DE102010044656A1

DE102010044656A1 - Flurförderzeug mit einem Hubhöhensensor

Info

Publication number: DE102010044656A1
Application number: DE102010044656A
Authority: DE
Inventors: Frank Mänken; Henrik Schröder
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Flurförderzeug mit einem Hydraulikzylinder, der eine Kolbenstange und eine Zylindermantel aufweist, in dem die Kolbenstange geführt ist und der in seinem Kopfbereich einen optischen Sensor besitzt, welcher eine auf die Kolbenstange gerichtete Lichtquelle und einen Empfänger für das reflektierte Licht aufweist, wobei der optische Sensor aus zeitlich nacheinander zu dem Empfänger reflektierten Licht eine Bewegung der Kolbenstange relativ zu dem Sensor erfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hydraulikzylinder, der eine Kolbenstange und eine Zylindermantel aufweist, in dem die Kolbenstange geführt ist.
Bei Flurförderzeugen kann die aktuelle Hubhöhe mit verschiedenen Verfahren gemessen werden. Beispielsweise ist es bekannt, Seilzuggeber einzusetzen, bei denen ein Ende des Seils mit dem angehobenen Bauteil fest verbunden ist, so dass mit zunehmender Zughöhe das Seil abgewickelt wird. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht in einer Rolle, die auf einem Bauteil abrollt, um so die Hubhöhe zu bestimmen. Auch ist es bekannt, Zahnriemen einzusetzen, in denen ein Ritzel erkämmt, um so die Hubhöhe zu bestimmen.
Aus DE 10 2004 033 170 A1 ist eine Maßverkörperung für eine Hubhöhensensierung bekannt. Hierzu wird an einem Lasttragbauteil ein Sensormaßstab angebracht, der durch einen an einem zweiten Lasttragbauteil montierten passiven Sensor über einen gedrückten Gleitschuh abgetastet wird.
Aus DE 10 2008 029 205 A1 ist ein Flurförderzeug mit einer optischen Hubhöhenmessung bekannt. Die Messanordnung ist für ein Hubgerüst mit mindestens zwei in Vertikalrichtung zueinander beweglichen Hubrahmen ausgestattet, wobei ein optischer Sensor an einem der Hubrahmen angeordnet ist und auf eine an dem relativ dazu bewegten Hubrahmen angebrachte Markierung gerichtet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug mit einer optischen Hubhöhenmessung bereitzustellen, die in einfacher Weise zuverlässig eine Relativbewegung erfassen kann, ohne dass Sensormarkierungen an einem Bauteil des Fahrzeugs erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Flurförderzeug mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Flurförderzeug besitzt einen Hydraulikzylinder, der eine Kolbenstange und einen Zylindermantel aufweist, in dem die Kolbenstange geführt ist und der in seinem Kopfbereich einen optischen Sensor aufweist. Der optische Sensor besitzt eine Lichtquelle und einen Empfänger für das reflektierte Licht. Der optische Sensor ist derart am Kopfbereich montiert, dass die Lichtquelle auf die Kolbenstange gerichtet ist und der optische Sensor das reflektierte Licht der Kolbenstange erfasst. Der erfindungsgemäß eingesetzte optische Sensor erfasst aus zeitlich nacheinander zurück zu dem Empfänger reflektiertem Licht eine Bewegung der Kolbenstange relativ zu dem Sensor. Eine Sensormarkierung an der Kolbenstange ist hierfür nicht erforderlich. Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass eine in einem Hydraulikzylinder verwendete Kolbenstange ein gutes Maß an Oberflächenrauhigkeit besitzt, um ein Schmiermittel für die Kolbenstange bei der Bewegung mitzufahren. Die Rauhigkeit der Kolbenstange reicht aus, um aus dem reflektierten Licht zuverlässig die Bewegung der Kolbenstange zu ermitteln.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bestimmt der Sensor aus der erfassten Bewegung die in Längsrichtung zurückgelegte Strecke der Kolbenstange. Der optische Sensor arbeitet somit als inkrementaler optischer Sensor, der die Veränderung der relativen Position erfasst.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Kopfbereich des Hydraulikzylinders mit einer umlaufenden Dichtung ausgestattet, die den Zwischenraum zwischen Kolbenstange und Innenraum des Zylindermantels abdichtet, wobei der optische Sensor zwischen der Dichtung und dem freien Ende des Kopfbereichs, in dem die Kolbenstange aus dem Zylindermantel austritt, angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist der optische Sensor durch die umlaufende Dichtung gegenüber Öl und Schmiermittel, die sich in dem Zylindermantel befinden, abgeschirmt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besitzt der Hydraulikzylinder einen Schmutzabstreifring, der zwischen dem optischen Sensor und dem freien Ende des Kopfbereichs, in dem die Kolbenstange aus dem Zylindermantel austritt, angeordnet ist. Der Schmutzabstreifring dient dazu, etwaige an der Kolbenstange anhaftende Schmutzrückstände von der Kolbenstange abzustreifen, bevor diese wieder in den Zylindermantel eintritt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in dem Bereich der Kolbenstange, in dem der optische Sensor die Kolbenstange erfasst, keine Schmutzreste vorliegen, die das optische Messergebnis verfälschen können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Hubhöhenmesseinrichtung vorgesehen, die zur Ermittlung der Hubhöhe die Position der Kolbenstange relativ zu dem Zylindermantel ermittelt, indem die Relativbewegungen der Kolbenstange relativ zu dem Sensor aufsummiert werden. Die Hubhöhenmesseinrichtung summiert die einzelnen Relativbewegungen der Kolbenstange gegenüber dem Zylindermantel auf, um so einen Gesamtwert für die Hubhöhe zu ermitteln.
