DE2845469A1

DE2845469A1 - Lastmessvorrichtung

Info

Publication number: DE2845469A1
Application number: DE19782845469
Authority: DE
Inventors: Keith Chesher
Original assignee: Pye Electronic Products Ltd
Current assignee: Morganite Electrical Carbon Ltd
Priority date: 1977-10-20
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2406818A1; ATA751478A; FI783158A; DE2845469C2; US4212360A; NO783515L; IT1099955B; JPS5470862A; JPS6058806B2; NZ188675A; BE871363A; AU4075678A; GB1555598A; AU519885B2; SE7810809L; AT373075B; NL7810387A; DK462378A; IT7828844A0; FR2406818B1

Description

PYE (Electronic Products) Limited

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"Lastmessvorrichtung".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastmessvorrichtung zum Messen des Gewichtes einer Last, die getragen wird von einem Gabelstapler oder einem anderen Lastträger von dem Typ, der mit einer Gabel oder einem anderen Lasttragemittel versehen ist, das auf einem Schlitten angeordnet ist, der parallel zur Achse eines nahezu vertikalen Mastes des Lastträgers verschiebbar ist und von demselben getragen wird.

Ein t}^rpischer Gabelstapler ist mit einem Teleslcophubmast versehen, der mindestens zwei Teile umfasst, von denen der untere Teil auf einem Chassis eines Förderzeuges angeordnet ist. Der eine Teil des Mastes kann mittels beispielsweise eines oder mehrerer hydraulischer Zylinder derart gegenüber dem anderen Teil eingestellt werden, dass die Höhe des Mastes zwischen einer minimalen und einer maximalen Grenze geändert wird. Ein Schlitten ist mit Rollen oder anderen Führungsmitteln versehen, die mit in den Mastteilen gebildeten Führungen zum Verschieben des Schlittens parallel zur Mastachse im Eingriff sind« Der Schlitten wird von mindestens einem länglichen biegsamen Tragelement, wie einer Kette, einem Riemen, einem Seil, einem Kabel und ähnlichem getragen, welches Element über eine Scheibe läuft, die am oberen Ende des Mastes angeordnet ist,, und an einem Ende am Schlitten

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befestigt ist und am andei-en Ende an einem Ankerpunkt am unteren Teil des Mastes. Die Anordnung ist derart, dass, venn die Masthöhe minimal ist, der Schlitten sich in der unteren Stellung am Mastfuss befindet. Wenn der Mast unter dem Einfluss des hydraulischen Zylinders verlängert wird, wird der Schlitten durch das Tragelement aufwärts bewegt, bis, wenn der Mast die maximale Höhe erreicht, der Schlitten auch die höchste Stellung am oberen Mastende erreicht. Es dürfte einleuchten, dass eine etwaige von der Gabel oder einem anderen Element, das auf dem Schlitten angeordnet ist, getragene Last gehoben wird, wenn sich der Schlitten am Mast entlang aufwärts bewegt.

Zwei Vorrichtungen sind zum Messen des Gewichtes einer auf diese Weise gehobenen Last bekannt. Die eine Vorrichtung bezieht sich auf das Messen des Flüssigkeitsdruckes im hydraulischen Zylinder wenn der Gabelstapler die Last trägt. Da der Zylinder ausser dem Gewicht der Last auch das Gewicht der beweglichen Teile, des Schlittens und der Gabel tragen muss, ist derjenige Teil des gemessene Flüssigkeitsdruckes, der der Last zugeschrieben werden kann, im allgemeinen klein. Ausserdem wird der erforderliche Flüssigkeitsdruck durch Reibungskräfte, die zwischen den Mastteilen sowie zwischen dem Schlitten und dem· Mast auftreten, beeinflusst. Die Genauigkeit, mit dem das Gewicht der Last mit Hilfe dieser bekannten Vorrichtung ermittelt werden kann, ist daher beschränkt.

