DE202009011802U1

DE202009011802U1 - Palettenabtastung für Hubwagen zur Absicherung des Hubvorganges

Info

Publication number: DE202009011802U1
Application number: DE200920011802
Authority: DE
Original assignee: HLM ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: HLM ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-09-02

Abstract

Palettenabtastung für Hubwagen zur Erfassung der Lage einer Palette, dadurch gekennzeichnet, dass die Präsenz mindestens eines Bodenelementes der Palette (2) so erfasst wird, dass aus dem Sensorsignal auf das Auftreten mechanischer Verspannungen in der Palette bei deren Anheben geschlossen werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Abtastung der Position der Bodenelemente einer Palette zur Erfassung der relativen Palettenposition sowie eine Vorrichtung zur Anzeige eines Freigabesignals an den Bediener durch eine Auswerteeinheit. Ziel der Erfindung ist die Absicherung des Hubvorganges beim Anheben der Paletten durch einen Hubwagen.
Die WO 002007075511 A2 beschreibt Sensoren, die mittels magnetischer Abtastung die Position einer Palette erfassen können. In der DE 10 2004 015 205 A1 werden ebenfalls magnetische Systeme zu deren Erfassung vorgeschlagen. Alternativ werden in der DE 19621404 A1 optische Sensoren vorgesehen. Der hier beschriebene Stand der Technik ist für den Einsatz von Gabelstaplern oder ähnlichen Geräten vorgesehen, bei dem die Palette im wesentlichen frei angehoben werden kann. Die hier beschriebenen Sensoren sind zur Erfassung der Position der Palette im Raum geeignet. Weitere Schriften wie die DE 10 2006 012 372 A1 beschreiben die Erfassung von Achslasten bei einem Gabelstapler. Die Ausstattung von Gabelstaplern mit Sensoren und deren Nutzung ist in zahlreichen weiteren Schriften beschrieben, während der Stand der Technik bei Hubwagen selten Sensoren beschreibt. Da die Problemstellung bei Gabelstaplern aufgrund der fehlenden Stützrollen nicht auftritt, sind dort auch keine Lösungsansätze realisiert. In der DE 10 2004 017 859 A1 wird für Hubwagen lediglich ein Sensor zur Erfassung der Lenkgabelposition beschrieben.
Beim Einsatz von Hubwagen besteht in Abgrenzung zu Gabelstaplern die Besonderheit, dass das zu hebende Gut, wie in Bild 2 gezeigt, mittels Stützrollen vom Boden hochgedrückt wird. Bevorzugt sind einige dieser Stützrollen im vorderen Bereich der Gabel angebracht. Vor dem Anheben werden einige dieser Stützrollen unter das zu hebende Gut geschoben. Sodann wird über Gestänge eine Relativbewegung zwischen Stützrolle und Gabel bewirkt, die zum Anheben des Gutes führt.
Anders als bei Gabelstaplern, die ohne Stützrollen im vorderen Bereich der Gabel arbeiten, kann es durch die Relativbewegung zwischen Stützrolle und Gabel zu einer Verspannung und gegebenenfalls zur Beschädigung des zu hebenden Gutes kommen, falls die Relativbewegung in einer Position ausgeführt wird, in der Stützrolle und Gabel innerhalb des zu hebenden Gutes zu liegen kommen. In Bild 2 ist diese Situation mit einer Palette als zu hebendem Gut exemplarisch skizziert. Diese Situation kommt insbesondere bei Rangiervorgängen vor, bei denen Güter auf eng begrenztem Raum rangiert werden müssen und daher aus mehreren Richtungen heraus angefahren und gehoben werden. Die Relativbewegung zwischen Gabel und Stützrollen führt dabei zu einer Aufspreizung der Palette, die hierdurch geschädigt werden kann. Dies kann zum Abtrennen der Bodenelemente führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Position der Stützrollen relativ zur