DE19710556A1 - Ausfahrbare Mastkonstruktion für einen Hubwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine ausfahrbare Mastkon­ struktion für einen Hubwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Mastkonstruktionen weisen üblicherweise einen feststehenden bzw. wagenfesten Mast auf sowie mindestens einen beweglichen Mast, der so montiert ist, daß er in bezug auf den feststehenden Mast auf und ab bewegbar ist. Ein Lasttragmittel, beispielsweise ein eine Gabel aufwei­ sender Tragschlitten ist am beweglichen Mast auf und ab bewegbar. Eine Hebeeinrichtung sorgt dafür, daß sowohl der bewegliche Mast als auch das Lasttragmittel angehoben wer­ den können. Hierzu werden üblicherweise Hubzylinder einge­ setzt. Ein Hubzylinder dient zum Anheben des Lasttragmit­ tels am beweglichen Mast und ein zweiter zum Ausfahren des beweglichen Mastes. Normalerweise ist die Reihenfolge des Anhebens vorgegeben, da der bewegliche Mast erst dann aus­ gefahren werden soll, wenn der Hub des Lasttragmittels nicht ausreicht, die gewünschte Anfahrhöhe zu erzielen. Zu diesem Zweck weisen die Hubzylinder unterschiedliche Quer­ schnittsflächen auf. Werden beide Hubzylinder parallel von der gleichen Druckquelle versorgt, wird zunächst der erste Hubzylinder ausgefahren, wenn er mit einer größeren Ar­ beitsquerschnittsfläche versehen ist. Dadurch wird zu­ nächst das Lastaufnahmemittel mit Hilfe des ersten Zylin­ ders (Freihubzylinder) gegen einen oberen Anschlag des inneren oder zweiten Mastes gefahren (Freihub). Von da ab vergrößert sich der Arbeitsdruck, der nunmehr ausreicht, auch den zweiten Hubzylinder auszufahren.

Im Übergang zwischen erstem und zweitem Hub entsteht im Bewegungsablauf eine Unstetigkeit, die durch die Beschleu­ nigung der zusätzlichen Massen (teleskopierender Mast) und den Wechsel vom Freihub auf den Masthubzylinder verursacht wird. Sie hat zum einen eine ungewollte Verzögerung bzw. Beschleunigung der Last zur Folge und verursacht zum ande­ ren unangenehme und störende Geräusche.

Aus DE 43 05 192 A1 ist bekannt, bei einer speziellen Mastkonstruktion bei dem Wechsel vom ersten in den zweiten Hub dadurch einen im wesentlichen ununterbrochenen Fluß der Bewegungen zu erreichen, daß der Masthubzylinder vor dem Ende des Arbeitshubes des Freihubzylinders mit dem Ausfahren beginnt. Zu diesem Zweck ist der Freihubzylinder fest mit einem ausfahrbaren mittleren Mast verbunden und besitzt einen Anschlag am feststehenden äußeren Mast vor dem Ende des Hubes. In einem Übergangsbereich fahren da­ durch sowohl der Freihubzylinder als auch der Masthub­ zylinder mit jeweils halber maximaler Geschwindigkeit gleichzeitig aus. Durch die überlappende Funktionsweise der Hubzylinder wird der Übergang vom ersten in den zwei­ ten Hub in zwei halbe Teilschritte zerlegt, und die Un­ stetigkeit der Bewegung wird deutlich reduziert. Die Ge­ räusche am Anschlag werden dadurch gedämpft, daß Kunst­ stoffmaterial verwendet wird.

