DE102008026406A1

DE102008026406A1 - Vorrichtung zur berührungslosen Hubhöhenmessung in einem Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102008026406A1
Application number: DE200810026406
Authority: DE
Inventors: Frank Dr.-Ing. Schröder
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-03

Abstract

Vorrichtung zur berührungslosen Hubhöhenmessung in einem Flurförderzeug, das ein Hubgerüst mit einem Standmast (1) und mindestens einem dazu höhenbeweglichen Fahrmast (2) aufweist, wobei die Vorrichtung über einen am Standmast (1) vorgesehenen stationären Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) und einen am Fahrmast (2) vorgesehenen, beim Anheben und Absenken des Fahrmastes (2) relativ zum Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) beweglichen Positionsgeber (Messprofil 3) verfügt. Um mit geringem Aufwand eine hohe Robustheit und Zuverlässigkeit zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ein sich vertikal entlang des Fahrmastes (2) erstreckendes und zusammen mit diesem höhenbewegliches, lineares Messprofil (3) als Positionsgeber vorgesehen und befindet sich zwischen dem Messprofil (3) und dem Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) ein Spalt, dessen zur Hubrichtution zur Hubhöhe des Fahrmastes (2) über die Vertikalerstreckung des Messprofils (3) verändertlich und durch den als berührungsloser Wegaufnehmer (4) ausgebildeten Messwertaufnehmer erfassbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Hubhöhenmessung in einem Flurförderzeug, das ein Hubgerüst mit einem Standmast und mindestens einem dazu höhenbeweglichen Fahrmast aufweist, wobei die Vorrichtung über einen am Standmast vorgesehenen stationären Messwertaufnehmer und einen am Fahrmast vorgesehenen, beim Anheben und Absenken des Fahrmastes relativ zum Messwertaufnehmer vorbei beweglichen Positionsgeber verfügt.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 102 07 017 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird – wie auch bei anderen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Hubhöhenmessung in Flurförderzeugen – die Hubhöhe als absoluter Wert gemessen, d. h. als direkt erfasste Größe. Der zu sensierende Messbereich liegt daher in der Größenordnung der vollen Hubhöhe des Fahrmastes. Dementsprechend ist es häufig schwierig, das hierfür erforderliche Messsystem unter Einhaltung eines vorgegebenen Kostenrahmens hinreichend zuverlässig und robust auszubilden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Aufwand eine hohe Robustheit und Zuverlässigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein sich vertikal entlang des Fahrmastes erstreckendes und zusammen mit diesem höhenbewegliches, lineares Messprofil als Positionsgeber vorgesehen ist und sich zwischen dem Messprofil und dem Messwertaufnehmer ein Spalt befindet, dessen zur Hubrichtung orthogonale Spaltbreite in Korrelation zur Hubhöhe des Fahrmastes über die Vertikalerstreckung des Messprofils veränderlich und durch den als berührungsloser Wegaufnehmer ausgebildeten Messwertaufnehmer erfassbar ist.
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, die Hubhöhe nicht direkt sondern indirekt mittels einer „Übersetzung” zu erfassen. Hierbei wird nicht direkt die Hubhöhe gemessen sondern der sich mit der Hubhöhe nach dem Prinzip der schrägen Ebene verändernde Querabstand, d. h. die Spaltbreite zwischen dem Messwertaufnehmer und dem linearen Messprofil. Durch die Verwendung eines Messprofils lässt sich eine hohe geometrische Übersetzung erzielen, so dass sich ein zur Hubhöhe (z. B. 0–6 m) korrelierendes Signal auf einem deutlich verkleinerten Sensormaßstab abbilden lässt (z. B. 0–20 mm). Dadurch lassen sich robuste Sensoren einsetzen, obwohl aufgrund der Übersetzung relativ hohe Genauigkeitsanforderungen bestehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist beiderseits des Messprofils jeweils ein Wegaufnehmer am Standmast angeordnet. Durch beidseitiges Abtasten des Messprofils kann das stets vorhandene Spiel zwischen dem Standmast und dem Fahrmast rechnerisch eliminiert werden. Hierbei geht eine Zunahme der Spaltbreite zwischen einem der Messwertaufnehmer und dem Messprofil einher mit einer dazu inversen Abnahme der Spaltbreite zwischen dem anderen Messwertaufnehmer und dem Messprofil.
Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung zweier Messwertaufnehmer eine erhöhte Zuverlässigkeit durch redundante Signale. Die Messsignale der beiden Messwertaufnehmer unterscheiden sich dabei lediglich im Rahmen des Spiels zwischen dem Standmast und dem Fahrmast. Es kann somit eine gegenseitige Überwachung auf Signalausfall erfolgen.
