DE69708375T2

DE69708375T2 - Autonomer einteiliger Wägetisch

Info

Publication number: DE69708375T2
Application number: DE1997608375
Authority: DE
Inventors: Jacques Fabre
Original assignee: Balea SAS
Current assignee: Balea SAS
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2017-04-23
Also published as: FR2747778A1; EP0803717A1; DE69708375D1; EP0803717B1; FR2747778B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Monoblock-Wäge-Hubrahmen mit Gabeln, Verbindungsträgern zwischen den genannten Gabeln, Verbindungsträgern, die verschiebbar mit Laufbahnen verbunden sind, welche zu zwei Masten gehören, sowie Sensoren, die im allgemeinen Dehnmesssensoren sind, welche zwischen den genannten Verbindungsträgern eingebaut sind, einem Anschlusskasten, welcher am beweglichen Hubrahmen befestigt ist, und einem Analog/Digitalwandler sowie mit einem Mikrocontroller zugeordnet ist, welcher zum Auswerten der Messergebnisse und Übertragung derselben an eine Gewichtsanzeige ausgebildet ist, welche an einer Halterung befestigt ist, mit welcher die Masten verbunden sind.
Bekannte Hubrahmen des betreffenden Typs, die im allgemeinen über ihre Masten sei es an einer festen Wand oder an einer bewegbaren Maschine (Gabelstapler, Stapler) fixiert sind, weisen im allgemeinen auf:
- einen analogen Anschlußkasten, der zum Einstellen der Winkel nach einem empirischen Verfahren unter Verwendung von Einrichtungen nach Art von elektrischen Potentiometern arbeitet, wobei das Verfahren vorsieht: Anordnen einer Masse nacheinander in den vier Ecken des Lastaufnehmers, die im allgemeinen 1/3 der Gesamtlast entspricht, und Abgleichen der Fühler für jeden einzelnen Fühler mittels der Potentiometer, und Wiederholen des Vorgangs, bis das vollkommene Gleichgewicht erreicht ist; dieses Verfahren ist hauptsächlich wegen der mit dem Umsetzen der Lasten einhergehenden Problemen langwierig (mehrere Stunden je nach Last);
- eine Verbindung von Anschlußkasten und Trägern durch Kabel, wegen des analogen Ausgangs, mit den durch diese Art von Verbindung zwischen den bewegbaren Teilen und des feststehenden Teilen erzeugten Nachteilen;
- eine Energieversorgung des Anschlußkastens durch eine Batterie, die sich am feststehenden Teil der Einheit befindet.
Derartigen Vorrichtungen mangelt es an Leistung und Flexibilität, insbesondere hinsichtlich der Konfiguration des System vom analogen Anschlußkasten aus. Diese Vorrichtungen sind im wesentlichen in den folgenden Patenten beschrieben:
- US-A-4323132, das einen Gabelhubwagen mit einer elektronischen Wägeeinrichtung beschreibt.
Die Wägeeinheit weist zwei Rahmen und mehrere Gewichtssensoren auf, die elektrisch mit einem Verbindungskasten und einer Anzeigeschaltung verbunden sind.
Die Verbindung zwischen Verbindungskasten und Anzeigeschaltung erfolgt analog und durch elektrische Kabel.
DE-A-36 29 244, das einen Hubwagen mit Gewichtssensoren beschreibt, in welchem Analog/Digitalwandler integriert sind.
Die genannte Einheit ist mittels eines elektrischen Kabels mit einem elektronischen Rechnerverbunden. Die folgenden Patente FR-A-2708585, EP-0046692, FR-A-2639931 und FR-A-2651880, werden hier lediglich genannt, da sie zum technischen Hintergrund gehören.
Die Erfindung betrifft daher einen Monoblock-Wäge-Hubrahmen, der die verschiedenen genannten Nachteile eliminiert und dadurch gekennzeichnet ist, daß er im wesentlichen aufweist:
- einen Anschlußkasten für digitale Verarbeitung, der in der Lage ist, eine gleichzeitige Summenbildung der Messungen der Sensoren durchzuführen, wodurch die mit dem Umsetzen der Lasten einhergehenden Probleme eliminiert werden, und das Verfahren vereinfacht wird, indem die Last nur ein Mal in sämtlichen vier Ecken angeordnet wird (erheblich schnellere Regelung);
- eine Verbindung zwischen dem Anschlußkasten und dem festen Träger durch einen Infrarot-Richtstrahltransceiver, wobei die Informationen digital codiert werden (Gewichtsmessung, Batteriespannung);
- einen auswechselbaren Batterieeinschub, der am Hubrahmen fest angebracht und in der Lage ist, die Sensoren, den Anschlußkasten und den Infrarotsender zu speisen;