Die andere bekannte Vorrichtung bezieht sich auf das Messen der Spannung in den Elementen,die den Schlitten tragen. Obschon diese Spannung von dem Gewicht des Schlittens und der Gabel neben dem der Last abhängig ist, und durch die Reibungskräfte zwischen dem Schlitten und dem Mast beeinflusst wird, ist diese Spannung weder von dem Gewicht der Mastteile noch von zwischen denselben auftretenden Reibungskräften abhängig. Diese zweite bekannte Vorrichtung schafft daher eine grössere Genauigkeit als die erste.

Bei der zweiten bekannten Vorrichtung wird die Spannung im Tragelement für den Schlitten meistens

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durch. Anordnung eines Krafΐaufnehmers zwischen einem Ende des Tragelementes und dem Befestigungspunkt gemessen. Meistens besteht der Aufnehmer aus einem länglichen Körper mit" einem ersten Endteil, der mit einem Ende des Tragelementes Verbundenwerden kann, mit einem zweiten Endteil, der mit dem Befestigungspunkt verbunden werden kann, und einem Mittenteil, der einen geringeren Querschnitt hat als die Endteile und auf welchem Dehnungsinessstreifen in einer derartigen Lage angeordnet sind, dass äie auf Zugspannungen im Mittelteil reagieren. Obschon mit derartigen Aufnehmern die erforderliche Genauigkeit erzielt werden kann, weist eine derartige Anwendung in einer Lastmessvorrichtung für einen Gabelstapler den Nachteil auf, dass bei einem mechanischen Defekt eines Aufnehmers das Tragelement, mit dem dieser verbunden ist, vom Befestigungspunkt gelöst wix-d, mit der Folge, dass der Schlitten und eine gegebenenfalls darauf vorhandene Last herunterfallen. Ausserdem gibt es, wenn die Lastmessvorrichtung an einem bestehenden Gabelstapler angebracht ist, weitere Nachteile und zwar dadurch, dass die Länge des Tragelementes zum Anordnen des Aufnehmers verringert werden muss, was mit einer entsprechenden Verringerung dex- Höhe, über die das Förderzetig eine Last heben kann, einhergeht. Ausserdem sind meistens Spezialbefestigungen zum Verbinden des Tragelementes mit dem Aufnehmer und des Aufnehmers mit dem Befestigungspunkt erforderlich. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, eine Lastmessvorrichtung zu schaffen für einen Lastträger der beschriebenen Art, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.

Nach der Erfindung ist eine Lastmessvorrichtung für einen Lastträger der beschriebenen Art. der mit Schlittentragmitteln versehen ist, die mindestens ein biegsames Tragelement umfassen, von dem ein Ende mit einem ersten gegenüber dem Mast ortsfest angeordneten Ankerelement verbunden ist und von dem das andere Ende mit einem zweiten Ankerelement verbunden ist, das mit dem Schlitten verbunden ist, gekennzeichnet durch ein

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Befestigungselement für eines der Ankerelemente, das einen Mittenteil umfasst, der sich durch eine im Ankerelement vorgesehene Oeffnung erstreckt, einen ersten Endteil, der mit einem Ende des biegsamen Tx'agelementes an einer Seite des Ankerelementes verbunden ist, und einen zweiten Endteil, der einen Querschnitt hat, der grosser ist, als der der Öffnung auf der anderen Seite des Ankerelementes, durch ein Kraftmesselement, das zwischen dem genannten zweiten Endteil und der genannten anderen Seite des Ankerelementes vorgesehen ist und das die Druckkräfte misst, die zwischen dem Befestigungselement und dem Ankerelement ausgeübt werden und durch Mittel, die auf Grund des Messresultates des Kraftmesselementes eine Anzeige über das Gewicht der getragenen Last erteilen.

