DE102018100366A1 - Flurförderzeug mit Gabelzinken zur Lastmoment-Messung - Google Patents

Flurförderzeug mit Gabelzinken zur Lastmoment-Messung Download PDF

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Tobias Weyl
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug (1) mit einer Hubeinheit (2), welche aus einem Hubmast (3) und heb- und senkbaren Gabelträgern (4) besteht, an denen zwei als Lastaufnahmemittel ausgebildete Gabelzinken (5) eingehängt sind, die jeweils einen Gabelrücken (9), daran befestigte Gabelhaken (6, 7) und ein Gabelblatt (10) aufweisen, sowie mit Messwertaufnehmern (12, 32, 35, 38, 40) und einer Steuereinheit (19). An wenigstens einer Gabelzinke (5) ist zur Lastmoment-Messung ein Druckkraftaufnehmer (12) als Messwertaufnehmer für die horizontale Kraft (Fxb) unmittelbar oberhalb der Auflagefläche des Gabelhakens angeordnet. Der Druckkraftaufnehmer (12) ist von einer in Führungsbolzen (13) gehaltenen Druckplatte (14) abgedeckt, welche aus dem Gabelrücken (9) hervorsteht und den Auflagepunkt der Gabelzinke (5) auf den Gabelträger (4) bildet. Der Druckkraftaufnehmer (12) ist mit der Steuereinheit (19) verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer Hubeinheit, welche aus einem Hubmast und heb- und senkbaren Gabelträgern besteht, an denen zwei als Lastaufnahmemittel ausgebildete Gabelzinken eingehängt sind, die jeweils einen Gabelrücken, daran befestigte Gabelhaken und ein Gabelblatt aufweisen, sowie mit Messwertaufnehmern und einer Steuereinheit. Bei derartigen Flurförderzeugen mit Gabelzinken können Überlastungen entweder durch zu schwere Lasten hervorgerufen werden, als auch durch Nennlast bei zu hohem Hebelarm, dem sogenannten Lastschwerpunktabstand (LSP). Neben Schäden an Gabelzinke, Struktur und Hydrauliksystem des Flurförderzeug führen Überlastungen zu einem Überschreiten des zulässigen Kippmoments des Flurförderzeugs, wodurch dieses über den Drehpunkt an den Vorderrädern unkontrolliert nach vorne kippt, was zu schwersten Unfällen führen kann.
  • Aus einem Tragfähigkeitsdiagramm kann die Kombination von maximaler Tragfähigkeit relativ zu einem Lastschwerpunktabstand abgelesen werden. Da die Hubhöhe ebenfalls einen Einfluss auf das Kippmoment hat, zeigt das Diagramm eine entsprechende Unterteilung. Z.B. darf die Stapler-Nennlast von 2500 kg bei einem Lastschwerpunktabstand von 500 mm bis zu einer Höhe von 4700 mm angehoben werden, ohne dass das zulässige Kippmoment des Staplers überschritten wird. Was in der Theorie recht einfach zu berechnen ist, stellt den Fahrer des Flurförderzeug, und damit den Verantwortlichen, vor enorme Herausforderungen. Während das Ladungsgewicht durch vorheriges Wiegen ermittelt werden kann bzw. oft schon auf Ladungspapieren vermerkt ist, ist die Information über den Lastschwerpunkt nicht vorhanden und auch nur schwer ermittelbar. In der Praxis sieht es oft so aus, dass der Fahrer das Ladungsgewicht nur grob kennt und keine Informationen über den Lastschwerpunktabstand hat, womit ein sicheres Handling der Last kaum möglich ist. Um dem Fahrer diese Kenngrößen zu liefern, bzw. eine Überlast des Flurförderzeugs zu verhindern, gibt es bereits verschiedene bekannte Lösungen.