- einen zum Anschlußkasten gehörendes Mikrocontroller, der in der Lage ist, die Messungen (ausgehend vom Algorithmus der Einstellung der Winkel, der berechnet und gespeichert wurde), das Speichern der verschiedenen Parameter, den Messmodus, den Konfigurationsmodus des Systems, etc. zu verwalten.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mindestens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das als nicht einschränkendes Beispiel angeführt wird und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1- eine perspektivische Ansicht eines an einem Gabelstapler angebrachten Wäge-Hubrahmens;
Fig. 2 - ein synoptisches Schema der Elemente und Funktionen des Anschlußkastens.
Der in den Zeichnungen dargestellte Monoblock-Wäge-Hubrahmen (1) weist auf: Gabeln (2), Verbindungsträger (3) zwischen den genannten Gabeln, Verbindungsträger (4), die verschiebbar mit Laufrillen (5) verbunden sind, welche zu zwei Masten (6) gehören, sowie Sensoren (7), die im allgemeinen Dehnmesssensoren sind, welche zwischen den genannten Verbindungsträgern (3) und (4) eingebaut sind, einen Anschlusskasten (8), welcher am beweglichen Hubrahmen (3, 4) fest eingebaut ist und der in der Lage ist, die Messungen auszuwerten und die Ergebnisse an eine Gewichtsanzeige (9) zu übertragen, die fest mit der Halterung (10) verbunden ist, mit der die Masten (8) verbunden sind.
Der Kasten (8) ist mit einer Mehrweg-Analog/Digital-Wandlereinheit (11), die gleichzeitig die von verschiedenen Sensoren (7) kommenden Messungen verarbeiten kann, und mit einem Mikrocontroller (12) verbunden, der in der Lage ist, automatisch die Einstellung der Winkel vorzunehmen, die Funktion des Moduls zu konfigurieren, den Mittelwert der umgewandelten Werte zu bilden und die verschiedenen Betriebsparameter zu speichern.
Die Verbindung zwischen dem Anschlußkasten (8) und der Masten (6) besteht aus einem Infrarot-Richtstrahltransceiver, der in der Lage ist, die vom Anschlußkasten (8) kommenden digitalen Informationen an die Gewichtsanzeige (9) zu liefern.
Der Anschlußkasten (8) kann selbst im Falle eines einzelnen Sensors verwendet werden.
Der bewegliche Hubrahmen (3, 4) einen auswechselbaren Batterieeinschub (15) aufweisen; der die Sensoren (7), den Kasten (8) und den Infrarot-Sender (13) speist.
Der Sender (13) ist beispielsweise am Verbindungsarm (4) angebracht und der Empfänger (14) ist an der Basis des Masts (8) angebracht, wobei beide miteinander fluchten.
Das die Spannung der aufladbaren Batterie (15) angebende Signal wird an den Anschlußkasten (8) übertragen, welcher das digitalisierte Signal an die Gewichtsanzeige (9) überträgt.
Der Kasten weist ferner vor dem Wandler (11) für jeden Sensor (7) ein Verstärkungsmodul (16) auf, dem ein passives Tiefpassfilter vorgeschaltet ist, welches eine Grenzfrequenz von 20 Hz hat und dem ein auf 5 Hz zentriertes Aktiv-Filter zweiter Ordnung folgt.
Der Wandler (11) weist im Inneren ein digitales Tiefpassfilter mit programmierbarer Grenzfrequenz auf.
Der Mikrocontroller (12) ist verbunden mit:
- einem Parameterspeichermodul (17) vom Typ "EEPROM";
- einem Modul (18) zum Konfigurieren der Funktion der Einheit, mit einer Drucktaste zur Entnahme der vom Fühler nach Winkeleinstellung abgegebenen Messwerte, sowie Schalter enthält, die geeignet sind, die Betriebsweise und die den genannten Schaltern zugeordneten Anzeige-"LED"s auszuwählen;
- eine Ausgangskarte RS 232 (19).
Der Sender (13) ist am Hubrahmen (3, 4) über einen Arm (21) angebracht. Die Verbindung zwischen Empfänger (14) und Anzeige (9) erfolgt über ein Kabel (22).
Die Einstellung der Winkel erfolgt einfach, indem nacheinander 1/3 der maximalen Traglast auf jeden der 4 Winkel aufgebracht wird, und indem mittels der Drucktaste des Moduls (18) die gleichzeitigen Messungen der 4 Sensoren (durch den Mehrwege-A/D-Wandler) und deren unmittelbare Speicherung validiert werden. Sobald alle Winkel abgearbeitet sind, berechnet der Mikrocontroller (12) automatisch den Einstellalgorithmus (welcher die Lastübertragungen berücksichtigt) und speichert die Parameter. Dieser Algorithmus wird im Anschluß automatisch auf jede Berechnung des Mittelwerts der Signale angewandt.
