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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Hebeeinheit für die Gabeln von Hubwagen.
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Bekannterweise sind Hubwagen mit einer
Gabelhebeeinheit mit mindestens einem einfach wirkenden
hydraulischen Zylinder versehen, der kinematisch mit den Gabeln
verbunden ist. Der Hydraulikzylinder hat einen
Zylinderkörper, in dem gleitend ein Kolben koaxial einstückig mit
einer Betätigungsstange geführt ist. Um die Gabeln zu
heben, wird der Hydraulikzylinder mit Arbeitsfluid über
einen hydraulischen Verteiler von einer Pumpe versorgt,
so daß die Betätigungsstange des Hydraulikzylinders die
Gabeln nach oben verschiebt. Die Gabeln werden durch
Schwerkraft gesenkt, wobei der Hydraulikzylinder immer
für die Entladung durch den Hydraulikverteiler verbunden
ist.
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Die Gabeln sind an einer Platte befestigt, die
während der Hebe- und Senkbewegungen längs eines Rahmens
gleiten. Der Rahmen kann von einfacher Konstruktion oder
aber teleskopisch sein, und die Anzahl der
Hydraulikzylinder kann gemäß dem Hubwagentyp variieren. Einige
Hubwagentypen mit Teleskoprahmen sind beispielsweise mit
einem Paar Hydraulikzylinder versehen, deren Betätigung
bewirkt, daß sich aufgrund geeigneter kinematischer
Bestandteile die Gabeln heben und der Rahmen gleichzeitig
streckt. Andere Hubwagentypen mit ausfahrbaren Rahmen
sind mit einem dritten Hydraulikzylinder zusätzlich zu
dem Paar Hydraulikzylinder versehen. In diesem Fall hebt
der dritte Hydraulikzylinder die Gabeln, wenn der Rahmen
nicht ausgefahren wird, während das Paar
Hydraulikzylinder lediglich den Rahmen ausfährt bzw. streckt. In
allen Fällen entspricht die Absenkbewegung der Gabeln der
Hebebewegung.
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Während dieser Gabelhebe- und Absenkbewegung
erreichen die Hydraulikzylinder das Ende ihres Hubwegs
etwas abrupt, selbst wenn die Bedienungsperson gewöhnlich
die Zufluß- und Abflußgeschwindigkeit des Arbeitsfluids
in den Hydraulikzylindern verringert, das in geeigneter
Weise auf den Hydraulikverteiler einwirkt, wenn sie (die
Hydraulikzylinder) das Ende ihres Arbeitshubs erreichen.
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Dadurch wird die Ladung auf den Gabeln
offensichtlich gestört, mit unerwünschten Folgen wie z. B. der
Verschiebung der Ladung selbst, oder der Bewegung oder
sogar dem Bruch von Elementen, aus denen die Ladung
besteht etc.
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Die Situation wird in Fällen verschlimmert, in denen
beispielsweise die Bedienungsperson abgelenkt wird und
vergißt, die Zufluß- und Abflußgeschwindigkeit des
Arbeitsfluids in die Hydraulikzylinder zu verringern. In
diesem Fall erreichen die Hydraulikzylinder das Ende
ihres Arbeitshubs brüsk, was schwere Konsequenzen haben
kann, wie z. B. das Herunterfallen der Last, das Brechen
der Last etc.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die
genannten Nachteile auszuschalten. Eine Einheit mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist
beispielsweise aus der DE-A-3606 SIS bekannt. Diese Aufgabe wird
gelöst durch eine Hebeeinheit für die Gabeln von
Hubwagen, der die Merkmale des kennzeichnenden Teils von
Anspruch 1 aufweist.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist im
folgenden eine nicht einschränkende Ausführungsform
hiervon beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht, in denen zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit
einer erfindungsgemäßen Hebeeinheit versehen Hubwagens,
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Fig. 2 und 3 perspektivische Ansichten der
Bewegung der Hebeeinheit von Fig. 1,
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Fig. 4 einen Längsschnitt eines
Hydraulikzylinders der Hebeeinheit der Fig. 1, und
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Fig. 5. 6, 7, 8 und 9 Längsschnitte zur
Darstellung der Bewegung des Hydraulikzylinders von Fig. 4.