  • So ist in der EP 1 136 433 B1 eine Messung des Ladungsgewichtes über Hydraulikdruck beschrieben. Mittels zweier Drucksensoren, die den Druck der Hydraulikflüssigkeit zwei Kammern des Kippzylinders erfassen, berechnet eine Steuerungseinrichtung eine Axialkraft des Kippzylinders. Bei diesem System werden Drucksensoren an bestimmten Punkten der Hebe- und/oder Neigehydraulik des Flurförderzeugs installiert. Durch den gemessenen Haltedruck können Rückschlüsse auf das Ladungsgewicht und den Lastschwerpunkt gezogen werden. Die Genauigkeit wird allerdings durch Haft- und Reibeinflüsse, die im gesamten Hubsystem auftreten und die sich im Laufe der Zeit verändern können, negativ beeinflusst. Ein Vorteil des Systems ist seine einfache Nachrüstbarkeit.
  • Die EP 2 487 131 B1 beschreibt eine Messung der Strukturverformung, bei dem Dehnungsmesstreifen oder ähnliche Sensoren an relevanten Strukturen des Hubsystems, beispielsweise an einem Längsträger einer Batterieaufnahme, angebracht werden. Die Höhe der Verformungsarten Dehnung, Stauchung und Biegung liefern Rückschlüsse auf den Beladungszustand.
  • Eine weitere Möglichkeit ist, einen Sensor in die Hubkette zu integrieren, um das Lastgewicht zu messen. Der Vorteil des Systems liegt ebenfalls in der einfachen Nachrüstung. Nachteilig ist die fehlende Genauigkeit.
  • Aus der DE 10 2006 028 551 A1 ist eine Messung von Stützlasten mit einer Messeinrichtung zur Erfassung der Achslast bekannt. Um mit einfachen und funktionssicheren Mitteln die Achslast erfassen zu können, ist erfindungsgemäß mindestens ein Kraftaufnehmer in die Achse integriert. Bei diesem System werden Sensoren (DMS, Kraftmessdosen etc.) an geeigneten Stützlastpunkten am Flurförderzeug installiert, wo sich die Kräfte bei verändertem Ladungsmoment ebenfalls verändern. Geeignete Punkte wären z.B. die Radaufhängungen oder die Achslagerpunkte. Mit diesem System können, neben dem Beladungsmoment, ein Kippen des Fahrzeugs direkt und sehr genau gemessen werden. Allerdings muss das Gesamtgewicht des Fahrzeugs ohne Ladung, welches sich durch z. B. Treibstoffverbrauch oder Fahrerwechsel ändert, für das Auswertsystem ständig aktuell gehalten werden. Zudem ist solch ein System nicht mehr nachrüstbar, da der Aufwand und die Kosten zu groß wären.
  • In der EP 2 729 401 B1 ist eine Messung der Gewichtskraft mit Wiegegabelzinken beschrieben, bei der speziell gelagerte Kraftaufnehmer mit einem druck- oder spannungsempfindlichen Kraftsensor Verwendung finden,
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art ohne weitere Modifikationen derart auszubilden, dass sich auf einfache Weise das auf die Gabelzinken wirkende Lastmoment zur Vermeidung einer Überbelastung des Flurförderzeugs sehr genau messen lässt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an wenigstens einer Gabelzinke zur Lastmoment-Messung ein Druckkraftaufnehmer als Messwertaufnehmer für die horizontale Kraft unmittelbar oberhalb der Auflagefläche des Gabelhakens in einer Ausfräsung auf dem Gabelrücken angeordnet ist, dass der Druckkraftaufnehmer von einer in Führungsbolzen gehaltenen Druckplatte abgedeckt ist, welche aus dem Gabelrücken hervorsteht und den Auflagepunkt der Gabelzinke auf den Gabelträger bildet, und dass der Druckkraftaufnehmer mit der Steuereinheit verbunden ist.
  • Durch diese erfindungsgemäße Ausführung der Gabelzinken lassen sich die Reaktionskräfte an einer Gabelzinke, welche durch die aufgenommene Last eingeleitet werden, messtechnisch erfassen. Die dafür notwendige Sensorik ist dabei in die Gabelzinke integriert.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Messvorrichtung für die horizontale Kraft eine Kraftmessdose als Druckkraftaufnehmer aufweist, der ein Messumformer nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal einer Horizontalauswertung zur Bestimmung des Lastmoments der Gabelzinke zugeführt wird.