Die bekannte Verfahrensweise ist nicht bei beliebigen te­ leskopierenden Mastkonstruktionen anwendbar. Außerdem er­ fordert sie eine spezielle Anordnung des Freihubzylinders mit einem über eine lange strecke geführten Zugmittel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ausfahrbare Mastkonstruktion zu schaffen, die unabhängig vom Aufbau eine Übergangssteuerung verwirklicht, welche Unstetigkei­ ten der Bewegung weitgehend vermeidet oder zumindest stark vermindert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung ist der Freihubzylinder in spezieller Weise aufgebaut und ausgelegt. Üblicherweise wird der Ar­ beitsdruck schlagartig erhöht, wenn der Freihubzylinder seinen Anschlag erreicht. Der erfindungsgemäße Freihubzy­ linder ist so ausgelegt, daß bereits vor dem Ende seines Ausfahrhubs ein allmählich ansteigender hydraulischer Ge­ gendruck aufgebaut wird, der so bemessen ist, daß die da­ durch bewirkte Erhöhung des Arbeitsdrucks an den Hubzylin­ dern ausreicht, den zweiten Hubzylinder auszufahren, bevor der Freihubzylinder seinen Totpunkt erreicht.

Da bei der Erfindung der überlappende Betrieb von Freihub- und Masthubzylinder durch eine spezielle Ausbildung des Freihubzylinders erreicht wird, ist die Erfindung nicht abhängig von der speziellen Ausbildung der ausfahrbaren Mastkonstruktion. In jedem Fall wird eine Verstetigung der Betriebsweise beider Zylinder erreicht, nämlich beim Frei­ hubzylinder nahe seines Ausfahrhubendes und beim Masthub­ zylinder zu Beginn des Ausfahrhubs. Unerwünschte Belastun­ gen aufgrund von Unstetigkeiten und Geräusche werden auf diese Weise vermieden. Der Aufwand für die Modifizierung des Freihubzylinders gegenüber herkömmlichen Konstruktio­ nen hält sich in Grenzen.

Es sind verschiedene konstruktive Möglichkeiten denkbar, den Freihubzylinder zu dem beschriebenen Betrieb zu veran­ lassen. Eine sieht erfindungsgemäß vor, daß der Kolben des Freihubzylinders an seinem dem geschlossenen Ende des Zy­ linders zugewandten Endabschnitt dichtend mit der Zylin­ derwandung zusammenwirkt, während der übrige Teil einen kleineren Durchmesser aufweist. Nahe dem freien Ende weist der Zylinder einen Abschnitt kleineren Durchmessers auf, der dichtend mit dem übrigen Teil des Kolbens zusammen­ wirkt. Im Kolben ist ein erster Kanal vorgesehen, der die Druckseite des Kolbens über eine erste Querbohrung mit der Außenseite des im Durchmesser kleineren Teils des Kolbens verbindet. Ein zweiter Kanal verbindet die Druckseite des Kolbens über eine zweite Querbohrung mit der Außenseite des Kolbens. Die erste Bohrung ist im Querschnitt geringer als die zweite und liegt näher dem offenen Ende des Zylin­ ders. Auf diese Weise ist im Zylinder ein Ringraum gebil­ det, der im eingefahrenen Zustand des Freihubzylinders maximales Volumen hat und zunehmend verkleinert wird, wenn der Kolben ausgefahren wird. Über den ersten Kanal kann Medium aus dem Ringraum entweichen, so daß ein nennenswer­ ter Gegendruck nicht aufgebaut wird. Sobald die erste Querbohrung in den Zylinderabschnitt mit dem kleineren Durchmesser gelangt, welcher nahe dem offenen Ende des Zylinders liegt, wird die erste Querbohrung abgesperrt, und es besteht nur noch eine Verbindung mit der Druckseite des Kolbens über die im Querschnitt viel kleinere Bohrung (Drosselbohrung). Diese ist so bemessen, daß bei fortge­ setztem Ausfahrhub der Druck im Ringraum stetig zunimmt. Der Verlauf des Gegendrucks führt naturgemäß zu einem An­ steigen des Arbeitsdruckes. Der Anstieg des Arbeitsdruckes bewirkt, daß der zweite Hubzylinder ebenfalls anfährt. Der Freihubzylinder nähert sich dem Anschlag mit verzögerter Geschwindigkeit, während der Masthubzylinder beschleunigt. Vorzugsweise erreicht der Freihubzylinder seinen Endan­ schlag zu einem Zeitpunkt, an dem der Masthubzylinder be­ reits auf maximale Geschwindigkeit beschleunigt hat.

