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Gabelzinken für Lastfördergeräte
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Die Erfindung betrifft Herstellungsverfahren für einen Gabelzinken
für Lastfördergeräte, insbesondere Stapler, der aus einem waagerechten Teil, dem
Gabelblatt und einem senkrechten Teil, dem Gabelrücken besteht, wobei an dem Gabelrücken
zur Befestigung des Gabelzinkens an dem Stapler ein unterer und ein oberer Gabelhaken,
ein oder mehrere Augen oder Löcher zum Anschrauben vorgesehen sind und die Herstellung
des Gabelzinkens durch Schmieden oder Stauchen und/oder Abkanten aus einem Schmiederohling
oder Stabstahl erfolgt.
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Gabelzinken für Stapler, wie beispielsweise in der DIN 15173, 15174,
15175 und der DIN ISO 2331 festgelegt, werden für das Heben von Lasten mittels Flurförderfahrzeugen,
insbesondere Stapler, verwendet. Die Formgebung der Gabelzinken wird dabei durch
den Verwendungszweck geprägt. Die im wesentlichen verwendeten Gabelzinken bestehen
aus einem waagerechten Teil, dem Gabelblatt, das die Last trägt, einem senkrechten
Teil, dem Gabelrücken, der die Gabelhaken oder sonstigen Befestigungselemente trägt,
dem Gabelknick, der als abgebogener Teil zwischen Gabelblatt und Gabelrücken angeordnet
ist und den Befestigungselementen des Gabelzinkens, die aus oberem und unterem Gabelhaken,
einem oder mehreren Augen oder Löchern im Ga-Gabelrücken zum Anschrauben des Gabelzinkens
bestehen können.
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An Gabelzinken für Stapler treten häufig neben den zu fördernden Lasten
unkontrollierbare Extremblastungen auf. Entsprechend
hoch sind
die Anforderungen, die an die Gabelzinken und deren Herstellungsverfahren1 bzw.
deren Fertigung gestellt werden.
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Bekannt sind im wesentlichen zwei Herstellungsverfahren für die Fertigung
von Gabelzinken, das Schmieden und das Stauchen.
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Bei den geschmiedeten Gabelzinken besteht die Fertigungsfolge aus
Ablängen von Knüppel (Bramme) entsprechend dem erforderlichen Volumen, Erwärmen
des Rohlings auf Schmiedetemperatur, Schmieden des Rohlings unter dem Hammer zu
kleinerem Querschnitt und größerer Länge, wiederholtes Erwärmen auf Schmiedetemperatur
und erneutes Schmieden zu größerer Querschnittsverminderung, Anschmieden der Verstärkung
im Gabelknick, Biegen und Kalibrieren.
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Die Fertigungsfolge für gestauchte Gabelzinken besteht aus Ablängen
eines Flachstahls mit dem Querschnitt der fertigen Traggabel, Erwärmen des Stabes
im Knickbereich auf Umformtexperatur, Anstauchen einer Verstärkung im Knickbereich
der Gabel, Biegen und Kalibrieren.
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Ix Anschluß an diese Fertigungsfolgen bei beiden Herstellungsverfahren
werden eventuelle zusätzliche Bauelemente, wie Gabelhaken, Gabelöse oder Arretiervorrichtungen
angebracht.
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Bei beiden vorgenannten Fertigungsverfahren werden zum Umformen erhöhte
Temperaturen benötigt, um das Umformen zu erleichtern und eine unerwünschte Gefügeveränderung
oder Rißbildung zu vermeiden. Bei beiden Herstellungsverfahren tritt also während
des Umformens im Bereich des Gabelknicks eine Gefügeumwandlung ein, der bei den
bekannten Gabelzinken und deren Herstellungsverfahren durch entsprechende Abkühlgeschwindigkeiten
Rechnung
getragen wird, so daß das Gefüge auf den ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird.
