DE102008060711A1 - Forklift, has force measuring device formed as bending force measuring device and partially as chassis component and comprising elastically deformable measuring section, at which deformations caused by bending loads are measured - Google Patents

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Mark Hanke
Peter Adami
Stephan Gerster
Michael Schurr
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Soehnle Industrial Solutions De GmbH
Linde Material Handling GmbH
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Linde Material Handling GmbH
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Abstract

The forklift has a force measuring device formed as a bending force measuring device (2) and partially as a chassis component. The device is formed as a rear axle and/or a steering axle, determines an axle load, and has an elastically deformable measuring section, at which deformations caused by bending loads are measured. The section is formed as double bending arms and is provided with a parallelogram guide. The device has measuring sensors e.g. strain gauge, for measuring bending of the section, where measuring signals of the sensors offset against each other and/or overlay each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gabelstapler mit einer Kraftmessvorrichtung.The The invention relates to a forklift with a force measuring device.

Gabelstapler können bei unsachgemäßer Bedienung nach vorne umkippen, insbesondere bei angehobener Last. Es ist bekannt, die Belastung der hinteren Achse, also die Achslast, durch Kraftmessung zu erfassen, um die Kippgefährdung zu ermitteln. Bei Beginn des Kippvorganges ist die Achslast gleich Null.fork-lift truck may be due to improper operation tip over at the front, especially when the load is raised. It is known, the load of the rear axle, so the axle load, by force measurement to detect the risk of tipping. At the beginning of the tilting process, the axle load is zero.

Aus DE 34 22 837 A1 ist ein Frontgabelstapler mit einer Einrichtung zum Messen der Belastung einer Achse bekannt. Zur Messung der Achslast sind in einer Ausführungsform an den Lagerstellen der Achse Druckkraftsensoren vorgesehen. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass insbesondere im Fahrbetrieb an den Lagerstellen der Achse auftretende Querkräfte das Messergebnis stark verfälschen. Bei einer anderen Variante werden elastische Verformungen des Achskörpers mittels eines Dehnungsmessstreifens gemessen. Diese Ausführung weist dieselben Probleme auf und liefert zudem wegen des meist für die Achsenherstellung verwendeten Graugussmaterials besonders ungenaue Messergebnisse.Out DE 34 22 837 A1 is a front forklift with a device for measuring the load of an axle known. To measure the axle load, pressure force sensors are provided in one embodiment at the bearing points of the axle. This embodiment has the disadvantage that, especially when driving at the bearing points of the axis occurring transverse forces greatly distort the measurement result. In another variant, elastic deformations of the axle body are measured by means of a strain gauge. This design has the same problems and also provides particularly inaccurate measurement results because of the gray cast iron used most often for the production of axles.

Aus DE 10 2006 028 551 ist ein Gegengewichts-Gabelstapler mit frontseitiger Hubeinrichtung und heckseitigem Gegengewicht bekannt. Um eine möglichst genaue Erfassung der Achslast zu ermöglichen, ist der Kraftaufnehmer als Doppelscherkraftaufnehmer ausgebildet, der in die Hinterachse integriert ist. Bei diesem Gabelstapler lässt sich auf relativ einfache Weise die Achse mit einer Achslasterfassung ausrüsten, wobei keine Modifikationen am Fahrzeugrahmen, beispielsweise am Gegengewicht oder an der Achsaufhängung erforderlich sind. Auch der Scherkraftaufnehmer hat den Nachteil, dass er empfindlich auf Krafteinleitungsverlagerungen ist und es daher insbesondere im Fahrbetrieb zu erheblichen Abweichungen zwischen Messergebnis und wirklicher Achsbelastung kommt.Out DE 10 2006 028 551 is a counterbalance forklift with front-side lifting device and rear-side counterweight known. In order to enable the most accurate detection of the axle load, the load cell is designed as Doppelscherkraftaufnehmer, which is integrated into the rear axle. In this forklift can be relatively simple way the axle equipped with an axle load detection, with no modifications to the vehicle frame, such as the counterweight or on the axle suspension are required. The shear force transducer also has the disadvantage that it is sensitive to force introduction displacements and therefore, in particular during driving operation, considerable deviations occur between the measurement result and the actual axle load.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gabelstapler anzugeben, der auf zuverlässige, robuste und unempfindliche Weise eine präzise Erfassung einer Achslast ermöglicht.It Therefore, the object of the present invention is a forklift indicate that reliable, robust and insensitive A way of accurately detecting an axle load.

Die Aufgabe wird durch einen Gabelstapler gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kraftmessvorrichtung als Biegekraftmessvorrichtung und zusätzlich – zumindest teilweise – als Fahrwerksbauteil ausgebildet ist.The Task is solved by a forklift, which thereby characterized in that the force measuring device as a bending force measuring device and additionally - at least partially - as Chassis component is formed.

