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Die
Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Flurförderzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Flurförderzeuge,
beispielsweise Gabelstapler oder Mehrwegestapler, dienen üblicherweise
zum Umlagern von relativ großen
Lasten oder zum Ein- bzw. Auslagern von Waren, beispielsweise in
Regallagern. Da das Gewicht eines Flurförderzeugs, das eine schwere
Last trägt,
groß ist,
muss ein Fahrer des Flurförderzeugs
relativ große
Lenkkräfte
aufbringen, wenn das Flurförderzeug
mit einer mechanischen Lenkvorrichtung ausgestattet ist. Aus diesem Grunde
wird bei einem Flurförderzeug
neuer Bauart üblicherweise
eine elektrische Lenkvorrichtung verwendet, wie sie beispielsweise
in der
DE 195 10 717 A1 gezeigt
ist.
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Die
elektrische Lenkvorrichtung gemäß der
DE 195 10 717 A1 umfasst
ein Lenkrad, das über Speichen
mit einer sich im Wesentlichen senkrecht dazu erstreckenden, mittigen
Lenkwelle verbunden ist, wobei die Lenkwelle in zwei axial beabstandeten Kugellagern
drehbar gelagert ist. Mittels einer Sensorvorrichtung in Form von
Inkrementalgebern werden der Drehwinkel der Lenkwelle und somit
der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit erfasst und entsprechende
Lenksignale werden an eine Steuervorrichtung gegeben, die eine elektrische Verstellvorrichtung,
beispielsweise einen Elektromotor, ansteuert, der eine entsprechende
Verstellung zumindest eines der Räder des Flurförderzeugs
bewirkt. Auf diese Weise lässt
sich das Flurförderzeug mit
relativ geringen Lenkkräften
lenken.
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Jedes
Kugellager ist als Inkrementalgeber ausgebildet und gibt Lenksignale
an die Steuervorrichtung ab. Es stehen somit in der Steuervorrichtung zwei
unabhängige
gleichartige Impulszüge
für die
erfassten Parameter zur Verfügung,
die in der Steuervorrichtung miteinander verglichen werden. Bei
Abweichungen, die über
vorgegebene Grenzwerte hinausgehen, wird ein Fehler festgestellt
und dieser angezeigt oder sogar ein Nothalt für das Flurförderzeug herbeigeführt.
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Nachteilig
bei einer derartigen Lenkvorrichtung ist jedoch, dass sie eine relativ
aufwändige
mechanische Anbindung für
die Sensorvorrichtung und die Steuervorrichtung erfordert und dass
die Inkrementalgeber kein Absolutsignal für die genannten Parameter liefern,
so dass üblicherweise
ein Referenz-Positionssignal erzeugt und verarbeitet werden muss.
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Die
DE 699 04 786 T2 ,
von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, zeigt in
der dortigen
4 ein Ausführungsbeispiel
einer Lenkvorrichtung mit einem Drehlager, das ein radial inneres
Lagerteil und ein radial äußeres Lagerteil
umfasst. Am feststehenden, radial inneren Lagerteil ist ein Sensor
angeordnet, der Impulse von einem Impulsgeber empfängt, der
auf der radial inneren Seite des äußeren Lagerteils angeordnet
ist. Dabei kann die Sensorvorrichtung optisch, magnetisch oder dergleichen
arbeiten. Über
eine spezielle Ausgestaltung des Impulsgebers und/oder des Sensors
ist jedoch nichts ausgesagt.
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Die
EP 1 424 560 A1 zeigt
einen Drehsensor zur Erfassung eines Fahrzeugrades, bei dem relativ schnelle
gleichmäßig gerichtete
Drehbewegungen erfasst werden müssen.