Durch Abstimmung des Dämpfungsweges und des Durchmessers der zweiten Querbohrung auf die Geschwindigkeits- und Mas­ senverhältnisse läßt sich ein stetiger und fast geräusch­ loser Übergang vom Freihub auf den Masthub erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen nä­ her erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine ausfahrbare Mastkonstruk­ tion herkömmlicher Art.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Freihubzylinder der Mastkonstruktion nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein Geschwindigkeitszeitdiagramm für herkömm­ liche Mastkonstruktionen.

Fig. 4 zeigt das Zeitdiagramm für die Mastkonstruktion nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine ausfahrbare Mastkonstruktion 10 ge­ zeigt, die auf einem nicht gezeigten Hubwagen anbringbar ist. Sie weist einen hubwagenfesten Außenmast 12 auf, des­ sen beabstandete Säulen 14, 16 über eine obere Traverse 18 und eine untere Traverse 20 verbunden sind. Ein ausfahr­ barer Innenmast 22 ist in bekannter Weise vom Außenmast geführt (nicht gezeigt). Am Innenmast 22 ist ein Lastauf­ nahmemittel 24 auf und ab bewegbar geführt, was im einzel­ nen ebenfalls nicht dargestellt ist. Hierbei handelt es sich ebenso wie bei der Mastkonstruktion um konventionelle konstruktive Merkmale.

Ein erster oder Freihubzylinder 26 ist fest mit dem Innen­ mast 22 verbunden. Sein Kolben 28 lagert am oberen Ende ein Kettenrad für eine Kette 30, die an einem Ende am Lasttragmittel 24 und am anderen Ende bei 32 am Innen­ mast 22 angeschlagen ist.

Zwei Masthubzylinder 34, 36 sind jeweils an den Säulen 14, 16 des Außenmastes 12 angebracht. Ihre Kolben 37, 38 sind mit der oberen Traverse 40 des Innenmastes 22 verbunden. Die hydraulische Versorgung von einer nicht gezeigten Hydraulikquelle für die Mastzylinder 34, 36 erfolgt über einen Anschluß 42, der zu beiden Zylindern 34, 36 geführt ist. Die Versorgung des Freihubzylinders (nicht gezeigt) ist parallel zum Anschluß 42. Der Arbeitsquerschnitt der Masthubzylinder 34, 36 ist kleiner als der Arbeitsquer­ schnitt des Freihubzylinders 26. Auch dies ist an sich bekannt.

Würden besondere Maßnahmen nicht vorgesehen, führt der Freihubzylinder 26 bei Druckbeaufschlagung zunächst den sogenannten Freihub aus, d. h. das Lasthilfsmittel 24 wird entlang des Innenmastes 22 nach oben gefahren, bis der Freihubzylinder 26 am Ende des Freihubs gegen einen An­ schlag anschlägt. Dies führt zu einer entsprechenden Druckerhöhung der Masthubzylinder 34, 36, die nunmehr ebenfalls ausfahren und den Innenmast 22 teleskopieren, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ohne daß das Lasttrag­ mittel vollständig angehoben ist, was an sich der Fall sein müßte.

In Fig. 3 ist ein entsprechendes Geschwindigkeitszeitdia­ gramm dargestellt für die beiden nacheinander ausgeführten Hübe von Freihubzylinder 26 und Masthubzylinder 34, 36. Man erkennt, daß in dem Bewegungsablauf eine Unstetigkeit beim Wechsel vom Freihubzylinder auf den Masthubzylinder verursacht ist. Dies ist bei 50 angedeutet.