Erfindungsgemäß wurde zunächst erkannt, dass das nachträgliche Anbringen von Kraftmessvorrichtungen an oder in einzelne Achsbauteile, zum einen aufwendig ist und zum anderen zu komplexen Gesamtsystemen führt, die störanfällig sind und die insbesondere keine zuverlässige Ermittlung einer Achslast ermöglichen. Außerdem wurde erkannt, dass diesen Problemen nicht wirksam durch die Verwendung hochkomplexer Spezialsensoren, wie Doppelscherkraftsensoren begegnet werden kann.According to the invention was first recognized that the subsequent attachment from force measuring devices to or in individual axle components, for one is complex and on the other to complex overall systems leads, which are susceptible to failure and which in particular do not allow a reliable determination of an axle load. It was also recognized that these problems are not effective through the use of highly complex special sensors, such as double shear sensors can be countered.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Gabelstaplers besteht darin, ein Fahrwerksbauteil, beispielsweise ein Achsbauteil oder ein Achsaufhängungsbauteil, derart auszubilden, dass es gleichzeitig sowohl Tragfunktion, als auch Messfunktion übernimmt. Insbesondere kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, das Fahrwerksbauteil derart auszubilden, dass Biegebelastungen in einem Messabschnitt auftreten und von der Biegebelastung hervorgerufene Verformungen durch einen oder mehrere in oder an der Kraftmessvorrichtung angeordneten Messsensor gemessen und daraus die Biegekräfte und schließlich die Achslast ermittelt werden können. Mit dieser Anordnung lassen sich relativ genaue und reproduzierbare Messungen im Rahmen der Achslasterfassung erzielen.A Particularity of the forklift invention consists of a chassis component, such as an axle component or an axle suspension component, such that It simultaneously takes on both support function and measurement function. In particular, may be provided in an advantageous manner, the chassis component in such a way that bending loads occur in a measuring section and by the bending stress caused by a deformations or a plurality of measuring sensors arranged in or on the force measuring device measured and from this the bending forces and finally the axle load can be determined. With this arrangement can be relatively accurate and reproducible measurements in the frame Achieve the axle load detection.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Biegekraftmessvorrichtung Teil eines am Fahrzeugrahmen befestigten Mittelachskörpers der Achse ist. Durch Austausch des Mittelachskörpers der Achse eines konventionellen Gabelstaplers mit einem mit der erfindungsgemäßen Achslasterfassung versehenen Mittelachskörper ist dann auf einfache Weise eine Nachrüstmöglichkeit gegeben.in this connection can be provided that the bending force measuring device part of a attached to the vehicle frame Mittelachskörpers the axis is. By replacing the center axis of the axis of a conventional forklift with a with the inventive Axle load sensing center axle body is then simply given a retrofit option.

Die Biegekraftmessvorrichtung weist zumindest ein elastisch verbiegbares Element auf, das vorteilhaft als Biegebalken oder Doppelbiegebalken ausgeführt sein kann. Insbesondere kann das elastisch verbiegbare Element als Tragkörper mit zwei angeformten in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten, koaxialen Pendelzapfen ausgebildet sein, die zur Aufhängung einer Achse am Fahrzeugrahmen vorgesehen sind, so dass der Tragkörper ein Bauelement der Achsaufhängung bildet, das sich im Kraftfluss befindet. In weiter vorteilhafter Weise kann benachbart zu jedem Pendelzapfen eine durchgehende horizontale Querausnehmung in das als Biegekraftmessvorrichtung ausgebildete Fahrwerksbauteil eingearbeitet sein, die nach oben und unten jeweils durch einen als Biegebalken vorgesehenen Messabschnitt begrenzt ist.The Bending force measuring device has at least one elastically bendable Element on which advantageously designed as a bending beam or double bending beam can be. In particular, the elastically bendable element as Support body with two molded in the vehicle longitudinal direction be spaced apart, coaxial pendulum pin be formed provided for suspension of an axle on the vehicle frame are, so that the supporting body is a component of the axle suspension forms, which is in the power flow. In more advantageous Way may adjacent to each pendulum pin a continuous horizontal Transverse recess formed in the bending force measuring device Chassis component to be incorporated, the up and down respectively bounded by a measuring section provided as a bending beam is.

In besonders vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass das elastisch verbiegbare Element eine Parallelogrammführung aufweist. Dies kann beispielsweise durch die Ausbildung des elastisch verbiegbaren Elements als Doppelbiegebalken erzielt werden. Diese Ausführungsform ist besonders unanfällig gegen messergebnisverfälschende Störeinflüsse, wie Querkräfte und Krafteinleitungsverlagerungen, so dass auch im Fahrbetrieb selbst bei unebener Fahrbahn und bei Lenkmanövern zuverlässig eine präzise Messung der Achslast ermöglicht ist.In a particularly advantageous manner it can be provided that the elastically bendable element has a parallelogram. This can be achieved for example by the formation of the elastically bendable element as a double bending beam. This embodiment is particularly insensitive to messegebnis verfälschende interference, such as shear forces and Krafteinleitungsverlagerun so that even when driving on uneven roads and steering maneuvers reliably precise measurement of the axle load is possible.

Bei einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Biegekraftmessvorrichtung zumindest einen Messsensor aufweist, mit dem eine Biegung des zumindest einen elastisch verbiegbaren Elements messbar ist. Insbesondere kann, um ein reproduzierbares Messergebnis zu erhalten, vorgesehen sein, dass insgesamt zwei Doppelbiegebalken mit insgesamt acht Messsensoren – jeweils 4 Messsensoren pro Doppelbiegebalken – ausgerüstet sind.at a particular embodiment is provided that the bending force measuring device at least one measuring sensor, with which a bend of the at least an elastically bendable element is measurable. Especially can, in order to obtain a reproducible measurement result provided be that a total of two double bending beams with a total of eight measuring sensors - respectively 4 measuring sensors per double bending beam - equipped are.

