DE971737C

DE971737C - Hubstapler

Info

Publication number: DE971737C
Application number: DEV9435A
Authority: DE
Inventors: Hans Kagel
Original assignee: Vereinigte Westdeutsche Waggonfabriken AG
Current assignee: Vereinigte Westdeutsche Waggonfabriken AG
Priority date: 1955-09-03
Filing date: 1955-09-03
Publication date: 1959-03-19

Description

AUSGEGEBEN AM 19. MÄRZ 1959

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Köln-Deutz

Hubstapler

Die Erfindung, betrifft Hubstapler mit einem

etwa vertikalen Mast, an dem ein Hubschlitten mit hydraulischer Hubvorrichtung geführt ist. An diesem Hubschlitten ist der eigentliche Lastenträger,

z. B. eine Gabel oder ein Dorn, befestigt.

Die üblichen Hubstapler dieser Art besitzen einen Verbrennungsmotor oder einen aus Akkumulatoren gespeisten Elektromotor, der über eine Kupplung und ein Zahnradwechselgetriebe das

ίο Fahrzeug antreibt. Der gleiche Motor oder, besonders bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, ein besonderer Motor treibt eine hydraulische Pumpe an, aus der die hydraulische Hubvorrichtung des Hubschlittens und, falls vorhanden, auch die hydraulische Schwenkvorrichtung für den Führungsmast gespeist wird. Die gesamte Antriebsa'nlage und die hydraulische Einrichtung stellen einen beträchtlichen Aufwand dar und benötigen I ziemlich viel Raum. Wegen der Vielzahl von Aggregaten, die eine Bedienung erfordern (Motor, Kupplung, Getriebe, Hub- und Schwenkvorrichtung) , ist die Anzahl der erforderlichen Bedienungselemente groß, und die Bedienung eines solchen Hubstaplers ist verhältnismäßig schwierig.

Es ist außerdem ein Hubstapler mit hydraulischem Hub- und Schwenkwerk bekannt, bei dem in die Kraftübertragung des Fahrantriebes außer einem Übersetzungsgetriebe oder zumindest einem Wendegetriebe und einem Achsantriebsgetriebe auch ein hydrodynamischer Drehmomentwandler • eingeschaltet ist. Zwischen diesem Wandler und der Hydraulik des Hub- und Schwenkwerkes besteht eine Arbeitsverbindung, indem die hydraulische Druckpumpe des Hub- und Schwenkwerkes auch zur Speisung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers dient, um auf dessen Einlaß sei te

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die Entstehung eines zu hohen' Unterdrücker zu verhindern. Die Rücklaufleitung des Wandlers führt in einen Vorratsbehälter, aus dem die Druckpumpe des Hub- und Schwenkwerkes ansaugt. Sowohl die Druckpumpe als auch der Vorratsbehälter werden also gleichzeitig in dem hydraulischen Teil des Fahrantriebes und in dem hydraulischen Hub- und Schwenkwerk verwendet. Auch diese Einrichtung ist nicht einfacher, sondern eher noch aufwendiger als die vorher beschriebene normale Konstruktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubstapler mit sehr einfachem, auf geringem Raum unterzubringendem Aufbau der gesamten Antriebsanlage und mit weitgehend automatisierter Bedienung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von dem Fahrzeugmotor angetriebene hydraulische Druckpumpe, welche die hydraulische Hubvorrichtung des Hubschlittens und die hydraulische Schwenkvorrichtung des Führungsmastes speist, auch für den Fahrantrieb des Hubstaplers mitverwendet wird, indem für den Antrieb ein hydrostatischer Motor oder mehrere hydrostatische Motoren vorgesehen wird bzw. werden, die ebenfalls von der hydraulischen Druckpumpe gespeist werden.

Fördergeräte, bei denen der Fahrzeugmotor eine hydraulische Druckpumpe antreibt, die außer einem hydrostatischen Fahrmotor noch andere Geräte speist, sind bekannt. Bei Hubstaplern, die eine schnelle und einfach zu erlernende Bedienung haben müssen und bei denen auch eine Hub- und eine Schwenkbewegung bei fahrendem Fahrzeug mög-Hch sein soll, können die hierbei auftretenden Steuer- und Regelungsprobleme nicht wie bei den bekannten Fördergeräten einfach mit Steuerschiebern, Bremsüberdruck- und Rückschlagventilen gelöst werden, was wohl die Einführung dieser

Lösung bei Hubstaplern bis jetzt verhindert hat. Diese Probleme werden gemäß der Erfindung durch folgende gleiahzeiti'g mit den weiter oben beschriebenen Merkmalen anzuwendenden Maßnahmen gelöst:

a) Der von der hydraulischen Druckpumpe gespeiste hydrostatische Fahrmotor wird mit einer Möglichkeit zur willkürlichen Verstellung der Schluckfähigkeit versehen.