Im Gegensatz dazu sind bei einem Lenkrad lediglich sehr geringe
Drehbewegungen mit ständig
und schnell ändernden
Drehrichtungen zu erfassen. Bei der Ausgestaltung gemäß
6 der
EP 1 424 560 A1 ist ein Drehlager mit einem
oberen und einem unteren Lagerteil, jedoch nicht mit einem inneren
und äußeren Lagerteil
vorgesehen. Im oberen Eckbereich des oberen Lagerteils sitzt ein
zylindrischer Multi-Pol-Magnet, der mit einem oberhalb des oberen
Lagerteils sitzenden Sensor zusammenwirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung der genannten
Art zu schaffen, bei der in konstruktiv einfacher Weise eine genaue Erfassung
von Lenkbewegungen möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Lenkvorrichtung für
ein Flurförderzeug
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass
das Lagerelement, bei dem es sich um einen drehbar gelagerten Lagerring
handelt, eine magnetische Codierung in Form eines außenseitig umlaufenden
Magnetbandes trägt,
und dass die Sensorvorrichtung zwei in Umfangsrichtung versetzt
angeordnete Magnetfeldsensoren umfasst, mit denen die magnetische
Codierung lesbar bzw. abtastbar ist.
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Wenn
der Fahrer des Flurförderzeugs
eine Lenkbewegung ausführt,
führt dies
zu einer Drehung des Lagerrings, wodurch gleichzeitig auch die magnetische
Codierung relativ zu den Magnetfeldsensoren bewegt wird. Die magnetische
Codierung umfasst eine Aufeinanderfolge von magnetischen Nord- und
Südpolen.
Eine Relativbewegung zwischen der magnetischen Codierung und den
Magnetfeldsensoren führt
zu einer Veränderung
des Magnetfeldes im Bereich jedes Magnetfeldsensors, was durch diesen erfasst
werden kann. Wenn die Nord- und Südpole bei einer inkrementalen
Ausgestaltung in gleichmäßigen Perioden
angeordnet sind, kann der Magnetfeldsensor nur eine relative Verstellung
der magnetischen Codierung bzw. des Lagerrings erfassen. Vorzugsweise
ist deshalb vorgesehen, die magnetische Codierung bzw. die Abfolge
der Nord- und Südpole
in vorbestimmter Weise unregelmäßig auszugestalten, so
dass gleichzeitig auch in jeder Drehstellung der Lenkvorrichtung
eine Absolutwert-Erkennung möglich
ist.
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Die
Magnetfeldsensoren geben Lenksignale an die Steuervorrichtung ab,
die diese verarbeitet und in Abhängigkeit
von diesen die Antriebe zur Verstellung der einzelnen Räder des
Flurförderzeugs entsprechend
ansteuert, um einen vom Fahrer gewünschten Lenkvorgang auszuführen.
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Gemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass die magnetische Codierung in einem Magnetband vorgesehen
ist, das außenseitig
auf dem Lagerring oder der radial äußeren Seite des äußeren Lagerteils des
Drehlagers angeordnet und mit diesem verbunden ist. Der Lagerring,
das äußere Lagerteil
des Drehlagers und das Magnetband werden als Einheit gedreht. Das
Magnetband, das mit einer Schutzabdeckung überzogen sein kann, wird vorzugsweise auf
den Lagerring oder das äu ßere Lagerteil
des Wälzkörperlagers
aufgeklebt oder in formschlüssiger Weise
gehalten, beispielsweise in eine Nut eingelegt. Das Magnetband ist
als geschlossener Ring ausgebildet, d. h. es umgibt den Lagerring
bzw. das äußere Lagerteil
des Wälzkörperlagers
vollständig,
so dass in jeder Drehstellung des Lagerrings bzw. der Lenkvorrichtung
eine Messwerterfassung erfolgt.
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Gemäß der Erfindung
sind zwei Magnetfeldsensoren angeordnet, die jeweils Lenksignale
an die Steuervorrichtung geben. Auf diese Weise stehen in der Steuervorrichtung
zwei gleichartige Signal- bzw. Impulszüge zur Verfügung, so dass die ordnungsgemäße Funktion
der Lenkvorrichtung durch einen ständigen gegenseitigen Vergleich
der von den Magnetfeldsensoren gelieferten Lenksignale in der Steuervorrichtung überwacht
werden kann.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Lagerring mittels eines Wälzkörperlagers,
insbesondere eines Kugellagers, drehbar gelagert ist und mit einem
radial inneren Lagerteil drehfest mit einem feststehenden Gehäuseteil der
Lenkvorrichtung und mit einem radial äußeren drehbaren Lagerteil mit
dem Lagerring verbunden ist. Auf diese Weise besitzt der kreisförmige Lagerring
einen relativ großen
Durchmesser, so dass Lenkbewegungen über einen vorgegebenen Winkel
zu einer relativ großen
Verdrehung des Lagerrings führen,
die sich mit hoher Genauigkeit erfassen lässt.