Ganz besonders genaue Ergebnisse sind erfindungsgemäß erzielbar, wenn in redundanter Weise zusätzliche Messsensoren vorgesehen sind. Besonders zuverlässig und genau ist eine Ausführungsform, bei der beispielsweise zwei Doppelbiegebalken mit insgesamt 16 Messsensoren – jeweils 8 Messsensoren pro Doppelbiegebalken – ausgerüstet sind.All particularly accurate results can be achieved according to the invention, if redundant additional measuring sensors provided are. Particularly reliable and accurate is an embodiment for example, two double bending beams with a total of 16 measuring sensors - each 8 measuring sensors per double bending beam - equipped are.

In weiter vorteilhafter Weise ist eine besondere Ausführungsform derart ausgebildet, dass die Messsignale der mehreren Messsensoren zur Ermittlung der Biegekraft miteinander verrechnet und/oder einander überlagert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die mehreren Messsensoren derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sich Signalanteile der einzelnen Messsensoren, die auf jeweils miterfasste Querkräfte, die insgesamt keinen Einfluss auf die Biegung haben, gegenseitig aufheben und/oder gegeneinander – beispielsweise mit einer elektronischen Verarbeitungs- und Auswerteeinheit – herausrechenbar sind. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die mehreren Messsensoren derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sich temperaturbedingte Abhängigkeiten der einzelnen Messsignale der mehreren Messsensoren gegeneinander – zumindest in einem Temperaturbereich – weitgehend gegenseitig aufheben.In further advantageously, a particular embodiment formed such that the measuring signals of the plurality of measuring sensors to calculate the bending force offset against each other and / or superimposed on each other become. For example, it can be provided that the plurality of measuring sensors in such a way arranged and / or connected to each other, that signal components the individual measuring sensors, which are based on respectively recorded lateral forces, the total have no effect on the bend, each other cancel and / or against each other - for example with a electronic processing and evaluation unit - interchangeable are. Additionally or alternatively, it can be provided that the plurality of measuring sensors arranged and / or with each other are interconnected, that is temperature-related dependencies the individual measurement signals of the plurality of measurement sensors against each other - at least in a temperature range - largely cancel each other out.

Wie bereits erwähnt, können die mehreren Messsensoren zur Erzielung einer besonders genauen und zuverlässigen Messung derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sie zueinander redundante Messsignale erzeugen. In einer vorteilhaften Ausführung ist in einer Symmetrieebene des elastisch verformbaren Elementes zumindest ein Messsensor (beispielsweise ein oder mehrere Dehnmessstreifen) angeordnet und in redundanter Weise hierzu zumindest ein weiterer Messsensor beidseitig zur Symmetrieebene in parallelen Ebenen. Bei dem zusätzlichen redundanten Messsensor kann es sich beispielsweise um einen geteilten Dehnmessstreifen (oder mehrere geteilte Dehnmessstreifen) handeln, dessen Teile elektrisch parallel geschaltet sind. Auf diese Weise können Störkräfte wirksam – auch bei der Redundanzmessung – kompensiert werden.As already mentioned, the multiple measuring sensors to achieve a particularly accurate and reliable Measurement arranged and / or interconnected with each other, that they generate mutually redundant measurement signals. In an advantageous Execution is in a symmetry plane of the elastically deformable Elementes at least one measuring sensor (for example, one or more Strain gauge) arranged and in redundant manner for this purpose at least another measuring sensor on both sides of the plane of symmetry in parallel Levels. In the additional redundant measuring sensor can For example, it is a split strain gauge (or multiple split strain gauges) whose parts are electrical are connected in parallel. In this way, disturbing forces effective - also in the redundancy measurement - compensated become.

Bei einer besonderen Ausführung ist eine elektronische Verarbeitungseinheit vorgesehen, die das Messsignal des einen Messsensors bzw. die Messsignale der mehreren Messsensoren empfängt und aus den einzelnen Messsignalen eine Biegekraft und/oder eine Achslast ermittelt. Zusätzlich kann ein Temperaturmessgerät vorgesehen sein, dass einen Temperaturmesswert an die Verarbeitungseinheit übermittelt, so dass die Verarbeitungseinheit temperaturbedingte Messwertfehler der einzelnen Messsignalen und/oder der ermittelten Biegekraft korrigiert. Bei einer besonderen Ausführung ist eine Speichereinheit vorgesehen, in der Korrekturparameter für unterschiedliche Temperaturen abgelegt sind.at a particular embodiment is an electronic processing unit provided, the measuring signal of the one measuring sensor or the measuring signals the multiple measuring sensors receives and from the individual Measurement signals determines a bending force and / or an axle load. additionally a temperature measuring device can be provided that has a temperature measurement value transmitted to the processing unit, so that the processing unit temperature-related measured value errors of the individual measuring signals and / or corrected the determined bending force. In a special design a memory unit is provided in the correction parameters for different temperatures are stored.

Bei einer besonderen Ausführung ist der zumindest eine Messsensor innerhalb der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet. Beispielsweise kann der zumindest eine Messsensor in einer Querausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet sein. Bei einer speziellen Ausführung weist das verbiegbare Element mehrere Ausnehmungen auf, in denen jeweils zumindest ein Messsensor, insbesondere 2, ganz insbesondere 4 Messsensoren angeordnet sind.at a particular embodiment is the at least one measuring sensor disposed within the bending force measuring device. For example the at least one measuring sensor can be arranged in a transverse recess of the bending force measuring device be arranged. For a special version has the bendable element has several recesses in each of which at least one measuring sensor, in particular 2, in particular 4 measuring sensors are arranged.

