NL2010270C2 - Hefwagen en heforgaan. - Google Patents

Description

Hefwagen en heforgaan

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een hefwagen met een hefinrichting omvattende ten minste één heforgaan dat is voorzien van hefmiddelen om het heforgaan in een hoogterichting te verstellen, waarbij het heforgaan een over een basisdeel gelegen schaaldeel omvat met een oppervlak om daarop een lading te ontvangen en waarbij het schaaldeel vanuit een drukpunt onder tussenkomst van een elektronische krachtopnemer op het basisdeel af steunt, welke krachtopnemer in staat en ingericht is om een verticale belasting van het schaaldeel te registreren en een elektronisch signaal als maat daarvan af te geven en daartoe druk en/of rekgevoelige sensormiddelen omvat. De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een heforgaan, in het bijzonder een hefvork of heflepel, voor toepassing in een hefwagen.

Bekende hefwagens met hefinrichting van de in de aanhef vermelde soort, zoals (hand)palletwagens en vorkheftrucks, worden gewoonlijk toegepast om daarmee goederen die in distributiecentra, opslagloodsen en andere plaatsen in grote hoeveelheden worden aangeboden en verwerkt, te verplaatsen. Hierbij wordt een heforgaan, bijvoorbeeld een stel palletlepels van een palletwagen of een vork van een vorkheftruck, van de hefwagen onder een lading gereden, waarna de hefinrichting met de hefmiddelen in werking kan worden gesteld om de lading in meer of mindere mate van een ondergrond te heffen. Zodra de lading vrij is van de ondergrond, kan het geheel worden verreden om de lading naar een andere locatie te verplaatsen.

Veelal is het daarbij nuttig om een gewicht van een door de hefwagen geheven lading te kennen. Daartoe zijn hefwagens bekend die een heforgaan omvatten waarin weegmiddelen zijn voorzien om een gewicht van een door de hefwagen geheven lading te meten. Een bekende wegende hefwagen bijvoorbeeld omvat een stel heflepels als heforgaan welke heflepels een basisdeel omvatten waaroverheen een schaaldeel is aangebracht met een althans nagenoeg vlak oppervlak om een lading op te ontvangen. Tussen het basisdeel en het schaaldeel is een stel elektronische krachtopnemers, gewoonlijk aangeduid als "load cells", ondergebracht. De load cells omvatten een druk-of rekgevoelige sensor, bijvoorbeeld in de vorm van een zogenoemde secondary transducer zoals een rekstrookje die in staat en ingericht is om een mechanische vervorming in de load cell te registreren en een elektronisch signaal als maat daarvan af te geven. Bij het heffen van een lading met de heflepels wordt het schaaldeel onder een drukbelasting van de lading verticaal belast. Een kracht ten gevolge van deze drukbelasting wordt via het schaaldeel vanuit het drukpunt, bijvoorbeeld op of nabij een mechanische bevestigingsmiddel die het schaaldeel en de krachtopnemer bevestigt, rechtstreeks naar de load cells geleid en resulteert in een mechanische vervorming van de load cells. De mate van deze vervorming wordt door de sensor geregistreerd en als elektronisch signaal naar een daartoe bestemde verwerkingsinrichting verzonden. Uit het elektronisch signaal kan de op de heflepel uitgeoefende kracht worden berekend. Uit de signalen van meerdere krachtopnemers, bijvoorbeeld vier op de hoeken van een rechthoek geplaatste krachtopnemers, tezamen kan met de verwerkingsinrichting uiteindelijk het totale gewicht van de lading op de heflepels worden afgeleid.

De bekende hefinrichting is aldus in staat een lading te heffen en daarbij een indicatie te geven van een gewicht van de betreffende lading. Een nauwkeurig meetresultaat zal met de krachtopnemers slechts worden verkregen bij een belasting in de richting waarop de krachtopnemer is afgestemd, zoals in het geval van de bekende hefinrichting in een zuiver verticale richting. Echter bij een niet optimale plaatsing van de lading op de hefinrichting kunnen andere dan een zuiver verticale belasting van het schaaldeel leiden tot een vermindering in nauwkeurigheid van een door de sensormiddelen geregistreerde belasting. Een lastmoment van een lading op het draaglichaam zal tot een mechanisch krachtenspel in het draaglichaam leiden waardoor bepaalde delen in het draaglichaam zullen uitrekken of juist ineen zullen drukken in een mate die onder meer afhankelijk is van een combinatie van het gewicht van de lading en de plaatsing van de lading op het heforgaan. Een op de krachtopnemers uitgeoefende kracht ten gevolge van een lading omvat in de praktijk dus meerdere componenten zoals moment- en torsiekrachten die het resultaat zijn van een a-centrische belasting van het heforgaan waarin de krachtopnemer is opgenomen. De bekende hefinrichting heeft daardoor als bezwaar dat een meetresultaat bij een niet optimale plaatsing van de lading op het heforgaan niet volledig nauwkeurig is.

