DE60130725T2 - Gabelstapler mit geringerem wenderadius und mit mitteln zur vereinfachung der wartungsarbeiten - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gabelstapler mit geringerem Wenderadius.
- Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Gabelstapler mit vier Rädern mit einem relativ geringen Mindest-Wendekreisradius.
- Herkömmliche Gabelstapler beinhalten ein drei- oder vierrädriges Fahrzeug mit elektrischem oder verbrennungsmotorischem Antrieb, zwei horizontalen, kraftbetriebenen Gabelzinken, die von der Vorderseite des Fahrzeuges hervorragen und dazu dienen, Lasten unterschiedlicher Art anzuheben und abzusenken, sowie einem hinteren Gegengewicht zum Ausgleichen der an der Vorderseite wirkenden Last.
- Diese Gabelstapler sind, unabhängig von der jeweiligen Tragfähigkeit, in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Merkmalen erhältlich, die von der Anzahl der Räder und von der Ausstattung mit Vorder- oder Hinterradantrieb abhängig sind.
- Bei Gabelstaplern mit drei Rädern sind zwei der drei Räder vorne auf einer einzelnen Drehungsachse gelagert, während das dritte Rad hinten in einer durch die Mitte des Fahrzeugs führenden Längsebene montiert ist. Die Lenkung wirkt im mer auf das Hinterrad, während der Fahrzeugantrieb über die Vorder- oder Hinterräder erfolgt.
- Bei Gabelstaplern, bei denen das Hinterrad nicht nur das lenkbare Rad sondern auch das Antriebsrad darstellt, können sich die zwei Vorderräder frei um ihre Achsen drehen und ihre Drehrichtung und Geschwindigkeit sind vom Einschlagwinkel des Hinterrads abhängig. Wenn das Hinterrad voll eingeschlagen ist, das heißt wenn es um 90 Grad gedreht ist, liegt der Drehmittelpunkt des Fahrzeugs an dem Punkt, an dem sich die gemeinsame Achse der Vorderräder mit der Längsmittelebene des Fahrzeugs schneidet. Dies bedeutet einen relativ kleinen Wendekreisradius mit offensichtlichen Vorteilen hinsichtlich der Manövrierfähigkeit auf engem Raum.
- Bei einem Gabelstapler dieser Art ist die Drehmomentübertragung auf den Boden von der vertikalen Last abhängig, die auf das Hinterrad und somit das Antriebsrad wirkt. Wenn der Stapler eine Last auf der vorne angeordneten Gabel trägt, ist die auf das Hinterrad wirkende gesamte vertikale Last verringert, wodurch auch die Griffigkeit des Hinterrades verringert wird. Je rutschiger der Untergrund (zum Beispiel bei Nässe), desto stärker macht sich dieses Problem bemerkbar. Ist dagegen das Hinterrad nur ein lenkbares Rad und der Antrieb erfolgt über die Vorderräder, sind zwei verschiedene Fälle zu unterscheiden: In einem Fall sind die Vorderräder mit einem Differenzial ausgestattet, im anderen Fall werden die Vorderräder unabhängig voneinander angetrieben.
- Im ersten Fall neigt das innere Vorderrad mit zunehmender Größe des Hinterrad-Einschlagwinkels dazu, langsamer zu werden, da es gezwungen ist, einen Weg zurückzulegen, dessen Kurvenkrümmung kleiner ist als die des Weges, den das äußere Vorderrad zurücklegt. Sobald der maximale Einschlagwinkel erreicht ist, dreht sich das innere Vorderrad gar nicht mehr.
- Zugleich kann der Drehmittelpunkt des Fahrzeuges, der auf der gemeinsamen Achse der Vorderräder liegt, von einer unendlich weit entfernten seitlichen Position, wenn die Vorderräder gerade stehen, bis zu einer Grenzposition variieren, die dem Punkt entspricht, an dem das innere Vorderrad den Boden berührt, wenn die Vorderräder voll eingeschlagen sind. Daraus ergibt sich, dass in diesem Fall der minimale Wenderadius relativ groß ist.