Zur Erzielung eines besonders zuverlässigen Messergebnisses ist bei einer besonderen Ausführungsform vorgesehen, dass die Messsignale eines Messsensors, der in einer Ausnehmung angeordnet ist, mit Messsignalen eines anderen Messsensors, der in einer anderen Ausnehmung angeordnet ist, verrechenbar sind und/oder dass eine Verarbeitungseinheit die Messsignale eines Messsensors, der in einer Ausnehmung angeordnet ist, mit Messsignalen eines anderen Messsensors, der in einer Ausnehmung angeordnet ist, verrechnet.to Achieving a particularly reliable measurement result is provided in a particular embodiment that the measuring signals of a measuring sensor, which are arranged in a recess is, with measuring signals of another measuring sensor, in another Recess is arranged, are accountable and / or that one Processing unit, the measuring signals of a measuring sensor, in a Recess is arranged with measuring signals of another measuring sensor, which is arranged in a recess, charged.

Die Messsensoren können beispielsweise als Dehnmessstreifen ausgeführt sein, die Bestandteil einer elektrischen Brückenschaltung, insbesondere einer Wheatstoneschen Messbrücke, sind. Um zu vermeiden, dass Quer- und/oder Torsionskräfte das Messergebnis verfälschen, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass einige der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung einem ersten Messabschnitt zugeordnet sind und dass andere der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung einem anderen Messabschnitt zugeordnet sind. Beispielsweise können einige der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung in einer ersten Ausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet sein, während andere der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung in einer anderen Ausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet sind.The Measuring sensors can be used, for example, as strain gauges be executed, which is part of an electrical bridge circuit, in particular a Wheatstone bridge, are. In order to avoid that transverse and / or torsion forces the measurement result falsify, can be provided in an advantageous manner, that some of the strain gauges of the bridge circuit a first measuring section are assigned and that others of the strain gauges the bridge circuit assigned to another measuring section are. For example, some of the strain gauges the bridge circuit in a first recess of the bending force measuring device while others are the strain gauges of the Bridge circuit in another recess of the bending force measuring device are arranged.

Ganz besonders zuverlässig arbeitet eine Ausführung der Biegekraftmessvorrichtung, die mehrere – beispielsweise redundante – Messschaltungen aufweist. Insbesondere kann in erfindungsgemäßer Weise vorgesehen sein, dass einige der Dehnmessstreifen Bestandteil einer ersten elektrischen Brückenschaltung sind und dass andere der Dehnmessstreifen Bestandteil einer zweiten elektrischen Brückenschaltung sind. Zusätzlich kann darüber hinaus ein besonders zuverlässiges und reproduzierbares Messergebnis erzielt werden, wenn gleichzeitig einige der Dehnmessstreifen der ersten elektrischen Brückenschaltung einem ersten Messbereich, beispielsweise einer ersten Ausnehmung zugeordnet sind, während andere der Dehnmessstreifen der ersten elektrischen Brückenschaltung einem zweiten Messbereich, beispielsweise einer zweiten Ausnehmung zugeordnet sind. Weiter zusätzlich kann vorteilhafter Weise auch vorgesehen sein, dass einige der Dehnmessstreifen der zweiten elektrischen Brückenschaltung dem ersten Messbereich, beispielsweise der ersten Ausnehmung zugeordnet sind, während andere der Dehnmessstreifen der zweiten elektrischen Brückenschaltung dem zweiten Messbereich, beispielsweise der zweiten Ausnehmung zugeordnet sind.An embodiment of the bending force measuring device which has a plurality of, for example redundant, measuring circuits is particularly reliable. In particular, in accordance with the invention Be provided manner that some of the strain gauges are part of a first electrical bridge circuit and that other of the strain gauges are part of a second electrical bridge circuit. In addition, in addition, a particularly reliable and reproducible measurement result can be achieved if at the same time some of the strain gauges of the first electrical bridge circuit are assigned to a first measuring range, for example a first recess, while others of the strain gauges of the first electrical bridge circuit are assigned to a second measuring range, for example a second recess are. In addition, it can also advantageously be provided that some of the strain gauges of the second electrical bridge circuit are assigned to the first measuring range, for example the first recess, while others of the strain gauges of the second electrical bridge circuit are assigned to the second measuring range, for example the second recess.

Bei einer besonderen Ausführung ist eine Schutzvorrichtung vorgesehen, die den bzw. die Messsensoren vor Verschmutzung und/oder Beschädigung schützt. Die Schutzvorrichtung kann beispielsweise einen Schrumpfring aufweisen oder als Schrumpfring ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Messsensor unter einer schützenden Vergussmasse angeordnet ist.at a particular embodiment is a protective device provided that the or the measuring sensors from contamination and / or Damage protects. The protection device can for example, have a shrink ring or as a shrink ring be educated. It can also be provided that at least one Measuring sensor arranged under a protective potting compound is.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Gabelstaplers ist der Biegekraftmessvorrichtung als Achse, insbesondere als Hinterachse und/oder als Lenkachse, und/oder als Bauteil einer Achsaufhängung ausgebildet. Bei einer besonderen Ausführung ist der Biegekraftmessvorrichtung als Tragkörper mit angeformten – insbesondere koaxialen – Pendelzapfen zur Aufhängung an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugrahmen, ausgeführt.at a particularly advantageous embodiment of the invention Forklift is the bending force measuring device as an axis, in particular as Rear axle and / or steering axle, and / or as a component of an axle suspension educated. In a particular embodiment, the bending force measuring device as a supporting body with molded - in particular Coaxial - pendulum pin for suspension on one Vehicle, in particular on a vehicle frame executed.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:Further Advantages and details of the invention will be apparent from the in the schematic figures illustrated embodiments explained in more detail. Showing:

