DE1088821B

DE1088821B - Drive device for forklift

Info

Publication number: DE1088821B
Application number: DE1955V0009540
Authority: DE
Inventors: Hans Kagel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1955-09-30
Filing date: 1955-09-30
Publication date: 1960-09-08

Description

Antriebseinrichtung für Hubstapler Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für Hubstapler, d. h. Lastfahrzeuge mit einer vorn angebrachten Vorrichtung zum Mitführen und Heben der Last in senkrechter Richtung, und zwar auf eine solche Antriebseinrichtung, die in bekannter Weise mit einer hydrostatischen, zur Einstellung des Hauptgeschwindigkeitsbereiches stufenlos regelbaren Pumpe und zwei von dieser beaufschlagten und die beiden Vorderräder antreibenden Getriebemotoren ausgerüstet ist. Bei einer derartigen Antriebseinrichtung sind folgende Gegebenheiten zu berücksichtigen: Wählt man als hydrostatische Maschine eine Pumpe und einen Motor mit gleicher Förder- bzw. Schluckmenge pro Umdrehung, so ist unter Vernachlässigung der Leckölverluste die Pumpendrehzahl gleich der Motordrehzahl. Wird die Pumpe als Verstellpumpe ausgeführt, so ist bereits das höchste erreichbare Motordrehmoment durch die Typengröße des Motors und den zulässigen höchsten Überdruck für Pumpe und Motor und die höchste Motordrehzahl durch die Pumpendrehzahl festgelegt. Es hat sich gezeigt, daß die beim Hubstaplerbetrieb vorliegenden Verhältnisse, die eine hohe Beschleunigungs- bzw. Zugkraft einerseits und eine ausreichende Endgeschwindigkeit andererseits verlangen, mit einer solchen Anordnung nicht erreicht werden können. Es muß deshalb ein Motor mit größerer Schluckmenge pro Umdrehung gewählt werden, um das erforderliche Anlaufdrehmoment zu erzielen. Außerdem muß die Schluckmenge des Motors verstellbar sein, um bei voller Aussteuerung der Pumpe die für höchste Fahrgeschwindigkeit erforderliche Motordrehzahl-zu erreichen. Auf diesem Wege stößt man auf weitere Schwierigkeiten; denn es zeigt sich, daß die zu wählende Motorgröße aus konstruktiv bedingten Gründen nicht den vollen erforderlichen Drehzahlbereich beherrscht. Außerdem ist ein Motor mit verstellbarer Fördermenge wegen seines großen Raumbedarfs und des Aufwandes für Verstell-und Steuerorgane für den Einbau in Hubstapler wenig geeignet.Drive device for forklift truck The invention relates to a drive device for forklift trucks, d. H. Trucks with a front-mounted Device for carrying and lifting the load in a vertical direction, namely on such a drive device, which in a known manner with a hydrostatic, for setting the main speed range, infinitely variable pump and two of this acted upon and the two front wheels driving gear motors is equipped. The following conditions apply to such a drive device to consider: If you choose a pump and a motor as the hydrostatic machine with the same delivery or intake quantity per revolution, then is neglected the leakage oil losses the pump speed equals the motor speed. If the pump is saved as a With a variable displacement pump, the highest achievable engine torque is already achieved by the type size of the motor and the maximum permissible overpressure for the pump and motor and the highest motor speed determined by the pump speed. It it has been shown that the conditions present in the forklift truck operation, the a high acceleration or tractive force on the one hand and a sufficient top speed on the other hand, demand cannot be achieved with such an arrangement. A motor with a larger displacement per revolution must therefore be selected, to achieve the required starting torque. In addition, the amount swallowed of the motor can be adjusted in order to achieve the highest level at full control of the pump Driving speed required engine speed to be achieved. In this way comes across one on further difficulties; because it shows that the motor size to be selected not the full speed range required for design reasons controlled. Also, a variable displacement motor is great because of its large size Space requirements and the effort for adjusting and control elements for installation in forklifts not very suitable.

Ein anderer Weg wäre die Einfügung einer schaltbaren mechanischen Getriebestufe nebst Kupplung. Aber auch diese Lösung kann nicht befriedigen, da hiermit wieder Organe eingeführt werden, deren Vermeidung seit langem das Ziel vieler Konstrukteure ist.Another way would be the insertion of a switchable mechanical Gear stage with clutch. But this solution cannot be satisfactory either Hereby organs are reintroduced, the avoidance of which has long been the aim of many Constructors is.