Die erfindungsgemässe Lastmessvorrichtung ist vor mechanischen Defekten des Messelementes dadurch geschützt, dass das biegsame Tragelemenfc mittels des Bef estigungselemeri tes nach wie vor mit dem Anker element verbunden bleibt.

Bei einem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel weist das Kraftmesselement einen im wesentlichen zylinderförmigen Körper auf, der mit einer derartigen axialen Bohrung versehen ist, dass der mittlere Teil des Befestigungselementes sich durch die Bohrung hindurch erstreckt, wobei eine Endfläche des Körpers an der genannten zweiten Seite des Ankerelementes und die andere Endfläche des Körpers an dem genannten zweiten Endteil des Befestigungselements anliegt, wobei Dehnungsmessstreifen an derartigen Stellen mit dem Körper verbunden sind, dass sie auf Druckkräfte, die auf die Endflächen des Körpers ausgeübt werden, reagieren. Diese Art von Kraftmesselement bietet den Vorteil einer einfachen Montage, wobei der mittleren Teil des Befestigungselementes sich durch die axiale Bohrung hindurch erstreckt.

Das Befestigungselement kann einen Ringbolzen und eine Mutter umfassen, wobei das biegsame Tragelement mit dem Ring des Bolzens verbunden ist und wobei die Mutter den genannten zweiten Endteil des Befestigungs-

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el ententes aufweist. Diese Art von Befestigungselement
bietet den Vorteil-, dass das Kraftmesselement leicht
an einem Gabelstapler angeordnet werden kann, gegebenenfalls ohne die Notwendigkeit von Änderungen, wenn ein
Ringbolzen und eine Mutter bereits als Befestigungselement am Fahrzeug vorhanden sind.

Ein AusfUhxungsb ei spiel der erfindungsgemässen Vorrichtung wird untenstehend an Hand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

'" Figur 1 und 2 eine schematische Seitenansicht

bzw. Vorderansicht eines Gablerstaplers mit einer
erfir.dungsgemässen Lastmessvorrichtung,

Figur 3 eine schematische Darstellung der
Lastmessvorrichtung in vergrössertem Massstab,

Figur 4a und 4b eine Seiten- bzw.Endansicht
eines Kraftmesselementes, das in der Lastmessvorrichtung nach Figur 3 verwendet wird.

Figur 5 einen Schaltplan des elektrischen Teils

der Lastmessvorrichtung nach der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen Teil eines Gabelstaplers,

der nur in Figur 1 durch den Buchstaben A bezeichnet wird. Der Gabelstapler umfasst einen Mast 1 mit einem im allgemeinen U-förmigen Ausssenmast '2 mit zwei rinnenförmlgen parallelen Führungsbalken 3 "und 4, die mit einem Fusselement 5 verbunden sind. Der Aussenmast 2 ist mit dem
Chassis des Gabelstaplers A verbunden, wobei die beiden Führungsbalken 3 und 4 sich nahezu vertikal erstrecken. Ein Innenmast 6 mit einer umgekehrten U-Form umfasst

parallele Schenkel 7 und 8, die in den rinnenförmigen

Führungsbalken 3 bzw. 4 des Aussenmastes 2 verschiebbar sind. Die Schenkel 7 und 8 sind ebenfalls rinnenförmig
ausgebildet und mit einem Querbalken 9 verbunden.

Ein Zylinder 11 einer Hydraulikeinheit 10 ist auf dem Fusselement 5 angeordnet und eine Kolbenstange derselben ist mit einem Querbalken 9 verbunden; die .
Hydraulikeinheit 10 kann den Innenmast 6 der gegenüber
dem Aussenmast 2 zwischen einer unteren Grenzlage, in der der Innenmast 6 nahezu völlig innerhalb des Aussenmastes

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liegt, und einer oberen Grenalage, in der der grösste Teil des Inneninastes 6 über 'das obere Ende des Auasenmastes 2 hinausragt, verschieben, wodurch, also die Gesamthohe des Mastes zwischen einem minimalen und einem maximalen Yert geändert wird.