1 eine perspektivische Ansicht eines Mittelachskörpers einer Achse eines erfindungsgemäßen Gabelstaplers, 1 a perspective view of a Mittelachskörpers an axis of a forklift invention,

2 eine Seitenansicht einer als Tragkörper des Mittelachskörpers ausgebildeten Biegekraftmessvorrichtung, und 2 a side view of a trained as a supporting body of the Mittelachskörpers bending force measuring device, and

3 schematisch eine mögliche Zuordnung der Messsensoren zu den Messschaltungen. 3 schematically a possible assignment of the measuring sensors to the measuring circuits.

1 zeigt den Mittelachskörper 1 einer als Lenkachse ausgebildeten, heckseitigen (Lenk-)Achse eines erfindungsgemäßen Vierrad-Gabelstaplers. Es ist grundsätzlich auch denkbar, die Erfindung in Dreirad-Gabelstaplern einzusetzen. An dem Mittelachskörper 1 ist eine als Tragkörper ausgebildeter Biegekraftmessvorrichtung 2 befestigt, beispielsweise verschraubt, die als Konstruktionsbauteil einen Bestandteil des Mittelachskörpers 1 und damit der Achse bildet. Die Biegekraftmessvorrichtung 2 dient nämlich nicht nur der Achslasterfassung, wie noch zu beschreiben sein wird, sondern stellt ein im Kraftfluss angeordnetes Achsbauteil dar, mit dessen Hilfe die Achse an einem in den Figuren nicht dargestellten Fahrzeugrahmen (z. B. Gegengewicht als Teil des Fahrzeugrahmens) des Gabelstaplers pendelnd aufgehängt ist. 1 shows the middle axis body 1 designed as a steering axle, rear-side (steering) axis of a four-wheel forklift according to the invention. In principle, it is also conceivable to use the invention in three-wheeled forklifts. At the middle axis body 1 is designed as a supporting body bending force measuring device 2 fastened, for example, screwed, as a structural component part of the Mittelachskörpers 1 and thus forms the axis. The bending force measuring device 2 In fact, not only does the axle load detection, as will be described later, represent an axle component arranged in the power flow, with the aid of which the axle oscillates on a vehicle frame, not shown in the figures (eg counterweight as part of the vehicle frame) of the forklift is suspended.

Zu dem genannten Zweck verfügt die als Tragkörper ausgebildete der Biegekraftmessvorrichtung 2 (siehe auch 2) über zwei angeformte, koaxiale Pendelzapfen P1, P2, die in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet und zum Eingriff in elastische, mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Achslager vorgesehen sind.For the above purpose, the trained as a supporting body of the bending force measuring device 2 (see also 2 ) via two molded, coaxial pendulum pins P1, P2, which are spaced apart in the vehicle longitudinal direction and are provided for engagement in elastic, connected to the vehicle frame axle bearing.

Benachbart zu jedem Pendelzapfen P1 bzw. P2 ist in die Biegekraftmessvorrichtung 2 jeweils eine durchgehende, horizontale Querausnehmung Q1 bzw. 02 eingearbeitet.Adjacent to each pendulum pivot P1 or P2 is in the bending force measuring device 2 each incorporated a continuous, horizontal transverse recess Q1 and 02 respectively.

Jede Querausnehmung Q1 bzw. Q2 wird nach oben und nach unten durch als Biegebalken ausgebildete Messabschnitte 2a, 2b bzw. 2c, 2d der Biegekraftmessvorrichtung 2 begrenzt.Each transverse recess Q1 or Q2 is up and down by measuring sections formed as a bending beam 2a . 2 B respectively. 2c . 2d the bending force measuring device 2 limited.

Die Achskräfte FA werden axial zwischen den beiden Querausnehmungen Q1, Q2 in die Biegekraftmessvorrichtung 2 eingeleitet. An den Pendelzapfen P1, P1 wirken die Abstützkräfte FR des Fahrzeugrahmens. Die als Biegebalken ausgebildeten Messabschnitte 2a, 2b, 2c und 2d werden daher auf Biegung beansprucht und bei entsprechender Belastung (geringfügig) verformt.The axial forces F A are axially between the two transverse recesses Q1, Q2 in the bending force measuring device 2 initiated. At the pendulum pin P1, P1, the supporting forces F R of the vehicle frame act. The measuring sections designed as bending beams 2a . 2 B . 2c and 2d Therefore, they are subjected to bending and deformed (slightly) under appropriate load.