b) In den Zuleitungen zwischen der hydraulisehen Druckpumpe und der Hubvorrichtung einerseits sowie der Schwenkvorrichtung andererseits wird je ein willkürlich zu betätigender Steuerschieber vorgesehen.

c) Die hydraulische Druckpumpe wird mit selbsttätiger Nullmengenregelung versehen, welche einerseits einstellbar von der Höhe des Arbeitsflüssigkeitsdruckes und andererseits von der Stellung desjenigen Bedienungshebels des hydrostatischen Fahrmotors der Hub- und der Schwenkvorrichtung, der am weitesten aus seiner Nullstellung herausbewegt ist, oder von der Summe dieser Verstellwege beeinflußt wird. Der Fahrzeugmotor erhält zweckmäßig in an sich bekannter Weise einen Drehzahlregler mit veränderbarer Solldrehzahl, der die Motordrehzahl unabhängig von der Belastung auf den eingestellten Wert einregelt.

Der erfindungsgemäße Hubstapler mit einem an sich bei Fahrzeugen bereits bekannten hydrostatischen Getriebe im Fahrantrieb bietet eine Reihe von besonderen Vorteilen gegenüber dem bekannten. Durch die Verwendung eines stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebes mit selbsttätiger Nullmengenregelung der Pumpe und mit einem in seiner Schluckfähigkeit verstellbaren hydrostatischen Motor werden eine Kupplung, ein Wechselgetriebe und ein Wendegetriebe sowie auch ein besonderes Achsantriebsgetriebe überflüssig. Da die hydrostatischen Getriebe mit hohem Druck der Arbeitsflüssigkeit arbeiten können, wird das gesamte Getriebe sehr klein. Es kann daher auch unter Einsparung eines Ausgleichsgetriebes jedes Rad des Antriebsradsatzes einzeln durch einen hydrostatischen Motor oder auch jedes Rad des gesamten Fahrzeuges unter beträchtlicher Verbesserung der Geländegängigkeit einzeln durch einen hydrostatischen Motor angetrieben werden, wobei alle hydrostatischen Motoren gemeinsam an die Pumpe angeschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Steuer- und Regelungsanlage gestattet eine praktisch verlustlose Regelung der Fahr-, Hub- und Schwenkgeschwindigkeiten sowie die Rückgewinnung eines Teiles der Bremsenergie. Obwohl alle hydraulischen Arbeitsaggregate an eine einzige Druckpumpe angeschlossen sind, ist eine gegenseitige Unabhängigkeit bei der Regelung der Fahr-, Hub- und Schwenkgeschwindigkeit auch bei gleichzeitiger Betätigung der entsprechenden Arbeitsaggregate gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Hubstapler kann als Fahrzeugmotor eine Brennkraftmaschine oder auch einen Elektromotor erhalten. Im ersteren Falle besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Brennkraftmaschine während des größten Teiles der Betriebsdauer mit derjenigen Drehzahl zu betreiben, bei welcher sie den spezifisch günstigsten Verbrauch hat. Bei Verwendung eines beispielsweise aus Akkumulatoren gespeisten Elektromotors bringt die Möglichkeit, den Motor während der gesamten Betriebszeit des Fahrzeuges mit im wesentlichen konstanter Drehzahl laufen zu lassen, ebenfalls beträchtliche Vorteile, da hierdurch ein Energieverlust in elektrischen Regelorganen sowie ein Kontaktabbrand in den Schaltgeräten vermieden werden.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Hubstaplers und ihre vorteilhaften Wirkungen werden an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der Antriebsanlage eines Staplers beschrieben. In der Zeichnung ist im Interesse der Übersichtlichkeit nur eine hydraulische Hubvorrichtung für den Hubschlitten, aber keine hydraulische Schwenkvorrichtung für den Führungsmast dargestellt.

Der Fahrzeugmotor 1 besitzt einen Drehzahlregler 24, dessen Solldrehzahl an einem Bedienungshebel 25 eingestellt werden kann. Der Fahr-

zeugmotor ι treibt eine Hydraulikpumpe 2 an, die mit selbsttätiger Nullmengenregelung versehen ist. Die Art dieser Regelung wird weiter unten beschrieben. Die Hydraulikpumpe 2 saugt über eine Leitung 18 aus einem Vorratsbehälter 19 an und fördert in eine Zuleitung 4 hinein. An der Zuleitung 4 ist ein hydrostatischer Fahrmotor angeschlossen, der im gezeichneten Beispiel unmittelbar das Fahrzeugrad 20 antreibt. Der hydrostatische Motor ist, ebenfalls nur beispielsweise, nach der Axialkolbenpumpenbauart mit einem feststehenden Teil 5 und einer zwecks Veränderung der Schluckfähigkeit schwenkbaren Kolbentrommel 7 ausgestattet. Die Mittelstellung der Kolbentrommel 7 entspricht der Schluckfähigkeit Null; die Einstellungen rechts und links der Mittellage entsprechen entgegengesetzten Drehrichtungen. Das Verschwenken der Kolbentrommel 7 erfolgt durch einen Hand- oder Fußhebel 8 entweder unmittelbar oder zur ,Verringerung der Betätigungskräfte und -wege unter Zwischenschaltung eines beliebigen Servomotors.