Bei derartigen Antriebseinrichtungen ist es auch bekannt, einen der beiden Getriebemotoren zwecks Einschaltung eines Schnellganges abzuschalten. Die Ab- und Wiedereinschaltung erfolgt hier durch ein vom Fahrer mit der Hand verstellbares Ventil.In such drive devices, it is also known to one of the switch off both gear motors in order to engage an overdrive. the Switching off and on again takes place here using a manually adjustable by the driver Valve.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Antriebseinrichtung dieser Art, bei der die Umschaltung vom Schnellgang auf den langsamen Gang durch eine automatisch arbeitende Einrichtung erleichtert wird, derart, daß durch einfaches-Zurücknehmen des Fahrhebels, der die Einstellung der hydraulischen Pumpe bestimmt, die Umschaltung vom Schnellgang auf den langsamen Gang bewerkstelligt wird. Diese Umstellung ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn aus schneller, im Schnellgang erfolgender Fahrt plötzlich gebremst oder die Fahrgeschwindigkeit herabgesetzt werden soll. Eine derartige Erleichterung der Bedienung ist gerade bei einem Hubstapler besonders wesentlich, weil Hubstapler bekanntlich recht viele Bedienungshebel und sonstige Bedienungselemente aufweisen, so daß im Falle einer plötzlich erforderlichen Verzögerung des Fahrzeuges leicht die Umschaltung vom Schnellgang auf den kleineren Gang vergessen werden kann, wodurch die erzielbare Bremswirkung wesentlich verringert wird.The object of the invention is to create a drive device of this type, in which the changeover from overdrive to slower is carried out an automatically operating device is facilitated in such a way that by simply taking it back of the drive lever, which determines the setting of the hydraulic pump, the switchover is accomplished from overdrive to slow gear. This conversion is Particularly important when driving from a faster, overdrive suddenly braked or the driving speed reduced. Such a one Ease of operation is particularly important with a forklift truck, because, as is well known, forklift trucks have a lot of operating levers and other operating elements have, so that in the event of a suddenly required deceleration of the vehicle it is easy to forget to switch from overdrive to lower gear, whereby the achievable braking effect is significantly reduced.

Diese Teilautomatisierung der Bedienung erfolgt gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines Umschaltorgans zum Abschalten eines der beiden Antriebsmotoren, das nach dieser Abschaltung vom Arbeitsdruck der Pumpe in der Schnellgangstellung gehalten wird, und zwar entgegen der Kraft einer Feder, die beim Nachlassen des Förderdruckes das Umschaltorgan selbsttätig in die Stellung für den Antrieb beider Motoren zurückschaltet. Bei Verkleinerung der Pumpenfördermenge sinkt der Druck auf der Getriebedruckseite ab. Die Feder schiebt das Umschaltorgan infolgedessen aus der Schnellgangstellung in die Einstellung für den kleineren Gang. Der Fahrer kann also durch kurzes Zurücknehmen des Fahrhebels eine schnelle und selbsttätige Umschaltung vom Schnellgang in den kleineren Gang bewirken. Anschließend kann er die Fahrhebelstellung wieder der gewünschten Fahrgeschwindigkeit anpassen.This partial automation of the operation takes place according to the invention by using a switching device to switch off one of the two drive motors, after this shutdown of the working pressure of the pump in the overdrive position is held, against the force of a spring that is released when the Delivery pressure the switching device automatically in the position for the drive of both Motors down. When the pump delivery rate is reduced, the pressure drops on the transmission pressure side. As a result, the spring pushes the switching element from the high gear position to the setting for the lower gear. The driver can be done quickly and automatically by briefly taking back the drive lever Shift from overdrive to lower gear. Then he can adjust the driving lever position again to the desired driving speed.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung wird also im Schnellgang - nur ein Rad angetrieben. Die Praxis hat gezeigt, daß dies durchaus zulässig ist, weil die Antriebswiderstände im Schnellgang, der meistens nur auf ebener freier Strecke in Frage kommt, wesentlich geringer sind als während der Beschleunigung im unteren Geschwindigkeitsbereich. Durch den einseitigen Antrieb werden die Fahrverhältnisse und die Lenkung nicht in nennenswertem Maße beeinträchtigt.In the drive device according to the invention, therefore, is in overdrive - only one wheel driven. Practice has shown that this is quite possible is permissible because the drive resistances are in overdrive, which is mostly only on flat, open road is possible, are significantly lower than during acceleration in the lower speed range. Due to the one-sided drive, the driving conditions and does not affect steering to any significant degree.