Diese Verformungen, die als Stauchungen und Dehnungen der Randfasern der Oberflächen der Messabschnitte 2a, 2b, 2c und 2d auftreten, werden bevorzugt durch innerhalb der Querausnehmungen Q1 und Q2 an den Innenseiten der Messabschnitte 2a, 2b, 2c und 2d angeordnete Sensoren, insbesondere DMS (Dehn-Mess-Streifen) gemessen. Hierbei hat sich die Anbringung der DMS an den (gerundeten) Übergängen zwischen den Messabschnitten 2a, 2b, 2c, 2d und den vertikalen Wänden der Querausnehmungen als besonders geeignet gezeigt.These deformations, called upsets and strains of the edge fibers of the surfaces of the measuring sections 2a . 2 B . 2c and 2d occur are preferably through within the transverse recesses Q1 and Q2 on the inner sides of the measuring sections 2a . 2 B . 2c and 2d arranged sensors, in particular DMS (Dehn measuring strip) measured. Here, the attachment of the strain gauges at the (rounded) transitions between the measuring sections 2a . 2 B . 2c . 2d and the vertical walls of the transverse recesses shown to be particularly suitable.

Selbstverständlich ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, außerhalb der Querausnehmungen Q1 und Q2 DMS an den Außenseiten der Messabschnitte 2a, 2b, 2c und 2d anzubringen. Ferner kann es für bestimmte Anwendungsfälle genügen, nicht an allen, sondern nur an einigen der Messabschnitte 2a, 2b, 2c, 2d Verformungen zu messen und daraus Biegekräfte und somit die Achslast zu ermitteln. Jedoch kann durch eine Messung an einer größeren Zahl von Messabschnitten die Achslast sehr genau erfasst werden, da störende Kräfte und Momente herausgerechnet werden können.Of course, it is alternatively or additionally possible, outside the transverse recesses Q1 and Q2 DMS on the outer sides of the measuring sections 2a . 2 B . 2c and 2d to install. Fer It may be sufficient for certain applications, not at all, but only at some of the measuring sections 2a . 2 B . 2c . 2d Measure deformations and to determine bending forces and thus the axle load. However, by measuring at a larger number of measuring sections, the axle load can be recorded very accurately, since disturbing forces and moments can be eliminated.

Selbstverständlich ist es auch möglich, Biegekräfte an anderen geeigneten Stellen der Achse zu messen und zu diesem Zweck Konstruktionsbauteile der Achse ganz oder teilweise als Biegekraftmessvorrichtung auszubilden. So können beispielsweise Biegekräfte erfasst werden, die auf lenkbare Achsschenkel einwirken, welche an den axialen Enden des Mittelachskörpers 1 schwenkbar befestigt sind. Dabei ist dann am Achsschenkel ein axial zwischen einem Achsschenkelbolzen und einer Radnabenlagerung angeordneter Messabschnitt als Biegebalken ausgeführt.Of course, it is also possible to measure bending forces at other suitable locations of the axis and for this purpose design the structural components of the axle in whole or in part as a bending force measuring device. For example, bending forces can be detected that act on steerable steering knuckles, which at the axial ends of the Mittelachskörpers 1 are pivotally mounted. In this case, an axially arranged between a kingpin and a wheel hub bearing measuring section is then designed as a bending beam on the steering knuckle.

3 zeigt eine Ausführung, die eine erste Messschaltung 3 und eine zweite Messschaltung 4 beinhaltet. Die Figur zeigt außerdem schematisch eine Zuordnung der Messsensoren M1, M2, M3, M4 zu den Messschaltungen 3, 4, die eine besonders zuverlässige – weitgehend von Quer- und Torsionskräften unvertälschte – Messung einer Achslast ermöglicht. Die als Dehnmessstreifen ausgeführten Messsensoren M1 und M2 sind in der Querausnehmung Q1 angeordnet, während die ebenfalls als Dehnmessstreifen ausgeführten anderen Messsensoren M3 und M4 in der anderen Querausnehmung Q2 angeordnet sind. Die erste Messschaltung 3 empfängt die Messsignale der in unterschiedlichen Querausnehmungen Q1, Q2 angeordneten Messsensoren M1 und M4, während die zweite Messschaltung 4 die Messsignale der in den unterschiedlichen Querausnehmungen Q1, Q2 angeordneten Messsensoren M2 und M3 empfängt. Die Figur erläutert die Messanordnung schematisch. Vorteilhafter Weise können weitere Messsensoren in den Querausnehmungen Q1, Q2 vorgesehen sein, die in gleicher Weise mit den Messschaltungen 3, 4 verschaltet sind. 3 shows an embodiment which is a first measuring circuit 3 and a second measuring circuit four includes. The figure also shows schematically an assignment of the measuring sensors M1, M2, M3, M4 to the measuring circuits 3 . four , which allows a particularly reliable measurement of an axle load, which is largely untranslated by lateral and torsional forces. The measuring sensors M1 and M2 designed as strain gauges are arranged in the transverse recess Q1, while the other measuring sensors M3 and M4, which are likewise designed as strain gauges, are arranged in the other transverse recess Q2. The first measuring circuit 3 receives the measuring signals of the measuring sensors M1 and M4 arranged in different transverse recesses Q1, Q2, while the second measuring circuit four receives the measurement signals of the measuring sensors M2 and M3 arranged in the different transverse recesses Q1, Q2. The figure explains the measuring arrangement schematically. Advantageously, further measuring sensors can be provided in the transverse recesses Q1, Q2, which in the same way with the measuring circuits 3 . four are interconnected.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The Invention has been described in relation to a particular embodiment described. However, it goes without saying that changes and modifications can be made without while the scope of the following claims leave.