Zweckmäßigerweise ist das Messprofil in Vertikalrichtung keilförmig. Bei symmetrischer Anordnung der beiden Messwertaufnehmer werden beim Anheben und Absenken des Fahrmastes und damit des Messprofils die beiden Spalten gleichmäßig vergrößert bzw. verkleinert.
Sofern die Spaltbreite zwischen dem Messwertaufnehmer und dem Messprofil bei vollständig abgesenktem Fahrmast minimal und bei vollständig ausgefahrenem Fahrmast maximal ist, weist bei einer keilförmigen Ausbildung des Messprofils die Keilspitze nach unten.
Um den Bauaufwand gering zu halten, kann das Messprofil am Fahrmast angeformt sein. Gegenüber einer Ausführung mit einem Messprofil als eigenständiges Bauteil entfällt dabei die Montage.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Messprofil in Vertikalrichtung mit einer konstanten Steigung versehen. Somit ergibt sich bei Anheben und Absenken des Fahrmastes eine dazu proportionale Änderung der Spaltbreite(n) zwischen dem Messprofil und dem/den Messwertaufnehmer(n).
Gleichwohl ist es auch möglich, dass das Messprofil in Vertikalrichtung mit Abschnitten voneinander abweichender Steigung versehen ist. Hierbei kann die Geometrie des Messprofils variiert werden, um Teilbereiche erhöhter Genauigkeit zu erzeugen (z. B. erhöhte Flankensteigung bei großen Hubhöhen). Ferner können definierte Geometriesprünge (z. B. Aufdickungen oder Einkerbungen) dazu benutzt werden, um den bzw. die Messwertaufnehmer auf Ausfall zu überwachen.
Der Messwertaufnehmer ist bevorzugt als induktiver Messwertaufnehmer ausgebildet. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, andere geeignete Sensorprinzipien einzusetzen, z. B. kapazitive Sensoren, Ultraschall- oder Lasersensoren).
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt aus der Perspektive des Fahrers eines klassischen Gegengewichts-Gabelstaplers das rechte Hubgerüstprofil eines aus zwei miteinander querverbundenen Hubgerüstprofilen bestehenden Hubgerüstes sowie ein vergrößertes Detail und dessen Draufsicht.
Das Hubgerüst ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als sogenannter Standardmast ausgeführt, der einen Standmast 1 (Außenmast) und lediglich einen Fahrmast 2 (Innenmast) aufweist, der am Standmast 1 höhenbeweglich gelagert ist und mittels in der Figur nicht dargestellter Hubzylinder ausgefahren werden kann. Gleichwohl ist es grundsätzlich auch möglich, die nachfolgend beschriebene Erfindung im Zusammenhang mit weiteren, ausfahrbaren Mastschüssen (Duplex-Hubgerüst, Triplex-Hubgerüst) zu verwenden, wobei entsprechende Anpassungen erforderlich sind.
An dem Fahrmast ist in bekannter Weise eine in der Figur nicht dargestellte Lasthebeeinrichtung, in der Regel ein Gabelträger, vertikal verfahrbar. Die Lasthebeeinrichtung ist an Lastketten befestigt, die über am Fahrmast 2 befestigte Umlenkrollen geführt und am Standmast 1 verankert sind. Beim Ausfahren des Fahrmastes 2 aus dem Standmast 1 wird daher die Lasthebeeinrichtung doppelt so schnell angehoben wie der Fahrmast 2.
Erfindungsgemäß ist an dem Fahrmast 2, beispielsweise an dem rechten Hubgerüstprofil (wie dargestellt), ein sich entlang des Mastprofils erstreckendes, also vertikal angeordnetes, lineares Messprofil 3 vorgesehen, das als Positionsgeber einer Hubhöhenmessvorrichtung dient und zusammen mit dem Fahrmast 2 höhenbeweglich ist. Das Messprofil 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel keilförmig ausgebildet, wobei die Keilspitze nach unten weist. Das Messprofil 3 kann als eigenständiges Bauteil am Fahrmast 2 befestigt werden oder direkt am Fahrmast 2 angeformt sein.
