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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie für Handhabungsgeräte eines Gabelstaplers und ein Handhabungsgerät für Gabelstapler, das die vorgenannte Vorrichtung zum Halten und Steuern einer Batterie umfasst.
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Heutzutage sind Gabelstapler bekanntlich mit speziellen Handhabungsgeräten ausgestattet, wie z. B. Klammern für Rollen oder andere Gegenstände, Pushpull-Schubgeräten für die Handhabung von verpackten Gütern und so weiter.
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Solche Handhabungsgeräte können nicht nur hydraulische Aktuatoren, sondern auch elektrische und/oder elektronische Vorrichtungen wie Magnetventile, Steuereinheiten des Hydrauliksystems, an der Gabel montierte analoge Videokameras, Lichtmasten mit verschiedenfarbigen Lampen, die anzeigen, welches Geräteventil betrieben wird, usw. umfassen.
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Ist der Gabelstapler mit einem selbstfahrenden Fahrzeug verbunden, können diese elektrischen und/oder elektronischen Vorrichtungen über die Hauptbatterie des Fahrzeugs mit Strom versorgt werden, aber in diesem Fall muss die Verlegung von Stromkabeln durch das Hubgerüst des Gabelstaplers hindurch vorgesehen werden. Diese Lösung ist jedoch im Hinblick auf die Sicherheit des Bedienpersonals und die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Handhabungsgeräte problematisch, da Wege vorgesehen werden müssen, die das Risiko eines Bruchs der elektrischen Kabel minimieren. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist bekannt, dass das Handhabungsgerät mit seiner eigenen Batterie ausgestattet ist, die, da sie auf dem Gerät selbst montiert ist, den Durchgang der elektrischen Kabel durch das Hubgerüst des Gabelstaplers vermeidet. Die Batterie des Handhabungsgeräts ist für die Stromversorgung der vorstehend genannten elektrischen und/oder elektronischen Geräte bestimmt und kann ausgetauscht werden, sobald ihre Energieladung erschöpft ist.
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Um den Austausch der Batterien des Handhabungsgeräts auf ein Minimum zu reduzieren und damit die Wartungskosten zu senken, muss der Energieverbrauch optimiert werden.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden und insbesondere eine Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie für Handhabungsgeräte zu entwickeln, die in der Lage ist, die Ladung dieser Batterie aufzusparen und dadurch ihren Energieverbrauch zu optimieren.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handhabungsgerät für Gabelstapler mit einem optimierten Stromverbrauch bereitzustellen. Diese und weitere Ziele gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die Realisierung einer Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie und eines Handhabungsgeräts für Gabelstapler gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 erreicht.
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Weitere Merkmale der Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie sowie des Handhabungsgeräts für Gabelstapler sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie und eines Handhabungsgeräts für Gabelstapler gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die als beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen deutlicher, wobei:
- - 1 eine perspektivische schematische Explosionsdarstellung der Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- - 2 eine perspektivische Ansicht eines Gabelstaplers ist, der mit einem Handhabungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
- - 3 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie ist.
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Mit Bezug auf die Figuren ist eine Vorrichtung zu Halten und Steuern einer elektrischen Batterie dargestellt, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist und zur Steuerung der Stromversorgung elektrischer und/oder elektronischer Vorrichtungen von Geräten eines Gabelstaplers geeignet ist.
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Diese Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie umfasst einen Hauptkörper 11, der einen Eingriffssitz 12 für eine Batterie 20 aufweist.
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Der Eingriffssitz 12 kann insbesondere so angeordnet sein, dass eine gleitähnliche Kopplung mit der elektrischen Batterie 20 erreicht wird, wie in der dargestellten Ausführungsform der Führungen. Allgemeiner kann der Eingriffssitz 12 so angeordnet sein, dass eine beliebige Kopplung mit der elektrischen Batterie 20 erreicht wird.