Der Hubwagen in Fig. 1, mit 10 bezeichnet, umfaßt
eine Hebeeinheit 11, welche die Gabeln 12 des Hubwagens
hebt.
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Die Hebeeinheit umfaßt einen teleskopischen bzw.
ausfahrbaren Rahmen 13, längs dem eine mit den Gabeln 12
einstückige Platte 14 gehoben wird. Der Rahmen 13 umfaßt
ein Paar feststehender äußerer Säulen bzw. Ständer 15,
ein Paar beweglicher Zwischensäulen bzw. Ständer 16 und
ein Paar innerer Ständer 17.
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Die Hebeeinheit 11 weist ferner einen zentralen
Hydraulikzylinder 18 und ein Paar seitlicher
Hydraulikzylinder 19 auf; alle diese Hydraulikzylinder sind
einfach wirkend. Der zentrale Hydraulikzylinder 18 ist mit
dem Paar beweglicher innerer Ständer bzw. Säulen 17
einstückig, und ist mit der die Gabeln tragenden Platte 14
durch Ketten 20 verbunden, welche jeweils um Scheiben 21
geführt sind, die drehbar an einem Kopf 22 gelagert sind,
auf den die Betätigungsstange des Hydraulikzylinders 18
einwirkt. Das Paar seitliche Hydraulikzylinder 19 ist
einstückig mit dem Paar feststehender äußerer Säulen bzw.
Ständer 15, und ihre Betätigungsstangen wirken auf das
Paar beweglicher Zwischensäulen bzw. -ständer 16 ein.
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Diese Säulen 16 sind mit dem Paar beweglicher innerer
Säulen 17 durch Ketten 23 verbunden, die um
entsprechende, drehbar an dem Paar Säulen 16 gelagerte Scheiben 24
geführt sind.
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Sowohl der zentrale Hydraulikzylinder 18 als auch
das Paar seitlicher Hydraulikzylinder 19 werden mit
Arbeitsfluid von einer Pumpe über einen
Hydraulikverteiler versorgt.
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Um die Gabeln 12 anzuheben, wirkt das Arbeitsfluid
zunächst auf den beweglichen Abschnitt des zentralen
Hydraulikzylinders 18, der durch die Riemenscheiben 21
und die Ketten 20 die Platte 14 mit den Gabeln 12 längs
des Paars innerer Säulen 17 hochhebt, wie in Fig. 2
dargestellt ist; während dieser Bewegung kann die
gabeltragende Platte offensichtlich bis zu ihrem Maximum
am oberen Ende des Säulenpaars 17 angehoben werden. Falls
es erforderlich ist, die gabeltragende Platte 14 weiter
anzuheben, wirkt dasselbe Arbeitsfluid auch auf den
beweglichen des Paars Hydraulikzylinder 19, welche
bewirken, daß das Paar Zwischensäulen 16 längs des Paars
feststehender Säulen 15 nach oben gleitet, und das
gleichzeitig das Paar innerer Säulen 17 veranlaßt, längs
des Paars Zwischensäulen 16 mittels der Scheiben 24 und
Ketten 23 nach oben zu gleiten, wie Fig. 3 zeigt. Die
gabeltragende Platte 14 kann somit bis zur maximalen
Hebeposition gelangen, die der maximalen Streckung des
Rahmens 13 entspricht. Wie zu ersehen ist, kann die
gabeltragende Platte 14 in jeder Zwischenstellung
zwischen ihrer anfänglichen abgesenkten Stellung und
ihrer maximalen Hebestellung angehalten werden. Um die
gabeltragende Platte 14 abzusenken, wird das Arbeitsfluid
abgelassen, und alle oben beschriebenen Bestandteile
bewegen sich in der entgegengesetzten Richtung.
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Fig. 4 zeigt einen der beiden seitlichen Zylinder 19
im Längsschnitt; der andere Zylinder 19 ist in jeder
Hinsicht identisch. Der zentrale Zylinder 18 entspricht in
Struktur und Funktion dem in Fig. 4 dargestellten.
Zylinder und unterscheidet sich nur in seinen Abmessungen.