Der Mikrocontroller gewährleistet die Verarbeitung und das Umformen der Messungen.
Er dient:
- zum Initialisieren des Wandlers, indem es insbesondere dessen Grenzfrequenz programmiert, und zum Erfassen der Resultate der Umwandlung der 4 Wege;
- der Bildung des Mittelwerts (bei mehreren Sensoren) der umgewandelten Werte unter Berücksichtigung der Winkeleinstellung;
- zum Senden des Resultats des Mittelwerts im Format RS 232;
- dem Berechnen des Algorithmus der Winkeleinstellung mit Speicherung im Speicher "EEPROM";
- zum Konfigurieren der Funktion des Moduls;
- dem Überwachen der Funktion des Kastens mit einer Übertragung eventueller Fehlernachrichten, insbesondere mit einer Überwachung der Versorgungsspannung und der im Speicher gespeicherten Werte.
Die Funktionsmodi des Moduls (18) sind beispielsweise:
- Messmodus;
- Konfigurationsmodus (Erfassen der Zahl der Sensoren);
Modus der halbautomatischen Einstellung der Winkel (Berechnung der Parameter des Algorithmus).
Sämtliche Parameter der Konfiguration und der Kalibrierung des Hubrahmens werden an die Gewichtsanzeige (9) übertragen, die beispielsweise fest an dem Wagen (20) angebracht ist. Sobald die Batterie keine ausreichende Ladung mehr aufweist, um jeden Lesefehler zu vermeiden, blockiert der Kasten die Messungen bis zum Austausch.
Die Batterie (15) dient der Versorgung des Versorgungsmoduls (23) der Sensoren und des Versorgungsmoduls (24) der Elektronik (Referenzspannung mit ratiometrischer Korrektur).
Die Verbindung zwischen dem Ausgang (19) und der Anzeige (9) kann durch ein Kabel (25) erfolgen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, für welche andere Varianten insbesondere hinsichtlich
- der Zahl und des Typs der Sensoren,
- des Typs der Verbindung zwischen dem Kasten und der Anzeige;
- der Eigenschaften der Module (Verstärker, Wandler, Mikrocontroller, Speichermodus), die bei der Zusammenstellung des Kastens eine Rolle spielen,
vorgesehen sein können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Monoblock-Wäge-Hubrahmen (1) mit Gabeln (2), Verbindungsträgern (3) zwischen den genannten Gabeln, Verbindungsträgern (4), die verschiebbar mit Laufbahnen (5) verbunden sind, welche zu zwei Masten (6) gehören, sowie Sensoren (7), die im allgemeinen Dehnmesssensoren sind, welche zwischen den genannten Verbindungsträgern (3) und (4) eingebaut sind, einem Anschlusskasten (8), welcher am beweglichen Hubrahmen (3, 4) befestigt ist, und einem Analog/Digitalwandler (11) sowie mit einem Mikrocontroller (12) zugeordnet ist, welcher zum Auswerten der Messergebnisse und Übertragung derselben an eine Gewichtsanzeige(9) konstruiert ist, welche an einer Halterung(10) befestigt ist, mit welcher die Masten (6) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Analog/Digital-Wandlereinheit (11) ein Mehrweg-Wandler ist, dessen Weganzahl der Anzahl von Sensoren entspricht, welche zwischen den Verbindungsträgern(3) und (4) eingebaut werden, und dazu geeignet ist, gleichzeitig die verschiedenen Lastwerte zu messen und zu speichern, die von den genannten Sensoren übermittelt werden; dass der genannte Mikrocontroller dazu geeignet ist, automatisch die Winkeleinstellung durchzuführen, um den Betrieb des Moduls in geeigneter Weise zu gestalten, um die Mittelwerte der derart gewandelten Werte zu errechnen, die verschiedenen Betriebsparameter zu speichern und dadurch, dass die Verbindung zwischen dem Anschlusskasten (8), welcher am beweglichen Hubrahmen (3, 4) fest eingebaut ist, und der Gewichtsanzeige (9), welche an den feststehenden Masten (6) fest eingebaut ist, vermittels eines Sender/Empfängers (13, 14), welcher ein Infrarot-Richtstrahltransceiver ist, durchgeführt wird, welcher dazu geeignet ist, die in Zahlen ausgedrückte Information über die Ergebnisse der Gewichtsbestimmung zu übertragen.

2. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskasten (8) vor dem A/D-Wandler (11) pro Sensor (7)mit einem Verstärkermodul (16) ausgestattet ist, welchem ein passiver Tiefpassfilter vorgeschaltet ist, dessen Grenzfrequenz 20 Hz beträgt und dem ein auf 5 Hz zentrierter Aktiv-Filter 2. Ordnung nachgeschaltet ist.

3. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der A/D-Wandler (11) intern ein grenzfrequenzprogrammierbares numerisches Tiefpassfilter enthält.

4. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrocontroller (12) mit dem Modul (17) verbunden ist, welches Parameter speichert und ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Festwertspeicher ("EEPROM") ist.

5. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (12) mit einem Modul (18) zusammengebaut ist, dem die Betriebsgestaltung des ganzen Gerätes obliegt und welcher eine Drucktaste zur Entnahme der vom Fühler nach Winkeleinstellung abgegebenen Messwerte, sowie Schalter enthält, die geeignet sind, die Betriebsweise und die den genannten Schaltern zugeordneten Anzeige-"LED"s auszuwählen.

6. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (12) mit einer Ausgangskarte vom Typ RS 232 (19) verbunden ist.

7. Wäge-Hubrahmen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hubrahmen (3, 4) einen auswechselbaren Batterieeinschub (15) enthält, dessen Zweck es ist, die Fühler (7), den Anschlusskasten (8) und den Sender (13) mit Strom zu versorgen.

8. Wäge-Hubrahmen, gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zur Spannungsanzeige des Akkus (15) mit dem Anschlusskasten (8) verbunden ist, welcher das genannte digitalisierte Signal an das Anzeigegerät (9) abgibt.