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Der
Lagerring kann das Wälzkörperlager oberseitig
zumindest teilweise übergreifen
und abdecken, wodurch der Lagerring als Schutzabdeckung für das Wälzkörperlager
dient und dessen Verschmutzung verhindert. Durch die Verwendung
des La gerrings ist der weitere Vorteil gegeben, dass der Bauraum
nahe der Drehachse des Lagerrings nicht für eine Lenkwelle benötigt wird.
Der nahe der Drehachse liegende Raum kann auf diese Weise für andere
Einbauteile verwendet werden, indem beispielsweise in dem Gehäuseteil
innerhalb des Lagerrings eine Informationseinheit, beispielsweise
eine Armaturentafel, drehfest angeordnet ist, die zumindest eine
Anzeigevorrichtung für
Betriebszustände
des Flurförderzeugs,
z. B. ein Tachometer, ein Manometer etc., und/oder zumindest ein
Betätigungselement zur Änderung
eines Betriebszustandes des Flurförderzeugs, z. B. einen Fahrtrichtungs-Wahlschalter, Betätigungstasten
für eine
Hubvorrichtung etc., aufweist.
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Als
Lenkerteil kann jedes Bauteil verwendet werden, das es dem Fahrer
in ergonomisch sinnvoller Weise ermöglicht, den Lagerring zu drehen,
um dadurch eine Lenkbewegung einzuleiten. In konstruktiv einfacher
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Lagerring direkt mit
einem als Lenkerteil wirksamen Handgriff ausgestaltet ist. Alternativ kann
als Lenkerteil auch ein Lenkerhorn, wie es insbesondere aus Flugzeugen
bekannt ist, oder ein ringförmiges
und insbesondere kreisringförmiges
Lenkrad vorgesehen sein. Bei Verwendung eines ringförmigen Lenkrades
ist dieses vorzugsweise speichenlos ausgebildet und zumindest an
einem Punkt seines Umfangs mit dem Lagerring verbunden.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung,
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2 einen
Vertikalschnitt durch die Lenkvorrichtung gemäß 1 und
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3 den
Schnitt III-III in 2
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Eine
in den 1 bis 3 dargestellte Lenkvorrichtung 10 für ein Flurförderzeug
besitzt ein unteres, wannenartiges Gehäuseteil 11, das in
nicht dargestellter Weise mittelbar oder unmittelbar an einer Tragkonstruktion
des nicht dargestellten Flurförderzeugs
angebracht ist. Wie insbesondere 2 zu entnehmen
ist, besitzt das Gehäuseteil 11 einen
innenliegenden, nach oben öffnenden
Wannenabschnitt 11a und radial außenliegende, zumindest teilweise
umlaufende Ansätze 11b und 11c.
Oberhalb der Ansätze 11b und 11c ist
umlaufend um den innenliegenden Wannenabschnitt 11a ein
Wälzkörperlager 19 in
Form eines Kugellagers angeordnet, dessen radial inneres Lagerteil 19a mit
dem Gehäuseteil 11 fest
verbunden ist. Ein radial außenliegendes
Lagerteil 19b des Wälzkörperlagers 19,
das mittels über den
Umfang verteilter Kugeln 19c relativ zu dem inneren, feststehenden
Lagerteil 19a drehbar ist, ist außenseitig mit einem Lagerring 12 verbunden,
der auf seiner Oberseite radial zur Mitte des Gehäuseteils 11 abgewinkelt
ist und dadurch das Wälzkörperlager 19 oberseitig
teilweise übergreift
und abdeckt. Auf der radial äußeren Seite
des äußeren Lagerteils 19b und unterhalb
des Lagerrings 12 ist ein Magnetband 22 angeordnet,
das eine vorbestimmte magnetische Codierung trägt und sich vollständig um
das äußere Lagerteil 19b herum
erstreckt. Das Magnetband 22 ist mit dem äußeren Lagerteil 19b verklebt,
so dass das äußere Lagerteil 19b,
der Lagerring 12 und das Magnetband 22 als Einheit
drehen.