11
MittelachskörperCenter axle body
22
BiegekraftmessvorrichtungBending force measuring device
2a, 2b, 2c 2d2a, 2b, 2c 2d
Messabschnittemeasuring sections
33
Erste MessschaltungFirst measuring circuit
44
Zweite MessschaltungSecond measuring circuit
FA F A
Achskräfteaxial forces
FR F R
Abstützkräftesupport forces
P1, P2P1, P2
Pendelzapfenpendulum pin
Q1, Q2Q1, Q2
Querausnehmungentransverse recesses
M1, M2, M3, M4M1, M2, M3, M4
Messsensorenmeasuring sensors

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Claims (32)

Gabelstapler mit einer Kraftmessvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessvorrichtung als Biegekraftmessvorrichtung und zusätzlich – zumindest teilweise – als Fahrwerksbauteil ausgebildet ist.Forklift with a force measuring device, characterized in that the force measuring device is designed as a bending force measuring device and additionally - at least partially - as a chassis component. Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung einen Messabschnitt aufweist, an dem durch Biegebelastungen hervorgerufene Verformungen messbar sind.Forklift truck according to claim 1, characterized that the bending force measuring device has a measuring section, on which deformations caused by bending loads are measurable. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung zumindest ein elastisch verbiegbares Element aufweist.Forklift according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bending force measuring device at least having an elastically bendable element. Gabelstapler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verbiegbare Element eine Parallelogrammführung aufweist.Forklift truck according to claim 3, characterized in that the elastically bendable element is a parallelogram guide having. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verbiegbare Element als Doppelbiegebalken ausgebildet ist.Forklift according to one of claims 3 or 4, characterized in that the elastically bendable element is designed as a double bending beam. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung zumindest einen Messsensor aufweist, mit dem eine Biegung des zumindest einen elastisch verbiegbaren Elements messbar ist.Forklift according to one of claims 3 to 5, characterized in that the bending force measuring device at least one measuring sensor, with which a bend of the at least an elastically bendable element is measurable. Gabelstapler, nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung mehrere, insbesondere 16 Messsensoren, aufweist.Forklift according to one of claims 3 to 6, characterized in that the bending force measuring device several, in particular 16 measuring sensors has. Gabelstapler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsignale der mehreren Messsensoren zur Ermittlung der Biegekraft miteinander verrechnet und/oder einander überlagert werden.Forklift according to claim 7, characterized that the measuring signals of the plurality of measuring sensors for determining the Bending force offset against each other and / or superimposed on each other become. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Messsensoren derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sich Signalanteile der einzelnen Messsensoren, die auf jeweils miterfasste Querkräfte, die insgesamt keinen Einfluss auf die Biegung haben, gegenseitig aufheben und/oder gegeneinander herausrechenbar sind.Forklift according to one of claims 7 or 8, characterized in that the plurality of measuring sensors in such a way arranged and / or connected to each other, that signal components the individual measuring sensors, which are based on respectively recorded lateral forces, the total have no effect on the bend, each other cancel and / or are mutually ausrechenbar. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Messsensoren derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sich temperaturbedingte Abhängigkeiten der einzelnen Messsignale der mehreren Messsensoren gegeneinander – zumindest in einem Temperaturbereich – weitgehend gegenseitig aufheben.Forklift according to one of claims 7 to 9, characterized in that the plurality of measuring sensors such arranged and / or interconnected, that are temperature-related dependencies the individual measurement signals of the plurality of measurement sensors against each other - at least in a temperature range - largely cancel each other out. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Messsensoren derart angeordnet und/oder miteinander verschaltet sind, dass sie zueinander redundante Messsignale erzeugen.Forklift according to one of claims 7 to 10, characterized in that the plurality of measuring sensors such arranged and / or interconnected with each other that they are generate redundant measurement signals. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Symmetrieebene des elastisch verformbaren Elementes zumindest ein Messsensor (beispielsweise Dehnmessstreifen) vorgesehen ist und dass ein redundanter Messsensor beidseitig zur Symmetrieebene in parallelen Ebenen (beispielsweise geteilter Dehnmessstreifen) angeordnet ist.Forklift according to one of claims 7 to 11, characterized in that in a plane of symmetry of the elastically deformable element at least one measuring sensor (for example Strain gauge) is provided and that a redundant measuring sensor on both sides of the plane of symmetry in parallel planes (for example divided strain gauge) is arranged. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, die das Messsignal des einen Messsensors bzw. die Messsignale der mehreren Messsensoren empfängt.Forklift according to one of claims 1 to 12, characterized in that an electronic processing unit is provided, the measuring signal of a measuring sensor or the Measuring signals of the multiple measuring sensors receives. Gabelstapler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit aus den einzelnen Messsignalen eine Biegekraft ermittelt.Forklift truck according to claim 13, characterized that the processing unit from the individual measurement signals a Bending force determined. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmessgerät vorgesehen ist und dass die Verarbeitungseinheit temperaturbedingte Messwertfehler der einzelnen Messsignalen und/oder der ermittelten Biegekraft korrigiert.Forklift according to one of claims 13 or 14, characterized in that a temperature measuring device is provided and that the processing unit is temperature-related Measurement error of the individual measurement signals and / or the determined bending force corrected. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit vorgesehen ist, in der Korrekturparameter für unterschiedliche Temperaturen abgelegt sind.Forklift according to one of claims 13 to 15, characterized in that a memory unit is provided is, in the correction parameters for different temperatures are stored. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Messsensor einen Dehnmessstreifen aufweist.Forklift according to one of claims 6 to 16, characterized in that at least one measuring sensor a Has strain gauges. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest ein Messsensor innerhalb der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet ist.Forklift according to one of claims 6 to 17, characterized in that the at least one measuring sensor is disposed within the bending force measuring device. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Messsensor in einer Querausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet ist.Forklift according to one of claims 6 to 18, characterized in that the at least one measuring sensor arranged in a transverse recess of the bending force measuring device is. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung mehrere Ausnehmungen aufweist, in denen jeweils zumindest ein Messsensor, insbesondere 2, ganz insbesondere 4 Messsensoren angeordnet sind.Forklift according to one of claims 6 to 19, characterized in that the bending force measuring device has a plurality of recesses, in each of which at least one measuring sensor, 2, in particular 4 measuring sensors are arranged. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsignale eines Messsensors, der einem Messabschnitt zugeordnet ist – beispielsweise in einer Ausnehmung angeordnet ist-, mit Messsignalen eines anderen Messsensors, der einem anderen Messabschnitt zugeordnet ist – beispielsweise in einer anderen Ausnehmung angeordnet ist-, verrechenbar sind und/oder dass eine Verarbeitungseinheit die Messsignale eines Messsensors, der einem Messabschnitt zugeordnet ist – beispielsweise in einer Ausnehmung angeordnet ist-, mit Messsignalen eines anderen Messsensors, der einem anderen Messabschnitt zugeordnet ist – beispielsweise in einer anderen Ausnehmung angeordnet ist-, verrechnet.Forklift according to one of claims 6 to 20, characterized in that the measuring signals of a measuring sensor, which is associated with a measuring section - for example is arranged in a recess, with measuring signals of another Measuring sensor, which is assigned to another measuring section - for example is arranged in another recess, are accountable and / or that a processing unit, the measurement signals of a measuring sensor, the is associated with a measuring section - for example in a recess is arranged, with measuring signals of another Measuring sensor, which is assigned to another measuring section - for example is arranged in another recess, charged. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsensoren als Dehnmessstreifen ausgeführt sind, die Bestandteil einer elektrischen Brückenschaltung, insbesondere einer Wheatstoneschen Messbrücke, sind.Forklift according to one of claims 6 to 21, characterized in that the measuring sensors as strain gauges are executed, which form part of an electrical bridge circuit, in particular a Wheatstone bridge, are. Gabelstapler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass einige der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung in einer Ausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet sind und dass andere der Dehnmessstreifen der Brückenschaltung in einer anderen Ausnehmung der Biegekraftmessvorrichtung angeordnet sind.Forklift truck according to claim 22, characterized that some of the strain gauges of the bridge circuit in a recess of the bending force measuring device are arranged and that others of the strain gauges of the bridge circuit in a another recess of the bending force measuring device are arranged. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsensoren als Dehnmessstreifen ausgeführt sind und dass einige der Dehnmessstreifen Bestandteil einer ersten elektrischen Brückenschaltung sind und dass andere der Dehnmessstreifen Bestandteil einer zweiten elektrischen Brückenschaltung sind.Forklift according to one of claims 6 to 23, characterized in that the measuring sensors as strain gauges are executed and that some of the strain gauges component a first electrical bridge circuit and that others of the strain gauges are part of a second electrical Bridge circuit are. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzvorrichtung vorgesehen ist, die den bzw. die Messsensoren vor Verschmutzung und/oder Beschädigung schützt.Forklift according to one of claims 1 to 24, characterized in that a protective device is provided is that protects the or the measuring sensors from contamination and / or damage. Gabelstapler nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung einen Schrumpfring aufweist.Forklift truck according to claim 25, characterized in that that the protective device has a shrink ring. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Messsensor unter einer schützenden Vergussmasse angeordnet ist.Forklift according to one of claims 1 to 26, characterized in that at least one measuring sensor under a protective potting compound is arranged. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das verbiegbare Element als Biegebalken ausgebildet ist.Forklift according to one of claims 1 to 27, characterized in that the bendable element as Bending beam is formed. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung als Achse, insbesondere als Hinterachse und/oder als Lenkachse, und/oder als Bauteil einer Achsaufhängung ausgebildet ist.Forklift according to one of claims 1 to 28, characterized in that the bending force measuring device as an axle, in particular as a rear axle and / or steering axle, and / or is designed as a component of an axle suspension. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung als Tragkörper mit angeformten – insbesondere koaxialen – Pendelzapfen zur Aufhängung an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugrahmen, ausgeführt ist.Forklift according to one of claims 1 to 29, characterized in that the bending force measuring device as a supporting body with molded - in particular Coaxial - pendulum pin for suspension on one Vehicle, in particular on a vehicle frame executed is. Gabelstapler nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu jedem Pendelzapfen jeweils eine Querausnehmung, insbesondere eine durchgehende horizontale Querausnehmung eingearbeitet ist, die nach oben und unten jeweils durch einen Messabschnitt begrenzt ist.Forklift according to claim 30, characterized that adjacent to each pendulum pin each have a transverse recess, in particular a continuous horizontal transverse recess incorporated is, which is bounded above and below each by a measuring section is. Gabelstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraftmessvorrichtung zur Ermittlung einer Achslast ausgebildet ist.Forklift according to one of claims 1 to 31, characterized in that the bending force measuring device is designed to determine an axle load.
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