Ein Schlitten 13 mit einer Gabel B oder einem anderen Lastti-äger, umfasst ein plattenförmiges Element 14, das neben dem Mast 1 und parallel zu einer Ebene, desselben, angeordnet ist. Bügel 15 und 16, die mit dem Element 14 verbunden sind, erstrecken sich von demselben in Richtung der gegenüberliegenden Ebene des Mastes 1, parallel und grenzend an die Schenkel 7 bzw. 8 des Inneninastes 6. Auf dem Bügel 15 sind Rollen 17 und 18 angeordnet, die in der Rinne des Schenkels 7 liegen. Entsprechende Rollen 19 und 20 sind auf dem Bügel 16 angeordnet und liegen innerhalb der Rinne des Schenkels 8. Die Rollen 17_} 18, und 20 sorgen zusammen mit den Seiten der betreffenden Rinnen der Schenkel 7 und 8 für die Führung des Schlittens 13 gegenüber dem Mast 1.

Ketten 21 und 22 tragen den Schlitten und sind über Führungsräder 23 und 24 geführt, die auf Wellenstümpfen gelagert sind, die mit den Querbalken 9 des Innenmastes 6 verbunden sind, wobei jede der Ketten mit einem Ende mit dem Schlitten 13 und mit dem anderen Ende mit einem Ankerelement 25 mittels einer Lastmessvorrichtung M verbunden ist, welches Element an der Seite gegenüber dem Schlitten I3 auf dem Aussenmast 2 angeordnet ist.

Figur 3 zeigt, dass das Ankerelement 25 aus einem L-förmigen Balken besteht, der beispielsweise durch Verschweissen mit den Führungsbalken 3 und 4 des Aussenmastes 2 verbunden ist, so dass ein Flansch 26 des Ankerelementes 25 horizontal von der Ebene der Führungsbalken und 4 lierausragt.

Ringbolzen 27 und 28 sind mit den Enden der Ketten 21 und 22 mittels Stifte 29 bzw. 30 verbunden.

Der Schaft der Ringbolzen 27 und 28 erstreckt sich durch eine Bohrung 3' bzw. 32 im Flansch 26. Kraftmesselemente 33 und 34, die untenstehend an Hand der Figur 4 näher

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erläutert werden, sind über die Schäfte der Ringbolzen ZJ und 28 und zwischen der Unterseite des Flansches 26 einerseits und Scheiben 35 bzw. 36 und Muttern 37 bzw. 38 andererseits angeordnet. Beim Tragen des Schlittens 13 mit einer etwaigen La.sb übt die Zugkraft, auf die Ketten 21 und 22 Druckkräfte auf die Kraftmess elemente 33 und 34 aus.

Die Figuren 4a. und 4b zeigen ein Kraftmesselement, das zum Gebrauch in einer Lastmessvorrichtung nach der Erfindung geeignet ist; dieses Kraftmesselement 33 bzw. 34 umfasst einen rotationssymmetrischen Körper 4θ, beispielsweise aus Stahl, mit einem zylinderförmigen Mittenteil 4i , der zwischen zwei Endteilen 42 und 43 liegt, deren Querschnitt etwas grosser ist als der des Mittenteils. Eine axiale Bohrung 44 weist einen derartigen Querschnitt auf, dass der Schaft dei¹ Ringbolzen 27 und 28 frei durch die Bohrung gesteckt werden kann.