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Der Hauptkörper 11 umfasst zwei elektrische Kontakte 13, 13', die dazu bestimmt sind, in eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Batterie 20 einzutreten, wenn diese in den Eingriffssitz 12 eingesetzt ist. Die elektrischen Kontakte 13, 13' sind insbesondere so angeordnet, dass sie an den Stellen in den Eingriffssitz 12 hineinragen, an denen die entsprechenden elektrischen Kontakte der elektrischen Batterie 20 positioniert sind, wenn diese in den Eingriffssitz 12 eingesetzt ist.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform weist der Hauptkörper 11 ein kastenförmiges Fach 14 auf, das an den Eingriffssitz 12 angrenzt und durch eine abnehmbare Tür 15 verschlossen ist; in diesem Fall werden die elektrischen Kontakte 13, 13' von einer Platte 16 für Leiterplatten getragen, die im Inneren des kastenförmigen Fachs 14 angeordnet ist. Das kastenförmige Fach 14 ist vom Eingriffssitz 12 durch eine Wand 17 getrennt, die zwei Öffnungen 18, 18' aufweist, die von den elektrischen Kontakten 13, 13' durchquert werden.
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Die Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie umfasst ferner mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19, der selektiv elektrisch mit den elektrischen Kontakten 13, 13' verbunden werden kann. Die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' kann daher geöffnet oder geschlossen werden. Der mindestens eine elektrische Ausgangsanschluss 19 ist so angeordnet, dass er mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss eines elektrischen Kabels verbunden werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Hauptkörper 11 mindestens eine Bewegungssensorvorrichtung 32, die so angeordnet ist, dass sie ihre eigene Bewegung entlang mindestens einer Bezugsachse erfasst und ein entsprechendes Erfassungssignal erzeugt. Vorzugsweise ist die mindestens eine Bewegungssensorvorrichtung 32 ein Beschleunigungssensor.
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Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Bewegungssensorvorrichtung 32 ein Drei-Achsen-Beschleunigungssensor, der in der Lage ist, Beschleunigungen entlang dreier Achsen eines dreidimensionalen kartesischen Bezugssystems zu erfassen.
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Alternativ ist die mindestens eine Bewegungssensorvorrichtung 32 ein Gyroskop.
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Vorteilhafterweise umfasst der Hauptkörper 11 auch eine Steuereinheit 30, die elektrisch mit den elektrischen Kontakten 13, 13' so verbunden ist, dass sie von der elektrischen Batterie 20 mit Strom versorgt wird, wenn letztere in den Eingriffssitz 12 eingesetzt ist. Diese Steuereinheit 30 ist so konfiguriert, dass sie die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' auf der Grundlage der von der Bewegungssensorvorrichtung 32 empfangenen Erfassungssignale gemäß mindestens einem ersten wählbaren Betriebsmodus steuert. In diesem ersten Betriebsmodus aktiviert die Steuereinheit 30 insbesondere die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' nur dann, wenn sie ein Erfassungssignal von der mindestens einen Bewegungssensorvorrichtung 32 empfängt, das eine Versorgungsspannung an dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 bereitstellt.
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Die Steuereinheit 30 kann z. B. ein Mikrocontroller sein.
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Aktivierte elektrische Verbindung bedeutet, dass diese elektrische Verbindung geschlossen ist und das Fließen von elektrischem Strom dort hindurch zulässt.
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Die Bewegungssensorvorrichtung 32 und die Steuereinheit 30 können auf der Platte 16 für Leiterplatten montiert sein, die auch die elektrischen Kontakte 13, 13' trägt; bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Steuereinheit 30 und die Bewegungssensorvorrichtung 32 auf der dem Schalter 33 gegenüberliegenden Seite montiert und daher nicht sichtbar.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit 30 in dem ersten Betriebsmodus so konfiguriert, dass sie die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' deaktiviert, wenn sie für ein vorgegebenes Zeitintervall kein Erfassungssignal empfängt.