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Die Struktur des in Fig. 4 dargestellten
Hydraulikzylinders umfaßt einen hohlen Zylinderkörper 30, in dem
ein Kolben 31 in gleitender Weise untergebracht ist. Der
Kolben 31 ist mit dem Körper 30 in einer fluiddichten
Weise durch eine Dichtung 32 gekoppelt. Eine, hohle
Betätigungsstange 33, die innerhalb des Körpers 30
gleitet, ist mit dem Kolben 31 koaxial einstückig. Eine
durch eine Sicherungsmutter 35 festgehaltene
Führungsbüchse 34 ist an einem Ende des Körpers 30, zwischen der
Stange 33 und dem Körper 30 angeordnet, vorgesehen. Am
anderen Ende weist der Körper 30 eine Basis 36 auf, von
der aus sich innerhalb des Körpers 30 ein hohler
Mitnehmer 37 erstreckt, der mit Spiel mit einer im
Kolben 31 ausgebildeten axialen Durchgangsbohrung 38
gekoppelt ist. Diese Bohrung 38 öffnet sich an einer
Seite zur Innenseite der hohlen Stange 33 hin, und hat
einen kurzen Abschnitt 50 mit einem leicht größeren
Durchmesser als der Außendurchmesser des Mitnehmers 37,
wobei der verbleibende Abschnitt der Bohrung 38 einen
größeren Durchmesser hat als der Durchmesser eines
solchen kurzen Abschnitts 50. Außerdem hat die Bohrung 38
eine untere Ausweitung, und der Mitnehmer 37 hat eine
entsprechende Abschrägung seines oberen Endabschnitts.
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Eine mit der bei 40 angegebenen Förderpumpe durch
den bei 41 angegebenen Hydraulikverteiler verbundene
Leitung 39 ist in der Basis 36 vorgesehen. Im Inneren des
hohlen Mitnehmers 37 ist eine Leitung 42 festgelegt, die
an einer Seite mit der Leitung 39 mittels eines
Sicherheitsventils 43 in Verbindung steht, und auf der anderen
Seite mit dem Inneren des Körpers 30.
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Bei Bewegung des Kolbens 31 ist eine erste interne
Kammer 44 variablen Volumens (wie klar aus Fig. 5 bis 9
ersichtlich ist) zwischen dem Kolben 31 und der Basis 36
festgelegt, und eine zweite ringförmige interne Kammer 45
variablen Volumens ist zwischen der Stange 33 und dem
Körper 30 festgelegt. In der Basis 36 sind auch zwei
Leitungen 46, 47 untergebracht, die miteinander verbunden
sind und die Leitung 39 und die erste Kammer 34
miteinander verbinden. In der Leitung 47 ist ein
Rückschlagventil ausgebildet, das ein Kugelventilelement 51 mit
einem kleineren Durchmesser als dem Durchmesser der
Leitung 47 umfaßt, das auf einem Sitz 52 ruht und in der
Leitung 47 durch einen Stift 53 zurückgehalten wird, der
quer in die Leitung eingesetzt ist. Die Hohlstange 33 hat
drei umfangsmäßig gleich beabstandete Bohrungen 48, von
denen nur eine in den Zeichnungen gezeigt ist; die
Bohrungen 48 stellen eine Verbindung zwischen der zweiten
Kammer 45 und dem Inneren der Stange 33 her. Der
Kolben 31 hat zwei Querleitungen 49, von denen jede einen
Abschnitt geringen Durchmessers aufweist und auf einer
Seite mit der zweiten Kammer 45 über den Raum zwischen
dem Kolben 31 und dem Körper 30 in Verbindung steht, und
auf der anderen Seite mit der Bohrung 38 im Kolben 31.
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Der Betrieb des in Fig. 4 dargestellten
Hydraulikzylinders ist wie folgt:
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Es wird davon ausgegangen, daß im Ruhezustand, d. h.
in dem in Fig. 4 gezeigten Zustand, alle inneren Teile
des Hydraulikzylinders mit Fluid von dem die Pumpe 40 und
den Hydraulikverteiler 41 umfassenden Hydraulik-
Betätigungskreis gefüllt sind.