  • Eine Überlastung der Gabelzinke und damit eine Überlastung des Flurförderzeugs kann sicher detektiert und durch erfindungsgemäße Maßnahmen vermieden werden, wenn das Ausgangssignal der Horizontalauswertung an einem Ausgabemodul zur optischen und/oder akustischen Signalausgabe und/oder einer Steuerung des Flurförderzeugs zum Eingriff in dessen Steuerprozess angeschlossen ist.
  • Es hat sich bewährt, wenn die Steuereinheit in der Gabelzinke integriert ist, wobei die Steuereinheit im Seitenbereich des Gabelrückens in einer Vertiefung angeordnet sein kann, die von einer Abdeckung geschützt ist.
  • In vorteilhafter Weise kann im Seitenbereich des Gabelrückens ein nutförmiger Kabelkanal eingearbeitet sein, in dem ein Steuerungskabel eingelegt ist, das den Druckkraftaufnehmer mit der Steuereinheit verbindet.
  • Um eine Überlastung bei Lastschwerpunkten, die kleiner als der Nenn-Lastschwerpunktabstand sind, zu vermeiden, hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Gabelzinke eine Messvorrichtung für die vertikale Kraft aufweist.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Messvorrichtung für die vertikale Kraft eine der folgenden Messverfahren verwendet:
    • • Erfassen der Strukturverformung der Gabelzinke mittels Dehnungsmessstreifen erfolgen, dem ein Messumformer nachgeschaltet ist,
    • • Erfassen der vertikalen Kraftkomponente am oberen Gabelhaken mit einer Kraftmessdose und einem daran angeschlossenen Messumformer,
    • • Messung der Gewichtskraft mit Wiegegabeln oder
    • • Messung des Ladungsgewichtes über Hydraulikdruck mittels eines Hydraulikdrucksensors.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn am oberen Gabelhaken der Gabelzinke in die Auflagefläche des Gabelhakens, welche auf dem Gabelträger aufliegt, ein Druckkraftaufnehmer zur Messung der vertikalen Kraft eingearbeitet ist.
  • Es hat sich bewährt, dass eine Auswerteschaltung mit der Messvorrichtung sowie der Horizontalauswertung verbunden ist, deren Ausgangssignal auf einem Ausgabemodul wiedergegeben wird und/oder mittels einer Steuerung des Flurförderzeugs in dessen Steuerprozess eingreift.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Flurförderzeugs,
    • 2 eine Gabelzinke gemäß der Erfindung,
    • 3 eine Darstellung der Kräfteverhältnisse an der Gabelzinke,
    • 4 eine Schaltungsanordnung zur Messung der horizontalen Kraft am unteren Gabelträger der erfindungsgemäßen Gabelzinke gemäß 2,
    • 5 ein Messsystem zur Bestimmung sowohl der Horizontalkraft als auch der Vertikalkraft an der Gabelzinke gemäß 2,
    • 6 eine Schaltungsanordnung zur Messung der Kräfte gemäß 5 mit der Auswertung in der Fahrzeugsteuerung und
    • 7 einen Messwertaufnehmer am oberen Gabelhaken zur Messung der Vertikalkraft an der Gabelzinke gemäß 2.
  • Die 1 stellt ein als Gabelstapler ausgebildetes Flurförderzeug 1 mit einer Hubeinheit 2 dar, welche aus einem Hubmast 3 und heb- und senkbaren Gabelträgern 4 besteht. An den Gabelträgern 4 sind üblicherweise zwei als Lastaufnahmemittel ausgebildete Gabelzinken 5 eingehängt.
  • In der 2 ist eine Gabelzinke 5 dargestellt, die über Gabelhaken 6 und 7 auf den an dem Hubmast 3 höhenbeweglich angeordneten Gabelträgern 4 aufgeschoben und dort ggf. mit einer im Bereich des Gabelkopfes 8 angeordneten Arretierung fixiert wird. Die Gabelhaken 6 und 7 sind am Gabelrücken 9 der Gabelzinke 5 angeordnet. Um ca. 90 Grad abgewinkelt vom Gabelrücken 9 ist ein Gabelblatt 10 vorgesehen, dessen freies Ende eine Gabelspitze 11 bildet.