Met de onderhavige uitvinding wordt aldus beoogd te voorzien in een hefinrichting die aan het genoemde bezwaar tegemoet komt, en in het bijzonder onder omstandigheden een nauwkeuriger meetresultaat van een gewichtsmeting geeft.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een hefinrichting van de in de aanhef genoemde soort als kenmerk dat in een dwars op de verticale belasting gerichte lengterichting van het heforgaan tussen de sensormiddelen en het drukpunt een mechanische deformatiezone is voorzien die in staat en ingericht is om onder invloed van een in de lengterichting daarop uitgeoefende krachtinwerking althans nagenoeg volledig elastisch te vervormen van een rusttoestand naar een in de lengterichting vervormde, bijvoorbeeld gecomprimeerde of gedraaide, toestand. Door de voorziening van een deformatiezone tussen de sensormiddelen en het drukpunt worden op het schaaldeel uitgeoefende krachten vanuit het drukpunt via de deformatiezone naar de krachtopnemer geleid. De deformatiezone biedt hierbij compensatie voor eventuele krachten anders dan een zuiver verticale belasting op het schaaldeel. Bij een doorbuiging van het schaaldeel ten gevolge van een daarop geplaatste lading, zullen potentiële trek- en afschuifkrachten op de krachtopnemer grotendeels worden tegengegaan of zelfs volledig worden vermeden door een vervorming van de deformatiezone in de lengterichting. Hierdoor zal op een metend deel van de krachtopnemer, een deel waarin de sensormiddelen zijn opgenomen, voornamelijk of zelfs uitsluitend een verticale belasting worden uitgeoefend.

De deformatiezone kan op verschillende wijzen worden gerealiseerd, maar vervormt bij een in de lengterichting daarop uitgeoefende krachtinwerking elastisch, zodat deze naar de rusttoestand herstelt bij een wegvallen van de daarop uitgeoefende krachtinwerking, bijvoorbeeld wanneer de lading van het heforgaan wordt verwijderd of het heforgaan op een ondergrond rust. Het heforgaan kan hierdoor herhaaldelijk blijven worden gebruikt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat het heforgaan distaai van de sensormiddelen tussen het schaaldeel en het basisdeel een lichaamsdeel omvat dat functioneel met de sensormiddelen en het schaaldeel is gekoppeld en de deformatiezone omvat. Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding heeft als kenmerk dat het lichaamsdeel als deformatiezone een verzwakking over althans nagenoeg een volledige breedte omvat die een althans gedeeltelijke verplaatsing in de lengterichting van een met het schaaldeel gekoppeld gedeelte van het lichaamsdeel distaai van de verzwakking ten opzichte van een met de sensormiddelen functioneel gekoppeld gedeelte van het lichaamsdeel proximaal van de verzwakking toelaat. Doordat de verzwakking zich in een breedterichting, dwars op de lengterichting, strekt wordt een starheid van het lichaamsdeel in de breedterichting niet of nauwelijks beïnvloed. Een vervorming van het lichaamsdeel zal bij een dergelijke deformatiezone dus vrijwel uitsluitend in de lengterichting geschieden. Daarbij blijft het lichaamsdeel met deformatiezone goed bestand tegen dwarskrachten die bijvoorbeeld optreden als het heforgaan in de breedterichting scheef onder of in een te heffen lading, zoals een palletbodem, wordt gebracht of wanneer hef heforgaan onverhoopt zijdelings tegen een obstakel stoot.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de verzwakking een uitsparing in het lichaamsdeel omvat die zich van een naar het schaaldeel gerichte zijde van het lichaamsdeel in een hoogterichting van de verticale belasting strekt. De uitsparing is bijvoorbeeld een groef of snede in het lichaamsdeel die bewegingsvrijheid geeft voor een verplaatsing van een deel van het lichaamsdeel distaai van de groef in de lengterichting. In een bijzondere uitvoeringsvorm hiervan is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de verzwakking naast de uitsparing een verdere tegenovergestelde uitsparing in het lichaamsdeel omvat die zich van een naar het basisdeel gerichte zijde van het lichaamsdeel in de hoogterichting strekt. De uitsparingen definiëren hierbij een soort kreukelzone die uitermate geschikt is om krachtmomenten juist in de lengterichting grotendeels of volledig te absorberen.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de uitsparing en de verdere uitsparing zich tot voorbij een hartlijn in de lengterichting van het lichaamsdeel strekken. Dit resulteert in een uitsluitend verticaal, in de hoogterichting, gericht overbruggingsdeel tussen de uitsparingen, waarmee een distaai deel van het lichaamsdeel distaai van de uitsparingen is verbonden aan een proximaal deel van het lichaamsdeel proximaal van de uitsparingen, waardoor vrijwel uitsluitend een verticaal gerichte kracht kan worden gevoerd, zodat het overbruggingsdeel een verticale kracht uitoefent op het proximale deel van het lichaamsdeel en de sensormiddelen.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding is gekenmerkt doordat het gedeelte van het lichaamsdeel distaai van de deformatiezone met bevestigingsmiddelen is bevestigd met het schaaldeel. De bevestigingsmiddelen definiëren hiermee het drukpunt waarlangs de krachten op het schaaldeel naar het lichaamsdeel worden gevoerd.

