DE4234173C1 - Fahrwegmeßvorrichtung für Gabelhubfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrwegmeßvorrichtung für Gabelhubfahrzeuge, insbesondere fahrerlose Fahrzeuge, wel­ che bewegliche Gabelzinken zur Aufnahme einer Last und un­ terhalb dieser angeordnete fahrzeugfeste Stützarme aufwei­ sen, wobei an den Stützarmen jeweils zwei um parallele Ach­ sen drehbar gelagerte, nach unten vorstehende und fluchtend hintereinander angeordnete Stützrollen vorgesehen sind.

Bei der Automation von Transportprozessen, insbesondere im Bereich der Lagerverwaltung, gehen die jüngeren Entwicklun­ gen dahin, fahrerlose autonome Transportfahrzeuge einzuset­ zen, d. h. auf die bislang üblichen, in dem Fahrboden inte­ grierten und mit dem Fahrzeug kommunizierenden Leitsysteme zu verzichten. Bei diesen neueren Systemen besteht jedoch die Notwendigkeit, den von den Fahrzeugen zurückgelegten Weg kontinuierlich und genau zu erfassen.

Bei Gabelhubfahrzeugen sind bereits Fahrwegmeßvorrichtungen bekannt, bei denen im Bereich des Fahrzeugantriebs ein Meßrad vorgesehen ist, dessen Drehwinkel mittels eines Inkrementalgebers fortlaufend bestimmt wird.

Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß im Falle von Seitwärtsbewegungen bzw. Kurvenfahrten des Fahrzeugs der Stellwinkel des Meßrades bei der Wegberech­ nung mit in das Kalkül zu ziehen ist. Zudem werden bei den bekannten Meßvorrichtungen Wegunebenheiten nur unbefriedi­ gend kompensiert.

Demgegenüber sind bei Pratzen- und Spreitzenstaplern be­ reits Vorrichtungen bekannt, bei denen das Meßrad in seit­ lich angeordneten Stützarmen untergebracht ist. Diese Fahr­ zeuge haben allerdings den Nachteil einer starken Über­ breite und sind daher für autonome Systeme wenig interes­ sant.

Ferner ist aus der DE-GM 86 05 352 ein Hublader mit einer Fahrwegmeßvorrichtung bekannt, bei der ein längs der Fahr­ strecke des Hubladers laufendes einzelnes Meßrad vorgesehen ist. Der Hublader weist allerdings weder fahrzeugfeste Stützarme noch an diesen stützarmen befestigte Stützrollen auf.

Weiter ist in dem Aufsatz "Flurförderzeuge, Hubwagen und Stapler als Kombigerät", erschienen in "Deutsche Hebe- und Fördertechnik", 6. Juni 1991, S. 30, ein Gabelhubfahrzeug beschrieben, welches bewegliche Gabelzinken und darunter angeordnete fahrzeugfeste Stützarme aufweist, wobei an den Stützarmen Stützrollen vorgesehen sind. Dieses Gabelhub­ fahrzeug weist jedoch keine Fahrwegmeßvorrichtung auf.

Aus der DE-PS 38 13 897 ist schließlich ein Hubförderer mit einer Fahrwegmeßvorrichtung bekannt. Der Hubförderer weist einen mit Gelenkköpfen versehenen Mitnehmer für einen mit einem Meßgerät versehenen Meßwagen auf, der auf einer Steu­ erschiene stets die gleiche Strecke wie der Hubförderer zu­ rücklegt. Die obere Hälfte des Meßwagens trägt ein als Zahnrad ausgebildetes Meßrad, das zur Hälfte von einem als Zahnriemen ausgebildeten Meßband umschlungen ist. Der Um­ drehungswinkel des von dem Meßband angetriebenen, als Win­ kelgeber ausgebildeten Meßrades ist somit ein exaktes Maß für die Positionserfassung des Hubförderers.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein bzw. mehrere Meßräder in der Weise an das Fahr­ zeug anzubringen, daß zum einen die genannten Nachteile vermieden werden und zum anderen keine Kräfte und Bewegun­ gen in Richtung der Drehachse(n) des bzw. der Meßräder auf­ treten.

