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Die
vorliegenden Erfindung betrifft eine hydraulische Hebevorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Eine
solche Hebevorrichtung ist aus der GB 615 265 A bekannt.
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Technischer
Hintergrund
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Hydraulische
Hebevorrichtungen, z.B. Gabelstapler, weisen in der Regel eine vertikal
verstellbare Hubgabel auf, welche unter einer Palette angeordnet
und sodann mittels hydraulischer Betätigung angehoben wird. In manchen
Fällen
ist es erwünscht, die
Gabel insbesondere um ihre Längsachse
verschwenken zu können,
d.h. von dem Bediener aus betrachtet nach rechts oder links. Dies
wurde beispielsweise bereits durch die Bauweise "ERGO 800HT" der Anmelderin erreicht, bei welcher
eine Schneckenschraube zum Drehen der Gabel um eine Achse dient.
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Ein
Nachteil dieser Konstruktion liegt darin, dass für die Drehbewegung eine separate
Energieversorgung vorgesehen sein muss, und dass der Bediener verschiedene
Betätigungsmittel
betätigen muss,
je nachdem, ob die Gabel angehoben bzw. abgesenkt oder verschwenkt
werden soll. Ferner weist die bekannte Konstruktion einen verhältnismäßig komplizierten
Aufbau sowie mehrere bewegbare, mechanische Bauteile auf, welche
verschleißen
und eine Wartung erfordern.
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Überdies
ist der Schwenkwinkel bei Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik relativ
begrenzt, in der Regel kleiner als 20°.
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Schließlich besteht
ein weiteres Problem darin, dass die Schwenkkonstruktionen gemäß dem Stand
der Technik oft sperrig und nicht so kompakt ausgebildet sind, wie
es häufig
erwünscht
ist.
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Dies
führt zu
dem Ergebnis, dass Gabelstapler mit schwenkbarer Gabel nicht in
großen
Mengen verkauft werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte, hydraulische
Hebevorrichtung vorzuschlagen, welche bei einem einfachen Aufbau
ein Verschwenken des Hubmittels ermöglicht.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine kompakte Einrichtung
zum Verschwenken der Hebevorrichtung vorzuschlagen.
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Diese
Ziele werden bei einer Hebevorrichtung der eingangs genannten Art
erreicht, welche gekennzeichnet ist durch ein zweites, hydraulisches Stellglied,
welches mit der hydraulischen Druckquelle verbunden und zum Drehen
der Hebeanordnung um die Achse ausgebildet ist, und durch ein Umschaltmittel,
welches derart angeordnet ist, dass es das erste Stellglied oder
das zweite Stellglied mit der hydrau lischen Druckquelle verbindet.
Der Begriff "Stellglied" umfasst grundsätzlich sämtliche
Arten von Stellgliedern, obgleich ein Typ eines doppeltwirkenden
Stellgliedes in der Regel für
die praktische Anwendung geeignet sein wird. Mit "doppeltwirkendes Stellglied" ist ein Stellglied
angesprochen, welches sowohl zum Ausüben als auch zum Standhalten
gegenüber
einer Kraft in beide Drehrichtungen ausgebildet ist.
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Da
dieselbe Energiequelle sowohl für
die vertikale Bewegung als auch für die Schwenkbewegung verwendet
wird, lässt
sich das Betätigungsmittel
so ausgestalten, dass seine Handhabung durch den Bediener einfacher
wird. Der Bediener muss lediglich das Umschaltmittel in die korrekte
Position bringen und sodann die hydraulische Druckquelle betätigen.
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Ein
hydraulisches Stellglied kann zum Verschwenken der Hebeanordnung
in einem verhältnismäßig großen Winkelbereich
ausgebildet sein, wobei die Hydraulik zugleich weniger bewegbare
Bauteile erfordert, wie es bei mechanischen Schwenkeinrichtungen
gemäß dem Stand
der Technik der Fall ist.
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Die
Hebeanordnung umfasst vorzugsweise ein Halteelement, welches mittels
des ersten Stellgliedes entlang eines vertikalen Abschnittes des Rahmens
verlagerbar ist, und einen Hebeaufbau, welcher an dem Halteelement
angeordnet und an der Drehachse drehbar befestigt ist, wobei das
zweite Stellglied einen ersten Verbindungspunkt mit dem Halteelement
und einen zweiten Verbindungspunkt mit dem Hebeaufbau aufweist.