Palette so zu erfassen, dass eine Auswerteeinheit dem Bediener signalisieren kann, dass keine Stützrolle in einer Weise positioniert ist die zur Schädigung der Palette führen kann. Dabei wird im folgenden zur Vereinfachung von mehreren Stützrollen ausgegangen, wobei dies den verallgemeinerten Fall darstellt und einfache Stützrollen als Sonderfall enthalten sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Sensor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind Mittel zum Erfassen von Palettenelementen relativ zur Bewegung der Stützrollen vorgesehen, die abhängig von der Präsenz von Palettenelementen ein Signal an die Auswerteeinheit (2) geben, welches vom Bediener als Indikator für eine mögliche Schädigung der Palette genutzt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Sensor für die Überwachung der Palette vorgesehen. Für schräg angefahrene Güter werden einzelne Sensoren für jede Gabel (7) vorgeschlagen, damit Winkelfehler nicht zu falschen Signalen führen.
Bei der Ausgestaltung der sensorischen Erfassung wird von dem Umstand Gebrauch gemacht, dass bei gängigen Paletten ein definierter Abstand zwischen den parallel angeordneten Bodenelementen (5) vorhanden ist. Durch sensorische Abtastung dieser Bodenelemente kann wie in Bild 3a–c über die feste geometrische Relation zu den Stützrollen (4) sichergestellt werden, dass sich kein weiteres Bodenelement im Bereich der Stützrollen befindet.
Die Abtastung der Bodenelemente (5) kann durch verschiedene sensorische Prinzipien erfolgen, wobei bevorzugt mechanische Taster, aber auch kapazitive und optische Sensoren (1) sowie induktive oder magnetische Sensoren oder Sensoren auf der Basis von Ultraschall vorgeschlagen werden. Weiter ist vorgesehen, die Präsenz der Bodenbretter (5) über einen mechanischen Tasthebel zu erfassen und dessen Bewegung in einem geschützten Bereich mittels einem der vorgenannten sensorischen Prinzipien oder mittels eines mechanischen Schalters abzutasten. Da die vorgenannten Sensoren meist mit digitalen Signalen ausgestattet werden, wird weiter die Realisierung der Erfassung der Bodenelemente mittels analoger Wegerfassungssysteme vorgeschlagen um der Auswerteeinheit detailliertere Informationen über die Position der Bodenelemente zur Verfügung zu stellen. Diese Informationen können über analoge Schnittstellen oder über Bussysteme übertragen werden. Typisch hierfür sind 0–10 V bzw. 4–20 mA Schnittstellen oder Bussysteme wie CAN, LIN, Profibus, HART oder andere in der Automatisierungstechnik gängige Bussysteme oder Netzwerke.
Die Auswerteeinheit (2) hat dabei die Aufgabe, eine zeitliche Filterung der Sensorsignale zu realisieren und eine informationelle Verdichtung aller Sensorsignale zu einem Indikator vorzunehmen, der dem Bediener als Anzeige dient. Die Anzeige (3) an den Bediener kann zum einen optisch, bevorzugt in Form eines Leuchtmelders oder auf akustischem Wege geschehen. Im einfachsten Falle kann dies durch logische UND-Verknüpfung der Sensorsignale geschehen, wodurch sichergestellt ist, dass alle erforderlichen Vorbedingungen für den Hubvorgang erfüllt sind. Im Falle einer negativen Logik kann eine ODER-Verknüpfung der Sensorsignale die Qualifizierung eines Fehlers ergeben, so dass eine Warn- oder Fehlermeldung ausgegeben wird, sobald eine Bedingung nicht erfüllt ist. Weiter ist vorgesehen, die Bodenbretter (5) an verschiedenen Stellen abzutasten. Dies geschieht mit der Absicht, die Zone, in der sich ein Bodenbrett befindet, stärker einzugrenzen. Bevorzugt wird vorgeschlagen, vor den Laufrollen (4) verschiedene Sensoren oder Abtasteinrichtungen anzuordnen. In einem Zustand, der ein Freigabesignal für den Hubvorgang zulässt, werden mindestens ein Sensor (1) durch ein Bodenelement (5) betätigt und mindestens ein Sensor nicht betätigt sein. Hiermit ist die Kante des Bodenelementes zu den Laufrollen hin erfassbar – und somit eine genauere Positionsbestimmung des Bodenelementes möglich.
