Last
proportional ist. Beim Anheben von Lasten, die nur wenig schwerer
sind als das zur Umschaltung vom Schnellhub auf Normalhub notwendige
Gewicht, muss daher bei jedem Kolbenhub der Hubpumpe zunächst ein
hinreichender Druck aufgebaut werden, um diese Umschaltung zu bewirken,
bevor der eigentliche Hub dann im Normalhubbetrieb mit reduzierter
Kraft erfolgen kann. Dies empfindet eine Bedienperson als Kraftspitze,
die die feinfühlige
Bedienung des Hubantriebs erschwert und von der Bedienperson als
unangenehm empfunden wird.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hubvorrichtung
für ein Flurförderzeug,
insbesondere Gabelhubwagen, mit mindestens einem Hubzylinder, mindestens
einer vorzugsweise handbetätigten
Hubpumpe, mindestens einem Lasthalteventil zwischen Hubpumpe und Hubzylinder
und mindestens einem Schaltelement zur Umschaltung zwischen mindestens
zwei verschiedenen Hubvolumina der mindestens einen Hubpumpe zu
schaffen, bei dem das Auftreten von Kraftspitzen bei der Betätigung der
Hubpumpe vermieden wird.
-
(zu Anspruch 1]
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Umschaltelement in Abhängigkeit
vom im Hubzylinder bestehenden Druck betätigbar ist. Wird das Lasthalteventil
zwischen Hubzylinder und Hubpumpe nach Beendigung eines Pumpenhubes
geschlossen, bleibt der Druck im Hubzylinder während des Ansaugvorganges der
Pumpe im Wesentlichen konstant. Ist dieser Druck höher als
der zur Aufhebung des Schnellhubes benötigte, kann dieser deaktiviert
werden, so dass die Bedienperson beim Anheben großer Lasten
ab der zweiten Pumpbewegung nicht zuerst einen großen Druck
im Hubzylinder erzeugen muss, um eine Umschaltung von einem großen Hubvolumen,
wie es bei der Schnellhubfunktion benötigt wird, zu einem kleinen
Hubvolumen, wie es im Normalhub benötigt wird, zu erreichen. Die
mit dem Druckaufbau verbundene Kraftspitze wird vermieden und eine
feinfühlige
Bedienung des Hubantriebs erleichtert.
-
Es
ist vorteilhaft, wenn eine Umschaltung von einem größeren Hubvolumen
zu einem kleineren Hubvolumen bei Überschreiten eines festgelegten Druckes
im hubzylinderseitigen Volumen selbsttätig stattfindet. Ein kleineres
Hubvolumen erfordert einen geringeren Kraftaufwand bei der Betätigung der
Hubpumpe. Durch die selbsttätige
Umschaltung muss die Bedienperson nicht eingreifen und kann sich
auf die Bewegung der Last konzentrieren.
-
Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn eine Umschaltung zu einem kleineren
Hubvolumen bei Überschreiten
eines festgelegten Grenzwertes des Gewichts einer auf einem Lastaufnahmemittel
befindlichen Last, vorzugsweise eines Gewichts von weniger als 300
kg, insbesondere weniger als 160 kg, stattfindet. Die Angabe eines
Grenzgewichts ist für Benutzer
leichter verständlich
als die eines Grenzdruckes und ermöglicht so eine bessere Abschätzung des
benötigten
Hubaufwandes. Bei Lasten von weniger als 300 kg, insbesondere solchen
von weniger als 160 kg, ist bei üblichen
Kombinationen von Hubpumpe und Hubzylinder von Handgabelhubwagen
eine Betätigung
des Hubmechanismus mit großem
Hubvolumen, d.h. im Schnellhubmodus, von durchschnittlich kräftigen Bedienpersonen
noch ohne großen
Kraftaufwand zu bewerkstelligen
-
Vorteilhafterweise
findet die Umschaltung zu einem kleineren Hubvolumen bei Überschreiten
eines festgelegten Grenzwertes der Betätigungskraft an einem Betätigungselement
zur Betätigung
der Hubpumpe, vorzugsweise für
eine Betätigungskraft von
mehr als 80 N, insbesondere mehr als 120 N, statt. Für das Empfinden
der Bedienperson ist vor allem der Kraftaufwand entscheidend, bei
dem eine Umschaltung des Hubmechanismus erfolgt. Betätigungskräfte von
weniger als 120 N, insbesondere von weniger als 80 N, werden auch
von weniger kräftigen
Bedienpersonen nicht als übermäßig hoch empfunden.