Diese Aufgabe wird bei einer Fahrwegmeßvorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein zwischen jeweils zwei Stützrollen mittig angeordnetes, um eine zu den Drehachsen der Stützrollen parallele Achse drehbares und vertikal bewegliches Meßrad vorgesehen ist, wobei die Stützrollen sowie das Meßrad an einem an dem jeweiligen Stützarm drehbar gelagerten Tragrahmen befestigt sind und an dem Meßrad Mittel zur kontinuierlichen Erfassung der von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht von einer bekannten Fahrzeugkonstruktion aus, bei der unterhalb der Gabelzinken das Fahrzeug abstützende Stützarme angeordnet sind, in de­ ren vorderen Endbereichen sich jeweils zwei Stützrollen be­ finden. Die Stützrollen sind zur Erzielung einer gleich­ mäßigen Belastung an einer an den Stützarmen drehbar gela­ gerten Wippe (=Tragrahmen) befestigt. Durch die erfindungs­ gemäße Anordnung des Meßrades zwischen diesen Stützrollen entsteht nunmehr ein dreiachsiges System, bei dem sich im Falle von Seitwärtsbewegungen des Fahrzeuges aufgrund der mittigen Anordnung des Meßrades die Drehachse in Höhe des Meßrades befindet und damit die Wegmessungen aufgrund von Seitwärtsbewegungen nicht oder nur unwesentlich beeinträch­ tigt werden. Etwa auftretenden Unebenheiten der Fahrbahn wird bei dieser Meßvorrichtung dadurch begegnet, daß die Stützrollen sowie das Meßrad an einem drehbar gelagerten Tragrahmen befestigt sind, wobei das Meßrad zusätzlich in vertikaler Richtung beweglich ist. Ferner kann sich das Meßrad - unabhängig von der Schrägstellung des Tragrahmens in Fahrtrichtung - frei in Richtung Fahrbahn bewegen und sich dort optimal anlegen. Die Verwendung einer der Stütz­ rollen selbst als Meßrad hätte im übrigen den Nachteil, daß diese unter Last ihren Durchmesser ändert und weiterhin ei­ ner starken Abnutzung unterworfen ist. Bei der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung wird daher ein separates Meßrad verwen­ det. Insgesamt ist daher gewährleistet, daß das Meßrad wäh­ rend der Fahrt des Transportfahrzeuges zu jedem Zeitpunkt einen für die Wegmessung ausreichenden Kontakt mit dem Fahrbahnboden aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß das Meßrad in einem Rahmen gelagert ist, der sei­ nerseits in dem Tragrahmen um eine zur Drehachse der Stütz­ rollen parallele Schwenkachse schwenkbar angeordnet ist.

Dieser zusätzliche Rahmen liefert einen weiteren Freiheits­ grad für die Bewegung des Meßrades in vertikaler Richtung und ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen Drehla­ gern für das Meßrad.

Hierbei kann nun weiter vorgesehen sein, daß an dem Rahmen des Meßrades auf der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite des Rahmens ein Zug- oder Druckfederelement vorgese­ hen ist, welches das Meßrad auf die Fahrbahn drückt.

Aufgrund dieses Federelementes wird der das Meßrad tragende Rahmen in Richtung auf die Fahrbahn gedrückt, wodurch er­ reicht wird, daß das Meßrad optimal mit der Fahrbahn kon­ taktiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Drehachse des Meßrades dann in gleicher Höhe wie die Schwenkachse des Rahmens angeordnet ist, wenn die Stützrollen und das Meßrad an einer horizontalen Ebene auf­ liegen.

Die Drehung des Rahmens auf der genannten Drehachse hat zur Folge, daß die Bewegung des Meßrades auch eine Wegkompo­ nente in Richtung der Stützrollen aufweist. Aufgrund dieser Maßnahme wird nun erreicht, daß diese Komponente bei etwa auftretenden Auslenkungen des Meßrades nur äußerst gering ist und daher bei der Wegberechnung kaum ins Gewicht fällt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß zur Lagerung des Tragrahmens an dem Stützarm ein durch eine Hohlwelle des Meßrades hindurchgeführter und an den Flanken des Stützarmes abgestützter Drehbolzen vorgese­ hen ist.