Weiter ist vorgesehen, Warnsignale durch taktile Rückmeldung, beispielsweise durch Vibration der Betätigungselemente vorzunehmen. Hierbei können zum Bediener getrennte Signale sowohl für die Signalisierung eines Freigabesignals als auch für die Signalisierung von Gefahrensituationen gegeben werden.
Bei der Positionierung der Abtastung der Bodenelemente (5) der Palette lässt sich der Umstand ausnutzen, dass diese in gleichem Abstand angeordnet sind und sich somit eine feste Relation zwischen den Bodenelementen und einer Position der Stützrollen (4) ergibt, bei der ein gefahrloses Ausführen. des Hubvorganges möglich ist. Es wird vorgeschlagen, das Zentrum der Laufrollen vor der Ausführung des Hubvorganges im wesentlichen in der Mitte zwischen benachbarten Bodenelementen zu positionieren. Damit ergibt sich entsprechend Bild 4 ein Abstand (10) zwischen Laufrollenzentrum und Zentrum der Bodenelemente (11) derart, dass er im wesentlichen dem halben Abstand zwischen benachbarten Bodenelementen entspricht.
Die Anbringung der Sensoren (1) bzw. der mechanischen Tastvorrichtung wird so vorgeschlagen, dass die Bodenelemente an einer Stelle abgetastet werden, die vom Zentrum der Laufrollen im wesentlichen im halben Abstand benachbarter Bodenelemente entfernt angeordnet ist. Aufgrund der sich wiederholenden Anordnung wird weiter eine Anbringung des Sensors dergestalt vorgeschlagen, dass die Entfernung der abgetasteten Stelle vom Zentrum der Laufrollen im wesentlichen 0,5 oder 1,5 mal dem vorbezeichneten Abstand der Mitten der Bodenelemente entspricht. Je nach Palettentyp und dessen Anzahl von Bodenelementen werden Abstände im Raster (n-0,5)-facher Mittenabstand der Bodenelemente vorgeschlagen, wobei n von 1 bis zur Anzahl der Bodenelemente-1 laufen kann. Dies ist für n = 1 exemplarisch in Bild 4 dargestellt. Es wird weiter vorgeschlagen, mehrere Sensoren oder mechanische Tastvorrichtungen so anzuordnen, dass ein Erfassen der Kante von Bodenelementen (5) möglich ist. In Bild 5 wird gezeigt, wie dies bei der Erfassung der Kante geschieht, die den Laufrollen (4) zugewandt ist. Hierbei wird mindestens einer der Sensoren oder mechanischen Taster die Präsenz eines Bodenelementes feststellen, während mindestens ein anderer Sensor oder mechanischer Taster kein Bodenelement erfasst. In der Auswerteeinheit kann hieraus auf die Präsenz und Richtung der Kante eines Bodenelementes und aus dem Abstand zu den Laufrollen wiederum auf Zulässigkeit des Hubvorganges geschlossen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Bild 1 ein Blockschaltbild von Sensoren und Auswerteeinheit entsprechend der Erfindung
Bild 2 die Gefährdungssituation durch Auslösen des Hubvorganges bei ungünstiger Position der Stützrollen
Bild 3a Gestaltung der Abtastung der Bodenelemente mit mechanischer Tastvorrichtung
Bild 3b Gestaltung der Abtastung der Bodenelemente mit Sensoren
Bild 3c Situation und Darstellung des Sensorsignals bei der Abtastung von Bodenelementen in der Gefährdungssituation
Bild 4 Geometrische Relation der Abstände von Bodenelementen und Stützrollen
Bild 5 Abtastung der Kante von Bodenelementen