  • Unmittelbar oberhalb der Auflagefläche des lösbaren Gabelhakens 7 auf dem Gabelrücken 9 ist in einer Ausfräsung ein Druckkraftaufnehmer 12 angeordnet, der von einer in Führungsbolzen 13 frei beweglich gehaltenen Druckplatte 14 abgedeckt ist, welche minimal aus dem Gabelrücken 9 hervorsteht. Die Druckplatte 14 bildet den Auflagepunkt der Gabelzinke 5 auf den Gabelträger 4. Ist die Gabelzinke 5 ordnungsgemäß am Gabelträger 4 des Flurförderzeugs 1 eingehängt, liegt die Druckplatte 14 als einziges Teil der gesamten Gabelzinke 5 am unteren Gabelträger 4 an.
  • In der Gabelzinke 5 ist seitlich am Gabelrücken 9 von dem Druckkraftaufnehmer 12 zum Gabelkopf 8 ein nutförmiger Kabelkanal 15 eingearbeitet, beispielsweise eingefräst. In ihm läuft ein Steuerungskabel 16 zu einer Vertiefung 17 nahe dem Gabelkopf 8, in der es mittels einer Steckverbindung 18 mit einer integrierten Steuereinheit 19 verbunden ist. Dieses Steuerungskabel 16 kann beispielsweise in dem Kabelkanal 15 verklebt sein.
  • Die Vertiefung 17 ist zum Schutz der Steuereinheit 19 mit einer Abdeckung 20 abgedeckt. Mittels eines am Gabelkopf 8 angeordneten Verbindungssteckers 21 kann die integrierte Steuereinheit 19 mit dem Flurförderzeug 1 verbunden werden.
  • Anhand der 3 werden die bei Belastung auftretenden Reaktionskräfte näher erläutert, die sich zwischen Gabelzinke 5 und Gabelträger 4 einstellen und durch die Nennlast pro Gabelzinke 5 induziert werden. Die Nennlast wirkt mit einer Kraft Fn im Lastschwerpunktabstand LSP auf das Gabelblatt 10. Die Gabeldicke GD und das Hakenmaß HM sind für die jeweilige Gabelzinke 5 bekannt und konstant. Als Geometrische Randbedingungen gelten: x = LSP + GD + HM
    Figure DE102018100366A1_0001
    Y = konstant
    Figure DE102018100366A1_0002
  • Es gilt das Kräftegleichgewicht: Fy = F
    Figure DE102018100366A1_0003
    Fxa = Fxb
    Figure DE102018100366A1_0004
    mit den Kraftkomponenten Fxa und Fxb in x-Richtung und Fy in y-Richtung.
  • Es gilt das Momenten-Gleichgewicht im Drehpunkt 22: Fxb*y = F*x ,
    Figure DE102018100366A1_0005
    wobei F * x dem Lastmoment entspricht. Da y bekannt ist, fehlt lediglich der Wert Fxb zur Berechnung.
  • Dieser Wert Fxb, die horizontale Kraft, kann mittels der in 4 dargestellten Messvorrichtung 23 für die horizontale Kraft am unteren Gabelträger 4 ermittelt werden. Durch die Kraftmessdose 24 als Druckkraftaufnehmer 12 wird die Kraft Fxb bestimmt. Ein Messumformer 25 wandelt das Ausgangssignal in ein von der nachfolgenden Horizontalauswertung 26 verarbeitbares Signal um. Der Messumformer 25 und die Horizontalauswertung 26 bilden einen Messumformer 27 mit CANopen.
  • CANopen ist ein auf dem seriellen Bussystem CAN (Controller Area Network) basierendes Kommunikationsprotokoll, welches zur Vernetzung innerhalb komplexer Geräte hauptsächlich in der Automatisierungstechnik verwendet wird.
