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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Auslenkung eines Hubmastes eines Hochhubflurförderzeugs nach Anspruch 1 und auf eine Anordnung zur Bestimmung der Auslenkung eines Hubmastes eines Hochhubflurförderzeugs nach Anspruch 9.
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Je nach Ausfahrlänge und Belastung kommt es bei Hubmasten von Hochhubflurförderzeugen zu einer mehr oder weniger starken Durchbiegung und damit zur Auslenkung des Masts und des am Mast bewegten Lastträgers. Da die Durchbiegung das Ein- und Auslagern in Regalen, insbesondere Hochregalen, beeinträchtigt, ist es von Interesse, die Durchbiegung und damit die Auslenkwinkel eines Hubmastes zu kennen. Es sind zahlreiche Verfahren bekannt geworden, den Auslenkwinkel bzw. die Durchbiegung eines Hubmastes zu messen, um entsprechende Kompensationsmaßnahmen im Betrieb des Flurförderzeugs zu bewerkstelligen. Eine Kompensation erfolgt durch am Mast angreifende Kraftmittel.
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Im Betrieb eines Hochhubflurförderzeugs kommt es nicht nur zu einer statischen Mastdurchbiegung, sondern zu dynamischen Verformungen, etwa zu Schwingungen des Mastes. Diese Schwingungen, insbesondere während der Fahrt des Flurförderzeugs, können die Sicherheit des Fahrzeugs gefährden und die sichere Lagerung einer Last auf einer Lastgabel beeinträchtigen. Man ist daher bestrebt, derartige Schwingungen so weit zu dämpfen, dass Gefahren oder Beeinträchtigungen weitgehend vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Auslenkung eines Hubmastes eines Hochhubflurförderzeugs zu schaffen, das einfach und wirksam durchführbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit Hilfe eines am Förderzeug angebrachten Lasers die Verlagerung der Spitze eines Hubmastes durch zeitliche Veränderung des Auftreffens des mit vorgegebener Frequenz rotierenden oder oszillierenden Laserstrahls auf die Mastspitze in Bezug auf die Schwingungs- oder Umlaufzeit des Laserstrahls gemessen wird.
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Eine Anwendung eines Rotationslasers auf eine Mess- und Steuerungstechnik ist aus
EP 1 677 125 A1 bekannt geworden. Vom stationären Rotationslaser wird ein Laserstrahl, z.B. fächerförmiger Laserstrahl, in einer horizontalen Ebene mit Hilfe einer geeigneten Rotationseinheit in Rotation versetzt. Im bekannten Fall wird mit Hilfe des Rotationslasers eine horizontale Bezugsebene im Raum hergestellt, und ein Detektor an einem Erdbewegungsgerät misst die Höhe des Erdbewegungsgeräts relativ zur Bezugsebene. Außerdem wird dem Laserstrahl eine Winkelinformation eingeprägt, sodass auch die Winkellage des Erdbewegungsgeräts relativ zum fest installierten Rotationslaser ermittelt werden kann, um die Position des Gerätes zu bestimmen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgenutzt, dass bei einer Änderung der Lage einer Mastspitze der reflektierte Laserstrahl oder der auf einen Empfänger an der Mastspitze auftreffende Laserstrahl gegenüber einer Auftreffzeit zeitlich versetzt auftrifft, relativ zum Auftreffzeitpunkt beim unverformten Mast. Unabhängig von der Auslenkung des Hubmastes und damit der Verlagerung von Reflektor bzw. Empfänger, ist die Oszillationsfrequenz bzw. Drehzahl des Lasers, z.B. eines Rotationslasers, bekannt und damit auch die Schwingungs- bzw. Umlaufzeit des Laserstrahls. Bei einem Rotationslaser trifft sein Laserstrahl bei jeder Umdrehung den Reflektor an der Mastspitze bzw. den dort angebrachten Empfänger, wodurch ein Messsignal erzeugt wird. Ist ein Reflektor vorgesehen, wird der Empfänger vorzugsweise im Bereich des Rotationslasers angeordnet. Bei einem optischen Empfänger an der Mastspitze ist es erforderlich, den beim Auftreffen eines Laserstrahls erzeugten Impuls auf eine Messvorrichtung im Bereich des Lasers zu übertragen. Befindet sich der Mast in Ruhe, ist der Abstand der Signale beim Oszillieren oder Rotieren des Laserstrahls konstant. Dies kann im Übrigen dazu genutzt werden, das Messsystem zu kalibrieren und die tatsächlich vorhandene Frequenz oder Drehzahl des Lasers zu bestimmen.