Mindestens ein Dehnungsmess streif en ist auf dex* Aus senoberf lache, des Mittenteils 4i beispielsweise mittels eines geeigneten Klebematerials in einer derartigen Lage befestigt, dass der Dehnungsmessstreifen auf zwischen den Endflächen 45 und 46 des Kraftmesselemcntes ausgeübte Druckkräfte reagiert. Zwei identische Dehnungsmessstreifen 47 und 48 sind vorzugsweise symmetrisch an dem Mittenteil 41 zum Aufnehmen von Druckkräften angebracht, während zwei weitere Dehnungsmessstreifen 49 und 50 derart angeordnet sind, dass sie nicht durch Druckkräfte beeinflusst werden. Die Dehnungsmessstreifen 47 bis einschliessllch sind derart entsprechend einer bekannten Brückenschaltung angeordnet, dass das Ausmäss an Unbalanz der Brücke ein Mass für die Grosse der an den Endflächen 45 und 46 des Kraftmesselementes angelegten Druckkräfte ist. Da die vier Dehnungsmessstreifen in demselben Ausmass durch Temperaturänderungen beeinflusst werden, ist das Ausgangssignal der Brücke, nahezu unabhängig von der Temperatur.

Der Mittelteil 4i des Kraftmesselementes kann mit einem Schutzmantel 59» beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff versehen werden", der z.B. durch Giessen

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aufgebracht wenden kann. Der Aussendurchmesser des Schutz— mantels kann dem Durchmesser der Endteile hz und k-J entsprechen.

Wie in Figur 5 dargestellt, werden die Kraftmesselemente 33 und Jk durch eine stabilisierte Speisung 51 erregt, die über entsprechende einander diametral gegenüberliegende Ecken der betreffenden Dehnungsmessbrücken geschaltet ist. Die Ausgänge der Kraftmesselemente 33 und 3^ sind parallel mit einem Eingang eines stabilisierten Summenverstärkers 52 verbunden, der ein Ausgangssignal liefert, das die Summe der auf die Elemente 33 und 3h ausgeübten Druckkräfte darstellt und folglich die Summe der Spannungen in den Tragketten 21 und 22 für den Schlitten. Deswegen ist dieses Ausgangssignal des Verstärkers 52 ein Mass für das Brutogewicht, das an den Ketten 21 und 22 aufgehängt ist, d.h. die Summe des Gewichtes des Schlittens 13 und einer etwaigen Last.

Der Ausgang des Verstärkers 5~ ist mit einem ersten Eingang eines Differenzverstärkers 53 verbunden.

Ein Potentiometer 5h, das über eine stabilisierte Bezugsspeisespannung (+V, OV) geschaltet ist, und dessen Schleife mit einem zweiten Eingang des Verstärkers 53 verbunden ist, ist derart voreingestellt, dass ein Signal geliefert wird,

das das konstante Gewicht des Schlittens I3 darstellt. 25

Der Verstärker 53 liefert deswegen ein Ausgangssignal, das nur das Gewicht de'r Last darstellt. Ein Instrument 55» das zum Anzeigen des Gewichtes einer Last geeicht ist, ist mit dem Ausgang des Verstärkers 53 verbunden.

Der Ausgang des Verstärkers 52 ist ebenfalls

mit einem ersten Eingang eines Differenzverstärkers 56

verbunden. Ein Potentiometer 57 ist über die Bezugsspeise spaniiung (i-V, OV) gesxhaltet und derart voreingestellt, dass ein Signal abgegeben wird, das die zulässige maximale Last, die von den Ketten 21 und 22 35

sicher getragen werden kann, darstellt. Die Schleifen des Potentiometers 57 ist mit einem zweiten Eingang des Verstärkers 56 verbunden. Es dürfte einleuchten, dass wenn die von den Ketten 21 und 22 getragene Last