-
Es
ist zweckmäßig, wenn
das Umschaltelement als aufsteuerbares Rückschlagventil ausgeführt ist.
Damit wird eine Umschaltung von einseitiger Durchströmung zu
beidseitiger Durchströmung
ermöglicht,
die eine einfache Umschaltung zwischen verschiedenen Hubvolumina
erlaubt.
-
Es
ist von Vorteil, wenn das Umschaltelement Bestandteil der Hubpumpe
und/oder des Hubzylinders ist. Durch die Integration des Umschaltelements
in die Hubpumpe und/oder den Hubzylinder werden kurze Verbindungen
zwischen den einzelnen Elementen erreicht und Strömungsverluste
reduziert. Zudem wird nur wenig Einbauraum benötigt. Die integrale Bauweise
reduziert die Teilezahl und den Herstellaufwand.
-
Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn Hubzylinder und Hubpumpe in einem
gemeinsamen einstückigen, vorzugsweise
durch Gussverfahren hergestellten Gehäuse angeordnet sind. Dadurch
wird eine kompakte Bauweise erreicht und die Teilezahl reduziert. Die
Herstellung ist besonders kostengünstig, insbesondere, wenn ein
Gussverfahren verwendet wird, bei dem nur wenig Nacharbeit anfällt.
-
Zweckmäßigerweise
ist das Umschaltelement derart angeordnet, dass es in geöffnetem
Zustand den kolbenstangenseitigen Zylinderraum und den zylinderbodenseitigen
Zylinderraum der Hubpumpe miteinander verbindet. Dadurch wird die
effektive Kolbenfläche
der Hubpumpe reduziert.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigt
-
1 einen
Handgabelhubwagen als Beispiel für
ein erfindungsgemäßes Flurförderzeug
in Seitenansicht,
-
2 eine
schematische Darstellung einer hydraulischen Hubvorrichtung nach
dem Stand der Technik,
-
3 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen hydraulischen Hubvorrichtung.
-
1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Handgabelhubwagen 1.
Lasten werden mit einem gabelförmigen
Lastaufnahmemittel 2 aufgenommen. Zum Anheben der Last
schwenkt eine Bedienperson die Deichsel 3 um die horizontale
Achse 4 auf und ab. Dadurch wird eine Kolbenpumpe 5 betätigt, die
einen Hydraulikzylinder 6 mit Hydraulikflüssigkeit
versorgt, der das Lastaufnahmemittel 2 anhebt. Bei Lasten
von mehr als 150 kg sind dabei für
die gleiche Hubhöhe weniger
Pumpbewegungen erforderlich als bei Lasten von mehr als 150kg. Kolbenpumpe 5 und
Hydraulikzylinder 6 sind zusammen mit einem hier nicht sichtbaren
Tank für
Hydraulikflüssigkeit
in einem gemeinsamen Gehäuse 7 untergebracht,
das gießtechnisch
gefertigt ist. Zum Absenken des Lastaufnahmemittels 2 betätigt die
Bedienperson einen Hebel 8, der am Deichselkopf 9 angebracht
ist. Zum Transportieren der Last zieht beziehungsweise schiebt die
Bedienperson den Hubwagen 1 mittels der Deichsel 3. Gelenkt
wird der Hubwagen 1 durch eine Drehung der Deichsel 3 um
eine vertikale Achse 10.
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung einer hydraulischen Hubvorrichtung
nach dem Stand der Technik. Die Hubpumpe 11 saugt bei einer
Abwärtsbewegung
des Kolbens 12 aus einem Tank 13 Hydraulikflüssigkeit
in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14. Gleichzeitig
wird im zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 befindliche
Hydraulikflüssigkeit über ein
weiteres Absperrventil, das als Rückschlagventil 16 ausgebildet
ist, in den Hubzylinder 17 gefördert. Der Kolben 12 wirkt
mit der gesamten Fläche 18 des
Kolbenbodens, so dass das bei einem Kolbenhub geförderte Volumen
dem Produkt aus Kolbenhub und Kolbenfläche 18 entspricht.