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Der
Verbindungspunkt des Stellgliedes mit dem Halteelement ist vorzugsweise
näher an
der Drehachse angeordnet als dessen Verbindungspunkte mit dem Hebeaufbau,
was zu einer kompakten Konstruktion führt.
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Die
oben erwähnte,
in der Regel erwünschte Doppeltwirkung
ist zweckmäßig durch
zwei einfach wirkende Zylinder gewährleistet, welche derart angeordnet
sind, dass sie in entgegengesetzten Richtungen wirken. Folglich
ist jeder Zylinder zum Ausüben einer
Kraft in eine Drehrichtung und zum Standhalten gegenüber einer
Kraft in die entgegengesetzte Richtung in der Lage. Auf diese Weise
ist insgesamt ein doppeltwirkendes Stellglied gebildet, wie es weiter oben
angesprochen ist.
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Die
Zylinder weisen bevorzugt wenigstens einen gemeinsamen Verbindungspunkt
auf, wodurch für
die Praxis ein einfacherer und preiswerterer Aufbau gegeben ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weisen die Zylinder jeweils einen Verbindungspunkt mit dem Hebeaufbau
und jeweils einen dazwischen angeordneten, gemeinsamen Verbindungspunkt
mit dem Halteelement auf. Der Begriff "dazwischen" bedeutet nicht notwendigerweise, dass
der gemeinsame Verbindungspunkt auf einer Linie zwischen den anderen Verbindungspunkten
angeordnet ist, sondern die drei Verbindungspunkte können sehr
wohl die Eckpunkte eines imaginären
Dreieckes bilden. Bei einer solchen Ausgestaltung ergibt sich eine
besonders kompakte Konstruktion. Die Kompaktheit resultiert aus
der Tatsache, dass das doppeltwirkende Stellglied, welches aus den
beiden einfach wirkenden Zylindern gebildet ist, drei Verbindungspunkte
aufweist, wobei eine Kraft zwischen einerseits den beiden äußeren Verbindungspunkten
und andererseits dem mittleren Verbindungspunkt bewirkt wird.
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Der
Verbindungspunkt mit dem Halteelement ist vorzugsweise näher an der
Drehachse angeordnet als jeder Verbindungspunkt mit dem Hebeaufbau, wobei
eine besonders bevorzugte Ausführung
vorsieht, dass der Verbindungspunkt mit dem Halteelement innerhalb
eines imaginären
Dreieckes angeordnet ist, welches von den Verbindungspunkten mit dem
Hebeaufbau und der Drehachse gebildet ist. Aus Gründen der
Stabilität
ist die Drehachse zweckmäßig verhältnismäßig hoch
an dem Hebeaufbau angeordnet und bildet folglich ein oberes Eck
des Dreieckes. Ferner kann der Verbindungspunkt mit dem Halteelement
auf einer vertikalen Linie durch die Drehachse angeordnet sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist vorgesehen, dass zwischen jedem Zylinder und der Druckquelle
ein drucksteuerbares Rückschlagventil
angeordnet ist, welches zur Gewährleistung
eines Stroms nur von einem der Zylinder ausgebildet ist, wenn der Druck
an dem zweiten Zylinder einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Dies führt
zu der oben erwähnten
Doppeltwirkung.
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Der
Druck in der hydraulischen Druckquelle kann mittels eines Hebels,
z.B. mittels der Handhabe der Hebevorrichtung, manuell steuerbar
sein. In diesem Fall bringt der Bediener selbst die Hub- bzw. Schwenkarbeit über den
Hebel auf, wobei die Vorteile der Erfindung offensichtlich sind.