  • Der Messumformer 27 entspricht in diesem einfachen Fall im Wesentlichen der Steuereinheit 19. Über den Verbindungsstecker 21 wird das Ausgangssignal des Messumformers 27 dem Flurförderzeug 1 zugeführt. Dort können die Auswertungen mit einem Ausgabemodul 28 dem Fahrer optisch oder akustisch dargeboten werden und/oder mittels einer Steuerung 29 des Flurförderzeugs 1 in den Steuerprozess eingreifen, beispielsweise den Arbeitsvorgang unterbrechen oder stoppen.
  • Soll dagegen zusätzlich auch die vertikale Kraft berücksichtigt werden, so kann diese mittels der in 5 dargestellten Schaltungsanordnung bestimmt werden. Für die Ermittlung der horizontalen Kraft wird wieder die Messvorrichtung 23 verwendet. Für eine Messvorrichtung 30 für die vertikale Kraft sind mehrere Alternativen möglich. Als erste Alternative 31 kann eine Messung der Strukturverformung der Gabelzinke 5 mittels Dehnungsmessstreifen 32 erfolgen, dem ein Messumformer 33 nachgeschaltet ist.
  • Eine zweite Alternative 34 ist das Erfassen der vertikalen Kraftkomponente Fy am oberen Gabelhaken 6 mit einer Kraftmessdose 35 und einem daran angeschlossenen Messumformer 36. Der Aufbau dieser Messanordnung wird nachfolgend noch beschrieben.
  • Als dritte Alternative 37 ist die Messung der Gewichtskraft mit Wiegegabeln 38 zu sehen. Die vierte Alternative 39 zur Ermittlung der vertikalen Kraft kann eine Messung des Ladungsgewichtes über Hydraulikdruck mittels eines Hydraulikdrucksensors 40 sein.
  • Sowohl das Messergebnis der horizontalen Kraft durch die Messvorrichtung 23 als auch das Messergebnis der vertikalen Kraft durch eine der Alternativen 31, 34, 37 oder 39 werden einer an der Gabelzinke 5 angeordneten Gesamtauswertung 41 zugeführt, deren Auswerteergebnis dem Ausgabemodul 28 und/oder der Steuerung 29 des Flurförderzeugs 1 zugeführt werden. In diesem Falle können die Messvorrichtung 23, eine der Alternativen 31, 34, 37 oder 39 sowie die Gesamtauswertung 41 in der Steuereinheit 19 untergebracht sein.
  • In der 6 ist schematisch eine weitere Lösung zur Ermittlung der horizontalen und vertikalen Kraft dargestellt. Der Messaufbau in der Gabelzinke 5 ist der Gleiche wie der in 5 mit der Messvorrichtung 23 für die horizontale Kraft und einer der Alternativen 31, 34, 37 oder 39 für die vertikale Kraft, die in der Steuereinheit 19 angeordnet sind. Die Messergebnisse werden jedoch nicht in der Gabelzinke 5, sondern in einer Fahrzeugauswertung 42 ausgewertet. Das Auswerteergebnis wird dann dem Ausgabemodul 28 und/oder der Steuerung 29 des Flurförderzeugs 1 zugeführt.