1: Sensor
2: Auswerteeinheit
3: Anzeigeeinheit
4: Stützrolle
5: Bodenelement der Palette
6: Boden
7: Gabel des Hubwagens
8: mechanische Tastvorrichtung
9: Sensorsignal: Abstand
10: Abstand zwischen Zentrum der Laufrolle und Mitte eines Bodenelementes
11: Abstand zwischen den Zentren der Bodenelemente

Es wird vorgeschlagen, die Signale, welche von den Sensoren zur Erfassung der Position der Bodenelemente an die Auswerteeinheit gegeben werden, als getrennte Signale zu realisieren. Diese können einerseits eine Gefährdungssituation und auf der anderen Seite ein Signal für eine Situation, in der ein Hubvorgang ohne Gefährdung ausgelöst werden kann übermitteln.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung können diese Signale auf Bussystemen oder innerhalb eines Sensornetzwerkes in die Anzeigeeinheit (2) gelangen. Auf diese Weise kann die Auswerteeinheit Informationen erhalten, die von unterschiedlichen Sensoren (1) Auswertungen über die relative Position der Palette und Schlüsse über Gefährdungen oder eine Freigabe des Hubvorganges erlauben.
In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden verschiedene sensorische Prinzipien vorgesehen, wobei zunächst mechanische Taster, aber auch kapazitive und optische Sensoren sowie induktive oder magnetische Sensoren oder Sensoren auf der Basis von Ultraschallmessungen vorgeschlagen werden.
Da die Tastvorrichtung (8) oder die Sensoren (1) in einem schlag- und stoßgefährdeten Bereich angeordnet sind, wird zu denen Schutz eine Schutzeinrichtung vorgeschlagen, welche die Sensoren oder die Tastvorrichtung bei Annäherung eines Gegenstandes anhebt und vor mechanischen Beschädigungen schützt. Diese Schutzeinrichtung wird bei einem stationär angebrachten Sensor als stabile Umhüllung oder bei einem beweglichen Sensor bzw. einer mechanischen Tastvorrichtung als im Wesentlichen kegelförmige Ausgestaltung vorgeschlagen.
Weiter wird vorgeschlagen, die mechanischen Tastvorrichtungen so auszugestalten, dass Relativbewegungen der Palette quer zur Längsachse der Gabel keine Verformungen des Tasthebels bewirken. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird hierzu vorgeschlagen, die Unterseite der mechanischen Tastvorrichtung mit einem drehbaren Element zu versehen, welches Relativbewegungen aus allen Richtungen aufnehmen kann. Um ein verspannungsarmes Überfahren der Bodenelemente zu gewährleisten wird weiter an der Tastvorrichtung ein Element vorgeschlagen, das die Tastvorrichtung bei Annäherung an die Bodenelemente (5) im Wesentlichen auf das Höhenniveau der Oberkante der Bodenelemente anhebt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Elementes wird vorgeschlagen, dieses so zu gestalten, dass keine Löcher oder schöpfende Konturen an der Unterseite vorhanden sind, welche sich mit den Bodenelementen verhaken könnten. Bevorzugt wird eine konvexe, nach unten abgerundete Kontur vorgeschlagen, wie sie in Bild 3a im Querschnitt gezeigt wird.
Weiter wird vorgeschlagen, den Tastmechanismus oder die Sensoren während des Hubvorganges anzuheben, so dass beim Bewegen der Palette keine Beschädigung möglich ist. Bevorzugt wird dies durch eine Mechanik realisiert, welche die Bewegung der mechanischen Elemente, mit denen die Laufrollen angehoben werden, so umsetzt, dass der Sensor oder der Tastmechanismus angehoben werden. Hierzu kann im einfachsten Falle eine Zugfeder dienen, welche den Tastmechanismus beim anhebt. Im weiteren wird eine Abtasteinheit vorgeschlagen, welche die Bewegung der Hubmechanik abtastet und der Auswerteeinheit ein Signal zur Verfügung stellt, mit dessen Hilfe dieser Zustand ausgewertet werden kann. Neben der steuerungstechnischen Verknüpfung ist auch eine Anzeige dieses Signals möglich. Weiter ist vorgesehen, von der Steuerung des Hubwagens ein Signal über das Auslösen des Hubvorganges zu beziehen um diese Funktion abzudecken. Es wird ebenfalls vorgeschlagen, die Auswerteeinheit in die Steuerung des Hubwagens zu integrieren.
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

- WO 002007075511 A2 [0002]
- DE 102004015205 A1 [0002]
- DE 19621404 A1 [0002]
- DE 102006012372 A1 [0002]
- DE 102004017859 A1 [0002]