Bei einer anschließenden
Aufwärtsbewegung
des Kolbens 12 strömt
Hydraulikflüssigkeit
durch das Schaltventil 19 in den zylinderbodenseitigen
Zylinderraum 15. Ein Rückschlagventil 20 verhindert
dabei, dass die Hydraulikflüssigkeit
vom kolbenseitigen Zylinderraum 14 in den Tank 13 zurückströmt. Der
Hubkolben 21 behält
seine Stellung bei, da das Rückschlagventil 16 verhindert,
dass die Hydraulikflüssigkeit
vom Hubzylinder 17 zurück
in den zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 strömt. Der
Druck im Hubzylinder 17 ist dabei der anzuhebenden Last
proportional. Dieser Modus wird als Schnellhub bezeichnet, da durch
das große
Pumpvolumen nur wenige Pumpschläge
erforderlich sind, um die gewünschte
Hubhöhe
zu erreichen. Zum Absenken des Hubkolbens 21 wird das Schaltventil 22 in
Durchgangsstellung gebracht und die Hydraulikflüssgkeit strömt vom Hubzylinder 17 über die
Verbindung 23 in den Tank 13.
-
Der
Pumpenkolben 12 mit dem integrierten Schaltventil 19 ist
in einer Detailansicht vergrößert dargestellt.
Bei niedrigen Lasten wirkt das Schaltventil 19 als Rückschlagventil
und ermöglicht
so den Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit lediglich vom kolbenstangenseitigen
Zylinderraum 14 zum zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15.
Der Druck im zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 wirkt
auf eine Schaltfläche 24 des
Schaltventils 19 entgegen einer Federkraft F1, die von
einer Feder 25 aufgebracht wird. Überschreitet bei einem Druck
p1 im zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 die auf die
Schaltfläche 18 aufgebrachte
Kraft F2 die Federkraft F1, schaltet das Schaltventil 19 in
Durchgangstellung, so dass eine Verbindung zwischen dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14 und
dem zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 besteht. Die
effektive Kolbenfläche entspricht
damit nur noch der Querschnittsfläche 26 der Kolbenstange 27 und
das geförderte
Volumen dem Produkt aus Kolbenhub und Querschnittsfläche 26.
Durch die reduzierte Kolbenfläche 26 muss
die Bedienperson nur noch eine reduzierte Kraft auf die Deichsel 3 aufbringen.
Durch das geringere Hubvolumen wird mit einem Hub jedoch nicht die
gleiche Hubhöhe
wie bei nichtreduziertem Hubvolumen erreicht. Dieser Modus wird
als Normalhub bezeichnet, da damit auch höhere Lasten und insbesondere
die maximale Nutzlast des Flurförderzeugs 1 angehoben werden
kann.
-
Da
bei der Aufwärtsbewegung
des Kolbens 12 der Druck im zylinderbodenseitigen Kolbenraum 15 wieder
abgebaut wird, schließt
sich das Schaltventil 19 wieder und die Bedienperson muss
bei einem erneuten Pumpenhub wieder zunächst einen Druck p1 aufbauen,
bevor das Schaltventil 19 in Durchgangstellung schaltet
und der nachfolgende Hub mit reduzierter Kraft ausgeführt werden
kann. Zunächst
ist somit an der Deichsel 3 eine höhere Kraft F3 nötig, um
den Druck p1 aufzubringen, bevor eine reduzierte Kraft F4 für den eigentlichen
Hubvorgang verwendet werden kann. Diese Kraftspitze bei der Betätigung der
Hubdeichsel 3 wird von der Bedienperson als unangenehm
empfunden. Zudem ist direkt nach dem Kraftabfall an der Deichsel 3 eine
gefühlvolle
Betätigung
des Pumpenkolbens 12 nicht möglich.
-
3 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen hydraulischen
Hubvorrichtung. Gleiche Bauteile wie in 2 tragen
gleiche Bezeichnungen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird bei einer
Abwärtsbewegung
des Kolbens 28 Hydraulikflüssigkeit aus dem Tank 13 über das Rückschlagventil 20 in
den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14 gesaugt sowie
vom zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15 über ein
Rückschlagventil 16 in
den Hubzylinder 17 gefördert. Über eine
Hydraulikleitung 29 steht das Volumen im Hubzylinder 17 mit
einer Schaltfläche 30 des
Schaltventils 31 in Wirkverbindung. Ist die auf die Schaltfläche 30 ausgeübte Kraft
geringer als die von der Feder 32 ausgeübte Federkraft F5, wirkt das
Schaltventil 31 als Rückschlagventil
und bleibt geschlossen. Bei der nachfolgenden Aufwärtsbewegung
des Pumpenkolbens 28 strömt die Hydraulikflüssigkeit
vom kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14 über das
als Rückschlagventil
wirkende Schaltventil 31 in den zylinderbodenseitigen Zylinderraum 15.
Der Hubkolben 21 behält
dabei seine Stellung bei, da das Rückschlagventil 16 schließt.