  • Die 7 zeigt nun die bereits bei der 5 angesprochene, weitere, neuartige Möglichkeit zur Messung des Lastgewichts bzw. der Gewichtskraft, bei der die vertikale Kraftkomponente Fy am oberen Gabelhaken 6 der Gabelzinke 5 gemäß der zweiten Alternative 34 erfasst wird. Dazu ist in die Auflagefläche 43 des Gabelhakens 6, welche auf dem Gabelträger 4 aufliegt, die Kraftmessdose 35 als Druckkraftaufnehmer eingebaut. In der Figur ist weiterhin der Gabelrücken 9 zu sehen, in dem die mit der Abdeckung 20 verschlossenen Vertiefung 17 zur Aufnahme der integrierten Steuereinheit 19 eingearbeitet ist. Die Kraftmessdose 35 ist über ein nicht dargestelltes Kabel mit dem Messumformer 36 in der integrierten Steuereinheit 19 verbunden.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass mittels der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Gabelzinke 5 die Reaktionskräfte an einer Gabelzinke 5, welche durch die aufgenommene Last eingeleitet werden, messtechnisch leicht zu erfassen sind. Die dafür notwendige Sensorik ist dabei in die Gabelzinke 5 integriert. Durch entsprechende Auswertung der Reaktionskräfte kann eine Überlastung der Gabelzinke 5 und damit eine Überlastung des Hubfahrzeugs, in der Regel eines Flurförderzeugs 1, detektiert und durch entsprechende Maßnahmen vermieden werden. Mit diesen erfindungsgemäßen Gabelzinken 5 erhält ein Messsystem, mit dem sich das auf die Gabelzinken 5 wirkende Lastmoment sehr genau bestimmen lässt. Zudem ist das System ohne weitere Modifikationen leicht am Flurförderzeug 1 nachrüstbar.
  • Wie bereits anhand der 3 ausgeführt, in der die sich zwischen Gabelzinke 5 und Gabelträger 4 einstellenden und durch die Nennlast induzierten Reaktionskräfte dargestellt sind, fehlt zur Messung und Berechnung des Lastmoments lediglich der Wert Fxb, die horizontale Kraftkomponente. Diese Kraft Fxb kann mit der erfindungsgemäßen Gabelzinke 5 gemessen und folglich das Lastmoment sehr genau bestimmt werden. Dafür befindet sich im Gabelrücken 9, unmittelbar über dem unteren Gabelhaken 7, eine Druckplatte 14, welche minimal aus dem Gabelrücken 9 hervorsteht. Hängt die Gabelzinke 5 ordnungsgemäß am Gabelträger 4 des Flurförderzeugs 1, dann liegt die Druckplatte 14 als einziges Teil der gesamten Gabelzinke 5 am unteren Gabelträgerprofil an. Der Druckkraftaufnehmer 12, auf dem die Druckplatte 14 aufliegt, ist in einer Ausfräsung in der Gabelzinke 5 untergebracht. Zwischen Druckplatte 14 und Gabelzinke 5 gibt es keinen direkten Kontakt. Wird die Gabelzinke 5 jetzt belastet, überträgt die Druckplatte 14 die horizontale Kraftkomponente Fxb auf den Druckkraftaufnehmer 12, welcher die Kraft in ein elektrisches Signal umwandelt, das wiederum in der Auswerteeinheit 16 aufbereitet und ausgewertet wird. Diese Einheit zur Horizontalauswertung 16 kann entweder in oder an der Gabelzinke 5 untergebracht sein, als auch an einem beliebigen Punkt am Gabelträger 4 oder Flurförderzeug 1.
  • Die Druckplatte 14 wird über Führungsbolzen 13 geführt, welche in der Gabelzinke 5 verankert sind. Damit wird vermieden, dass der Druckkraftaufnehmer 12 durch vertikale oder seitliche Kräfte belastet wird.
  • In der Horizontalauswertung 16 ist eine Maximalwertkennlinie (ggfs. mit Toleranz) für das Lastmoment hinterlegt, die sich aus der Nenntragfähigkeit und Nennlastschwerpunkt der Gabelzinken 5 ergibt bzw. aus dem Tragfähigkeitsdiagramm des Flurförderzeugs 1. Wird diese Schwellwertkennlinie überschritten, gibt die Horizontalauswertung 16 ein Signal aus, welches dem Fahrer entweder direkt optisch oder akustisch mittels des Ausgabemoduls 28 warnt und/oder in der Steuerung 29 des Flurförderzeugs 1 Funktionen auslöst, wie z.B. ein Stoppen des Hubvorgangs.
  • Gemäß der in der Horizontalauswertung 16 hinterlegten Tragfähigkeit des Gabelzinkenpaares in Abhängigkeit vom Lastschwerpunktabstand (LSP) sowie die daraus resultierende Kraftkomponente Fxb liegt die Nenntragfähigkeit eines Gabelzinkenpaares beispielsweise bei 2500 kg bei einem Lastschwerpunktabstand von 500mm.