Dabei besteht ein großer
Vorteil darin, dass unabhängig
von der auszuführenden
Arbeitsweise nur eine Art von Pumpbewegung durchgeführt werden
muss. Die einzig notwendige Einstellung besteht in dem Schalten
des Umschaltelementes vor der Pumpbewegung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nachstehend
ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in
welchen zum Zweck der Veranschaulichung eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wiedergegeben ist. Dabei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung
eines erfindungsgemäßen Staplers
und
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2 ein schematisches Schaltbild
eines Ventilmittels gemäß 1.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
in den beigefügten
Zeichnungen dargestellte Hebevorrichtung ist von einem Stapler 1 gebildet,
welcher einen Rahmen 2 und einen horizontalen Hebeaufbau
in Form einer Hubgabel 3 aufweist. Der Rahmen 2 umfasst
einen horizontalen Abschnitt 4, welcher sich mittels eines
geeigneten Bauteils 5 in Kontakt mit dem Boden befindet,
und einen vertikalen Abschnitt 6, welcher sich von dem
horizontalen Abschnitt 4 nach oben erstreckt. Die Hubgabel 3 ist
im Wesentlichen horizontal angeordnet und entlang des vertikalen
Abschnittes 6 des Rahmens 2 zwischen einer abgesenkten
Stellung, in welcher sich die Gabel 3 auf einem Niveau
mit dem vertikalen Abschnitt des Rahmens 2 befindet, und
einer angehobenen Stellung verlagerbar, in welcher sich die Gabel 3 auf
einem Niveau mit dem oberen Ende des vertikalen Abschnittes des
Rahmens 2 befindet.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
umfasst der horizontale Abschnitt 4 des Rahmens 2 zwei
Träger 7,
welche jeweils an ihrem vorderen Ende 7a von einem Rad 8 unterstützt sind.
Die rückwärtigen Enden
der Träger 7 münden in
einen Querträger 9,
welcher wiederum von zwei weiteren Rädern 8 unterstützt ist.
Zwei weitere Träger 10 erstrecken
sich von dem Querträger 9 vertikal
nach oben und bilden gemeinsam mit zwei quer angeordneten Stützelementen 11 den
vertikalen Abschnitt 6 des Rahmens 2. Sämtliche
Träger 7, 9, 10, und
die Stützelemente 11 sind
in geeigneter Weise starr miteinander verbunden, wobei sie vorzugsweise
miteinander verschweißt
sein können.
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Ein
Halteelement in Form eines Schlittens 12 ist zwischen den
vertikalen Trägern 10 in
vorbekannter Weise derart angeordnet, dass es entlang der Träger 10 nach
oben und unten verlagerbar ist. Gewöhnlich ist eine Kette 13 oder
ein ähnliches
Kraftübertragungselement
zwischen dem Schlitten 12 und dem Rahmen 2 vorgesehen,
wobei die Kette 13 über
eine Umlenkrolle 14 geführt
ist, welche an einem Ende des Kolbens 15 eines Hydraulikzylinders 16 angeordnet
ist. Bei der gezeigten Ausführungsform
weist der Schlitten 12 eine Endwand 17 und zwei
Seitenwände 18 auf,
wobei die Seitenwände 18 an
der Innenseite 10a der Träger 10 angeordnet
sind und sich die Endwand 17 zwischen den Trägern 10 erstreckt.
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Ein
Schwenkzapfen 20, an welchem die Hubgabel 3 schwenkbar
befestigt ist, ragt von der Endwand 17 des Schlittens 12 horizontal
vor. Bei der dargestellten Ausführungsform
weist die Hubgabel 3 zwei längliche Arme 21 auf,
welche mit einem dazwischen angeordneten Brustglied 22 starr
verbunden sind. Das Brustglied 22 ist mit einer Öffnung 23 ausgestattet,
in welche der Schwenkzapfen 20 einführbar ist, um dabei die Endwand 17 und
folglich die gesamte Hubgabel 3 zu tragen. Auf diese Weise
ist die Hubgabel 3 um die Achse A des Schwenkzapfens 20 drehbar.
Die Öffnung 23 ist
zweckmäßig oberhalb
der Befestigungspunkte der Arme 21 mit dem Brustglied 22 angeordnet.
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Das
Brustglied 22 ist vorzugsweise von zwei parallelen Platten 27a, 27b und
einem Zylinder 28 gebildet, welcher sich zwischen den Platten 27a, 27b erstreckt.
Die Öffnung 23 erstreckt
sich zumindest durch die am nächsten
an dem Schlitten 12 angeordnete Platte 27a, so
dass der Schwenkzapfen 20 in den Zylinder 28 einführbar und
z.B. mittels eines Gleitlagers (nicht dargestellt) befestigbar ist.
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Ein
zweites, hydraulisches Stellglied 30, 32 ist zwischen
der Hubgabel 3 und dem Schlitten 12 angeordnet,
um die Position der Hubgabel 3 bezüglich des Schlittens 12 zu
verändern.
Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
das Brustglied 22 der Hubgabel 3, zweckmäßig nur
die am nächsten
an dem Schlitten 12 angeordnete Platte 27a, mit
einer weiteren Öffnung 31 ausgestattet.
Diese Öffnung 31 ist
bogenförmig
und unterhalb der ersten Öffnung 23 angeordnet.