In een verdere bijzondere uitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de sensormiddelen een rekstrookje omvatten dat in de krachtopnemer is voorzien en een mechanische vervorming in de krachtopnemer registreert.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat het lichaamsdeel met de verzwakking integraal met de krachtopnemer is. De krachtopnemer, bijvoorbeeld een load cell, kan daarbij bijvoorbeeld in een deel distaai van het metende deel met de sensormiddelen een uitsparing zoals hiervoor beschreven, bijvoorbeeld één of meerdere groeven, omvatten die een vervorming in de lengterichting toestaat. De krachtopnemer kan daarbij met een deel distaai van de uitsparing zijn gekoppeld met het schaaldeel om het drukpunt te definiëren.

In een alternatieve bijzondere uitvoeringsvorm is de hefwagen volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat het lichaamsdeel een deel van een zelfstandig lichaam is dat met de krachtopnemer is gekoppeld. Door uit te gaan van een zelfstandig lichaam waarin de deformatiezone aanwezig is, is een aanpassing van de eigenlijke krachtopnemer, bijvoorbeeld een conventionele load cell, niet nodig. Zodoende kan de uitvinding met bekende krachtopnemers worden toegepast. De krachtopnemer is hierbij met een distaai uiteinde koppelbaar met het zelfstandige lichaam, terwijl het zelfstandige lichaam bevestigbaar is met het schaaldeel. Een bevestiging tussen het zelfstandige lichaam en het schaaldeel, bijvoorbeeld een bevestigingsmiddel zoals een bevestigingsbout definieert daarbij het drukpunt waarlangs een op het schaaldeel uitgeoefende belasting naar de krachtopnemer wordt geleid.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden en een bijbehorende tekening. In de tekening toont: figuur 1A,B een perspectivisch respectievelijk detailaanzicht van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding voor toepassing in een hefwagen volgens de uitving; figuur 2A,B een zijaanzicht respectievelijk detailaanzicht van het eerste uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding; figuur 3 een perspectivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding voor toepassing in een hefwagen volgens de uitving; figuur 4A t/m D respectievelijk een boven-, perspectivisch, zij- en onderaanzicht van een zelfstandig lichaam met verzwakking toepasbaar in een heforgaan volgens de uitving; en figuur 5A,B een zijaanzicht respectievelijk detailaanzicht van het eerste uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding met schaaldeel.

De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name kunnen, ter wille van de duidelijkheid, sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

Zoals in figuren 1A,1B,2A en2B in een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding wordt getoond omvat het heforgaan 1 een relatief massief basisdeel 2 met in een liggend deel 3 twee open ruimtes waarin twee load cellen 10,20 als krachtopnemer zijn voorzien. Aan een proximaal uiteinde omvat het heforgaan aan een opstaand deel 4 een stel bevestigingshaken 5 waarmee het heforgaan aan hefmiddelen van een hefwagen kan worden bevestigd, zoals aan een vorkenbord van een heftruck. De load cell 10 aan een distaai uiteinde van het basisdeel 2 is met een proximaal uiteinde gekoppeld aan het basisdeel en steunt hierop af, terwijl een distaai uiteinde van de load cell 10 uitsteekt van het basisdeel en met een zelfstandig lichaam 30 is gekoppeld. Het zelfstandige lichaam 30 omvat een deformatiezone in de vorm van een stel uitsparingen zoals in detail is getoond in figuren 4A tot en met 4D. Het zelfstandige lichaam wordt middels bevestigingsmiddelen, bijvoorbeeld een aantal bevestigingsbouten, en onder tussenkomst van een verder lichaam 40 aan een schaaldeel bevestigd.

