DE4437080A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Positionsregelung der antreibbaren Hubwagen an einer Doppelsäulen-Hebebühne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsre­ gelung der antreibbaren Hubwagen an einer Doppelsäulen- Hebebühne mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 7.

Bei Doppelsäulen-Hebebühnen müssen die Hubwagen synchron auf- und abwärts bewegt werden, damit ein auf den Hub­ wagen angehobenes Fahrzeug nicht in eine instabile Schieflage kommen kann. In dem Prospekt "duolift GS 5.0" der Hofmann Werkstatt-Technik GmbH, 6102 Pfungstadt (Impressum 9402506 05.92) ist eine derartige Doppel­ säulen-Hebebühne beschrieben, bei der die synchrone Bewe­ gung der beiden Hubwagen durch einen Kettentrieb erreicht wird, der die Drehbewegung der beiden jeweils durch einen Elektromotor angetriebenen Hubspindeln mechanisch syn­ chronisiert. Diese Art der mechanischen Synchronisation hat allerdings den Nachteil, daß der Kettentrieb entweder in Bodennähe verläuft und zum Überfahren abgedeckt und geschützt sein muß, oder daß er am oberen Ende der Hub­ säulen angeordnet ist, wobei dann die Hubhöhe ein­ geschränkt ist.

Um die mit dem Kettentrieb verursachten Probleme zu ver­ meiden, wird bei einer weiterentwickelten Doppelsäulen- Hebebühne auf den Kettentrieb verzichtet. Statt dessen enthält sie Drehwinkelinkrementalgeber an den Hubspindeln zur Bewegungssynchronisation, die während der Umdrehung der Hubspindeln Impulse erzeugen, die von einer Steuer­ einrichtung erfaßt und gezählt werden. Wenn im Verlauf einer Hubbewegung der Hebebühne bzw. der beiden Hubwagen die Anzahl der Umdrehungen der beiden Hubspindeln und somit die Anzahl der Impulse voneinander abweichen, so muß eine der beiden Hubspindeln entsprechend nachgedreht werden, um den synchronen Gleichlauf wiederherzustellen.

Die für diese Synchronisiereinrichtung notwendigen Sen­ soren, der Rechner und der Programmablauf unterliegen Fehlern, die schwerwiegende Folgen (Beschädigung oder Absturz des Fahrzeuges) nach sich ziehen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bezüglich der Überwachung der Hubwagen­ position und der Synchronisierung der Hubbewegungen der Hubwagen einer Doppelsäulen-Hebebühne verbessert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen ange­ geben.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird durch den direkten Positionsvergleich eine vereinfachte und zuverlässigere Regelung der Hubwagenpositionen und -bewegungen erreicht, da keine die Hubwagenpositionen nur indirekt erfassenden und somit fehleranfälligen Systeme verwendet werden. Bei einem direkten Positionsvergleich durch gegenseitige be­ rührungslose Abtastung der Hubwagen können sehr exakt arbeitende Meßsysteme verwendet werden, die keine mecha­ nische Behinderung an der Hebebühne darstellen. Für die berührungslose Abtastung eignen sich jegliche Abtastsy­ steme ohne mechanischen Kontakt, wobei prinzipiell als physikalische Träger Teilchenströme (Gase, d. h. pneuma­ tische Verfahren), Felder (elektrische oder magnetische Felder, d. h. kapazitive oder induktive Verfahren) und vorzugsweise Wellen (Schall- bzw. Ultraschallwellen, Mi­ krowellen, Licht) in Betracht kommen. Vorzugsweise wird eine direkte Kopplung der beiden Hubwagen dadurch er­ reicht, daß ein Meßstrahl von einem Sender an einem der Hubwagen ausgestrahlt und von einem Empfänger an dem anderen Hubwagen oder nach Reflexion an dem anderen Hub­ wagen wieder am erstgenannten Hubwagen empfangen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält die Syn­ chronisiereinrichtung eine berührungslose Abtasteinrich­ tung zum direkten Positionsvergleich der beiden Hubwagen und eine Regeleinrichtung für die Antriebe der Hubwagen. Dadurch entfallen mechanische Verbindungen, wie z. B. ein Kettentrieb, zwischen den beiden Hubsäulen, so daß eine unbehinderte Nutzung der Hebebühne gewährleistet ist. Die Abtasteinrichtung enthält einen Sender und einen Empfän­ ger jeweils an einem der beiden Hubwagen oder an einem der Hubwagen, wobei dann am anderen Hubwagen ein Reflek­ tor zum Reflektieren eines Meßstrahles angebracht ist. Durch die spezielle Ausgestaltung der Sender und Empfän­ ger bzw. Reflektoren kann die richtungssensitive Erfas­ sung einer gegenseitigen Positionsverschiebung der beiden Hubwagen erfaßt werden, d. h. es kann ein Regelsignal erzeugt werden, das in Abhängigkeit von einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Hubwagen die notwendigen Nachre­ gulierungen auslösen kann, indem die jeweiligen Antriebe geregelt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Doppelsäulen- Hebebühne mit einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Positionsregelung der Hubwagen;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 1 eines Senders und eines Empfängers der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend der Fig. 2 mit einem weiteren Ausführungsbeispiel des Senders und des Empfängers;