Ferner erstreckt sich ein Zapfen 33, welcher an der Endwand 17 des
Schlittens 12 starr befestigt ist, durch die Öffnung 31.
Ein Hydraulikzylinder 30 weist einen ersten Verbindungspunkt
P1 mit dem Schlitten 12 und einen zweiten Verbindungspunkt
P2 mit dem Hebeaufbau 3 auf. Dabei ist der Kolben 36 des
Zylinders 30 z.B. drehbar an dem Zapfen 33 befestigt,
welcher in diesem Fall den Punkt P1 bildet, während sein anderes Ende 30a an
einem Punkt P2, welcher vorzugsweise nahe an der äußeren Seite
des Brustgliedes 22 und bevorzugt nahe des Befestigungspunkts
eines der Arme 21 des Brustgliedes 22 angeordnet
ist, drehbar an dem Brustglied 22 befestigt ist. Ein weiterer
Hydraulikzylinder 32 ist auf entsprechende Weise zwischen
dem Zapfen 33 und einem dritten Verbindungspunkt P3 ange ordnet.
Selbstverständlich
kann einer oder können
beide Zylinder 30, 32 auch umgekehrt angeordnet
sein, wobei in diesem Fall der Kolben 36, 38 an
dem Brustglied 22 festgelegt ist.
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Die
drei Hydraulikzylinder 16, 30, 32 sind über Leitungen 41, 42, 43 mit
einem Ventilmittel 40 verbunden, welches wiederum über Leitungen 44, 45 mit
einer hydraulischen Druckquelle in Form eines Druckänderungsmittels 46 und
eines Fluidbehälters 47 verbunden
sind. Zwischen dem Ventilmittel 40 und dem Fluidbehälter 47 ist
ein Rückschlagventil 48 angeordnet.
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Das
Ventilmittel 40 verbindet die Zylinder 16, 30, 32 selektiv
mit dem Druckänderungsmittel 46 und weist
bei der Ausführungsform
gemäß 2 ein Dreiwegeventil 50,
wie ein Absperrschieber, sowie zwei drucksteuerbare Rückschlagventile 51, 52,
wie vorgesteuerte Überdruckventile,
auf, welche kreuzweise mit Druckleitungen 51a, 52a verbunden
sind. Das Ventil 51 ist derart ausgebildet, dass es einen Strom
in Richtung des Zylinders 30 ermöglicht, während es einen Strom in die
entgegengesetzte Richtung verhindert. Indes wirkt der Druck an dem
Ventil 52 über
die Leitung 52a auf das Ventil 51, wobei das Ventil 51 öffnet, wenn
ein vorbestimmter, einstellbarer Druck an dem Ventil 52 erreicht
worden ist, um auch einen Strom von dem Zylinder 30 zu
ermöglichen.
Das Ventil 52 arbeitet in der umgekehrten Weise.
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In
einer ersten Position ist der erste Zylinder 16 mit dem
Druckänderungsmittel 46 verbunden,
so dass der Druck in dem Zylinder 16 mittels des Druckänderungsmittels 46 steuerbar
ist. Ein Druckanstieg bewirkt das Ausziehen des Kolbens 15 aus
dem Zylinder 16, so dass der Schlitten 12 und folglich
die Hubgabel 3 entlang des vertikalen Abschnittes 6 des
Rahmens 2 nach oben bewegt wird, während ein Druckabfall aufgrund
des Gewichtes der Hubgabel 3 das Einschieben des Kolbens 15 in
den Zylinder 16 bewirkt.
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In
einer zweiten Position ist der Zylinder 30 über das
Ventil 51 mit dem Druckänderungsmittel 46 verbunden.
Wird der Druck in dem Zylinder 30 mittels des Druckänderungsmittels 46 erhöht, so wird
der Kolben 36 des Zylinders 30 gegen den Zapfen 33 und gegen
den Kolben 38 des zweiten Zylinders 32 gedrückt. Erreicht
der Druck an dem Ventil 51, welches das Ventil 52 über die
Leitung 51a beeinflusst, einen hinreichend großen Wert,
so öffnet
das Ventil 52, was zu einer Expansion des ersten Zylinders 30,
zu einer Kontraktion des zweiten Zylinders 32 und zu einer Verlagerung
des Zapfens 33 in eine seitliche Richtung führt, so
dass die Hubgabel 3 verschwenkt wird. Der Zapfen 33 bewegt
sich sodann in der bogenförmigen Öffnung 31,
was zugleich die Schwenkbewegung auf einen vorherbestimmten, maximalen
Winkel begrenzt.
