DE10152358A1

DE10152358A1 - Messvorrichtung an Gabelzinken

Info

Publication number: DE10152358A1
Application number: DE2001152358
Authority: DE
Inventors: Ralf Mebert
Original assignee: Still Wagner GmbH and Co KG
Current assignee: Kion Warehouse Systems GmbH
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-08
Also published as: EP1306345A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Flurförderzeug, vorzugsweise Gabelstapler, an dem mindestens eine Gabelzinke (1) befestigt ist und mit einem Mittel zum Erfassen einer von dem Gewicht einer auf der Gabelzinke (1) befindlichen Last abhängigen Größe. Dabei ist mindestens ein Messsensor (2) zum Erfassen einer Verformung der Gabelzinke (1) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug, vorzugsweise Gabelstapler, an dem mindestens eine Gabelzinke befestigt ist und mit einem Mittel zum Erfassen einer von dem Gewicht einer auf der Gabelzinke befindlichen Last abhängigen Größe.

Um eine Instabilität oder ein Kippen von Gabelstaplern durch zu große Massekräfte infolge der Last zu vermeiden, muss die Hubhöhe des entsprechenden Lastträgers in Abhängigkeit von der Last auf den Gabelzinken beschränkt werden. Daher ist es notwendig, den Betrag der zu transportierenden Last zu kennen, um die entsprechende erlaubte Hubhöhe einhalten zu können. Die beiden Größen Last und Hubhöhe werden in sogenannten Traglast-Diagrammen, aus denen man die Grenz- Hubhöhe bei jeder in Frage kommenden Last ablesen kann, ins Verhältnis gesetzt.

Die ermittelten Lasten werden in der Regel der Bedienperson direkt angezeigt, so dass diese dann entsprechend reagieren und die maximale Hubhöhe den Bedingungen anpassen kann. Weiterhin werden die ermittelten Werte häufig zur Beeinflussung bestimmter Steuerungsvorgänge des Gabelstaplers herangezogen. Hier kommen besonders der Fahrantrieb und die Bremsvorrichtung des Flurförderzeugs in Frage, da diese für einen sicheren Betrieb von großer Bedeutung sind. In Abhängigkeit von der zu hebenden Last und der damit einhergehenden Hubhöhe ist es beispielsweise möglich, die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit, die maximale Fahrbeschleunigung oder die maximal zulässige Bremsverzögerung vorzugeben. Durch diese Beeinflussungen kann ein Abrutschen der Last und ein mögliches Kippen des Flurförderzeugs verhindert werden.

Es sind bereits verschiedene Methoden zur Erfassung des Gewichts einer Last auf den Gabelzinken bekannt. Beispielsweise können hierzu Dehnmess-Streifen in zwischen Last und Gabelzinke angeordneten Wiegeelementen oder eine Messung des Drucks im Hubzylinder herangezogen werden. Der Druck verhält sich bekanntlich direkt proportional zu der Last und diese kann somit leicht berechnet werden. Weiterhin können käuflich erwerbbare Wiegesysteme eingesetzt werden.

Diese Methoden sind jedoch ziemlich aufwändig, nicht zuletzt deshalb, weil sie eine sehr hohe Messgenauigkeit, bei Dehnmess-Streifen teilweise im 1/1000-mm-Bereich, aufweisen. Damit gehen natürlich auch hohe Kosten und ein komplizierter Aufbau der entsprechenden Bauteile sowie der Auswerteelektronik einher. Solch hohe Messgenauigkeiten werden jedoch für die verfolgten Zwecke nicht unbedingt benötigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Lastmessung an Gabelzinken zur Verfügung zu stellen, das wenig aufwändig ist und dennoch eine ausreichende Messgenauigkeit liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Messsensor zum Erfassen einer Verformung der Gabelzinke vorgesehen ist. Infolge der Belastung der Gabelzinke mit einer Last kommt es zu einer Biegeverformung der gesamten Gabelzinke. Ein Messsensor an einer vorgegeben Stelle misst die dortige Verformung, aus welcher dann anhand von bekannten Formeln in Kombination mit empirischen Messungen das Gewicht der Last bestimmt werden kann. Zur Verformungsmessung können einfach aufgebaute, preiswerte Längenmesssysteme verwendet werden.

Um zu gewährleisten, dass die Gabelzinke ausreichend befestigt ist und auch entstehende Dreh- und Torsionsmomente aufgenommen werden können, ist die Gabelzinke an mindestens zwei Befestigungsstellen an dem Gabelträger befestigt.

Aus den oben genannten Gründen ist es darüber hinaus zweckmäßig, wenn die Befestigungsstellen in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind. Die Gabelzinke ist in vertikaler Richtung unverschieblich. Jedoch sind die Befestigungen zweckmäßigerweise so konstruiert, dass ein Einstellen des horizontalen Abstands mehrerer Gabelzinken möglich ist.

Es ist vorteilhaft, wenn der Messsensor mittels eines Halters, der sich von der unteren Befestigungsstelle nach unten erstreckt befestigt ist. An den Befestigungsstellen verformt und biegt sich die Gabelzinke infolge einer Belastung nicht, weshalb der Halter vorteilhafterweise dort befestigt wird. Der Halter bewegt sich dann als Ganzes ebenfalls nicht. An einer weiter unten befindlichen Stelle der Gabelzinke und des Halters kann mittels des Messsensors die relative Verformung der Gabelzinke abgegriffen werden.

Um die Gabelzinken in horizontaler Richtung flexibel anordnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Halter an der Gabelzinke befestigt ist. Der Messsensor wird dabei automatisch mitverschoben und es muss nichts ummontiert werden.

