DE102010045602A1 - Device for measuring wheel contact force on the steered rear wheel of an industrial truck, in particular a counterbalanced truck - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Messung der Radaufstandskraft am gelenkten Hinterrad eines Dreirad-Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsstaplers, wobei das Flurförderzeug am hinteren Ende einen Lenkbock lagert, der seinerseits mit einem aufrechten Tragteil um eine vertikale Achse am Rahmen des Flurförderzeugs drehbar gelagert ist, wobei mindestens ein Verformungssensor zur Messung der Radlast vorgesehen ist, wobei das Tragteil ein Querschnittsprofil mit mindestens einem zwischen seiner vorderen und hinteren Kante liegenden Tragabschnitt aufweist, der im Wesentlichen nur durch die Radlast verformbar ist und der Verformungssensor an dem Tragabschnitt angebracht ist.Device for measuring the wheel contact force on the steered rear wheel of a three-wheeled industrial truck, in particular a counterbalanced truck, with the truck at the rear end supporting a steering bracket, which in turn is rotatably mounted with an upright support part around a vertical axis on the frame of the truck, with at least one deformation sensor for Measurement of the wheel load is provided, the support part having a cross-sectional profile with at least one support section located between its front and rear edge, which is essentially only deformable by the wheel load and the deformation sensor is attached to the support section.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Radaufstandskraft am gelenkten Hinterrad eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsstaplers nach Patentanspruch 1.The invention relates to a device for measuring the wheel contact force on the steered rear wheel of a truck, in particular a counterbalanced truck according to claim 1.
Beim Transport von Lasten durch Flurförderzeuge liegt der Lastschwerpunkt in der Regel außerhalb der Fahrzeugkontur. Es ist bekannt, zum Ausgleich hierfür ein Gegengewicht zu verwenden (Gegengewichtsstapler), das in einem definierten Lastbereich dafür sorgt, dass zumindest der Fahrzeugschwerpunkt in der Fahrzeugkontur liegt und das Fahrzeug nicht umkippt. Die Aufnahme zu großer Lasten oder die Aufnahme von Lasten mit zu weit vorn liegendem Schwerpunkt, unter Umständen in Verbindung mit dynamischen Vorgängen, wie Bremsen oder Rückwärtsbeschleunigungen bei angehobener Last führt bei derartigen Fahrzeugen unfreiwillig zum Kippen über die Vorderachse.When transporting loads by trucks, the load center is usually outside the vehicle contour. It is known to compensate for this use a counterweight (counterbalance truck), which ensures in a defined load range that at least the center of gravity of the vehicle lies in the contour of the vehicle and the vehicle does not tip over. The inclusion of excessive loads or the inclusion of loads with too far forward center of gravity, possibly in conjunction with dynamic processes such as brakes or reverse acceleration with lifted load leads involuntarily in such vehicles to tilt over the front axle.
Ein solches Kippen kann verhindert werden, wenn das für das Kippen verantwortliche Lastmoment um die Vorderachse bestimmt und entsprechend reagiert wird, beispielsweise durch Verringerung der maximalen Beschleunigung oder Verzögerung, Verringerung der maximalen Lastneigung usw. Durch Verwendung modellbasierter Verfahren oder von Sensoren kann das Lastmoment bestimmt und ein Kippen verhindert werden. Die Verwendung von Sensoren bzw. das modellbasierte Verfahren ist etwa aus
Zur Bestimmung des Lastmoments bieten sich unterschiedliche Messpositionen und Messgrößen an:
- – Verwendung von den Dehnungsmessstreifen (DMS) an der Lastgabel oder dem Gabelträger zur Bestimmung des Lastmoments
- – Messung des Drucks des am Mast des Flurförderzeugs angreifenden Neigezylinders zur Bestimmung der Axialkraft und des daraus resultierenden Lastmoments
- – Messung der Vertikal- und Horizontalkräfte in einem oder beiden Mastlager(n) mittels DMS, Kraftmessbolzen usw. zur Bestimmung der Last und des Lastmoments
- – Bei Vierradfahrzeugen sind zwei unterschiedliche Methoden zur Bestimmung der Aufstandskraft an der Hinterachse bekannt und dadurch eine Berechnung des anliegenden Lastmoments möglich: einerseits durch Messung der Dehnung über Quer- und Normalkraftaufnehmern, wie aus
DE 10 2006 028 551 A1 DE 10 2006 028 550 A1 DE 10 2005 057 203 A1 DE 101 18 442 A1 DE 40 21 984 A1 - – Aus
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- - Use of the strain gauges (DMS) on the fork or fork carriage to determine the load torque
- - Measurement of the pressure of the tilt cylinder acting on the mast of the truck to determine the axial force and the resulting load torque
- - Measuring the vertical and horizontal forces in one or both mast bearing (s) by means of strain gages, force measuring pins, etc. for determining the load and the load torque
- - For four-wheel vehicles, two different methods for determining the contact force at the rear axle are known and thus a calculation of the applied load torque possible: on the one hand by measuring the strain on transverse and normal force, as shown