- Im zweiten Fall sind die Vorderräder gewöhnlich von zwei Elektromotoren angetrieben. Die Geschwindigkeit und Drehrichtung der Räder werden elektronisch durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel des Hinterrades gesteuert. Wenn also das Hinterrad voll eingeschlagen ist, bewirkt die Steuereinheit, dass sich das innere Antriebsrad mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie das äußere Antriebsrad, jedoch in der entgegengesetzten Richtung, um das Durchrutschen und Schlupfen der Räder zu verhindern. Auf diese Weise ermöglicht die Steuereinheit vorteilhaft, dass sich das Fahrzeug um einen Punkt dreht, an dem sich die gemeinsame Achse der Vorderräder mit der Längsmittelebene des Fahrzeugs schneidet. Dadurch wird die gleiche Manövrierfähigkeit wie bei dem oben beschriebenen Stapler mit Hinterradantrieb erzielt, aber das Problem der verminderten Griffigkeit beim Transport schwerer Lasten vermieden.
- Ein dreirädriger Stapler dieser Art ist trotz relativ geringerem Wenderadius und guter Bodenhaftung relativ instabil im Vergleich zu einem vierrädrigen Stapler. Wie der Stand der Technik lehrt, muss die vertikale Projektion des Staplerschwerpunktes auf eine Fläche fallen, die bei dieser Staplerart durch das von den drei Rädern gebildete Dreieck begrenzt wird, da der Stapler ansonsten umkippt. Natürlich ist diese Fläche kleiner als die entsprechende rechteckige oder trapezförmige Fläche eines Staplers mit vier Rädern.
- Bei herkömmlichen Gabelstaplern mit vier Rädern befindet sich der Antrieb gewöhnlich an den Vorderrädern, während die Lenkung auf die Hinterräder wirkt.
- Die Drehung jedes der zwei Hinterräder ist selbstverständlich so auf die Drehung des anderen Hinterrades abgestimmt, dass das Durchrutschen und Schlupfen der Räder verhindert wird. Wie im Fall der Konfiguration mit drei Rädern können die Vorderräder wie oben beschrieben über ein Differenzial oder unabhängig voneinander angetrieben werden.
- Für den Fall des getrennten Vorderradantriebs ist im aktuellen Stand der Technik ein Lenkmechanismus bekannt, der bei Volleinschlag den Drehmittelpunkt des Fahrzeugs vorteilhaft an dem Punkt anordnet, an dem sich die gemeinsame Achse der Vorderräder mit der Längsmittelebene des Staplers schneidet. Dadurch wird dieselbe Manövrierfähigkeit wie bei dreirädrigen Staplern erhalten.
- Das hintere Ende eines Gabelstaplers dieser im Stand der Technik bekannten Art ist recht komplex aufgebaut, wodurch sich nicht nur das Montageverfahren für solche Gabelstapler schwierig gestaltet, sondern auch die Wartung des Lenkmechanismus erschwert wird.
- Im Besonderen weisen diese Gabelstapler eine Baugruppe mit Gegengewicht am Hinterachsen-Lenkmechanismus auf, in der die relativen Positionen der Baugruppenkomponenten zueinander und der Baugruppe selbst bezogen auf den Rahmen so beschaffen sind, dass die Montage und Wartung behindert wird.
- Ein solcher Gabelstapler wird im Dokument
US4471975 offenbart und beinhaltet eine Montageanordnung zur schwenkbaren Anbringung eines Gegengewichtes und einer Lenkachseneinheit an einem Achszapfen des Fahrzeugs, welche die Probleme im Zusammenhang mit der Abnahme des Gegengewichtes und der Lenkachseneinheit beseitigen, wenn nur eines davon entfernt werden muss. - Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Gabelstaplers.