In figuur 5A,B wordt het eerste uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding getoond met aangebracht schaaldeel 50. Het schaaldeel 50 van metaal dekt het basisdeel 2 en de daarin voorziene krachtopnemers 10,20 volledig af en beschermd daarmee de relatief gevoelige krachtopnemers. Aan een hefzijde heeft het schaaldeel 50 een vlak, effen oppervlak om daarop een te heffen lading te kunnen ontvangen. Het schaaldeel 50 strekt zich distaai van het basisdeel 2 uit en vormt een punt van het heforgaan. In de punt omvat het schaaldeel 50 een gebogen gedeelte dat zich terugstrekt tot het uiteinde van het basisdeel 2 aan een tegenover de hefzijde gelegen onderzijde van het heforgaan. Het schaaldeel 50 vormt aldus een zogenoemd schoenlichaam dat om het basisdeel 2 is aangebracht.

Aan een onderkant van het schaaldeel 50 aan de hefzijde is het verdere lichaam 40 bevestigd. Het verdere lichaam is een hoofdzakelijk blok- of balkvormig metalen lichaam dat door middel van lassen aan het schaaldeel is bevestigd. Hiertoe kan echter ook worden uitgegaan van een ander type bevestiging, zoals bijvoorbeeld een schroefverbinding. Het verdere lichaam 40 is voorzien van bevestigingsmiddelen in de vorm van schroefgaten voor een verbinding met het zelfstandige lichaam 30 middels complementaire bevestigingsmiddelen zoals schroefbouten. Het zelfstandige lichaam 30 is hierdoor via het verdere lichaam 40 aan het schaaldeel 50 bevestigd. Hoewel het zelfstandige lichaam volgens de uitvinding in een alternatieve uitvoeringsvorm ook rechtstreeks aan het schaaldeel kan worden bevestigd, biedt het tussenkomende verdere lichaam een geschikte en eenvoudige bevestigingswijze waarbij een integriteit van het schaaldeel zelf niet hoeft te worden aangetast.

Bij het heffen van een lading met het heforgaan kunnen krachten ten gevolge van een gewicht van de lading resulteren in een doorbuiging van het heforgaan, met name nabij het distale uiteinde van het heforgaan. Doordat de krachtopnemers 10,20 hierbij tussen het schaaldeel 50 en het basisdeel 2 zijn bevestigd, leidt dit bij bekende heforganen tot een krachtenspel en deformaties in de krachtopnemers die een nauwkeurigheid van de in de krachtopnemers voorziene sensormiddelen verlagen. De voorziening van het zelfstandige lichaam 30 met deformatiezone gaat dit echter tegen doordat het deel van de load cellen met de sensormiddelen vrijwel uitsluitend in de correcte verticale richting wordt belast.

Zoals in figuur 3 wordt getoond in een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een heforgaan volgens de uitvinding zijn meerdere load cellen, in dit geval een paar load cellen 10, gekoppeld aan een lichaamsdeel 30 met deformatiezone. De load cellen 10 zijn daarbij parallel aan elkaar geplaatst om te kunnen corrigeren voor eventuele krachtmomenten in een breedterichting van het heforgaan, dwars op de lengterichting. Hierdoor is een gewichtsmetingresultaat van het heforgaan bijzonder precies onder vrijwel alle omstandigheden en is een correcte plaatsing van de te meten lading minder kritisch voor een uiteindelijke nauwkeurigheid van de meting.