-
Bei
einem Druck p2 an der Schaltfläche 30 übersteigt
die auf die Schaltfläche 30 ausgeübte Kraft die
Federkraft F5 und das Schaltventil 31 schaltet in freie
Durchflussstellung, so dass in beide Richtungen freier Durchfluss
der Hydraulikflüssigkeit
möglich
ist. Dadurch reduziert sich die effektive Kolbenfläche wiederum
von der Gesamtfläche 18 des
Kolbens 28 auf die Querschnittsfläche 26 der Kolbenstange 27 und
entsprechend wird auch das Hubvolumen kleiner. Die Kraft, die von
der Bedienperson auf die Hubdeichsel 3 auszuüben ist,
sinkt ebenfalls von einem Wert F3 ab auf den Wert F4. Da beim erneuten
Anheben des Pumpenkolbens 28 das Rückschlagventil 16 schließt und damit
der Druck im hubkolbenseitigen Volumen, das aus dem Hubzylinderraum 34 und
der Leitung 35 gebildet wird, konstant bleibt, bleibt auch die
Kraft auf die Schaltfläche 30 konstant
und das Schaltventil 31 bleibt in der Stellung, die ungehinderten
Durchfluss in beiden Richtungen erlaubt. Beim nachfolgenden Förderhub
des Pumpenkolbens 28 wirkt darum von Anfang an nur die
Querschnittsfläche 26 der
Kolbenstange 27 und damit ist von der Bedienperson lediglich
die Kraft F4 aufzubringen. Das Auftreten einer als unangenehm empfundenen
Kraftspitze tritt somit nur beim ersten Pumpenhub auf. Zum Absenken
des Hubzylinders 21 wird wiederum das Schaltventil 22 in
Durchgangsstellung gebracht und die Hydraulikflüssgkeit strömt vom Hubzylinder 17 über die
Verbindung 23 in den Tank 13.
-
Durch
die Federeigenschaften der Feder 32 oder die Größe der Schaltfläche 30 kann
der Druck p2 festgelegt werden, bei der das Schaltventil in Durchgangstellung
umschaltet. Die Kraft F5 wird vom auf die Schaltfläche 30 einwirkenden
Druck aufgebaut. Da dieser mit dem Lastgewicht über die Querschnittsfläche 36 des
Hubkolbens 21 sowie mit der Kraft an der Deichsel 3 über die
effektiven Querschnittsflächen 18, 26 zusammenhängt, kann
durch die Wahl dieser Größen festgelegt
werden, bei welcher Last eine Umschaltung von Schnellhub auf Normalhub
erfolgt und wie hoch die an der Deichsel 3 dabei maximal
aufzubringende Last liegt. Bei Handgabelhubwagen für übliche Einsatzzwecke
haben sich dabei Lastgewichte von weniger als 300kg, vorzugsweise
von ca. 150kg als sinnvoll erwiesen. An der Deichsel 3 sollten
dabei die Kräfte,
bei denen die Umschaltung erfolgt, Werte von mehr als 120 N nicht überschreiten,
vorzugsweise sind Werte im Bereich von 50 N bis 100 N zu wählen, da
diese auch von schwächeren
Bedienpersonen noch nicht als übermäßig hoch
angesehen werden. Die Anordnung und Ausführung der hydraulischen Hubvorrichtung
erfolgt im Wesentlichen nach dem Stand der Technik für Handgabelhubwagen.
Kolbenpumpe 11, Hubzylinder 17, Schaltventil 31 und
Hydrauliktank 13 sind in einem gemeinsamen Bauteil, das
durch Gießverfahren hergestellt
ist, angeordnet. Dies spart Bauraum, ermöglicht eine kostengünstige Fertigung
und ergibt kurze Leitungswege und damit reduzierte Strömungsverluste.
Selbstverständlich
sind aber, insbesondere bei anderen Flurtörderzeugen, andere Ausführungen
denkbar, bei denen beispielsweise die aufgeführten Komponenten als separate
Bauteile ausgeführt
oder zu Baugruppen zusammengefasst sind. Auch ist, insbesondere
bei anderen Arten von Flurförderzeugen,
eine andere Betätigung
des Schaltventils 31 denkbar, beispielsweise elektrisch
in Abhängigkeit von
einem elektrischen Drucksensor. Je nach Einsatzfall sind auch andere
Grenzwerte für
die Lasten und Betätigungskräfte, bei
denen die Umstellung von Schnellhub auf Normalhub erfolgt, möglich. Die
Hubpumpe kann, ebenso wie die anderen Komponenten, entsprechend
dem Einsatzzweck auch in einer anderen als der hier gezeigten Bauweise
ausgeführt
sein.