Claims

Palettenabtastung für Hubwagen zur Erfassung der Lage einer Palette, dadurch gekennzeichnet, dass die Präsenz mindestens eines Bodenelementes der Palette (2) so erfasst wird, dass aus dem Sensorsignal auf das Auftreten mechanischer Verspannungen in der Palette bei deren Anheben geschlossen werden kann.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Präsenz von Bodenelementen der Palette durch einen mechanischen Tastmechanismus abgetastet wird, dessen Lage wiederum von einem Sensor oder Schalter abgefragt werden kann.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Präsenz von Bodenelementen der Palette berührungslos durch kapazitive Abtastmechanismen abtastet.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Präsenz von Bodenelementen der Palette berührungslos optisch oder durch Ultraschallabtastung erfasst.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Präsenz von Bodenelementen der Palette berührungslos durch induktive Abtastung erfasst.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Präsenz von Bodenelementen der Palette berührungslos durch magnetische Elemente erfasst.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bodenelemente der Palette (5) in einem Abstand vom Zentrum der Stützrollen (4) abtastet, der im Wesentlichen dem halben Abstand zwischen den Zentren der Bodenelementen der Palette entspricht.
Palettenabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bodenelemente im Abstandsraster vom Laufrollenzentrum mit (n-0,5)-fachem Mittenabstand der Bodenelemente abtastet, wobei n von 1 bis zur Anzahl der Bodenelemente-1 laufen kann.
Palettenabtastung nach den Ansprüchen 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bodenelemente mit mehreren Sensoren oder mechanischen Tastmechanismen so abtastet, dass eine Aussage über die Präsenz der Kante eines Bodenelementes möglich ist.
Palettenabtastung nach den Ansprüchen 1–6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante eines Bodenelementes abtastet wird, die in Richtung der Laufrollen zeigt.
Palettenabtastung nach den Ansprüchen 1–6, 9, 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung der Kante eines der Bodenelemente in einem Abstand zu den Laufrollen erfolgt, der ein gefahrloses Anheben der Palette ohne Beschädigung erlaubt.
Auswerteeinheit zum Anschließen mindestens eines Sensors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale zu einem gemeinsamen Ausgangssignal verknüpft werden, welches einen Indikator für die Freigabe des Hubvorganges darstellt
Auswerteeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass optische oder akustische Signale an den Bediener gegeben werden, welche eine Freigabe des Hubvorganges signalisieren.
Auswerteeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass optische oder akustische Signale an den Bediener gegeben werden, welche signalisieren, dass der Hubvorgang unzulässig ist.
Auswerteeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Information analog messender Sensoren zur Anzeige gebracht wird.
Auswerteeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anzeige gebrachte Information als Indikator für die Entfernung des Hubwagens zu einer Position dient, bei der ein Hubvorgang freigegeben werden kann.
Auswerteeinheit nach den Ansprüchen 12–16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Austausch von Steuerungsinformationen eine Schnittstelle zur Steuerung des Hubwagens besteht.
Auswerteeinheit nach den Ansprüchen 12–16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit in die Steuerung des Hubwagens integriert wird.
Schutzeinrichtung für die Palettenabtastung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Sensor in Richtung der Längsachse der Gabel vor mechanischen Beschädigungen schützt.
Schutzeinrichtung für die Palettenabtastung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Sensor senkrecht zur Richtung der Längsachse der Gabel vor mechanischen Beschädigungen schützt.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach Anspruch 14 und 15, der den Tastmechanismus vor mechanischen Beschädigungen schützt dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel bei Annäherung eines Bodenelementes angehoben wird.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach Anspruch 14, 15 und 16, der den Tastmechanismus vor mechanischen Beschädigungen schützt dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel seitlich im wesentlichen angeschrägt ausgebildet ist, so dass ein Aufgleiten auf die Bodenelemente stattfindet.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach den Ansprüchen 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastmechanismus auf der Unterseite mit drehbaren Elementen versehen ist, die eine reibungsarme Verschiebung des Tastmechanismus in Richtung der Längsachse der Gabel ermöglichen.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach den Ansprüchen 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastmechanismus auf der Unterseite mit drehbaren Elementen versehen ist, die eine reibungsarme Verschiebung des Tastmechanismus senkrecht zur Richtung der Längsachse der Gabel ermöglichen.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach den Ansprüchen 2 bis 11 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochklappen des Sensors während des Hubvorganges durch den Betätigungsmechanismus bewirkt wird.
Einrichtung zum Schutz des mechanischen Tastmechanismus nach den Ansprüchen 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor oder der Tastmechanismus während des Hubvorganges zum Schutz vor Beschädigungen hochgeklappt wird.