Figuren 4A,4B,4C en 4D tonen in meer detail een zelfstandig lichaam 30 met deformatiezone dat bijzonder geschikt is om te worden toegepast in een heforgaan met krachtopnemers om daarmee een nauwkeurig meetresultaat te realiseren. Het zelfstandig lichaam 30 omvat een deformatiezone in de vorm van een stel parallelle maar in richting tegengestelde groeven 31,32 die een verplaatsing van een deel van het lichaam 34 distaai van de deformatiezone ten opzichte van een deel van het lichaam 35 proximaal van de deformatiezone in de lengterichting mogelijk maakt. De groeven strekken zich daarbij uit tot voorbij een hartlijn in de lengterichting van het lichaam zodat een overbruggingsdeel 33 tussen het proximale 35 en distale 34 deel van het lichaam uitsluitend een verticale verbinding tussen de delen 34,35 vormt. Bij andere dan een zuiver verticale belasting op het distale deel 34, zal de deformatiezone uit een rusttoestand vervormen naar een vervormde toestand en daarbij de andere dan een zuiver verticale kracht absorberen. Daarbij zal het distale deel 34 aan een zijde met groef 31 ten opzichte van het proximale deel 35 wijken en aan een zijde met groef 32 ten opzichte van het proximale deel 35 comprimeren. Doordat de groeven 31,32 in een breedterichting, dwars op de lengterichting van het heforgaan, in het lichaam 30 strekken, is het zelfstandige lichaam 30 in de breedterichting relatief star. Hierdoor is het lichaam 30 goed bestand tegen onverhoopt op het heforgaan uitgeoefende zijdelingse krachten, zoals wanneer het heforgaan tegen een obstakel stoot. Door de groeven is het zelfstandige lichaam desalniettemin in staat en ingericht om in de lengterichting te vervormen om een optreden van eventuele trek- en afschuifkrachten in de load cellen tegen te gaan. Het zelfstandige lichaam is vervaardigd uit metaal, bijvoorbeeld staal, en is zodoende slijtage-vast. Ondanks de veelal grote krachten die gepaard gaan met het heffen van een lading, bijvoorbeeld bij een vorkheftruck of palletwagen, is het heforgaan dus gedurende lange tijd betrouwbaar inzetbaar om een nauwkeurige gewichtsmeting van de lading mee uit te voeren.

Hoewel de uitvinding aan de hand van louter enkele uitvoeringsvoorbeelden nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.

Claims (11)

1. Hefwagen met een hefinrichting omvattende ten minste één heforgaan dat is voorzien van hefmiddelen om het heforgaan in een hoogterichting te verstellen, waarbij het heforgaan een over een basisdeel gelegen schaaldeel omvat met een oppervlak om daarop een lading te ontvangen en waarbij het schaaldeel vanuit een drukpunt onder tussenkomst van een elektronische krachtopnemer op het basisdeel af steunt, welke krachtopnemer in staat en ingericht is om een verticale belasting van het schaaldeel te registreren en een elektronisch signaal als maat daarvan af te geven en daartoe druk en/of rekgevoelige sensormiddelen omvat, met het kenmerk dat in een dwars op de verticale belasting gerichte lengterichting van het heforgaan tussen de sensormiddelen en het drukpunt een mechanische deformatiezone is voorzien die in staat en ingericht is om onder invloed van een in de lengterichting daarop uitgeoefende krachtinwerking althans nagenoeg volledig elastisch te vervormen van een rusttoestand naar een in de lengterichting vervormde toestand.

2. Hefwagen volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het heforgaan distaai van de sensormiddelen tussen het schaaldeel en het basisdeel een lichaamsdeel omvat dat functioneel met de sensormiddelen en het schaaldeel is gekoppeld en de deformatiezone omvat.

3. Hefwagen volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het lichaamsdeel als deformatiezone een verzwakking over althans nagenoeg een volledige breedte omvat die een althans gedeeltelijke verplaatsing in de lengterichting van een met het schaaldeel gekoppeld gedeelte van het lichaamsdeel distaai van de verzwakking ten opzichte van een met de sensormiddelen gekoppeld gedeelte van het lichaamsdeel proximaal van de verzwakking toelaat.

4. Hefwagen volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de verzwakking een uitsparing in het lichaamsdeel omvat die zich van een naar het schaaldeel gerichte zijde van het lichaamsdeel in een hoogterichting van de verticale belasting strekt.

5. Hefwagen volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de verzwakking naast de uitsparing een verdere tegenovergestelde uitsparing in het lichaamsdeel omvat die zich van een naar het basisdeel gerichte zijde van het lichaamsdeel in de hoogterichting strekt.

6. Hefwagen volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de uitsparing en de verdere uitsparing zich tot voorbij een hartlijn in de lengterichting van het lichaamsdeel strekken.

7. Hefwagen volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk dat het gedeelte van het lichaamsdeel distaai van de deformatiezone met bevestigingsmiddelen is bevestigd met het schaaldeel.

8. Hefwagen volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de sensormiddelen een rekstrookje omvatten dat in de krachtopnemer is voorzien en een mechanische vervorming in de krachtopnemer registreert.

9. Hefwagen volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 8, met het kenmerk dat het lichaamsdeel een deel van een zelfstandig lichaam is dat met de krachtopnemer is gekoppeld.

10. Hefwagen volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 8, met het kenmerk dat het lichaamsdeel met de verzwakking integraal met de krachtopnemer is.

11. Hef orgaan, in het bijzonder een hefvork of heflepel, zoals toegepast in een hefwagen volgens één of meer der voorgaande conclusies.