In Fig. 2 ist der Aufbau des Freihubzylinders 26 zu erken­ nen. Er weist bekannterweise einen Zylindermantel 52 auf, der am unteren Ende bei 54 verschlossen ist bis auf einen Anschlußstutzen 56 für hydraulisches Medium, in dem sich ein nicht näher beschriebenes Sicherheitsventil 58 befin­ det. Auf das obere Ende des Mantels 52 ist in Form einer Überwurfmutter eine Hülse 60 geschraubt, die mit einer inneren Schulter 62 gegen das freie Ende des Mantels 52 anschlägt. Der mit entsprechend kleinerem Innendurchmesser versehene Abschnitt 64 der Hülse enthält zwei Dichtringe 66, 68 für den Kolbenabschnitt 70, der sich über die größte Länge des Kolbens 28 erstreckt. In einer kleinen Aufbohrung im oberen Bereich des Mantels 52 ist eine Füh­ rungshülse 72 eingesetzt, die ebenfalls gegen die Schulter 62 anschlägt. Die Führungshülse hat einen Innendurchmes­ ser, der dem Außendurchmesser des Kolbens 70 entspricht.

Der Kolben 28 weist nahe seiner Druckseite einen Abschnitt 74 größeren Durchmessers auf, der am Umfang eine Dichtun­ gen 76 und ein Führungsband 77 enthält. Sie wirken dich­ tend mit der Innenwandung des Mantels 52 zusammen. Der Ab­ schnitt 74 ist als getrenntes Teil ausgebildet, der mit einem zapfenartigen Abschnitt 78 in eine entsprechende Innengewindebohrung 80 des übrigens Kolbens 28 einge­ schraubt ist unter Belassung eines Hohlraums 82. Der Ab­ schnitt 74 weist eine axiale Bohrung 84 auf, die mit dem Anschlußstutzen 56 in Verbindung steht sowie mit dem Hohl­ raum 82.

Die gewählte Kolbenkonstruktion bildet mithin einen Ring­ raum 86 zwischen Mantel 52 und Kolbenabschnitt 70. Der Hohlraum 82 steht über eine erste Querbohrung 88 mit dem Ringraum 86 in Verbindung. Der axiale Kanal 84 steht über eine zweite Querbohrung 90 ebenfalls mit dem Ringraum 86 in Verbindung. Die Bohrung 90, die einen deutlich kleine­ ren Querschnitt aufweist als die Bohrung 88, liegt näher zur Druckseite des Kolbens 28.

Wird auf den Zylinder 26 ein Arbeitsdruck aufgebracht, wird der Kolben 28 nach oben ausgefahren. Das aufgrund des sich naturgemäß verkleinernden Volumens des Ringraums 86 verdrängte Medium kann über die Querbohrung 88 und den Kanal 84 entweichen, was zu einer gewissen, jedoch kleinen Erhöhung des Arbeitsdruckes am Kolben 28 führt. Nahe des Hubendes gelangt die Querbohrung 88 in den Bereich der eine Führung bildenden Hülse 72 und wird dadurch weitge­ hend verschlossen. Eine weitere Bewegung des Kolbens 28 führt daher zu einer erheblichen Druckerhöhung im Ringraum 86, da Medium nur noch gedrosselt über die zweite Querboh­ rung 90 abfließen kann. Diese Erhöhung des Gegendruckes führt naturgemäß auch zu einem Anheben des Arbeitsdruckes. Dieser erhöhte Arbeitsdruck reicht aus, die Masthubzylin­ der 34, 36 auszufahren. Diese beschleunigen mithin den In­ nenmast 22 zu einem Zeitpunkt, an dem der Freihubzylinder 26 noch nicht das obere Hubende erreicht hat. Das Errei­ chen des Hubendes findet beim Freihubzylinder 26 aufgrund der geschilderten Vorgänge verzögert statt. Dies läßt sich aus dem Diagramm nach Fig. 4 entnehmen. Für den Freihubzy­ linder findet bei zum Zeitpunkt 92 bereits eine Dämpfung statt, und seine Bewegung wird allmählich bis zum Anschlag hin verzögert, wobei das Erreichen des Anschlags bei 94 erfolgt. Die Beschleunigung der Masthubzylinder 34, 36 be­ ginnt bereits bei 92 und ist annähernd zum Zeitpunkt 94 abgeschlossen.