- Dementsprechend stellt die Erfindung einen Gabelstapler mit geringerem Wenderadius bereit, wie in dem unabhängigen Patentanspruch beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
- Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand des Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 in schematischer Draufsicht den erfindungsgemäßen Gabelstapler mit geringerem Wenderadius bei voll eingeschlagener Lenkung; -
2 in schematischer Draufsicht den erfindungsgemäßen Gabelstapler bei geradliniger Vorwärtsfahrt; -
3 eine Rückansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gabelstaplers, wobei zur Verdeutlichung einige Teile im Querschnitt abgebildet und einige Teile weggelassen sind; -
4 in Draufsicht das hintere Ende des Gabelstaplers von3 , wobei zur Verdeutlichung einige Teile im Querschnitt abgebildet und einige Teile weggelassen sind; -
5 eine Vergrößerung der4 , wobei mit einer gestrichelten Linie auch das hintere Ende des Staplers bei Volleinschlag der Lenkung abgebildet ist; -
6 einen seitlichen Querschnitt der in4 dargestellten Struktur entlang der Linie VI-VI, wobei zur Verdeutlichung einige Teile weggelassen sind; -
7 eine weitere Rückansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gabeistaplers, wobei zur Verdeutlichung einige Teile im Querschnitt abgebildet und einige Teile weggelassen sind; und -
8 einen Querschnitt des in7 dargestellten Gabelstaplers entlang der Linie VIII-VIII, wobei zur Verdeutlichung einige Teile weggelassen sind. - Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen wird mit der Nummer 1 ein vierrädriger Gabelstapler mit geringerem Wenderadius in seiner Gesamtheit bezeichnet.
- Der Gabelstapler
1 beinhaltet einen Rahmen2 , zwei vordere Antriebsräder3a und3b und zwei hintere lenkbare Räder4a und4b , und zwei horizontale vordere Gabeln (bekannter Art und daher hier nicht dargestellt), die derart kraftbetrieben sind (auf bekannte Weise und daher hier nicht dargestellt), dass sie Lasten verschiedener Art (hier nicht dargestellt) anheben und absenken können. - Die Vorderräder
3a und3b werden durch zwei entsprechende Getriebemotoren41 und42 unabhängig voneinander angetrieben (auf bekannte Weise) und sind derart auf dem Rahmen2 montiert, dass sie sich um eine erste gemeinsame feste Drehungsachse A drehen, die quer zu einer Längsmittelebene M des Staplers1 verläuft. - Die Nabe
5 jedes Hinterrades4a ,4b weist eine im Wesentlichen horizontale Drehungsachse6 auf und ist drehbar auf einer Nabenbefestigung7 gelagert, die rechtwinklig an einem unteren Ende8 einer Abzweigung9 einer entsprechenden Hinterrad-Aufhängegabel10 angebracht ist. - Die Abzweigung
9 ist so angeordnet, dass sie der inneren Oberfläche der Nabe5 gegenüber liegt und einen unteren Abschnitt der Radaufhängegabel10 bildet, die aus einem Teil gefertigt ist und die über der Abzweigung9 einen mittleren Abschnitt aufweist, der aus einem im Wesentlichen zylindrischen Körper11 besteht. - Der Körper
11 weist eine mittlere Drehungsachse12 auf, die mit der inneren Oberfläche der Nabe5 ausgerichtet ist, im Wesentlichen parallel zu der Ebene M verläuft und drehbar auf einem seitlichen Ende13 einer Hinterachse14 montiert ist, die ihrerseits auf dem Rahmen2 quer zur Ebene M montiert ist und sich zwischen den zwei Hinterrädern4a und4b über die zwei Räder4a ,4b erstreckt. Bei genauerer Betrachtung ist der Körper11 auf der Achse14 auf entsprechenden Lager15 montiert. Die letztgenannten sind in einem Verbindungsstück16 angeordnet, das sich in Richtung der Achse12 relativ lang erstreckt, so dass dem Körper11 eine relativ hohe Festigkeit gegenüber den von der Abzweigung9 übertragenen Stößen verliehen wird. - Über dem Körper