Da es sich bei dem optischen Sensor um einen inkremental arbeitenden Sensor handelt, ist bevorzugt für den Hubzylinder eine Referenzposition vorgesehen, in der die Hubhöhenmesseinrichtung der Kolbenstange eine definierte Position zu dem Zylindermantel zuordnet. Die Referenzposition kann beispielsweise festgelegt werden, wenn die Kolbenstange vollständig ausgefahren ist oder wenn die Kolbenstange vollständig eingefahren ist. Die Hubhöhenmesseinrichtung sensiert die Referenzposition und beginnt die Berechnung der Hubhöhe basierend auf dieser Referenzposition mit Hilfe der relativen Änderungen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubhöhenmesseinrichtung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Hydraulikzylinder in einem Querschnitt und
2 den Kopfbereich des Hydraulikzylinders in einem Querschnitt.
1 zeigt einen Hydraulikzylinder, wie er bei Flurförderzeugen eingesetzt wird. Der Hydraulikzylinder besitzt einen Zylindermantel 10, in dem eine Kolbenstange 12 geführt ist. Der Zylindermantel 10 besitzt einen Anschluss 14 für eine Hydraulikflüssigkeit. An dem Anschluss 14 kann über einen Schlauch die Zufuhr und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit erfolgen. Bei dem dargestellten Hydraulikzylinder handelt es sich um einen einfach wirkenden Hydraulikzylinder, der einen Anschluss 14 für eine Hydraulikflüssigkeit besitzt und bei dem das Einfahren der Kolbenstange durch das Eigengewicht des Hubgerüsts erfolgt. Die Kolbenstange 12 besitzt eine Kolbenführung 22, die einen nicht metallischen Ring aufweist, der einen metallischen Kontakt des Kolbens zur Zylinderwand verhindert. Durch Zufuhr bzw. Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit kann die Kolbenstange 12 so in ihrer Position innerhalb des Hydraulikzylinders eingestellt werden.
Ein Zylinderkopf 28 ist an dem Ende des Zylindermantels 10 angeordnet, an dem die Kolbenstange 12 aus dem Zylindermantel austritt. Der Zylinderkopf 28 ist als ein separates Bauteil ausgebildet, das mit dem Zylindermantel 10 verbunden ist.
2 zeigt eine Detailansicht des Zylinderkopfs 28, der mit dem Zylindermantel 10 verbunden ist. Der Zylinderkopf 28 besitzt einen umlaufenden Dichtring 30, der dichtend an der Kolbenstange 12 anliegt und die Hydraulikflüssigkeit gegenüber der Atmosphäre abdichtet. An dem freien Ende des Zylinderkopfs 28 ist ein Schmutzabstreifring 32 vorgesehen, der ebenfalls an der Kolbenstange 12 anliegt. Der Schmutzabstreifring 32 und die Dichtung 30 sind aus einem Elastomer-Material hergestellt. Zwischen der Dichtung 30 und dem Schmutzabstreifring 32 ist eine Durchgangsbohrung 34 in dem Zylinderkopf vorgesehen, die sich in radialer Richtung erstreckt. In der Durchgangsbohrung 34 ist ein optischer Sensor 36 vorgesehen, der mit Hilfe einer Laserdiode Licht auf die Oberfläche der Kolbenstange 12 richtet. Ein entsprechender lichtempfindlicher Sensor empfängt das reflektierte Licht. Der optische Sensor 36 misst in regelmäßigen Zeitabständen das reflektierte Licht und vergleicht die so gewonnenen Bilder miteinander. Anhand von besonderen Merkmalen, wie beispielsweise Hell-/Dunkelverteilung in dem Bild, kann dann festgestellt werden, wie weit sich die Kolbenstange 12 gegenüber dem optischen Sensor 36 bewegt hat. Durch die Bewegung der Kolbenstange 12 gegenüber dem optischen Sensor wird die Hubhöhe an dem Flurförderzeug eingestellt. Indem der optische Sensor 36 in regelmäßigen Zeitabständen eine Bewegung der Kolbenstange erfasst, wird durch Aufsummieren der einzelnen Bewegungen insgesamt die Hubhöhe erfasst. Die von dem optischen Sensor 36 ermittelte Bewegung der Kolbenstange wird über eine Leitung 38 an eine Steuerung des Flurförderzeugs weitergeleitet.
Zur Bestimmung der Referenzlage, von der ausgehend der optische Sensor 36 die Hubhöhe erfasst, können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Eine Möglichkeit der Referenzierung besteht darin, durch die Steuerung für den Hydraulikzylinder festzustellen, dass dieser sich an einem seiner Anschläge befindet und diesen Anschlag als Referenzposition auszuwerten. Ausgehend von dieser Referenzposition können dann die Veränderungen in der Hubhöhe, die der optische Sensor 36 erfasst, in die aktuelle Hubhöhe umgerechnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004033170 A1 [0003]
DE 102008029205 A1 [0004]