  • Wird die Gabelzinke 5 jetzt überladen, führt dies zu einem Überschreiten der Schwellwertkennlinie oder Kraftkennlinie. Werden bei einem Lastschwerpunktabstand von 1000mm statt der zulässigen 1274kg/Paar 50kg mehr geladen, spiegelt sich dies in einem deutlichen Ausschlag in der Kraftkennlinie wieder.
  • Ein Nachteil des Systems ist der exponentielle Anstieg der theoretischen Tragfähigkeit, je näher der Lastschwerpunktabstand an den Gabelrücken 9 heran rückt. Z.B. ist die Kraftkomponente Fxb bei einer Last von 2500 kg und einem Lastschwerpunktabstand von 500mm gleich wie bei 4650 kg und Lastschwerpunktabstand von 250mm. Obwohl der Schwellwert der Kraftkomponente Fxb nicht überschritten wird, ist das Flurförderzeug 1 deutlich überlastet, da dessen zulässige Tragfähigkeit bei 2500kg liegt. Um bei Lastschwerpunkten kleiner als der Nenn-Lastschwerpunktabstand von meistens bei 500 mm oder 600 mm sinnvoll Werte hinsichtlich Überlastung zu erhalten, muss die Kraft F, welche durch die Last induziert wird, gemessen werden. Die vorliegende Erfindung kann dazu u.a. mit folgenden Systemen zur Lastermittlung kombiniert werden:
    • • Messung des Lastgewichts bzw. der Gewichtskraft.
    • • Erfassen der Strukturverformung der Gabelzinke 5 mittels Dehnungsmessstreifen 32 erfolgen, dem ein Messumformer 33 nachgeschaltet ist,
    • • Erfassen der vertikalen Kraftkomponente Fy am oberen Gabelhaken 6 mit einer Kraftmessdose 35 und einem daran angeschlossenen Messumformer 36 zur Messung des Lastgewichts bzw. der Gewichtskraft,
    • • Messung der Gewichtskraft mit Wiegegabeln 38 oder
    • • Messung des Ladungsgewichtes über Hydraulikdruck mittels eines Hydraulikdrucksensors 40.
  • Die ersten drei Messverfahren sind aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Die letzte Möglichkeit zur Messung des Lastgewichts bzw. der Gewichtskraft wird durch das Erfassen der vertikalen Kraftkomponente Fy am oberen Gabelhaken 6 ermöglicht, die anhand der 7 bereits beschrieben wurde. Dazu wird in die Auflagefläche 43 des Gabelhakens 6, welche auf dem Gabelträger 4 aufliegt, als Druckkraftaufnehmer die Kraftmessdose 35 eingebaut.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Flurförderzeug
    2
    Hubeinheit
    3
    Hubmast
    4
    Gabelträger
    5
    Gabelzinke
    6
    Gabelhaken
    7
    Gabelhaken
    8
    Gabelkopf
    9
    Gabelrücken
    10
    Gabelblatt
    11
    Gabelspitze
    12
    Druckkraftaufnehmer
    13
    Führungsbolzen
    14
    Druckplatte
    15
    Kabelkanal
    16
    Steuerungskabel
    17
    Vertiefung
    18
    Steckverbindung
    19
    integrierte Steuereinheit
    20
    Abdeckung
    21
    Verbindungsstecker
    22
    Drehpunkt
    23
    Messvorrichtung für die horizontale Kraft
    24
    Kraftmessdose
    25
    Messumformer
    26
    Horizontalauswertung
    27
    Messumformer mit CANopen
    28
    Ausgabemodul
    29
    Steuerung des Flurförderzeugs
    30
    Messvorrichtung für die vertikale Kraft
    31
    erste Alternative
    32
    Dehnungsmessstreifen
    33
    Messumformer
    34
    zweite Alternative
    35
    Kraftmessdose
    36
    Messumformer
    37
    dritte Alternative
    38
    Wiegegabel
    39
    vierte Alternative
    40
    Hydraulikdrucksensor
    41
    Gesamtauswertung
    42
    Fahrzeugauswertung
    43
    Auflagefläche
  • 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
    • EP 1136433 B1 [0003]
    • EP 2487131 B1 [0004]
    • DE 102006028551 A1 [0006]
    • EP 2729401 B1 [0007]