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Nachteilig bei den bekannten Gabelzinken ist der bis auf die verjüngte
Gabelspitze im wesentlichen bei den meisten Bedarfsfällen gleichbleibende Querschnitt
von Gabelblatt und Gabelrücken über deren gesamte Länge. Hierbei ergibt sich ein
unnötig großer Querschnitt in Bereichen der Gabelzinke, die relativ niedrig belastet
sind, während- in den hoch belasteten Bereichen, wie beispielsweise im Gabelknick
durch Anstauchen oder Anschmieden eine Verdickung des Querschnitts erforderlich
ist. Die aufgrund der Herstellungsverfahren sich ergebende große Masse in niedrig
belasteten Bereichen führt zu unerwünscht hohem Gewicht und hohem Preis und vermindert
damit die Wirtschaftlichkeit der Herstellung des Gabelzinkens und führt auch zu
einer Verminderung der Tragfähigkeit des Staplers.
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Eine nachträgliche quersEhnitQsverminderung des Gabelzinkens in niedrig
belasteten Bereichen, beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung ist aufwendig
und unwirtschaftlich.
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Es ist auch bekannt, Vergütungsstähle mit hohen Grundfertigkeiten
zur Herstellung von Gabelzinken zu verwenden. Hierbei wurde nach der Formgebung
des Gabelzinkens der gesamte Gabelzinken vergütet, d. h. gehärtet und angelassen.
Der Nachteil dieses Verfahrens lag darin, daß ein hoher zusätzlicher Energieaufwand
zum Einbringen der erforderlichen Wärme und aufwendige Anlagen erforderlich waren.
Nach dem Vergüten mußte weiter der gesamte Gabelzinken entzundert und gerichtet
werden.
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Hierbei war insbesondere der Aufwand für das manuelle Richten sehr
lohnintensiv und damit unwirtschaftlich.
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Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht nun darin, ein Herstellungsverfahren
für den Gabelzinken zu finden, daß bei bester Werkstoffausnutzung und einer Gewichtsverminderung
die
Festigkeit des Gabelzinkens in den hoch belasteten Bereichen
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Gabelzinken der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß die Gabelzinke im Bereich des Gabelknicks nach dem Umformen,
Abknicken oder Abkanten durch Ausnutzung der zum Umformens Abknicken oder Abkanten
eingebrachten Wärme einer Gefügeveränderung zur Steigerung der mechanischen Gütewerte
unterzogen ist. Nach einer Ausführung der Erfindung ist dabei der Gabelzinken im
Gabelknick luftgehärtet. Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Gabelzinken
im Gabelknick wassergehärtet.
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Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Gabelzinken im
Gabelknick ölgehärtet. Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Gabelzinken
im Gabelknick im Salzbad gehärtet. Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung
ist der Gabelzinken im Gabelknick nitriert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gabelzinken tritt eine im wesentlichen dem
Biegemomentenverlauf angepaßte Erhöhung der mechanischen Gätewerte ein, die bei
bester Werkstoffausnutzung eine Minderung des Gewichts und dadurch eine wirtschaftlichere
Herstellung und im Einsatz des Gabelzinkens eine geringere Staplerbelastung und
damit eine größere Stapler standsicherheit bietet. Durch die hierbei erzielbare
Querschnittsverminderung des Gabelzinkens ist darüber hinaus eine gleichmäßigere
Struktur des Naterialkornaufbaus über den gesamten Querschnitt möglich. Des weiteren
kann bei einigen Ausführungen der Gabelzinken auf eine Verdickung im Bereich des
Gabelknicks verzichtet werden. Dadurch ergibt sich eine Verminderung des Aufwandes
beim Umformen, der sich wiederum auf die Wirtschaftlichkeit des Gabelzinkens niederschlägt.