11 weist die Radaufhängegabel10 ferner einen oberen Abschnitt auf, der aus einem Zapfen17 zur Betätigung der Aufhängegabel10 besteht. - Der Zapfen
17 weist ein gerilltes Profil18 auf, mit dem sein oberes Ende fest mit einem Hebel19 zur Betätigung der Radaufhängegabel10 verbunden ist. - Der Hebel
19 ist schwenkbar mit einem Ende20 einer gebo genen Verbindungsstange21 verbunden, die wie ein Kreisbogen geformt ist und deren gegenüberliegendes Ende22 schwenkbar mit dem arbeitenden Ende23 eines Hydraulikzylinders24 (bekannter Art) zum Lenken der Räder4a und4b verbunden ist. - Wie in
3 und6 dargestellt ist der Lenkzylinder24 starr mit einem oberen Endabschnitt25 der Achse14 verbunden. Die speziell geformte Baugruppe bestehend aus Lenkzylinder24 , Verbindungsstangen21 und Hebeln19 bildet eine Lenkvorrichtung26 , die dafür vorgesehen ist, die Drehwinkel der Hinterrad-Aufhängegabeln10 um ihre entsprechenden Achsen12 so zu koordinieren, dass das Durchrutschen und Schlupfen der Räder4a und4b vermieden wird, und dass der Stapler1 eine Volleinschlagkonfiguration erreichen kann, in welcher der Drehmittelpunkt C des Staplers1 dem Punkt entspricht, an dem die Achse A die Ebene M schneidet. Genauer betrachtet entspricht diese in1 und durch die Strichlinie in5 dargestellte Konfiguration einer Drehung des äußeren Hinterrades4a ,4b um 74 Grad und 30 Minuten und des inneren Hinterrades4a ,4b um 105 Grad und 30 Minuten bezogen auf die in2 abgebildete Konfiguration, in der die Räder gerade stehen. - Die Achse
14 ist aus zusammengeschweißten Metallblechteilen gefertigt und schwenkbar auf einem hinteren kreisförmigen Zapfen27 des Rahmens2 montiert, der sich in Längsrichtung des Staplers1 entlang einer horizontalen Achse28 erstreckt. Genauer betrachtet befindet sich unterhalb der Achse14 ein parallelepipedförmiger Block29 . In dem letztgenannten befindet sich ein kreisförmiges Durchgangsloch30 , über das der Zapfen27 mittels mehrerer ringförmig angeordneter Bolzen31 mit einer runden Verschlussplatte32 verbunden ist, die auf der Seite des Rahmens2 angeordnet ist, die der Achse14 gegenüberliegt. Die Achse14 , die Lenkvorrichtung26 , die Aufhängegabeln10 und die Räder4a und4b können vormontiert werden, um eine Einheit33 zu bilden, die leicht im Ganzen an dem Rahmen2 befestigt werden kann, der wie in6 dargestellt nicht nur die Einheit33 direkt über den Zapfen27 trägt, sondern über dem Zapfen27 selbst eine Öffnung34 aufweist, die den Zugang zur Lenkvorrichtung26 ermöglicht, wenn Wartungsarbeiten auszuführen sind. Der Stapler1 beinhaltet ferner ein Gegengewicht35 , das aus einem einzigen Teil besteht, welches das hintere Ende36 des Staplers1 abschließt. Genauer betrachtet erstreckt sich, mit Bezug auf7 , das Gegengewicht35 genau über die Breite des Staplers1 und weist einen unteren Abschnitt37 auf, der sich nach unten zwischen die Räder4a und4b erstreckt und sich in geeigneter Weise zur Mitte hin verjüngt, um das Drehen der Aufhängegabeln10 um die Achsen12 unter der Wirkung der Lenkvorrichtung26 zu ermöglichen. - Das Gegengewicht