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 3, wobei die beiden Hubwagen gegeneinander verschoben sind; und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Doppelsäulen-Hebebühne mit einer linken Hubsäule 1 und einer rechten Hubsäule 2, die jeweils am Boden 3 fest verankert sind. An jeder Hubsäule 1, 2 ist ein Hubwagen 4 bzw. 5 vertikal geführt angebracht und durch einen jeweiligen Antrieb 6, 7 auf- und abwärts be­ wegbar. Im Ausführungsbeispiel enthält jeder Antrieb 6, 7 eine von einem Elektromotor 8 bzw. 9 angetriebene Hub­ spindel (nicht dargestellt), die den Hubwagen 4 bzw. 5 vertikal abstützt und bewegt. An jedem Hubwagen 4, 5 ist mindestens ein Tragarm 10 bzw. 11 befestigt, mit denen ein Fahrzeug 12 aufgenommen und angehoben werden kann.

Am linken Hubwagen 4 ist ein Sender 13 und am rechten Hubwagen 5 ist ein Empfänger 14 einer Abtasteinrichtung einer Einrichtung zum Synchronisieren der Hubwagen­ bewegung in sich entsprechenden gegenüberliegenden Posi­ tionen angebracht, so daß eine Meßstrahlachse 15 eine direkte Verbindung zwischen Sender 13 und Empfänger 14 bildet. Der Sender 13 und der Empfänger 14 sind an den Hubwagen 4, 5 derart positioniert, daß ein auf den Trag­ armen 10, 11 aufgenommenes Fahrzeug 12 oberhalb der Meß­ strahlachse 15 angeordnet ist und diese nicht unter­ bricht. Die beiden Hubwagen 4, 5 sind aus Gründen einer deutlichen Illustrierung mit nach unten gerichteten Ver­ längerungen zur Aufnahme des Senders 13 und des Empfän­ gers 14 dargestellt.

In Fig. 2 sind der Sender 13 und der Empfänger 14 vergrößert dargestellt. Der Sender 13 am linken Hubwagen 4 sendet Licht zu dem gegenüberliegenden Empfänger 14 am rechten Hubwagen 5. Das Licht tritt am Sender 13 als Strahl oder als schmales, senkrecht ausgerichtetes Licht­ band aus. Der Empfänger 14 weist eine Lochabdeckung 16 mit zwei Löchern 17, 18 auf, die in einem solchen Abstand vertikal übereinander angeordnet sind, daß das Licht des Lichtbandes bei höhengleicher Anordnung von Sender 13 und Empfänger 14, d. h. vom linken und rechten Hubwagen 4 bzw. 5, durch beide Löcher 17, 18 hindurchtritt und auf eine obere und eine untere Empfängerfläche 19 bzw. 20 auftrifft. Eine nicht dargestellte Regeleinrichtung, die die Elektromotore 8, 9 regelt, ist mit dem Empfänger 14 verbunden. Soll ein Fahrzeug 12 angehoben werden, so wer­ den beide Elektromotore 8, 9 mit gleicher Geschwindigkeit betrieben. Über die Hubspindeln werden die Hubwagen 4, 5 aufwärts bewegt. Um das Fahrzeug 12 in der Horizontalen zu halten, muß die Bewegung beider Hubwagen 4, 5 exakt synchron erfolgen, so daß eine Überwachung der Bewegung mittels der Abtasteinrichtung und einer Regeleinrichtung erforderlich ist.

Wenn die beiden Hubwagen 4, 5 synchron bewegt werden, empfangen beide Empfängerflächen 19, 20 Licht vom Sender 13, so daß die Regeleinrichtung keine Nachregelung der Elektromotore 8, 9 vornehmen muß. Empfängt nur die oberer Empfängerfläche 19 Licht, so befindet sich der linke Hub­ wagen 4 höher als der rechte Hubwagen 5. Bei einer Auf­ wärtsbewegung der Hubwagen 4, 5 bedeutet dies, daß der rechte Hubwagen 5 beschleunigt und/oder der linke Hubwa­ gen 4 verzögert bewegt werden muß, bis wieder synchroner Gleichlauf hergestellt ist.

Wenn nur die untere Empfängerfläche 20 belichtet ist, dann ist der rechte Hubwagen 5 höher als der linke Hub­ wagen 4 angeordnet und entsprechend der obigen Er­ läuterung bedeutet dies, daß der linke Hubwagen 4 be­ schleunigt und/oder der rechte Hubwagen 5 verzögert be­ wegt werden muß, bis wieder synchroner Gleichlauf herge­ stellt ist. Bei Abwärtsbewegung erfolgt die Regelung in umgekehrtem Sinn.