Claims (6)

1. Ausfahrbare Mastkonstruktion für einen Hubwagen mit ei­ nem wagenfesten Mast, einem beweglichen Mast, der rela­ tiv zum wagenfesten Mast auf und ab bewegbar gelagert ist, einem Lasttragmittel, das am beweglichen Mast auf und ab bewegbar gelagert ist, einem ersten Hubzylinder (Freihubzylinder), der an einem Ende am beweglichen Mast und am anderen Ende über Zugmittel mit dem Last­ tragmittel gekoppelt ist, mindestens einem zweiten Hub­ zylinder zum Ausfahren des bewegbaren Mastes, wobei die Hubzylinder parallel an eine gemeinsame hydraulische Versorgung angeschlossen sind und in ihrem wirksamen Querschnitt so gewählt sind, daß der Freihubzylinder das Lasttragmittel anhebt, bevor der zweite Hubzylinder den bewegbaren Mast ausfährt, dadurch gekennzeichnet, daß der Freihubzylinder (26) so aufgebaut ist, daß vor dem Ende seines Ausfahrhubes ein allmählich ansteigen­ der hydraulischer Gegendruck aufgebaut wird, der so be­ messen ist, daß die dadurch verursachte Druckerhöhung an den Hubzylindern (26, 34, 36) ausreicht, den zweiten Hubzylinder (34, 36) auszufahren, bevor der Freihubzy­ linder (26) seinen Totpunkt erreicht hat.

2. Mastkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (28) des Freihubzylinders (26) an seinem dem geschlossenen Ende des Zylinders (26) zuge­ wandten Endabschnitt (74) dichtend mit der Zylinderwan­ dung zusammenwirkt, während der übrige Teil (70) einen kleineren Durchmesser aufweist, nahe dem offenen Ende des Zylinders (26) ein Führungsabschnitt (72) kleineren Innendurchmessers angebracht ist, der dichtend mit dem übrigen Teil (70) des Kolbens (28) zusammenwirkt, im Kolben (28) ein erster Kanal (84, 82) vorgesehen ist, der die Druckseite des Kolbens (28) über eine erste Querbohrung (88) mit der Außenseite des im Durchmesser kleineren Teils (70) des Kolbens (28) verbindet und ein zweiter Kanal (84) vorgesehen ist, der die Druckseite des Kolbens (28) über eine zweite Querbohrung (90) mit der Außenseite des Kolbens verbindet, wobei die erste Bohrung (88) im Querschnitt größer ist und näher am offenen Ende des Zylinders (26) liegt als die zweite Bohrung (90).

3. Mastkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (28) eine einzige zur Druckseite hin geführte axiale Bohrung (84) aufweist, mit der die Querbohrungen (88, 90) verbunden sind.

4. Mastkonstruktion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der dichtende Endabschnitt (74) als separates Teil geformt ist, das über eine Schraubver­ bindung mit dem übrigen Kolbenteil (70) verbunden ist.

5. Mastkonstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die axiale Bohrung (84) und die zweite Quer­ bohrung (90) im separaten Teil (74) geformt sind.

6. Mastkonstruktion nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (72) von einer dünnwandigen Buchse gebildet ist, die an einem Ende gegen eine Schulter eines als Überwurfmutter geformten Endteils (60) des Zylinders (26) anliegt, das eine Dichtungsanordnung (66, 68) aufweist für den dichtenden Eingriff mit dem übrigen Teil (70) des Kol­ bens (28).