Für eine optimale Funktion des Tragrahmens ist es zweck­ mäßig, diesen mittig und in Höhe des Meßrades zu lagern. Dieser Anforderung kann durch eine Lagerung des Tragrahmens mittels eines Drehbolzens mit den genannten Merkmalen ent­ sprochen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß der Drehbolzen einen in Schwenkrichtung des Rah­ mens reduzierten Querschnitt, beispielsweise in Form einer Ellipse, aufweist.

Die Anordnung eines Drehbolzens innerhalb einer Hohlwelle des Meßrades behindert im allgemeinen die Auslenkung des Meßrades, da der Drehbolzen aufgrund seiner Fixierung an dem Stützarm selbst keinerlei Bewegungsspielraum aufweist. Durch die genannte Abflachung des Drehbolzenquerschnitts kann dieser Nachteil behoben werden.

Zur meßtechnischen Erfassung des zurückgelegten Weges kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß ein achsparallel außerhalb des Meßrades befestigter und mit dem Meßrad über ein Transmissionselement, vorzugsweise einen Zahnriemen, gekoppelter Inkrementalgeber vorgesehen ist oder daß der Inkrementalgeber innerhalb der Hohlwelle des Meßrades ange­ ordnet ist.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausge­ bildet sein, daß der Tragrahmen über zwei voneinander ge­ trennte Drehbolzen an den Flanken des Stützarmes befestigt ist.

Im folgenden Teil wird die erfindungsgemäße Fahrwegmeßvorrich­ tung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.

Im einzelnen zeigen dabei

Fig. 1 eine seitliche Gesamtansicht eines Gabelhubfahr­ zeuges;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Trag­ rahmen mit einem zum Meßrad achsparallel versetzt angeordneten Inkrementalgeber;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Stützarm innerhalb des in Fig. 2 dargestellten Bereiches;

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Trag­ rahmen mit einem innerhalb einer Hohlwelle des Meßrades angeordneten Inkrementalgeber;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Stützarm innerhalb des in Fig. 4 dargestellten Bereiches.

Das in Fig. 1 dargestellte Gabelhubfahrzeug weist in Fahrtrichtung 1 zwei vertikal bewegliche Gabelzinken 2 so­ wie unterhalb dieser angeordnete fahrzeugfeste Stützarme 3 auf. Im vorderen Endbereich dieser Stützarme 3 sind jeweils zwei auf parallelen Achsen gelagerte, nach unten vorste­ hende und fluchtend hintereinander angeordnete Stützrollen 4, 5 vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei Stützrollen 4, 5 ein zu den Drehachsen der Stützrollen parallel drehbares und vertikal bewegliches Meßrad 5 mittig angeordnet ist.

Sowohl die Stützrollen 4, 5 als auch das Meßrad 6 sind an einem an dem jeweiligen Stützarm drehbar gelagerten Trag­ rahmen 7 (Fig. 2) befestigt.

In Fig. 2 ist der Tragrahmen 7 mit Stützrollen 8, 9 sowie einem Meßrad 10 dargestellt. Der Tragrahmen 7 ist in diesem Beispiel über einen abgeflachten Drehbolzen 11 an dem je­ weiligen Stützarm drehbar befestigt. Zusätzlich ist das Meßrad 10 in einem Rahmen 12 gelagert, der seinerseits in dem Tragrahmen 7 um eine zur Drehachse der Stützrollen 4, 5 parallele Schwenkachse 13 drehbar angeordnet ist. Das Meßrad 10 ist dabei mittels einer Hohlwelle 13 in dem Rah­ men 12 drehbar gelagert. An dem Rahmen 12 ist ferner auf der der Schwenkachse 14 gegenüberliegenden Seite des Rah­ mens 12 ein Zugfederelement 15 vorgesehen, welches über den Rahmen 12 das Meßrad 10 auf die Fahrbahn 16 drückt. In die­ sem Ausführungsbeispiel ist die in der Mitte des Drehbol­ zens 11 definierte Drehachse des Meßrades 10 bei der hier ebenen horizontalen Fahrbahn 15 etwa in gleicher Höhe wie die Drehachse 14 des Rahmens 12 angeordnet. Für die Fahrwegmes­ sung ist ein Inkrementalgeber 17 vorgesehen, der achs­ parallel außerhalb des Meßrades 10 befestigt und mit dem Meßrad 10 über einen Zahnriemen 18 gekoppelt ist.