Als Umschaltorgan wird zweckmäßig ein Kolbenschieber verwendet, dessen eine Stirnseite bei Einstellung auf Schnellgang von der Druckflüssigkeit beaufschlagt ist und der bei Nachlassen des Pumpenförderdruckes von einer Feder unter Entlastung von diesem Förderdruck in die Stellung für den Antrieb beider Motoren (langsamer Gang) zurückgeführt ist.A piston valve is expediently used as a switching element, its one end face is acted upon by the hydraulic fluid when it is set to overdrive and that when the pump delivery pressure is released from a spring under relief from this delivery pressure to the position for driving both motors (slower Gear) is returned.

Da besonders bei einem Hubstapler eine allzu plötzliche Verzögerung nicht zulässig ist, weil dabei entweder die Last abgeworfen werden oder der ganze Stapler kippen könnte, muß dafür gesorgt werden, daß die Umschaltung vom Schnellgang auf den kleinen Gang nicht schlagartig erfolgt. Die Verschiebung des Umschaltorgans, also beispielweise des Kolbenschiebers, soll vielmehr stetig mit einer bestimmten Höchstgeschwindigkeit erfolgen. Aus diesem Grunde kann ein auf das Umschaltorgan einwirkendes Bremsglied, beispielsweise eine hydraulische Drossel, zur Verzögerung des Umschaltvorganges vorgesehen werden.There is an all too sudden delay, especially with a forklift is not permitted because either the load is thrown off or the whole If the truck could tip over, care must be taken to switch from overdrive on the small corridor does not take place suddenly. The shift of the switching device, So, for example, the piston valve, should rather be steady with a certain Top speed. For this reason, a can on the switching device acting braking member, for example a hydraulic throttle, for deceleration of the switching process are provided.

Eine allzu plötzliche Verzögerung des Staplers kann zusätzlich hierzu dadurch verhindert werden, daß in bekannter Weise zwischen der gemeinsamen Druckleitung beider Motoren und dem Rücklauf eine Kurzschlußleitung mit einem einseitig öffnenden Ventil vorgesehen wird.An overly sudden deceleration of the truck can add to this be prevented in a known manner between the common pressure line both motors and the return a short-circuit line with a one-sided opening Valve is provided.

Um zu gewährleisten, daß der im Schnellgang abgeschaltete Motor mit beliebiger Drehzahl leer durchdrehen kann, wird eine zwischen dem Umschaltorgan und dem abschaltbaren Motor in dessen Zuleitung einmündende Umgehungsleitung vorgesehen, die diese Zuleitung bei Abschalten des Motors mit der gemeinsamen Ableitung der Motoren über ein in Richtung auf die Zuleitung öffnendes Rückschlagventil verbindet. Über diese Umgehungsleitung kann die von dem abgeschalteten Motor geförderte Flüssigkeit drucklos umlaufen.To ensure that the motor, which is switched off in overdrive, also Any speed can spin empty, is one between the switching element and the switchable motor is provided with a bypass line opening into its feed line, which this supply line with the common derivation of the when the engine is switched off Connects motors via a check valve that opens in the direction of the supply line. The liquid delivered by the switched-off motor can be used via this bypass line circulate without pressure.

In der Zeichnung ist ein Fahrzeugantrieb nach der Erfindung schematisch veranschaulicht.A vehicle drive according to the invention is shown schematically in the drawing illustrated.

Der Motor 1, z. B. eine Brennkraftmaschine oder ein Elektromotor, treibt die hydrostatische Druckmittelförderpumpe 2, die in bekannter Weise mit einem durch Hebel 3 kontinuierlich oder stufenweise verstellbarem Hubvolumen arbeitet, z. B. eine Thoma-Axialkolbenpumpe. Die Pumpe fördert das Druckmittel über Rohrleitungen 4, 5 in einem Kreislauf um, in dem sich die beiden Getriebemotoren 6, 7 mit unverstellbarem Hub in Parallelschaltung befinden. Die beiden Motoren können in üblicher Weise unmittelbar je ein Rad der Vorderachse antreiben.The engine 1, e.g. B. an internal combustion engine or an electric motor, drives the hydrostatic pressure medium feed pump 2, which in a known manner with a works continuously or step-wise adjustable stroke volume by lever 3, z. B. a Thoma axial piston pump. The pump conveys the pressure medium via pipelines 4, 5 in a circuit in which the two gear motors 6, 7 with non-adjustable Hub are connected in parallel. The two motors can be used directly in the usual way Drive one wheel each on the front axle.