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Der
Lagerring 12 ist außenseitig
von einem kreisringförmigen,
speichenlosen Lenkrad 17 umgeben, wobei der Innendurchmesser
des Lenkrads 17 im wesentlichen dem Außendurchmesser des Lagerrings 12 entspricht.
Wie insbesondere 1 zeigt, liegen der Lagerring 12 und
das Lenkrad 17 jedoch nicht in einer Ebene. Während eine
vom Lagerring 12 aufgespannte Fläche im wesentlichen horizontal
ausgerichtet ist, ist eine vom Lenkrad 17 aufgespannte Fläche unter
einem Winkel von ca. 30° relativ
zu der vom Lagerring 12 aufgespannten Fläche geneigt. Dabei
ist das Lenkrad 17 in einem Bereich seines Umfangs über zwei
Verbindungsstücke 16 mit
dem Lagerring 12 verbunden und trägt im diagonal gegenüberliegenden
Bereich einen Lenkerknauf 18 üblichen Aufbaus, der ein drehbar
gelagertes Griffteil umfasst. In der in 1 dargestellten
Normalstellung der Lenkervorrichtung für eine Geradeaus-Fahrt des Flurförderzeugs
ist derjenige Bereich des Lenkrads 17, der mit dem Lagerring 12 verbunden
ist, dem Fahrer zugewandt, während
sich der am diametral gegenüberliegenden,
oberen Ende des Lenkrads angeordnete Lenkerknauf 18 sich
mit Abstand oberhalb des Lagerrings 12 befindet.
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Aufgrund
der radial außerhalb
des mittleren Wannenabschnitts 11c angeordneten drehbaren
Lagerung des Lenkrads 17 über das Wälzkörperlager 19 und den
Lagerring 12 ist der Innenraum des Wannenabschnitts 11a des
Gehäuseteils 11 für die Anordnung
von Anzeigevorrichtungen und/oder Betäti gungselementen nutzbar. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist in den Wannenabschnitt 11a des Gehäuseteils 11 eine Informationseinheit 13 eingesetzt.
Die Informationseinheit 13 umfasst eine Anzeigevorrichtung 14 in
Form eines üblichen
Displays, auf dem der Fahrer Daten über bestimmte Betriebszustände des
Flurförderzeugs
(Geschwindigkeit, Fluiddruck etc.) ablesen kann. Darüber hinaus
weist die Informationseinheit 13 mehrere Betätigungselemente 15 in
Form von Auswahlschaltern auf, mit denen der Fahrer gewünschte Betriebszustände des
Flurförderzeugs ändern oder
initiieren kann. Wie die 1 und 2 zeigen,
entspricht der Außendurchmesser
der Informationseinheit 13 im wesentlichen dem Innendurchmesser
des Lagerrings 12 und eine Oberseite 13a der Informationseinheit 13 ist
bündig zu
einer Oberseite 12a des Lagerrings 12 angeordnet,
so dass insgesamt eine ebene, stufenlose Oberseite erreicht ist.
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In
einem Umfangsabschnitt des Lagerrings 12 bzw. des äußeren Lagerteils 19b des
Wälzkörperlagers 19 ist
radial außerhalb
von diesem ein Sensorvorrichtung 20 angeordnet, die zwei
in Umfangsrichtung versetzte Magnetfeldsensoren 21 aufweist,
die jeweils die bei Drehung des Magnetbandes 22 entstehende Änderung
eines Magnetfeldes erfassen und entsprechende Lenksignale an eine
nicht dargestellte Steuervorrichtung übermitteln. Die Steuervorrichtung
kann aus den Lenksignalen die Drehrichtung des Lagerrings, den Drehwinkel
des Lagerrings, der den Lenkwinkel definiert, und die Drehwinkel-
bzw. Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lagerrings ermitteln und dann
zur Ausführung
der Lenkbewegung entsprechende Elektromotoren, die jedem lenkbaren Rad
des Flurförderzeugs
zugeordnet sind, entsprechend ansteuern. Die Verwendung von zwei
Magnetfeldsensoren 21 stellt sicher, dass zwei gleichartige Impuls-
oder Signalzüge
in der Steuervorrichtung vorliegen, die zwecks Überwachung der Lenkvorrichtung
miteinander verglichen werden.