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Ändert dagegen die Mastspitze und damit der Reflektor seine Position gegenüber dem Ruhezustand, z.B. bei einer Bewegung der Mastspitze nach vorn, treten die Messausschläge z.B. früher auf, und bei Kenntnis der Umdrehungsgeschwindigkeit des Lasers kann die Änderung des Winkels in Relation zur vorangegangenen Position bestimmt werden. Bei einer Bewegung des Mastes nach hinten vergrößert sich der Abstand der Ausschläge gegenüber dem Ruhezustand. Eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Abstände der Ausschläge relativ zur Ruhelage des Hubmasts hängt naturgemäß von der Schwingungs- oder Drehrichtung des Laserstrahls ab, die beispielsweise entgegen der Uhrzeigerrichtung gerichtet ist.
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Wie schon erwähnt, kann der schwingende oder rotierende Laserstrahl von einem Reflektor an der Mastspitze reflektiert werden. Der reflektierte Laserstrahl gelangt auf einen fahrzeugfesten Empfänger, vorzugsweise in der Nähe des Rotationslasers. Wird hingegen der Mastspitze ein Empfänger zugeordnet, muss dieser die Messsignale auf geeignete Weise auf einen weiteren fahrzeugfesten Empfänger übertragen.
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Mit dem beschriebenen Verfahren lässt sich die Veränderung des Winkels der Mastspitze in Relation zum letzterfassten Zustand bestimmen. Der absolute Winkel des verformten zum unverformten Mast lässt sich so nicht direkt bestimmen. Über eine Aufsummierung der Winkeländerungen kann der absolute Winkel des Mastes jedoch angenähert werden. Allerdings kann es zur Aufsummierung von Messfehlern kommen.
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Da nur die relative Positionsveränderung bei jeder Schwingung oder Umdrehung des Laserstrahls bestimmt wird, ist die Ausrichtung des sensierbaren Winkelbereichs entlang eines Winkels um die Fahrzeugquerachse unproblematisch, solange der erfasste Bereich die Bewegung der Mastspitze abdeckt.
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Durch den Einsatz eines zusätzlichen Reflektors, der fahrzeugfest installiert wird, lässt sich zur relativen Änderung des Auslenkwinkels des Hubmastes auch der absolute Verformungswinkel in Bezug auf den fest angebrachten Reflektor bestimmen. Außerdem lässt sich mit dem fest angeordneten Reflektor auch die Schwingungsfrequenz oder Drehzahl des Lasers relativ genau bestimmen.
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Werden am Rand eines von dem Messsystem abgedeckten Winkelbereichs jeweils ein Reflektor ortsfest bzw. fahrzeugfest angeordnet, lässt sich bei Kenntnis dieses Öffnungswinkels die Schwingungs- oder Umdrehungsgeschwindigkeit des Lasers beim Überstreichen des sensierten Bereiches bestimmen. Somit muss die konstante Drehgeschwindigkeit des Rotationslasers nur für diesen Ausschnitt eingehalten werden und eine Änderung der Geschwindigkeit in dem übrigen Bereich hat keinen Einfluss auf die Winkelmessung.