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In
einer dritten Position sind die beiden Zylinder 30, 32 der
Hubgabel 3 auf umgekehrte Weise verbunden, so dass ein
Druckanstieg zu einem Verschwenken der Hubgabel 3 in die
entgegengesetzte Richtung führt.
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Ferner
ist ein Steuermittel 54 mit dem Ventilmittel 40 verbunden,
so dass der Bediener zu einer Steuerung des Ventilmittels 40 zwischen
seinen drei Positionen in der Lage ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das System manuell betätigbar,
wobei das Druckänderungsmittel 46 in
diesem Fall – wie
es aus dem Stand der Technik bekannt ist – einen Hebel aufweist, welcher die
Handhabe 56 des Gabelstaplers bildet, wobei die Handhabe 56 zur
Erhöhung
des Druckes in dem Fluidsystem mittels Pumpbewegungen ausgebildet
ist. Die Handhabe 56 ist ferner mit einem Mittel, z.B.
einem Richtungssteuerventil 58, ausgestattet, um den Druck
in dem Fluidsystem zu vermindern.
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Beim
gezeigten Ausführungsbeispiel
weist das Steuermittel 54 zweckmäßig einen Betätigungshebel 55 auf.
Der Hebel 55 besitzt drei Positionen entsprechend den drei
Positionen des Ventilmittels 40, wobei die Handhabe 56 bzw.
das Richtungssteuerventil 58 in sämtlichen Positionen auf unterschiedliche
Weise verwendet werden können,
um den Druck in dem jeweils in Betrieb befindlichen Zylinder 16, 30, 32 zu
verändern.
Befindet sich das Steuermittel 54 in der ersten Position,
so lässt
sich die Hubgabel 3 folglich durch eine Pumpbewegung der
Handhabe 56 anheben und durch Drücken des Richtungssteuerventils 58 der
Handhabe 56 absenken, wie es aus dem Stand der Technik
bekannt ist. Befindet sich das Steuermittel 54 in der zweiten
Position, so bewirkt eine den Druck erhöhende Pumpbewegung in der vorstehend
beschriebenen Weise ein Verschwenken der Hubgabel 3 in
die eine Richtung. Befindet sich das Steuermittel 54 in
der dritten Position, so ist ein Verschwenken in die entgegengesetzte Richtung
möglich.
In der zweiten und dritten Position ist das Richtungssteuerventil 58 außer Betrieb
gesetzt und weist in diesem Fall keine Funktion auf.
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Alternativ
kann die Druckbeaufschlagung mittels einer elektrischen, vorzugsweise
batteriebetriebenen Einrichtung (nicht dargestellt) geschehen, wie
es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei einem elektrisch betriebenen
System kann das Steuermittel 54 noch einfacher ausgestaltet
sein. Ein Satz von Stellknöpfen
mit vier Knöpfen
kann z.B. an einem Gabelstapler vorgesehen sein. Jeder Knopf repräsentiert
eine Richtung (nach oben, nach unten, verschwenken nach rechts,
verschwenken nach links), wobei beim Drücken eines Knopfes das Ventilmittel 40 zunächst in
seine entsprechende Position überführt und
sodann der Druck verändert
wird. So führt
beispielsweise das Drücken
des Knopfes "nach oben" dazu, dass das Ventilmittel 40 seine
erste Position einnimmt und sodann der Druck in dem Zylinder 16 erhöht wird.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist der Gabelstapler mit zwei Zylindern 30, 32 ausgestattet, um
die Hubgabel 3 zu verschwenken, wobei es jedoch selbstverständlich auch
möglich
ist, dass diese Funktion auf entsprechende Weise nur mittels eines doppeltwirkenden
Zylinders erfüllt
wird, obgleich in diesem Fall die gewünschte Kompaktheit nicht in
derselben, oben beschriebenen Weise erreicht werden kann. Überdies
müssen
die Stellglieder nicht notwendigerweise von Hydraulikzylindern gebildet
oder überhaupt
hydraulisch sein. Das erfindungsgemäße Prinzip ist entsprechend
auf ein pneumatisches System anwendbar.
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Die
erfindungsgemäße Hebevorrichtung kann
selbstverständlich
auch starr befestigt sein und beispielsweise eine Arbeitsstation
bilden, welche sowohl anhebbar und absenkbar als auch verschwenkbar
ist.