35 wird direkt von dem Rahmen2 getragen und ist mit einem Bolzen38 , der in der Mitte des Ringes von Bolzen31 angeordnet ist, an dem Zapfen27 befestigt. Das Gegengewicht35 ist in einer Position montiert, so dass die Einheit33 zwischen dem Zapfen27 und dem Gegengewicht35 angeordnet ist. Anders ausgedrückt, sind in dieser Position die Achse14 und die Lenkvorrichtung26 nur an den Seiten (8 ), oben und unten (6 ) von dem Gegengewicht35 umgeben. Dadurch ist es möglich, das Gegengewicht35 unabhängig von der Achse14 und der Lenkvorrichtung26 ein- oder auszubauen, während gleichzeitig der Zugang zur Lenkvorrichtung26 über die Öffnung34 und ohne Entfernung des Gegengewichts35 ermöglicht wird. Wie bereits erwähnt, erfolgt der Antrieb des Staplers1 über die Vorderräder3a und3b , die ihrerseits unabhängig voneinander durch zwei entsprechende Getriebemotoren41 und42 angetrieben werden, welche in bekannter Weise elektronisch von einer Steuereinheit43 gesteuert werden, die sowohl Geschwindigkeit als auch Drehrichtung der Räder in Abhängigkeit von den Einschlagwinkeln der Hinterräder4a und4b steuert. Zu diesem Zweck ist der Eingang der Steuereinheit43 mit einem Drehpotentiometer39 verbunden, das über einem der zwei Zapfen17 angebracht ist (in diesem bestimmten Fall, wie in1 ,3 ,5 und8 dargestellt, über dem Zapfen17 , der dem hinteren rechten Rad4b entspricht), wobei die Potentiometerspindel40 koaxial und mit dem Zapfen17 selbst verbunden ist. Das Potentiometer39 erfasst den Einschlagwinkel eines der Räder4a oder4b über den Anschluss an den Zapfen17 und gibt ein Signal an die Steuereinheit43 aus, welche daraufhin die Drehzahl und Drehrichtung der Motoren41 und42 entsprechend regelt. Da das Potentiometer39 als Drehpotentiometer ausgeführt ist, erlaubt es die genaue Erfassung des Einschlagwinkels der Hinterräder4a und4b und damit die präzise Steuerung der Getriebemotoren41 und42 , welche die Vorderräder3a und3b antreiben. -
- 1
- GABELSTAPLER
- 2
- RAHMEN
- 3
- VORDERRÄDER
- 4
- HINTERRÄDER
- 5
- NABE
- 6
- NABENACHSE
- 7
- NABENBEFESTIGUNG
- 8
- UNTERES
ENDE VON
9 - 9
- ABZWEIGUNG
VON
10 - 10
- RADAUFHÄNGEGABEL
- 11
- MITTLERER
ABSCHNITT (KÖRPER) VON
10 - 12
- ACHSE
VON
11 - 13
- SEITLICHES
ENDE VON
14 - 14
- ACHSE
- 15
- LAGER
- 16
- VERBINDUNGSSTÜCK
- 17
- ZAPFEN
VON
10 - 18
- GERILLTES PROFIL
- 19
- HEBEL ZUR BETÄTIGUNG DER RADAUFHÄNGE
- GABEL
- 20
- ENDE
VON
21 - 21
- VERBINDUNGSSTANGE
- 22
- ENDE
VON
21 - 23
- ENDE
VON
24 - 24
- LENKZYLINDER
- 25
- OBERER
ABSCHNITT VON
14 - 26
- LENKVORRICHTUNG
- 27
- RAHMENZAPFEN
- 28
- ACHSE
VON
27 - 29
- UNTERER
BLOCK VON
14 - 30
- LOCH
IN
29 - 31
- BOLZEN
- 32
- RUNDE PLATTE
- 33
- VORMONTIERTE EINHEIT
- 34
- RAHMENÖFFNUNG
- 35
- GEGENGEWICHT
- 36
- HINTERES
ENDE VON
1 - 37
- UNTERER
ABSCHNITT VON
35 - 38
- BOLZEN
- 39
- POTENTIOMETER
- 40
- SPINDEL
VON
39 - 41, 42
- GETRIEBEMOTOREN
- 43
- STEUEREINHEIT
Claims (7)
- Gabelstapler mit geringerem Wenderadius, der Folgendes beinhaltet: einen Rahmen (