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Deaktivierte elektrische Verbindung bedeutet, dass die elektrische Verbindung offen ist und keinen elektrischen Strom hindurchlässt.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit 30 so konfiguriert, dass sie die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' gemäß einem zweiten wählbaren Betriebsmodus stets aktiv hält. In diesem Fall steht an dem mindestens einen Ausgangsanschluss 19 immer eine Versorgungsspannung zur Verfügung, wenn die elektrische Batterie 20 in den Eingriffssitz 12 eingesetzt ist.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit 30 über einen Schalter 33 selektiv elektrisch mit der Bewegungssensorvorrichtung 32 verbunden, um sie mit Strom zu versorgen und die Erfassungssignale der genannten Bewegungssensorvorrichtung zu empfangen.
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Insbesondere kann der Schalter 33 eine geschlossene Stellung einnehmen, in der er die direkte elektrische Verbindung zwischen der Steuereinheit 30 und der Bewegungssensorvorrichtung 32 ermöglicht, und eine offene Stellung, in der die direkte elektrische Verbindung zwischen der Steuereinheit 30 und der Bewegungssensorvorrichtung 32 unterbrochen ist.
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In dem ersten Betriebsmodus befindet sich der Schalter 33 in der geschlossenen Stellung, während er in dem zweiten Betriebsmodus in der offenen Stellung ist.
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Der Betriebsmodus kann auf verschiedene Weise gewählt werden. Ist der Schalter 33 beispielsweise mit einem manuellen Wählschalter ausgestattet, kann die Stellung des Schalters 33 durch manuelle Betätigung des manuellen Wählschalters gewählt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schalter 33, wenn er elektrisch angetrieben werden kann, durch Senden eines entsprechenden Softwarebefehls an die Steuereinheit 30 von einer Stellung in eine andere geschaltet werden.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit 30 so konfiguriert, dass sie in allen Betriebsmodi die an dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 verfügbare Versorgungsspannung misst und die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' deaktiviert, wenn die gemessene Versorgungsspannung unter einem vorgegebenen unteren Spannungsschwellenwert liegt. Der untere Spannungsschwellenwert kann als derjenige Wert festgelegt werden, unterhalb dessen die elektrische Batterie 20 als entladen und somit als austauschbar angesehen werden kann.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit 30 so konfiguriert, dass sie in allen Betriebsmodi die an dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 verfügbare Versorgungsspannung misst, um die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrischen Ausgangsanschluss 19 und den elektrischen Kontakten 13, 13' zu deaktivieren, wenn die gemessene Versorgungsspannung niedriger als ein vorbestimmter unterer Spannungsschwellenwert ist, und um ein entsprechendes Warnsignal für einen Benutzer zu erzeugen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 30 so konfiguriert sein, dass sie eine Signal-LED einschaltet, wenn die gemessene Versorgungsspannung niedriger ist als ein vorgegebener unterer Spannungsschwellenwert. In diesem Fall erkennt der Benutzer, dass die Batterie gewechselt werden muss.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie außerdem eine Überlast- und Kurzschlussschutzvorrichtung 31, die dazu dient, alle elektrischen Verbindungen zu den elektrischen Kontakten 13, 13' zu unterbrechen, wenn der von den elektrischen Kontakten aufgenommene elektrische Strom einen vorgegebenen oberen Stromschwellenwert überschreitet.
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Die Überlast- und Kurzschlussschutzvorrichtung 31 ist beispielsweise eine Sicherung, die auf der Platte für die Leiterplatten 16 angebracht ist, wie in der in 1 dargestellten Ausführungsform.
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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie mit der in den Eingriffssitz 12 eingreifenden elektrischen Batterie 20 vorteilhaft an einem Handhabungsgerät 60 für Gabelstapler montierbar, wie in 2 zu sehen ist.