Eine Umgehungsleitung 8 mit den beiden Zweigen 9, 10 und in diesen angeordneten, in entgegengesetzter Richtung öffnenden Rückschlagventilen 11, 12 dient dazu, bei einer Förderleistung der Pumpe, die während der Fahrt unter die der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Schluckfähigkeit der Motoren herabgesetzt wird, einen Umlauf des von den Antriebsmotoren 6, 7 für die Fahrzeugräder zwangläufig geförderten Druckmittels zu ermöglichen. Ein Schieber 13, der jeweils einen der Zweige 9, 10 der Umgehungsleitung 8 sperrt, ist mit dem Stellhebel 3 der Pumpe über ein Gestänge 14 so gekoppelt, daß mit der Umsteuerung der Förderrichtung der Pumpe für die entgegengesetzte Fahrtrichtung jeweils das betreffende Rückschlagventi111 oder 12 freigegeben ist, dessen Öffnungsrichtung dieser Fahrtrichtung entspricht.A bypass line 8 with the two branches 9, 10 and in these arranged check valves 11, 12 that open in the opposite direction is used for a delivery rate of the pump, which while driving under the The engine's ability to swallow corresponding to the driving speed is reduced one revolution of the drive motors 6, 7 for the vehicle wheels inevitably to enable promoted pressure medium. A slide 13, each one of the Branches 9, 10 of the bypass line 8 blocks, is with the lever 3 of the pump over a linkage 14 coupled so that with the reversal of the delivery direction of the pump the respective check valve for the opposite direction of travel or 12 is released, the opening direction of which corresponds to this direction of travel.

Ein Schieber 15, der im Schaltschema beispielsweise als Kolbenschieber wiedergegeben ist, dient zur Umschaltung des Antriebes vom »Anfahren« in den »Schnellgang«, d. h. vom Antrieb der beiden Motoren 6, 7 auf den Antrieb des Fahrzeuges durch den Motor 6 allein. Der Schieber 15, der von einem Schalthebel 16 bedient wird, ist in der Anfahrstellung gezeichnet, in der das von der Druckseite der Pumpe 2 auf die Leitung 4 geförderte Druckmittel über die Zweigleitung 17 auch nach dem Motor 7 gelangt.A slide 15, for example as a piston slide in the circuit diagram is shown, is used to switch the drive from »starting« to »overdrive«, d. H. from the drive of the two motors 6, 7 to the drive of the vehicle through the Motor 6 alone. The slide 15, which is operated by a shift lever 16, is drawn in the starting position, in which the pressure side of the pump 2 on the line 4 conveyed pressure medium via the branch line 17 also after the engine 7 arrives.

Wenn der Schalthebel 16 aus der Stellung »Anfahren« allmählich in die Stellung »Schnellgang« bewegt wird, so schließt der Schieber15 zu diesem Zweck den Kanal 17 und gibt zugleich eine Umgehungsleitung 18 in entsprechendem Maße frei, durch die das mit zunächst gleichbleibender Schluckmenge geförderte Druckmittel umlaufen kann. Ein Rückschlagventi119 in dieser Leitung verhindert dabei einen unmittelbaren Übertritt des Druckmittels von der Druckseite in die drucklose Seite.When the shift lever 16 is gradually moved from the "start up" position to the "overdrive" position, the slide 15 closes the channel 17 for this purpose and at the same time releases a bypass line 18 to a corresponding extent through which the pressure medium conveyed with an initially constant swallowing quantity can circulate. A check valve in this line prevents an immediate transfer of the pressure medium from the pressure side to the unpressurized side.

Mit dem Umschalten auf Schnellgang wird vom Schieber 15 außerdem ein Kanal 20 aufgesteuert, so daß das Druckmittel auf die Stirnfläche des Schiebers einwirkt und ihn entgegen der Kraft der Feder 21 in der Schnellgangstellung hält. Erst wenn der Stellhebel 3 der Pumpe zurückgenommen wird, so daß der Druck in .der Umlaufleitung 4 abfällt, wird der Schieber 15 durch die auf seiner Unterseite angreifende Feder 21 selbsttätig in seine Anfahrstellung zurückgeschoben. Dies ist notwendig, damit beim darauffolgenden Bremsen des Fahrzeuges, das in bekannter Weise durch Drosseln oder Sperren des Druckmittelumlaufes geschehen kann, beide Motoren 6, 7 die Bremskräfte aufnehmen können.When switching to overdrive, the slide 15 also turns on Channel 20 opened so that the pressure medium on the face of the slide acts and holds it against the force of the spring 21 in the overdrive position. Only when the control lever 3 of the pump is withdrawn so that the pressure in .der Circulation line 4 falls, the slide 15 is attacked by the on its underside Spring 21 is automatically pushed back into its starting position. This is necessary thus during the subsequent braking of the vehicle, which is carried out in a known manner Throttling or blocking of the pressure medium circulation can take place, both motors 6, 7 can absorb the braking forces.

