Elchtest für Gabelstapler das Forschungsprojekt Dynamischer Standsicherheitstest bei Gabelstaplern. Nils Busch

Transkript

1 Elchtest für Gabelstapler das Forschungsprojekt Dynamischer Standsicherheitstest bei Gabelstaplern

2 Gemeinschaftsforschungsprojekt Projektfinanzierer: (paritätisch) Berufsgenossenschaft Handel und Warendistribution (BGHW) in der DGUV Forschungsgemeinschaft Intralogistik, Fördertechnik und Logistiksysteme (FG IFL) des VDMA Forschungsstelle: Professur für Maschinenelemente und Technische Logistik (MTL) der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg

3 Inhalt Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 3

4 Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 4

5 Gemeldete Unfälle mit schweren/tödlichen Verletzungen 80% 60% Motivation 5

6 Technische Entwicklung Moderne, schnell fahrende Gabelstapler erreichen hohen Grad der Fahrdynamik Hersteller bieten Fahrerassistenzsysteme an Quelle: Toyota Motivation 6

7 Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 7

8 Einordnung der Thematik Fahrzeugdynamik Horizontaldynamik Vertikaldynamik Längsdynamik Querdynamik Handling Fahrsicherheit Komfort Dynamische Standsicherheit Spurhaltung Kurvenfahrt von Gabelstaplern 8

9 Besonderheiten des Gabelstaplers Hecklenkung Radlastschwankung Varianz der Schwerpunktlage Lage der Wankachse Massenträgheitsmoment um die Hochachse Kurvenfahrt von Gabelstaplern 9

10 Elementar für die Kurvenfahrt: das Eigenlenkverhalten bestimmt durch: Schwerpunktlage vorn / hinten Schräglaufsteifigkeit der Achsen Kurvenfahrt von Gabelstaplern 10

11 Die besondere Rolle der Reifen Übertragung aller Kräfte auf die Fahrbahn Seitenführung Traktion Übertragbarkeit Dynamische Radlast Verformungen Vertikale Einfederung Seitliche Deformation (Änderung des Standdreiecks) Kurvenfahrt von Gabelstaplern 11

12 Seitenführungskraft am Reifen Schräglaufwinkel [ ] Kurvenfahrt von Gabelstaplern 12

13 Der Kippvorgang zwei Phasen Kippkante des Aufbaus Kippkante des Gesamtfahrzeugs Kurvenfahrt von Gabelstaplern 13

14 Der Kippvorgang zwei Phasen Kurvenfahrt von Gabelstaplern 14

15 Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 15

16 Einflüsse auf die Standsicherheit Primäre Einflussgrößen (Fahrereinfluss) Fahrgeschwindigkeit Lenkwinkel / Kurvenradius Lenkgeschwindigkeit Hubhöhe Last Sekundäre Einflussgrößen Reifeneigenschaften Bodenbeschaffenheit Art des Antriebssystems Fahrerassistenzsystem Dynamischer Standsicherheitstest 16

17 Bestehende statische Standsicherheitstests Statische Tests nach ISO 1074 Kurvenfahrt mit angehobener Last (vorhersehbarer Missbrauch) Schnelle Kurvenfahrt Dynamischer Standsicherheitstest 17

18 Bestehende statische Standsicherheitstests Lastsimulation Neigbare Plattform Dynamischer Standsicherheitstest 18

19 Der L-Test Basis: Lenkungsverreißtest Geradeausfahrt, dann Abbiegen um 90 vorwärts Höchstgeschwindigkeit ohne Last abgesenkter Gabelträger Dynamischer Standsicherheitstest 19

20 Der L-Test Testergebnis: b H w=w Dynamischer Standsicherheitstest 20

21 Dynamisches Testergebnis Prinzipdarstellung w 3 [m] bestanden nicht bestanden Fahrgeschwindigkeit [km/h] Dynamischer Standsicherheitstest 21

22 Vorgehensweise Experimenteller Nachweis der dynamischen Standsicherheit nur Typentest Simulation der dynamischen Standsicherheit Ausführungsvarianten Computergestütztes Simulationsmodell nötig Dynamischer Standsicherheitstest 22

23 Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 23

24 Modellierungsschwerpunkte Fahrzeugmodell Fahrer-Aktionsmodell Antriebsmodell Reifenmodell Bodenmodell MKS-Simulation 24

25 Struktur des Mehrkörper-Simulationsmodells Massenelemente Geometrien Verbindungen / Freiheitsgrade Kraftgesetze / Kontakte Randbedingungen Eingaben Vollast Antrieb Lenkverlauf MKS-Simulation 25

26 Charakteristischer, idealisierter Lenkverlauf δ [ ] t [s] MKS-Simulation 26

27 Charakteristischer, idealisierter Lenkverlauf δ [ ] t [s] MKS-Simulation 27

28 Simulationsergebnis Experimentelles Ergebnis Simulationsergebnis s Nord [m] w 2 w 1 s Ost [m] MKS-Simulation 28

29 Simulationsergebnis F Z [N] Radlastverlauf t sim [s] MKS-Simulation 29

30 Simulationsergebnis MKS-Simulation 30

31 Motivation Kurvenfahrt von Gabelstaplern Dynamischer Standsicherheitstest MKS-Simulation Zusammenfassung 31

32 Fazit Mithilfe des neuen dynamischen Standsicherheitstests können dynamische Einflüsse besser abgebildet werden Einfluss von Fahrerassistenzsystemen wird messbar Durchführbarkeit experimentell oder computergestützt Durch Sammlung von Erfahrung mit beiden Testmethoden bei den Herstellern kann wertvolle Erweiterung bestehender statischer Tests entstehen Zusammenfassung 32

33 Vielen Dank!