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Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Bestimmung der Auslenkung eines Hubmastes eines Hochhubflurförderzeugs zu schaffen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch Patentanspruch 9 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist am Flurförderzeug ein Rotationslaser angebracht, der z.B. mit konstanter Frequenz oder Drehgeschwindigkeit angetrieben ist. Ferner ist am Fahrzeug an der Mastspitze des Hubmastes ein Reflektor oder ein optischer Empfänger angebracht, welcher den schwingenden oder rotierenden Laserstrahl des Lasers reflektiert bzw. empfängt. Ferner ist am Flurförderzeug eine Messeinheit angeordnet, die das zeitliche Auftreffen des Laserstrahls auf den Reflektor oder Empfänger in Bezug auf die Schwingungs- oder Umlaufzeit des Lasers misst. Schließlich ist eine Recheneinheit vorgesehen, die aus der Schwingungs- oder Umlaufzeit des Lasers und/oder seiner Frequenz oder Drehzahl und der Auftreffzeit des Laserstrahls den Auslenkwinkel des Hubmastes errechnet, der gegenüber einer vorangehenden Winkelmessung am Hubmast erzeugt wurde.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Laser, z.B. Rotationslaser, am Halter des Hubmastes angeordnet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein weiterer Reflektor fest am Fahrzeug bezüglich der Ebene des schwingenden oder rotierenden Laserstrahls in einem Winkel zur Richtung des vom ersten Reflektor oder am reflektierten und/oder am Empfänger empfangenen Laserstrahls angeordnet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das System aus z.B. Rotationslaser und Reflektor bzw. Empfänger so ausgebildet, dass nur ein begrenzter Winkelbereich gemessen wird und am Rande des Winkelbereichs jeweils ein fahrzeugfester Reflektor oder optischer Empfänger angeordnet ist. Wie schon erwähnt, lässt sich mit einer derartigen Anordnung die Schwingungszeit bzw. die Drehzahl des Lasers in einem begrenzten Winkelbereich genau bestimmen, wobei der übrige Winkelbereich außenvor bleiben kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eine Dämpfungseinrichtung für den Hubmast eines Hochhubflurförderzeugs, wobei der Hubmast mit Hilfe einer Kraftvorrichtung nach Maßgabe der gemessenen Auslenkwinkel zur Kompensation seiner Durchbiegung oder von Durchbiegungsschwingungen angesteuert wird. Die Kraftvorrichtung kann ein Schubzylinder für den Mastvorschub oder ein Neigezylinder für eine Mastneigung sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt schematisch ein Hochhubflurförderzeug mit ausgefahrenem Hubmast.
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2 zeigt das Fahrzeug nach 1 mit einem angedeuteten Messbereich für Auslenkwinkel des Hubmastes.
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3 zeigt äußerst schematisch das Messprinzip für ein Hochhubflurförderzeug nach den 1 und 2.
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4 zeigt schematisch die Winkelmessung eines Hochhubflurförderzeugs.
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5 zeigt schematisch die Messsignale bei der Messung nach 4.
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6 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 4, wobei zusätzliche Reflektoren einbezogen sind.
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7 zeigt die Signalerzeugung bei einer Messung nach 6.
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8 zeigt perspektivisch die Anordnung eines Rotationslasers an einem Masthalter.
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9 zeigt die Anordnung nach 8 in einer anderen Perspektive und die Anordnung eines Reflektors.
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In den 1 und 2 ist ein Hochhubflurförderzeug 10 schematisch in Seitenansicht dargestellt. An einem Masthalter 12 ist ein Hochhubmast 14 angebracht, der einen fahrzeugfesten Außenmast 16, einen Mittelmast 18 und einen Innenmast 20 aufweist. Die Mastschüsse sind teleskopisch ausfahrbar, wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist. Am Innenmast befindet sich eine Lastgabel 22. Wie aus 1 ferner zu erkennen, hat der Hubmast 14 eine Durchbiegung erfahren, und es liegt eine Auslenkung ∆x gegenüber der Vertikalen vor. Am Masthalter 12 ist ein Rotationslaser 24 angeordnet, dessen Laserstrahl eine vertikale Ebene bestreicht. Der wirksame Austrittswinkel des rotierenden Laserstrahls ist durch die gestrichelten Linien 26 angedeutet. Der Laserstrahl in 2 ist mit 28 bezeichnet. Seine Umdrehungsgeschwindigkeit ist konstant.