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Insbesondere können die Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie und die elektrische Batterie 20 in einen Aufnahmesitz eines Trägerelements 40 eingesetzt sein, das mittels Befestigungsmitteln an der Struktur des Handhabungsgeräts 60 befestigt sein kann, das in der Ausführungsform von 2 ein Schieber vom Pushpull-Typ ist. Das Handhabungsgerät 60 umfasst mindestens eine elektrische und/oder elektronische Vorrichtung, die direkt oder indirekt mit dem Ausgangsanschluss 19 der Vorrichtung 10 elektrisch verbunden ist, um eine elektrische Batterie zu halten und zu steuern, so dass sie von dieser mit Strom versorgt wird.
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Direkte Verbindung bedeutet, dass die elektrische und/oder elektronische Vorrichtung über ein elektrisches Kabel mit dem Ausgangsanschluss 19 verbunden ist; indirekte Verbindung bedeutet, dass die elektrische und/oder elektronische Vorrichtung mit einer anderen Vorrichtung verbunden ist, z. B. einem Vervielfacher von Ausgangsanschlüssen oder auf jeden Fall einer elektrischen Energieverteilervorrichtung, die wiederum direkt mit dem Ausgangsanschluss 19 verbunden ist.
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Die Bedienung des Handhabungsgeräts 60 für Gabelstapler ist wie folgt.
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Als nicht einschränkendes Beispiel wird der in 2 dargestellte Fall betrachtet, in dem das Handhabungsgerät 60 auf einem Gabelstapler 80 montiert ist. Falls der erste Betriebsmodus gewählt wird, erlaubt die Steuereinheit 30 die Stromversorgung des Ausgangsanschlusses 19 und folglich der mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Vorrichtung, die mit der Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie verbunden ist, nur dann, wenn der Gabelstapler 80 in Bewegung ist. Tatsächlich erfasst die Bewegungssensorvorrichtung 32 nur in diesem Fall eine Beschleunigung entlang mindestens einer Achse und sendet ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuereinheit 30. Wenn der Gabelstapler 80 für ein vorbestimmtes Zeitintervall stillsteht, erzeugt die Bewegungssensorvorrichtung 32 kein Erfassungssignal und die Steuereinheit 30 unterbricht daher die Stromversorgung des Ausgangsanschlusses 19.
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Auf diese Weise wird bei stillstehendem Gabelstapler 80 keine elektrische Energie der elektrischen Batterie 20 verbraucht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Halten und Steuern einer Batterie ermöglicht dank der Wahl des ersten Betriebsmodus die Reduzierung und Optimierung des Energieverbrauchs der elektrischen Batterie 20, indem dieser auf die Bedingungen beschränkt wird, unter denen es vermutlich notwendig ist, das Handhabungsgerät mit Energie zu versorgen.
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Auf diese Weise werden auch die Wartungskosten gesenkt, da die elektrischen Batterien 20 seltener ausgetauscht werden müssen.
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Die Fähigkeit der Steuereinheit 30, die Versorgungsspannung auch dann zu unterbrechen, wenn sie eine niedrigere Versorgungsspannung als einen bestimmten Schwellenwert feststellt, ermöglicht es, eine Beschädigung der elektrischen Batterie durch die so genannte Überentladung, d. h. die vollständige Entladung der Batterie, zu vermeiden.
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Aus der obigen Beschreibung gehen die Merkmale der Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie und des Handhabungsgeräts für Gabelstapler klar hervor, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, sowie die entsprechenden Vorteile.
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Schließlich ist es klar, dass die so konzipierte Vorrichtung zum Halten und Steuern einer elektrischen Batterie und das Handhabungsgerät für Gabelstapler für viele Modifikationen und Varianten geeignet ist, die alle unter die Erfindung fallen; außerdem sind alle Details durch technisch gleichwertige Elemente ersetzbar. In der Praxis können die verwendeten Materialien und ihre Abmessungen je nach den technischen Erfordernissen beliebig sein.