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Bei den heute gebräuchlichen Stählen für Gabelzinken, beispielsweise
den Vergütungsstählen 25 CrMo 4, StE 51 und SW 60 Spezial, verbleibt auch bei einer
kontrollierten beschleunigten Abkühlung eine ausreichend hohe Kerbschlagzähigkeit
(die zum Teil noch gesteigert werden kann), so daß die geforderten mechanischen
Gütewerte voll erreichbar sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gabelzinken
besteht darin, daß zur Erzielung der gewünschten Gefügeveränderung im Bereich des
Gabelknicks die zum Abknicken oder Abkanten oder Umformen eingebrachte Wärme verwendet
wird. Eine nachträgliche Erwärmung des Gabelzinkens partiell oder gesamt ist somit
nizht erforderlich. Soweit erforderlich, wird der Selftempering-Effekt ausgenutzt.
Ebenfalls wird die Restwärme zum Anschweißen der Gabelhaken ausgenutzt. Durch größere
(Härte) Festigkeit wird der auf der Gabelunterseite im Bereich des Knicks häufige
Verschleiß gemindert und die Standzeit der Gabel vergrößert.
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Ein weiterer Vorteil ist durch Verwendung verhältnismäßig gut schweißbarer
Werkstoffe gegeben.
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Einzelheiten des erfindungsgemäßen Gabelzinkens werden anhand von
Ausführungsbeispielen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines Gabelzinkens gemäß der Erfindung,
Fig. 2 die Draufsicht auf den Gabelzinken nach Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht
eines Gabelzinkens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4
die Draufsicht auf den Gabelzinken nach Fig. 3, Fig. 5 die Seitenansicht eines dritten
Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsbemäßen Gabelzinkens,
Fig. 6
die Draufsicht auf den Gabelzinken nach Fig. 5.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gabelzinken besteht im wesentlichen
aus dem Gabelblatt 1 und dem Gabelrücken 2. Der abgebogene Teil zwischen Gabelblatt
1 und Gabelrücken 2, der Gabelknick 3, stellt die Verbindung zwischen Gabelblatt
1 und Gabelrücken 2 her. Gabelblatt 1, Gabelrücken 2 und Gabelknick 3 bestehen dabei
bei allen unterschiedlichen Herstellungsverfahren aus einem Stück. Das vordere freie
Ende des Gabelblatts 1, die Gabelspitze 4, ist zum besseren Einfuhren in die Last
verjüngt ausgeführt. Im Gabelrücken 2 sind Löcher 5 zur Befestigung der Gabelzinke
vorgesehen.
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Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
die Gabelzinke ebenfalls wieder im wesentlichen aus dem Gabelblatt 1 und dem Gabelrücken
2, die durch den Gabelknick 3 miteinander verbunden sind. Auch bei diesen Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden Gabelblatt 1 und Gabelrücken 2 aus einem Stück hergestellt.
Zur Befestigung des Gabelzinkens an dem Flurförderfahrzeug oder dem Stapler sind
auf der Rückseite des Gabelrückens 2 ein unterer und ein oberer Gabelhaken 6 bzw.
7 angeordnet. Die Gabelspitze 4 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel zum besseren
Einfädeln in die Last verjüngt ausgeführt.
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Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausfihrungsbeispiel besteht
der Gabelzinken ebenfalls aus dem Gabelblatt 1 und dem Gabelrücken 2, die durch
den Gabelknick 3 miteinander verbunden sind. An dem oberen freien Ende des Gabelrückens
2 ist eine Öse 8 zur Befestigung des Gabelzinkens an dem Flurförderfahrzeug oder
Stapler angeordnet. Die Gabelspitze 4 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel der
Gabelzinke verjüngt ausgeführt.
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Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die
Gabelzinke im Bereich des Gabelknicks 3 nach dem Umformen, Abknicken oder Abkanten
durch Ausnutzung der zum Umformen, Abknicken oder Abkanten eingebrachten Wärme einer
Gefügeveränderung zur Steigerung der mechanischen Gütewerte unterzogen. Die einzelnen
Ausführungsbeispiele, durch die Gefügeveränderung erreicht wird, sind in den Uchutzansprüchen
beschrieben.