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die Sich.erheit3grerj.ze nicht überschreitet, der Verstärker 56 ein Ausgangssignal einer bestimmten Polarität liefert, aber dass, wenn die Last die Sicherheitsgrenze überschreitet, das Ausgangssignal die entgegengesetzte "Polarität hat. Eine mit dem Ausgang des Verstärkers 56

verbundene Alarmschaltung 58 schafft ein hörbares und/oder sichtbares Alarmsignal, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers die genannte entgegengesetzte Polarität annimmt. Obschon die. Erfindung an Hand eines bestimmten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, beschränkt sich die Erfindung nicht darauf und sind mehrere Abwandlung 3Ii im Rahmen der Erfindung racgiicb, ,Insbesondere können statt der Kraftmesselemente, die am Ende der Tragketten für den Schlitten angeordnet sind,- wenn der Schlitten am Mast befestigt ist, Elemente verwendet werden, die am Ende der Ketten an der Seite des Schlittens angeordnet sind. Der Schlitten kann von einer einzigen Kette getragen werden, wobei dann nur ein einziges Kraftmesselement vorhanden ist.

Es hat sich herausgestellt, dass nur minimale Änderungen vorhandener Gabelstapler erforderlich sind um eine Lastmessvorrichtung nach der Erfindung anzuordnen. Es kann höchstens notwendig sein, vorhandene Ringbolzen durch Bolzen mit einem längeren Schaft zum Anordnen der Kraftmesselemente zu' ersetzen, aber es hat sich auch hei-ausgestellt, dass die vorhandenen Bolzen oft lange genug sind.

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Claims

9-10.78 / PHP 1214 PATENTANSPRÜCHE:

1. Lastmessvorrichtung zum Messen des Gewichtes einer Last, die von einem Gabelstapler oder einem anderen Lastträger von dem Typ mit einer Gabel oder einem anderen Lasttragemittel getragen wird, das auf einem Schlitten angeordnet ist, der von einem vertikalen Mast des Lastträgers getragen wird und parallel zur Achse dieses Mastes verschiebbar ist, wobei der Lastträger mit Schiittentragmittel·!! versehen, ist, die mindestens ein biegsames Tragelement unifassen, von dem ein Ende mit einem ersten gegen—

|0 übex- dem Mast ortsfest angeordneten Ankerelement verbunden ist und von dem da.s andere Ende mit einem zweiten Ankerelement verbunden ist, das mit dem Schlitten verbunden ist, gekennzeichnet, durch ein Befestigungselement für eines der Ankerelemente, das einen Mittenteil umfasst, der sich

^ durch eine im Ankerelement vorgesehene Öffnung erstreckt, einen ersten Endteil,· der mit einem Ende des biegsamen Tragelementes an einer Seit.e des Anker el em ent es verbunden ist, und einen zweiten Endteil, der einen Querschnitt hat, der grosser ist als der der Öffnung auf der anderen Seite des Ankerelementes, durch ein Kraftmesselement, das zwischen dem genannten zweiten Endteil und der genannten anderen Seite des Ankerelementes angeordnet ist und das die Druckkräfte misst, die zwischen dem Befestigungselement und dem Ankerelement ausgeübt werden und durch. Mittel, die auf Gimnd des Messresviltates des Kraftmess-

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elementes eine Anzeige des Gewichtes der getrcuqerjen Last erteilen.

2. Lastmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmesselement einen im wesent» liehen zyliriderf oxroigen Körper aufweis t, der mit einer derartigen axialen Bohrung- versehen ist, dass der Mittenteil des Befestigungselements sich durch die Bohrung hindurch erstreckt, wobei eine Endfläche des Körpers an der genannten zweiten Seite des Ankerelementes und die andere Endfläche des Körpers an d.en genannten zweiten Endteil des Befestigungselementes anliegt, wobei Dehnungsmessstreifen an derartigen Stellen mit dem Körper verbunden sind, dass sie auf Druckkräfte reagieren, die auf die Endflächen des Körpers ausgeübt werden.

3. Eine Lastmessvorrichtung nach Anspnach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement einen RingboJ z'en und eine Mutter umfasst, wobei das biegsame Tragelement mit dem Ring des Bolzens verbunden ist und die Mutter den genannten zweiten Endteil des Befestigungs— elements aufweist.

h. Lastträger, insbesondere Gabelstapler mit einer Lastmessvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

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