Die Steuerung der ebenfalls an die Zuleitung 4 angeschlossenen Hubvorrichtung 6 erfolgt durch einen Steuerschieber 10 mittels eines Bedienungshebels 9. Die Rücklaufleitungen des hydrostatischen Fahrmotors 5, 7 und der hydraulischen Hubvorrichtung sind mit 17 bezeichnet.

Die selbsttätige Nullmengenregelung der hydraulischen Pumpe 2 erfolgt folgendermaßen: Das die Fördermenge beeinflussende Glied 26 wird über eine Art Additionshebel 3 einerseits entgegen der Wirkung einer Feder 2¹J vom Druck in der Zuleitung 4, andererseits von der Einstellung eines Organs 13 beeinflußt. Die Druckabhängigkeit ist einstellbar, was durch einen Einstellknopf 21 angedeutet ist. Dps Organ 13 hat die Aufgabe, die Einstellung des Addicionshebels 3 und damit des Ehiätellgliedes 26 jeweils nach Maßgabe des am weitesten aus seiner Nullstellung herausbewegten P.edienungshebeis 8, 9 oder der Summe dieser Versteliwege zu beeinflussen, und zwar im Sinne einer Vergrößerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe 2. Das Organ 13 kann von beliebiger bekannter Bauart sein und ist daher nur schematisch dargestellt. Für die Übertragung der Stellungen der Bedienungshebel 8 und 9 auf das Organ 13 sind über Rollen 11 geführte Seikügc 12 und i2_a dargestellt. Diese Übertragung kann selbstverständlich durch beliebige bekannte Mittel, beispielsweise hydraulisch, erfolgen.

Die Wirkungsweise der geschilderten Einrichtung sowie der noch nicht beschriebenen Teile ist folgendermaßen:

Es sei angenommen daß das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, wobei sich ein Pumpendruck von 100 atü eingestellt hat. Auf den Gabeln liegt eine Last, die während der Fahrt gehoben werden soll, wozu ein Druck von beispielsweise 120 atü erforderlich ist. Zu diesem Zweck wird der Hebel 9 in die Stellung »Heben« gerückt. Es öffnet sich, dabei der Steuerschieber 10. Da der Druck in der Zuleitung 4 zunächst noch nicht angestiegen ist, würde die Last den Arbeitskolben 6 herunterdrücken und dabei öl rückwärts in das System 4 drücken. Um dieses zu verhindern, ist ein Rückschlagventil 14 vorgesehen. Um den Hubvorgang einzuleiten, muß nun der Hebel 9 stärker durchgedrückt werden. Dabei wird über den Seilzug i2_a eine Steigerung des Pumpendruckes bewirkt. Die Last hebt sich beim Überschreiten von 120 atü. Gleichzeitig spürt der Fahrer eine Beschleunigung des gesamten P'ahrzeuges und nimmt deshalb den Hebel 8 etwas zurück, so daß der Fahrmotor 5 mit unveränderter oder beliebig verminderter Drehzahl weiterlaufen kann. Das Zurücknehmen des Hebels 8 hat keine Rückwirkung auf den Pumpendruck, da, wie bereits beschrieben, immer nur der am weitesten durchgedrückte Hebel (in diesem Falle also der Hebel 9) bzw. die Summe der Verstellwege für die Druckhöhe maßgebend ist. Das Abbremsen während der Fahrt erfolgt durch Ausschwenken des Hebels 8 in d'ie entgegengesetzte Fahrtrichtung. Der Ölmotor 5 fördert dann öl in das System 4 zurück, wo es teils über die nun als hydrostatischer Motor laufende Pumpe 2 eine Beschleunigung der umlaufenden Massen bewirkt oder bei stärkerem Druckanstieg über ein an geeigneter Stelle angeordnetes Sicherheitsventil 16 entweicht. In der Mittelstellung des Hebels 8 kann das Fahrzeug ausrollen oder bei Versagen der eigenen Antriebskraft abgeschleppt werden, da die Schluckmenge des Motors 5 in dieser Stellung gleich Null ist.