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An der Mastspitze (nicht weiter gezeigt) ist z.B. ein Reflektor angebracht (in 1 und 2 durch einen Kreis angedeutet), der einen Reflexionsstrahl zurück in Richtung Rotationslaser 24 erzeugt, sobald der Laserstrahl auf diesen auftrifft. Vorzugsweise ist der Reflektor in Längsrichtung der Längsachse des Flurförderzeugs 10 relativ schmal, sodass ein reflektierender Strahl nur für eine kurze Zeit erzeugt wird. Dieser gelangt auf einen nicht weiter bezeichneten Empfänger im Bereich des Rotationslasers 24 und erzeugt ein entsprechendes Signal. Alternativ kann, wie eingangs bereits beschrieben, ein optischer Empfänger an der Mastspitze angeordnet werden, wobei dann das von dem Empfänger erzeugte Signal auf eine fahrzeugfeste Anordnung übertragen werden muss.
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In 3 ist der Hubmast nach den 1 bis 2 mit der Länge l angegeben. Rotiert der Laserstrahl eine Zeit T bei einer Umdrehung, leuchtet ein, dass bei einer Drehrichtung entgegen der Uhrzeigerrichtung und einer Auslenkung des Mastes in Uhrzeigerrichtung das Signal, das durch den reflektierenden Laserstrahl erzeugt wird, in Bezug auf die Umlaufzeit T früher eintritt. Dies ist in 4 zu erkennen. Die verringerte Zeit für die Signalerzeugung durch den reflektierten Laserstrahl beträgt ∆t1. In 5 sind die bei einer Umlaufzeit von T erzeugten Signale angedeutet. Liegt eine Verformung wie oben beschrieben vor, ist die Zeit ∆t1 kleiner als T. Die Differenz T – ∆t1 ist somit ein Maß für die Auslenkung des Mastes. Bei einer weiteren Verlagerung gemäß ∆t2 ergibt sich eine entsprechende weitere Winkeländerung.
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Die zugrundeliegenden Formeln sind folgende:
- • n = const
- • n ~ T
- • ∆φ = 360° – ∆t / T × 360°
- • ∆x = ∆φ × l
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In 6 ist angedeutet, wie sich die Verhältnisse einstellen, wenn zusätzliche fahrzeugfeste Reflektoren in einem Winkelbereich angeordnet sind. Sie sind in 6 bei 30 bzw. 32 angedeutet. Der zwischen diesen gebildete Winkel entspricht dem Öffnungswinkel des beschriebenen Messsystems. Dieser Winkelbereich φÖffnung ist in jedem Fall etwas größer als der maximale Auslenkungswinkel des Hubmastes.
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Mit Hilfe der zusätzlichen Reflektoren lässt sich die Drehzahl des Lasers in dem Winkelbereich φÖffnung bestimmen. Somit muss die konstante Drehgeschwindigkeit des Rotationslasers nur für diesen Winkelbereich eingehalten werden. Eine Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit in dem Graubereich von 6 hat keinen Einfluss auf die Winkelmessung.
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In 7 ist ein Diagramm dargestellt für die Signale, welche der rotierende Laserstrahl auf den Reflektor an der Mastspitze und an den fest installierten Reflektoren 30, 32 erzeugt.
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In den 8 und 9 ist der Masthalter 12 perspektivisch dargestellt. An seinem oberen Ende befindet sich eine Anordnung 40 aus Rotationslaser und Empfänger für einen von der Mastspitze reflektierten Lichtstrahl. In 9 ist die Mastanordnung im eingefahrenen Zustand dargestellt. Man erkennt, dass am oberen Ende des Innenmastes 20 ein Halter 44 für einen Reflektor am unteren Ende angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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