Zweckmäßigerweise erfasst der Messsensor als Verformung die Relativverschiebung d eines senkrechten Teils der Gabelzinke im entlasteten und belasteten Zustand. Eine Messung der horizontalen Relativverschiebung d liefert exakte Ergebnisse, da etwaige unbekannte Vorverformungen der Gabelzinke dabei nicht versehentlich miteinbezogen werden können.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Messung der Verformung an jeder Gabelzinke unabhängig voneinander durchgeführt wird. Durch dieses Vorgehen wird Redundanz ermöglicht. Die Ergebnisse können miteinander verglichen werden, wodurch mögliche Fehlfunktionen der Messsensoren festgestellt werden können. Darüber hinaus können bei einer ungleichen Lastverteilung auf mehrere Gabelzinken ebenfalls korrekte Ergebnisse erzielt werden.

Für die geforderte Genauigkeit ist es zweckmäßig, wenn der Messsensor eine Messtoleranz zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, vorzugsweise von 0,1 mm besitzt. Bei einem Ausführungsbeispiel mit einer üblichen Gabelanordnung und einer Messtoleranz von 0,1 mm bewegt sich die Messgenauigkeit für die Last etwa im Bereich von 5%. Das bedeutet, dass beispielsweise bei einer gängigen Last von 1,5 t das Messergebnis um höchstens 68 kg von dem tatsächlichen Gewicht abweicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gabelzinke mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine L-förmige Gabelzinke 1 in seitlicher Ansicht. Die durchgezogenen Linien stellen die unverformte Gabelzinke 1 dar, während die Verformungsfigur der Gabelzinke 1 unter Belastung gestrichelt gezeichnet ist. Am senkrechten Teil der Gabelzinke 1 sind zwei Befestigungsstellen 3 zu erkennen, an denen die Gabelzinke 1 an einem nicht dargestellten Gabelträger befestigt ist. Die Befestigung erfolgt derart, dass die Gabelzinke 1 relativ zu dem Gabelträger weder verdreht noch verschoben werden kann. Sie ist jedoch so ausgeführt, dass eine Veränderung des horizontalen Abstands mehrerer Gabelzinken 1 zueinander möglich ist.
An der unteren Befestigungsstelle 3 ist mittels einer Verbindung über zwei Schrauben ein dreiecksförmiger Halter 4 angebracht. Diese Art der Befestigung führt zu einer starren Verbindung, so dass sich die Befestigungsstelle 3 und mit ihr der Halter 4 bei einer Belastung gegenüber seiner Ausgangsposition weder verbiegt noch verformt.
Die Fig. 2 zeigt einen Detailausschnitt aus Fig. 1. Es handelt sich um den Bereich des Halters 4. Ein Messsensor 2, beispielsweise als induktiver Wegsensor mit axial beweglichem Taster ausgeführt, ist am unteren Punkt des dreiecksförmigen Halters 4 befestigt und behält daher im Belastungsfall ebenfalls seine Position bei. Dagegen erfolgt in Höhe des Messsensors 2 während einer Belastung eine Verschiebung der Gabelzinke 1, welche auch eine Komponente in horizontaler Richtung hat. Es ergibt sich also eine Relativverschiebung d zwischen dem Messsensor 2 und demjenigen Teil der Gabelzinke 1, der ihm gegenüber liegt. Im dargestellten Fall verringert sich der Abstand zwischen der Gabelzinke 1 und dem Messsensor 2. Die Relativverschiebung d wird mittels des Messsensors 2 erfasst und an die entsprechenden Signalverarbeitungsvorrichtungen des Flurförderzeugs weitergeleitet.
Mittels bekannter mathematischer Zusammenhänge kann daraus das Gewicht der angehobenen Last ermittelt werden. Um mit der Annahme des Gewichts auf der sicheren Seite zu operieren, werden diese Zusammenhänge für einen möglichst ungünstigen Lastfall hergeleitet. Ein solcher Lastfall wäre beispielsweise gegeben, wenn sich die Last im in der Zeichnung linken äußeren Bereich der Gabelzinke 1 befindet. Hieraus resultiert eine größere Relativverschiebung d als bei einer in der Zeichnung weiter rechts befindlichen Last. Aufgrund der direkten Proportionalität zwischen Verschiebung und Last wird daher auch das Gewicht der Last höher eingestuft als es tatsächlich beträgt und man befindet sich mit seiner Annahme auf der sicheren Seite.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass bei Anwendung der Erfindung mit einer einfach aufgebauten Messvorrichtung ein ausreichend genaues Messergebnis erzielt werden kann, wobei durch die Verwendung exakterer Sensoren im Bedarfsfall auch höhere Genauigkeiten erzielbar sind.

Claims

1. Flurförderzeug, vorzugsweise Gabelstapler, an dem mindestens eine Gabelzinke (1) befestigt ist und mit einem Mittel zum Erfassen einer von dem Gewicht einer auf der Gabelzinke (1) befindlichen Last abhängigen Größe, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messsensor (2) zum Erfassen einer Verformung der Gabelzinke (1) vorgesehen ist.

2. Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelzinke (1) an mindestens zwei Befestigungsstellen (3) an einem Gabelträger befestigt ist.

3. Flurförderzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen (3) in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind.

4. Flurförderzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (2) mittels eines Halters (4), der sich von der unteren Befestigungsstelle (3) nach unten erstreckt, befestigt ist.

5. Flurförderzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (4) an der Gabelzinke (1) befestigt ist.

6. Flurförderzeug nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (2) als Verformung die Relativverschiebung d eines senkrechten Teils der Gabelzinke (1) im entlasteten und belasteten Zustand erfasst.

7. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Verformung an jeder Gabelzinke (1) unabhängig voneinander durchgeführt wird.

8. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (2) eine Messtoleranz zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, vorzugsweise von 0,1 mm besitzt.