Claims

Flurförderzeug mit einem Hydraulikzylinder, der eine Kolbenstange (12) und eine Zylindermantel (10) aufweist, in dem die Kolbenstange (12) geführt ist und der in seinem Kopfbereich (28) einen optischen Sensor (36) besitzt, welcher eine auf die Kolbenstange gerichtete Lichtquelle und einen Empfänger für das reflektierte Licht aufweist, wobei der optische Sensor aus zeitlich nacheinander zu dem Empfänger reflektierten Licht eine Bewegung der Kolbenstange (12) relativ zu dem Sensor erfasst.
Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor aus der erfassten Bewegung die in Längsrichtung zurückgelegte Strecke der Kolbenstange (12) bestimmt.
Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine Laserdiode vorgesehen ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kopfbereich des Hydraulikzylinders eine umlaufende Dichtung vorgesehen ist, die den Zwischenraum zwischen Kolbenstange (12) und Innenraum des Zylindermantels abdichtet, wobei der optische Sensor zwischen der Dichtung und dem freien Ende des Kopfbereichs, in dem die Kolbenstange austritt, angeordnet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmutzabstreifring (32) in dem Zylindermantel zwischen dem optischen Sensor (36) und dem Ende des Kopfbereichs angeordnet ist, in dem Kolbenstange (12) aus dem Zylindermantel austritt.
Flurförderzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hubhöhenmesseinrichtung vorgesehen ist, die zur Ermittlung der Position der Kolbenstange (12) relativ zu dem Zylindermantel (10) die relative Bewegung der Kolbenstange zu dem Sensor aufsummiert.
Flurförderzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder eine Referenzposition besitzt, in der die Hubhöhenmesseinrichtung der Kolbenstange eine definierte Position relativ zu dem Zylindermantel zuordnet.