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Die meisten der erwähnten Konzepte sind aufwendig zu realisieren und kaum serientauglich. Zumeist weisen diese durch nichtlineare Effekte wie reibparasitäre Kraftflussverläufe Ungenauigkeiten auf.Most of the mentioned concepts are complex to implement and hardly suitable for series production. In most cases, these have inaccuracies due to non-linear effects such as friction-parasitic force flow characteristics.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung der Radaufstandskraft am gelenkten Hinterrad eines Dreirad-Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsstaplers zu schaffen, die einfach herstellbar und einbaubar ist und die bei Unterdrückung von Störungen genaue Messergebnisse liefert.The invention has for its object to provide a device for measuring the wheel contact force on the steered rear wheel of a tricycle truck, in particular a counterbalance truck, which is easy to manufacture and install and provides accurate measurement results in suppression of interference.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of patent claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das das Hinterrad tragende Tragteil des Lenkbocks mit einem Querschnittsprofil versehen, bei dem zwischen seiner vorderen und hinteren Kante mindestens ein Tragabschnitt vorgesehen ist, der im Wesentlichen nur durch die Radlast verformbar ist. Der Verformungssensor wird an diesem Tragabschnitt angebracht.In the apparatus according to the invention, the support member carrying the rear wheel of the steering block is provided with a cross-sectional profile, wherein between its front and rear edge at least one support portion is provided which is deformable substantially only by the wheel load. The deformation sensor is attached to this support section.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht die Ermittlung der Kippgefahr auf Messung der Radaufstandskraft am Hinterrad, da die Radaufstandskraft ein entscheidender Faktor bei der Bestimmung der Kippsicherheit um die Querachse ist. Ist die Radaufstandskraft Null, kippt das Fahrzeug. Bei der Erfindung wird mindestens ein Verformungssensor eingesetzt, z. B. Dehnungsmessstreifen, Einpresssensor usw. Die Anordnung des Verformungssensors erfolgt an einem spezifischen Ort des Lenkbocks, der so durch Formgebung des Lenkbocks ausgebildet ist, dass er im Wesentlichen nur durch die Radlast eine Verformung erleidet, nicht aber durch parasitäre Effekte, wie Lenkbewegungen und Quer- oder Lenkbeschleunigungen beeinflusst wird. Alle außer der reinen Radlast auftretenden Kräfte und Momente werden weitgehend durch Teile des Lenkbocks übertragen, die nicht zu einer Verformung des den Verformungssensor tragenden Tragabschnitts führen.In the apparatus according to the invention, the determination of the risk of tipping is based on measuring the wheel contact force on the rear wheel, since the wheel contact force is a decisive factor in determining the stability of tilting about the transverse axis. If the wheel contact force is zero, the vehicle tilts. In the invention, at least one deformation sensor is used, for. Strain gauge, press-fit sensor, etc. The deformation sensor is disposed at a specific location of the steering block formed by the shape of the steering block so as to be deformed substantially only by the wheel load, but not by parasitic effects such as steering and lateral movement - or steering acceleration is affected. All but the pure wheel load occurring forces and moments are largely transmitted through parts of the steering block, which does not lead to a deformation of the deformation sensor supporting support section.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Tragteil einen vorderen und einen hinteren Träger aufweist und der dazwischen liegende Tragabschnitt gegenüber den Trägern eine deutlich geringere Dicke aufweist. Vordere und hintere Träger werden bei Beschleunigung und Verzögerung sowie beim Anfahren von Fahrbahnkanten verformt. Es wird eine Biegung um die Querachse des Lenkbocks erzeugt. Kurvenfahrten und entsprechende Querbeschleunigungen erzeugen eine Biegung um die Längsachse des Lenkbocks und die Kräfte werden ebenfalls hauptsächlich durch die Träger übertragen. Die Übertragung des Fahrzeugsgewichts auf das Rad resultiert in einer Druckverformung entlang der vertikalen Achse, die vom gesamten Lenkbock übertragen wird und somit auch den Tragabschnitt verformt und damit den Verformungssensor deutlich beeinflusst.According to one embodiment of the invention it is provided that the support member has a front and a rear support and the intermediate lying support portion relative to the carriers has a significantly smaller thickness. Front and rear girders are deformed during acceleration and deceleration and when approaching lane edges. A bend is created around the transverse axis of the steering block. Cornering and corresponding lateral accelerations create a bend about the longitudinal axis of the steering block and forces are also transmitted primarily by the carriers. The transmission of the vehicle weight to the wheel results in a compression deformation along the vertical axis, which is transmitted by the entire steering block and thus also deforms the support portion and thus significantly affects the deformation sensor.