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Das unter dem von der Pumpe 40 erzeugten Druck
stehende Fluid, das dem Hydraulikzylinder durch den
Hydraulikverteiler 41 geliefert wird, tritt in die
Hohlstange 33 durch die Leitungen 39 und 42 ein, so daß es
eine Wirkung auf die Stange ausübt; gleichzeitig passiert
das unter Druck stehende Fluid die Leitungen 46 und 47,
bewegt das Kugelventilelement 51 von dem Sitz 52 weg,
schiebt es gegen den Stift 53, und fließt dann in die
Kammer 44, so daß es auch auf den Kolben 31 Druck ausübt.
Auf diese Weise bewegt sich der Kolben 31 mit der
Stange 33 nach oben, wie die Fig. 5 und 6 zeigen. Während
dieser Aufwärtsbewegung des Kolbens 31 und der Stange 33
erhöht die erste Kammer 44 ihr Volumen, während die
zweite Kammer 45 ihr Volumen vermindert, und das Fluid in
der Kammer 45 strömt aus letzterer durch die Bohrungen 48
in die Stange 33.
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Wenn die Bohrungen 48 durch die Führungsbüchse 34
blockiert sind, wie Fig. 7 zeigt, wird das Fluid in der
zweiten Kammer 45 gezwungen, von letzterer durch den Raum
zwischen dem Kolben 31 und dem Körper 30 und durch die
Querleitungen 49 zu strömen, und strömt dann durch die
Bohrung 38 in den Kolben 31. Dadurch wird ein Bremseffekt
auf die Bewegung des Kolbens 31 und der Stange 33 während
des Endhubs dieser Aufwärtsbewegung erzeugt.
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Eine Abwärtsbewegung findet unter der Schwerkraft
statt, wobei die Leitung 39 durch den Verteiler 41 zur
Entleerung verbunden ist. Das Gewicht der Stange 33
bewegt den Kolben 31 nach unten, wie Fig. 8 zeigt, und
das Fluid im Körper 30 wird nur durch die Leitungen 42
und 39 abgeführt, da der Fluiddruck das
Kugelventilelement 51 gegen den Sitz 52 drückt und dagegen hält, und
daher einen Fluiddurchgang von der Leitung 47 zu der
Leitung 46 verhindert.
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Wenn die Bohrung 38 des Kolbens 31 sich in den
Mitnehmer 37 hinein öffnet, wie Fig. 9 zeigt, strömt das
Fluid in der ersten Kammer 44 nur durch den Raum zwischen
dem Mitnehmer 37 und der Bohrung 38 und wird dann durch
die Leitungen 42 und 39 abgeführt. Da zwischen dem
Mitnehmer 37 und dem Abschnitt 50 der Bohrung 38 ein
Durchgang mit engem Querschnitt gebildet ist, wird eine
Bremswirkung auf die Bewegung des Kolbens 31 und der Stange 33
während des Endhubs der Abwärtsbewegung erzeugt.
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Die am Kolben 31 angebrachte fluiddichte Dichtung 32
verhindert jegliches Rückströmen von Fluid zwischen den
zwei Kammern 44, 45, so daß das Fluid gezwungen ist,
während der genannten Endhübe durch die Durchgänge mit
engen Querschnitten zu strömen.
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Das Sicherheitsventil 43 bekannter Art arbeitet
dann, wenn der mit dem beschriebenen Hydraulikzylinder
verbundene Hydraulikkreis unterbrochen ist, und
verhindert die plötzliche Abwärtsbewegung des Kolbens 31 und
der Stange 33, indem es den Fluiddurchgang von der
Leitung 42 zur Leitung 39 blockiert.
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Der Hydraulikzylinder 19 der anderen Seite und der
zentrale Zylinder 18 werden in gleicher Weise von der
Pumpe 40 durch den Hydraulikverteiler 41 gespeist und
arbeiten in der gleichen Weise, wie sie oben beschrieben
wurde.
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Aufgrund der oben beschriebenen Bremswirkung ist die
Ankunft des Hydraulikzylinders 18 und des Paars
Hydraulikzylinder 19 an den betreffenden Enden ihrer
Aufwärtsbewegung, wenn die Gabeln 12 angehoben werden, oder der
Abwärtsbewegung, wenn die Gabeln abgesenkt werden,
besonders sanft, so daß die Ladung auf den Gabeln nicht
gestört wird und die eingangs erwähnten Nachteile
ausgeschaltet werden.