Über dem Schieber 15 ist vor dessen Stirnseite eine Drosselstelle 22 vorgesehen, die eine Umschaltung des Antriebes vom Anfahren in den Schnellgang verzögert, damit der Umschaltvorgang nicht stoßartig erfolgen kann. Eine hydraulische Drossel ist hierfür am besten geeignet, da sie bei langsamer Bewegung des Schiebers 15 keinen unnötigen Widerstand erzeugt. Die Drossel könnte auch an anderer Stelle angebracht sein.Above the slide 15 is a throttle point in front of its end face 22 is provided, which enables the drive to be switched from starting to overdrive delayed so that the switching process cannot occur suddenly. A hydraulic one Throttle is best suited for this as it acts on slow movement of the slide 15 does not create unnecessary resistance. The throttle could be elsewhere to be appropriate.

Die beschriebene Einrichtung für das Umschalten auf den Schnellgang ist in der Zeichnung nur für eine Fahrtrichtung dargestellt. Dies entspricht den praktischen Bedürfnissen, da für Rückwärtsfahrt erfahrungsgemäß kein Schnellgang benötigt wird. Durch spiegelbildliche Anordnung eines zweiten Steuerschiebers 25 würden jedoch die Verhältnisse für die entgegengesetzte Fahrtrichtung geschaffen.The device described for switching to overdrive is shown in the drawing for one direction of travel only. This corresponds to the practical needs, since experience has shown that no high gear is required for reversing is needed. By arranging a second control slide 25 in a mirror image However, the conditions for the opposite direction of travel would be created.

Die gezeigte Anordnung bietet die Möglichkeit, das Fahrzeug durch allmähliches Einrücken der entgegengesetzten .Fahrtrichtung zu bremsen. Der Übergang erfolgt vom Fahren mit Antrieb in einer Richtung über Ausrollen im Leerlauf bei Mittelstellung des Pumpenhebels 8, mit Gegenkraft und Beschleunigung in entgegengesetzter Fahrtrichtung zügig und stoßfrei.The arrangement shown offers the possibility to drive the vehicle through gradually engaging the opposite direction of travel. The transition takes place from driving with drive in one direction via coasting at idle Middle position of the pump lever 8, with counterforce and acceleration in opposite directions Direction of travel swiftly and smoothly.

Die Ansprüche 2 bis 6 sind echte Unteransprüche und sollen nur in Verbindung mit Anspruch 1 Schutz genießen.Claims 2 to 6 are real subclaims and should only be used in Enjoy protection in connection with Claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Drive device for forklifts with a hydrostatic pump that is continuously variable for setting the main speed range ) to switch off one of the two drive motors (6 or 7), which after this switch-off is kept in the overdrive circuit by the working pressure of the pump (2), against the force of a spring (21) which automatically activates the switching device when the delivery pressure drops switches back to the position for driving both motors.

2. Drive device according to claim 1, characterized by the use of a piston valve (15) as a switching device, one face of which when set to overdrive from the Hydraulic fluid is applied and when the pump delivery pressure drops by a spring (21) relieving this delivery pressure in the position for the drive of both motors is fed back.

3. Drive device according to claim 1 or 2, characterized by a braking member acting on the switching element (15, 16), for example a hydraulic throttle (22) to delay the switching process.

4. Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized by a common pressure line (4) of both motors (6, 7 ) with the return (5) connecting short-circuit line (8) with a valve (11) opening on one side (hydraulic freewheel) .

5. Drive according to claim 4, characterized by a branch (9, 10) of the short-circuit line (8), oppositely opening valves in the two branches (11, 12) and a locking member (13), which with the switching of the pump delivery from Forward and backward travel inevitably blocks a branch.

6. Drive according to claim 1, characterized by a bypass line (18) which opens into the feed line (17) of this motor between the switching element (15) and the motor (7) which can be switched off and which connects this feed line to the common discharge line (5 ) connects the motors via a check valve (19) that opens in the direction of the supply line. Considered publications: German Patent Nos. 421 296, 475470, 486 041, 583 359, 636 922, 737 698; U.S. Patent No. 1227 055.