Claims (10)

  1. Flurförderzeug (1) mit einer Hubeinheit (2), welche aus einem Hubmast (3) und heb- und senkbaren Gabelträgern (4) besteht, an denen zwei als Lastaufnahmemittel ausgebildete Gabelzinken (5) eingehängt sind, die jeweils einen Gabelrücken (9), daran befestigte Gabelhaken (6, 7) und ein Gabelblatt (10) aufweisen, sowie mit Messwertaufnehmern (12, 32, 35, 38, 40) und einer Steuereinheit (19), dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Gabelzinke (5) zur Lastmoment-Messung ein Druckkraftaufnehmer (12) als Messwertaufnehmer für die horizontale Kraft (Fxb) unmittelbar oberhalb der Auflagefläche des Gabelhakens (7) in einer Ausfräsung auf dem Gabelrücken (9) angeordnet ist, dass der Druckkraftaufnehmer (12) von einer in Führungsbolzen (13) gehaltenen Druckplatte (14) abgedeckt ist, welche aus dem Gabelrücken (9) hervorsteht und den Auflagepunkt der Gabelzinke (5) auf den Gabelträger (4) bildet, und dass der Druckkraftaufnehmer (12) mit der Steuereinheit (19) verbunden ist.
  2. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung (23) für die horizontale Kraft (Fxb) eine Kraftmessdose (24) als Druckkraftaufnehmer (12) aufweist, der ein Messumformer (25) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal einer Horizontalauswertung (26) zur Bestimmung des Lastmoments der Gabelzinke (5) zugeführt wird.
  3. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Horizontalauswertung (26) an einem Ausgabemodul (28) zur optischen und/oder akustischen Signalausgabe und/oder einer Steuerung (29) des Flurförderzeugs (1) zum Eingriff in dessen Steuerprozess angeschlossen ist.
  4. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Gabelzinke (5) integriert ist.
  5. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) im Seitenbereich des Gabelrückens (9) in einer Vertiefung (17) angeordnet ist, die von einer Abdeckung (20) geschützt ist.
  6. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Seitenbereich des Gabelrückens (9) ein nutförmiger Kabelkanal (15) eingearbeitet ist, in dem ein Steuerungskabel (16) eingelegt ist, das den Druckkraftaufnehmer (12) mit der Steuereinheit (19) verbindet.
  7. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelzinke (5) eine Messvorrichtung (30) für die vertikale Kraft (Fy) aufweist.
  8. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (30) für die vertikale Kraft eine der folgenden Messverfahren verwendet: • Erfassen der Strukturverformung der Gabelzinke (5) mittels Dehnungsmessstreifen (32), dem ein Messumformer (33) nachgeschaltet ist, • Erfassen der vertikalen Kraftkomponente (Fy) am oberen Gabelhaken (6) mit einer Kraftmessdose (35) und einem daran angeschlossenen Messumformer (36), • Messung der Gewichtskraft mit Wiegegabeln (38) oder • Messung des Ladungsgewichtes über Hydraulikdruck mittels eines Hydraulikdrucksensors (40).
  9. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Gabelhaken (6) der Gabelzinke (5) in die Auflagefläche (43) des Gabelhakens (6), welche auf dem Gabelträger (4) aufliegt, ein Druckkraftaufnehmer (35) zur Messung der vertikalen Kraft (Fy) eingearbeitet ist.
  10. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteschaltung (41, 42) mit der Messvorrichtung (30) sowie der Horizontalauswertung (26) verbunden ist, wobei das Ausgangssignal der Auswerteschaltung (41, 42) auf einem Ausgabemodul (28) wiedergegeben wird und/oder mittels einer Steuerung (29) des Flurförderzeugs (1) in dessen Steuerprozess eingreift.
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