Die Auswahl der Sensorposition erfolgt damit in einer Art und Weise, dass die gemessene Dehnung weitgehend unbeeinflusst von Fahrmanövern bleibt und lediglich aus der aktuellen Radlast resultiert. Mit einem entsprechend kalibrierten Sensor kann aus der Dehnung direkt die Radlast bestimmt werden und aus der Radlast wiederum bei bekanntem Fahrzeugleergewicht und Fahrzeugleerschwerpunkt das anliegende Lastmoment. Dieser Wert kann entweder dem Fahrer als Information angezeigt oder als Basis für entsprechende Schutzmaßnahmen verwendet werden, beispielsweise durch Verringerung der Geschwindigkeit, Verringerung der maximalen Masthöhe, Verringerung der Hubhöhe usw.The selection of the sensor position thus takes place in such a way that the measured elongation remains largely unaffected by driving maneuvers and results only from the current wheel load. With a correspondingly calibrated sensor, the wheel load can be determined directly from the strain, and the wheel load, in turn, with known vehicle idle weight and vehicle idle center, determines the applied load torque. This value can either be displayed to the driver as information or used as a basis for corresponding protective measures, for example by reducing the speed, reducing the maximum mast height, reducing the lifting height, etc.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Tragteil zwischen vorderem und hinterem Träger einen mittleren Träger aufweist und zwischen hinterem und mittlerem Träger und zwischen vorderem und mittlerem Träger jeweils ein dünner Tragabschnitt angeordnet ist und der Sensor an mindestens einem der Tragabschnitte angebracht ist. Vorzugsweise ist der Lagerbock einteilig als Gussteil geformt.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the support member between the front and rear support has a central support and between the rear and middle support and between the front and middle support each have a thin support section is arranged and the sensor is attached to at least one of the support sections. Preferably, the bearing block is integrally molded as a casting.
Im Zusammenhang mit der zuletzt erwähnten Ausführungsform ist es nach einer Ausgestaltung vorteilhaft, wenn das Querschnittsprofil des Tragteils symmetrisch zur Hochachse geformt ist und die Tragabschnitte durch gleichgeformte seitliche Vertiefungen im Tragteil gebildet sind. In der zuletzt erwähnten Ausführungsform beeinflussen auch Lenkbewegungen nicht den Verformungssensor, da die Torsion des Lenkbocks um seine vertikale Achse im Wesentlichen durch den mittleren Träger übertragen wird. Kurvenfahrten und entsprechende Querbeschleunigungen werden dann über alle drei Träger übertragen.In connection with the last-mentioned embodiment, it is advantageous according to one embodiment, when the cross-sectional profile of the support member is formed symmetrically to the vertical axis and the support sections are formed by equally shaped lateral recesses in the support member. In the last-mentioned embodiment, steering movements do not affect the deformation sensor, since the torsion of the steering block about its vertical axis is transmitted substantially through the central carrier. Cornering and corresponding lateral accelerations are then transmitted over all three carriers.
Die Erfindung vermeidet bei der Messung der Radaufstandskraft parasitäre Effekte durch Lenkbewegungen und Quer- und Längsbeschleunigungen aufgrund der mechanischen Konstruktion des Lagerbocks und der Anordnung des Verformungssensors. Es wird eine mechanische Funktionstrennung erreicht, die eine oder mehrere Stellen im Lenkbock schafft, deren Verformung lediglich durch die Radaufstandskräfte beeinflusst werden. Alle übrigen auftretenden Kräfte und Momente werden weitgehend durch andere Teile des Lenkbocks übertragen. Eine derartige Vorrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf:
- – Es werden genaue Messergebnisse erhalten, da Störungen unterdrückt werden.
- – Die Erfindung ermöglicht einen robusten Aufbau und einen leichten Austausch des oder der Verformungssensoren.
- – Bei der Erfindung ist eine kostengünstige Fertigung und Anbringung des Verformungssensors möglich.
- – Es kann eine redundante Anordnung der Sensoren ermöglicht werden durch Schaffung von zwei oder mehr Messstellen.
- – Die Erfindung lässt sich für alle Dreirad-Flurforderzeuge einsetzen.
- - Accurate measurement results are obtained, as disturbances are suppressed.
- The invention enables a robust construction and easy replacement of the deformation sensor (s).
- - In the invention, a cost-effective production and mounting of the deformation sensor is possible.
- - It can be a redundant arrangement of the sensors are made possible by creating two or more measuring points.
- - The invention can be used for all three-wheeled floor demands.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Das in
Das Antriebsteil
In den
Das Lagerteil
Aus den
Mit der beschriebenen Anordnung der Verformungssensoren wird eine Funktionstrennung im Hinblick auf die am Tragteil
Durch die Auswahl der Sensorpositionen bzw. der Verformung des Lenkbocks
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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Effective date: 20150401 |