Um eine auch bei Stillstand wirksame Bremsung zu erzielen, ist ein besonderes Bremsventil 15 mit Bedienungshebel 22 zum Absperren der Zu- und Abflußleitungen des Motors vorgesehen. Bei Betätigung des Bremsbedienungshebels 22 wird das Bremsventil 15 geschlossen und gleichzeitig die Kolbentrommel 7 in eine Arbeitsstellung ver schwenkt, d. h., der hydrostatische Fahrmotor wird auf eine von Null abweichende Schluckfähigkeit verstellt. Infolge des dargestellten Langlochs beeinflußt der Bremsbedienungshebel 22 bei geoffnerem Bremsventil 15 weder die Einstellung der Kolben trammel 7, noch wird das B<rems ventil 15 von der Kolbentrommel 7 aus beeinflußt.

Die Hydraulikpumpe 2 kann beliebiger Art sein, z. B. Axialkolbenpumpen, es kann aber auch eine vielzylindrige Kolbenpumpe mit selbsttätigen Ventilen benutzt werden. Im letzteren Fall kann man die Regelung auf mehrfache Weise erreichen, z. B. durch Anheben der Saugventile bei einem oder mehreren Zylindern oder durch Anordnung eines Überströmkanals an jedem Zylinder. In diesem Fall muß ein Vielfachsteuerschieber oder -ventil die Überströmkanäle nacheinander öffnen oder schließen.

Bei den hydrostatischen Fahrmotoicn wurden in der Beschreibung und Abbildung beispielsweise Axialkolbenpumpen gewählt, welche eine stufenlose Regelung der Schluckfähigkeit gestatten. Es ist aber ebensogut möglich, andere Systeme, die eine stufenweise Regelung ermöglichen, zu verwenden; als einfaches Beispiel beispielsweise eine

Anzahl parallel arbeitender Zahnradölmotoren, von denen einige zur Veränderung der Schluckmenge zu- bzw. abgeschaltet werden können. Die Drehrichtungsumkehr muß hierbei natürlich durch andere an sich bekannte Mittel bewirkt werden (Umschaltventil).

Schutz wird lediglich für die in Anspruch ι gekennzeichnete Gesamtkombination beansprucht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Hubstapler mit einem etwo. vertikalen, vorzugsweise hydraulisch verschwenkbaren Mast, an dem ein mit einem Lastenträger versehener Hubschlitten mit hydraulischer Hubvorrichtung geführt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der Fahrzeugmotor (i) treibt eine hydraulische Druckpumpe (2) an, die außer der so hydraulischen Hubvorrichtung (6) des Hubschlittens und der hydraulischen Schwenkvorrichtung des Führungsmastes einen hydrostatischen Fahrmotor (5, 7) mit willkürlich verstellbarer Schluckfähigkeit speist. as b) In an sich bekannter Weise ist in den Zuleitungen (4) zwischen der hydraulischen Druckpumpe (2) mud der Hubvorrichtung (6) einerseits sowie der Schwenkvorrichtung andererseits je ein willkürlich zu betätigender Steuerschieber (10) vorgesehen,

c) Die hydraulische Druckpumpe (2) ist mit selbsttätiger Nullmengenregelung versehen, die einerseits einstellbar von der Höhe des Arbeitsflüssigkeitsdruckes und andererseits von der Stellung desjenigen Bedienungshebels (8, 9) des hydrostatischen Fahrmotors (5, 7) der Hub- und der Schwenkvorrichtung, der am weitesten aus seiner Nullstellung herausbewegt ist, oder von der Summe dieser Verstellwege beeinflußt wird.
2. Hubstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugmotor (1) in an sich bekannter Weise einen Drehzahlregler (24) mit veränderbarer Solldrehzahl aufweist.
3. Hubstapler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (4) oder der Rückflußleitung (17) oder in beiden Leitungen des hydrostatischen Fahrmotors (5, 7) ein Bremsventil (15) vorgesehen ist, dessen Betätigungsglied (22) mit dem Einstell- Soglied des hydrostatischen Fahrmotors zwangläufig derart verbunden ist, daß bei Schließen des Bremsventils der hydrostatische Fahrmotor auf eine von Null abweichende Schluckfähigkeit eingestellt wird, daß aber das Bremsventil in geöffneter Stellung weder die Einstellung des hydrostatischen Fahrmotors beeinflußt noch von dieser Einstellung beeinflußt wird.
4. Hubstapler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Überdruckventil (16) in der Zuleitung (4) des hydrostatischen Fahrmotors
5. Hubstapler nach den Ansprüchen 1 bis 4,

gekennzeichnet durch je ein Rückschlagventil (14) in den Zuleitungen (4) zu der hydraulischen Hubvorrichtung (6) und zu der hydraulischen Schwenkvorrichtung des Führungsmastes.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschriften Nr. 2419059, 2461 116, 530 720.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 736/263 12.56 (809 751/17 3.59)