Das Messprofil 3 wirkt mit zwei im Abstand S0 am Standmast 1 zueinander angeordneten Messwertaufnehmern zusammen, die als berührungslos arbeitende Wegaufnehmer 4 (z. B. induktive Wegaufnehmer) ausgebildet und am oberen Ende des Standmastes 1 befestigt sind. Das Messprofil 3 befindet sich im Bereich S0 mittig zwischen den beiden Wegaufnehmern 4. Hierbei ist beiderseits des Messprofils 3 jeweils ein Spalt gebildet, dessen zur Hubrichtung des Fahrmastes 2 orthogonale Spaltbreite S1 bzw. S2 sich beim Anheben und Absenken des Fahrmastes 2 aufgrund der Keilform des Messprofils 3 nach dem Prinzip der schrägen Ebene verändert.
Die durch die Wegaufnehmer 4 gemessenen Spaltbreiten S1 und S2 stellen Signale dar, die zur Hubhöhe korrelieren. Die Hubhöhe wird als Funktion des bekannten Grundabstands S0 und der Spaltbreiten S1 und S2 ermittelt. Demnach wird die Hubhöhe nicht direkt in der Vertikalen gemessen sondern durch eine Vorrichtung, mit der eine geometrische Übersetzung erzielt wird, mit deren Hilfe der Messabstand auf ein erheblich geringeres Maß zurückgeführt wird und die eine Messung in der Horizontalen ermöglicht.
Das fertigungstechnisch zwischen dem Standmast 1 und dem Fahrmast 2 stets vorhandene Spiel S3, das sich verschleissabhängig vergrößern kann, verändert die von den Messwertaufnehmer 4 zu den Spaltbreiten S1 und S2 gelieferten Signale invers und in gleicher Größe. Das Spiel S3 kann daher rechnerisch eliminiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hubhöhenmessung ermöglicht die Verwendung von robusten, berührungslosen und verschmutzungsunanfälligen Sensoren, die beispielsweise in einem Messbereich von 20 mm arbeiten. Dennoch lassen sich bezüglich der daraus abgeleiteten Hubhöhe Messgenauigkeiten von +/– 100 mm erzielen, die für viele Fälle ausreicht (z. B. im Zusammenhang mit einer hubhöhenabhängigen Beeinflussung der Fahr-, Hub- und Neigegeschwindigkeit). Der Einsatz von zwei Wegaufnehmern 4 bewirkt eine Redundanz der Signale.
Es versteht sich, dass die Messvorrichtung an unterschiedlichen Stellen des Hubgerüstes angebracht werden kann, z. B. vorne, hinten oder seitlich am Hubgerüst, am linken oder am rechten Mastprofil.
Definierte Geometriesprünge im Messprofil 3, die beispielsweise als Aufdickungen oder Einkerbungen ausgebildet sein können, ermöglichen zusätzlich zur Redundanz der beiden Wegaufnehmer 4 eine erweiterte Ausfallüberwachung. Ferner ist es möglich, durch Variationen der Geometrie des Messprofils, d. h. durch Abschnitte verschiedener Steigung, Bereiche erhöhter Messgenauigkeit zu erzeugen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10207017 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur berührungslosen Hubhöhenmessung in einem Flurförderzeug, das ein Hubgerüst mit einem Standmast und mindestens einem dazu höhenbeweglichen Fahrmast aufweist, wobei die Vorrichtung über einen am Standmast vorgesehenen stationären Messwertaufnehmer und einen am Fahrmast vorgesehenen, beim Anheben und Absenken des Fahrmastes relativ zum Messwertaufnehmer beweglichen Positionsgeber verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich vertikal entlang des Fahrmastes (2) erstreckendes und zusammen mit diesem höhenbewegliches, lineares Messprofil (3) als Positionsgeber vorgesehen ist und sich zwischen dem Messprofil (3) und dem Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) ein Spalt befindet, dessen zur Hubrichtung orthogonale Spaltbreite (S1 bzw. S2) in Korrelation zur Hubhöhe des Fahrmastes (2) über die Vertikalerstreckung des Messprofils (3) veränderlich und durch den als berührungsloser Wegaufnehmer (4) ausgebildeten Messwertaufnehmer erfassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Messprofils (3) jeweils ein Wegaufnehmer (4) am Standmast (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprofil (3) in Vertikalrichtung keilförmig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite (S1 bzw. S2) zwischen dem Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) und dem Messprofil (3) bei vollständig abgesenkten Fahrmast (2) minimal und bei vollständig ausgefahrenem Fahrmast (2) maximal ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprofil (3) am Fahrmast (2) angeformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprofil (3) in Vertikalrichtung mit einer konstanten Steigung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprofil (3) in Vertikalrichtung mit Abschnitten voneinander abweichender Steigung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (Wegaufnehmer 4) als induktiver Messwertaufnehmer ausgebildet ist.