In der in Fig. 3 dargestellten Draufsicht auf den Bereich des Stützarmes, in dem sich der Tragrahmen 7 befindet, wird deutlich, daß der Rahmen 12, an dem das Meßrad 10 über eine Hohlwelle 13 gelagert ist, mit zwei Zugfedern 19, 20 beauf­ schlagt ist.

In Fig. 4 ist ein ähnlicher Längsschnitt wie in Fig. 2 dar­ gestellt, der allerdings ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem der Inkrementalgeber 21 innerhalb der Hohlwelle 22 des Meßrades 23 angeordnet ist.

Die in Fig. 5 gezeigte Draufsicht auf den Bereich des Stützarmes nach Fig. 4 dient der Verdeutlichung, in welcher Weise der Inkrementalgeber 21 innerhalb der Hohlwelle 22 des Meßrades 23 angeordnet ist.

Claims (9)

1. Fahrwegmeßvorrichtung für Gabelhubfahrzeuge, insbesondere fahrerlose Fahrzeuge, welche bewegliche Gabelzinken (2) zur Aufnahme einer Last und unterhalb die­ ser angeordnete fahrzeugfeste Stützarme (3) aufweisen, wo­ bei an den Stützarmen (3) jeweils zwei um parallele Achsen drehbar gelagerte, nach unten vorstehende und fluchtend hintereinander angeordnete Stützrollen (4, 5) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch wenigstens ein zwischen jeweils zwei Stützrollen (4, 5) mittig angeordnetes, um eine zu den Drehachsen der Stützrollen (4, 5) parallele Achse drehbares und vertikal bewegliches Meßrad (6), wobei die Stützrollen (4, 5) sowie das Meßrad (6) an einem an dem jeweiligen Stützarm (3) drehbar gelagerten Tragrahmen (7) befestigt sind und an dem Meßrad (6) Mittel zur kontinuierlichen Erfassung der von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Meßrad (6) in einem Rahmen (12) gelagert ist, der seinerseits in dem Tragrahmen (7) um eine zur Drehachse der Stützrollen (4, 5) parallele Schwenkachse (14) schwenk­ bar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem Rahmen (12) des Meßrades (6) auf der der Schwenkachse (14) gegenüberliegenden Seite des Rah­ mens (12) ein Zug- oder Druckfederelement (15) vorgesehen ist, welches das Meßrad (6) auf die Fahrbahn drückt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Meßrades (6) dann in gleicher Höhe wie die Schwenkachse (14) des Rahmens (12) angeordnet ist, wenn die Stützrollen (4, 5) und das Meßrad (6) an einer horizontalen Ebene aufliegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Tragrah­ mens (7) an dem jeweiligen Stützarm (3) ein durch eine Hohlwelle (13) des Meßrades (6) hindurchgeführter und an den Flanken des jeweiligen Stützarmes (3) abgestützter Drehbolzen (11) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehbolzen (11) einen in Schwenkrichtung des Rahmens (12) reduzierten Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Wegstrecke ein achsparallel außerhalb des Meßrades (6) befestigter und mit dem Meßrad (6) über ein Transmissions­ element (18) gekoppelter Inkrementalgeber (17) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Inkrementalgeber (17) innerhalb der Hohlwelle (13) des Meßrades (6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (7) über zwei voneinander getrennte Drehbolzen (11) an den Flanken des stützarmes (3) befestigt ist.