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Es ist anzumerken, daß dies ohne wesentliche
Veränderung der Struktur der Hydraulikzylinder erzielt wird,
und damit ohne Veränderung ihrer Abmessungen und des
Gewichts, was die offensichtlichen Vorteile ergibt.
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Des weiteren ist anzumerken, daß solche
Hydraulikzylinder mit einer Bremswirkung strukturell sehr einfach
sind, aus wenigen Elementen bestehen und daher wirklich
zuverlässig sind.
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Im Förderzustand stellen die Leitungen 46, 47
zusätzlich zu den Leitungen 39, 42 eine starke Strömung
von Förderfluid in die Zylinder und damit einen sehr
geringen Druckverlust sicher. Dies ist ein
bemerkenswerter Vorteil, da im Förderzustand ein hoher
Druckverlust die Pumpe überlastet und den Energieverbrauch des
Hubwagens erhöht. Darüber hinaus kann, wenn mehrere
Zylinder hydraulisch in Reihe verbunden vorgesehen sind,
ein hoher Druckverlust die Arbeitsfolge der Zylinder
ändern.
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Das in der Leitung 47 ausgebildete Rückschlagventil
ist besonders einfach und zuverlässig.
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Durch die Ausweitung bzw. konische Abschrägung des
Mitnehmers 37 und der Bohrung 38 ist ein Koppeln solcher
Elemente sichergestellt.
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Die Form der Bohrung 38 und der Leitungen 49 ist
unter dem Gesichtspunkt der Herstellung wirtschaftlich.
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Es ist anzumerken, daß Varianten von und / oder
Zusätze zu dem oben Beschriebenen und in den Zeichnungen
Dargestellten im Rahmen der beigefügten Ansprüche möglich
sind.
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Die Betätigungseinheit kann eine beliebige Anzahl
von hydraulischen Betätigungszylindern umfassen,
beispielsweise eine zentrale Hydraulikeinheit allein, oder
nur ein Paar seitlicher Hydraulikeinheiten etc.
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Hydraulikzylinder dieser Art können mit Arbeitsfluid
in jeder geeigneten Weise versorgt werden.
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Es sind verschiedene Anordnungen der verschiedenen
Bestandteile, aus denen der Hydraulikzylinder besteht,
möglich. Beispielsweise kann eine kompakte
Betätigungsstange statt der hohlen verwendet werden, indem man die
geeigneten, gleichwertigen hydraulischen Verbindungen
vorsieht, so daß der obige Bremseffekt erzielt wird.
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Eine oder mehr Hauptdurchgänge und eine oder mehr
Hilfs- bzw. Nebendurchgänge können vorgesehen sein,
welche die Fluidzuführ- und Abflußleitung in Verbindung
mit der ersten Kammer setzen, und dies gilt auch für die
Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der ersten
Kammer. Insbesondere können mehr Hilfsförderdurchgänge
wie die von den Leitungen 46, 47 gebildeten vorgesehen
sein, mit einem darin angebrachten Rückschlagventil.
Durchgänge dieser Art können in jeder beliebigen Weise
hergestellt werden. Es können auch mehr Fluidzuführ- und
Abflußleitungen vorhanden sein.
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Statt mit der Basis einstückig zu sein, kann der
hohle Mitnehmer auch einstückig mit dem Kolben sein, und
entsprechend befindet sich die Bohrung, mit der der
Mitnehmer gekoppelt ist, in der Basis statt im Kolben.
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Im allgemeinen können Abfangmittel (interception
means) vorgesehen sein, welche den Querschnitt des
Fluidausflusses von den ersten und zweiten Kammern während der
Endhübe des Kolbens und der Betätigungsstange verringern.
Abfangmittel dieser Art können auch progressiv sein,
beispielsweise einerseits durch geeignete Formung des
Mitnehmers und / oder der Bohrung, und andererseits durch
Vorsehen von Öffnungen für den Fluiddurchgang, die so
angeordnet sind, daß sie fortlaufend von der
Führungsbüchse geschlossen werden.