2 ); zwei vordere Antriebsräder (3a ,3b ), die so auf dem genannten Rahmen (2 ) montiert sind, dass sie sich um eine erste gemeinsame Drehungsachse (A) drehen, die quer zu einer Längsmittelebene (M) des Staplers (1 ) verläuft; eine Hinterachse (14 ); zwei Hinterrad-Aufhängegabeln (10 ), die so auf der Hinterachse (14 ) gelagert sind, dass sie sich um entsprechende zweite Achsen (12 ) drehen, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelebene (M) sind; zwei lenkbare Hinterräder (4a ,4b ), die jeweils auf einer der Aufhängegabeln (10 ) gelagert sind; Lenkmittel (26 ), die dafür ausgelegt sind, die Drehung der Aufhängegabeln (10 ) um ihre entsprechenden zweiten Achsen (12 ) zu koordinieren; sowie ein hinteres Gegengewicht (35 ); wobei die Hinterachse (14 ), die Aufhängegabeln (10 ) und die Lenkmittel (26 ) eine Einheit (33 ) bilden, die vormontiert werden kann und die direkt von einem hinteren Ende (36 ) des Rahmens (2 ) getragen wird; wobei ferner das genannte hintere Ende (36 ) auch direkt das Gegengewicht (35 ) derart in einer Position trägt, dass die vormontierte Einheit (33 ) zwischen dem hinteren Ende (36 ) und dem Gegengewicht (35 ) angeordnet ist; wobei der Gabelstapler (1 ) ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass der Drehmittelpunkt (C) des Gabelstaplers (1 ) bei Volleinschlag der Lenkung an dem Punkt an geordnet ist, an dem sich die erste gemeinsame Drehungsachse (A) mit der Mittelebene (M) schneidet; und dass der Rahmen (2 ) eine hintere Öffnung (34 ) aufweist, die den Zugang zu den Lenkmitteln (26 ) ermöglicht. - Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende (
36 ) einen Zapfen (27 ) beinhaltet, auf dem sowohl die vormontierte Einheit (33 ) als auch das Gegengewicht (35 ) gelagert ist. - Gabelstapler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewicht (
35 ) aus einem einzigen Teil besteht, welches das hintere Ende (36 ) abschließt. - Gabelstapler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterachse (
14 ) aneinander geschweißte Metallblechteile beinhaltet und schwenkbar auf dem Zapfen (27 ) montiert ist. - Gabelstapler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderräder (
3a ,3b ) unabhängig voneinander von zwei entsprechenden Getriebemotoren (41 ,42 ) angetrieben werden, deren Steuerung elektronisch über eine Steuereinheit (43 ) erfolgt, welche sowohl deren Drehzahl als auch deren Drehrichtung in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der Hinterräder (4a ,4b ) steuert. - Gabelstapler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Radaufhängegabel (
10 ) einen Zapfen (17 ) zur Betätigung der Aufhängegabel beinhaltet, und dass der Eingang der Steuereinheit (43 ) an ein Drehpotentiometer (39 ) angeschlossen ist, das dafür ausgelegt ist, ein Signal bereitzustellen, das proportional zum Einschlagwinkel der Hinterräder (4a ,4b ) ist, wobei das Potentiometer (39 ) eine Spindel (40 ) aufweist, die mit einem der Zapfen (17 ) der Hinterräder (4a ,4b ) verbunden ist. - Gabelstapler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmittelpunkt (C) des Staplers (
1 ) bei Volleinschlag der Lenkung an dem Punkt angeordnet ist, an dem sich die Mittelebene (M) mit der ersten gemeinsamen Drehungsachse (A) schneidet, und dies aufgrund der Tatsache, dass die Vorderräder (3a ,3b ) in gegenläufigen Richtungen drehen können und unabhängig voneinander von zwei entsprechenden Getriebemotoren (41 ,42 ) angetrieben werden, die elektronisch von einer Steuereinheit (43 ) gesteuert werden, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterräder (4a ,4b ) durch die Lenkmittel (26 ) gelenkt werden, die auf einem Zapfen (27 ) des Rahmens (2 ) gelagert sind.
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