Wenn weder die obere noch die untere Empfängerfläche 19 bzw. 20 belichtet sind, so weist dies auf eine Störung hin, so daß die Bewegung sofort gestoppt wird. In diesem Fall ist z. B. der Strahlengang durch eine Person unter dem Fahrzeug 12 unterbrochen oder die beiden Hubwagen 4, 5 sind durch fehlerhaften Betrieb übermäßig weit gegen­ einander versetzt worden, so daß ein angehobenes Fahrzeug 12 in Schräglage kommt und herabzustürzen droht.

Die zulässige gegenseitige Abweichung der beiden Hubwagen 4, 5 kann durch die Festlegung des Abstandes der beiden Löcher 17, 18 eingestellt werden. Wenn dieser Abstand in etwa der Breite des Lichtbandes entspricht, so verläßt ein Empfängerelement 19 oder 20 das Lichtband schon bei geringer gegenseitiger Verschiebung der Hubwagen 4, 5 aus der horizontalen Positionierung, so daß die Nachregelung einsetzt. Dementsprechend gestattet eine enger beabstan­ dete Anordnung der Löcher 17, 18 eine größere zulässige Abweichung vom horizontalen Niveau, bevor die Regelung einsetzt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung. Am linken Hubwagen 4 sind zwei Photoelemente 21, 22, die Licht aussenden und empfangen können, beab­ standet übereinander angeordnet. Am rechten Hubwagen 5 sind zwei Spiegel 23, 24 in sich entsprechender Posi­ tionierung gegenüberliegend zu den Photoelementen 21, 22 angebracht. In Bewegungsrichtung der Hubwagen 4, 5, d. h. in vertikaler Längsrichtung, weisen die Spiegel 23, 24 eine verlängerte Fläche gegenüber der Längsausdehnung der Fläche der Photoelemente 21, 22 auf. Der Abstand zwischen den Spiegeln 23, 24 entspricht demjenigen zwischen den Photoelementen 21, 22.

Zur Regelung der Position und der Bewegung der Hubwagen 4, 5 senden die Photoelemente 21, 22 Licht auf die jewei­ ligen Spiegel 23, 24 und empfangen anschließend das re­ flektierte Licht. Eilt bei einer Hubbewegung der linke Hubwagen 4 dem rechten Hubwagen 5 voraus (siehe Fig. 4), so verläßt der untere Spiegel 24 den Bereich des Licht­ strahles des unteren Photoelementes 22, während der obere Spiegel 23 noch im Bereich des Lichtstrahles des oberen Photoelementes 21 ist. Daraus erkennt die Regeleinrich­ tung, daß die Hubbewegung des linken Hubwagens 4 verzö­ gert und/oder diejenige des rechten Hubwagens 5 beschleu­ nigt werden muß, bis wieder beide Photoelemente 21, 22 aktiviert sind. Gleiches gilt bei einer Absenkbewegung in umgekehrtem Sinn.

Durch Wahl des Abstandes zwischen den Photoelementen 21, 22 und der Größe der Spiegel 23, 24 und ihrer Anordnung (ihres Abstandes) kann die zulässige Abweichung der Hub­ wagen 4, 5 aus ihrer zueinander horizontal ausgerichteten Stellung eingestellt werden.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Bewegung der Hubwagen 4, 5 angehalten, wenn beide Photoelemente 21, 22 deaktiviert sind, d. h. der Strahlengang unterbrochen ist.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Sende- und Empfangseinrichtung zum berührungslosen Positionsab­ tasten dargestellt. Am linken Hubwagen 4 ist ein Ultra­ schallsender und -empfänger 25 mit angeschlossener Lauf­ zeitmeßeinrichtung angebracht. Gegenüberliegend am rech­ ten Hubwagen 5 ist ein Reflektor 26 angebracht, der eine schiefe Ebene 27, die z. B. um 45° aus der Horizontalen geneigt ist, aufweist, auf die ein gebündelter Ultra­ schallwellenstrahl 28 gerichtet ist. Dieser Strahl 28 wird an der schiefen Ebene 27 reflektiert und die Lauf­ zeit des zum Ultraschallempfänger 25 reflektierten An­ teils des Strahles 28 wird bestimmt. In einer horizontal ausgerichteten Positionierung der Hubwagen 4, 5 trifft der Ultraschallstrahl 28 beispielsweise in der Mitte der schiefen Ebene 27 auf (siehe Fig. 5), so daß er einen Ab­ stand L₁ zweimal zurücklegt, bis er am Empfänger 25 ein­ trifft. Die Laufzeit für diesen Abstand L₁ wird als Refe­ renz gespeichert. Bei einer gegenseitigen Verschiebung der Hubwagen 4, 5 wird dieser Abstand aufgrund der schie­ fen Ebene 27 des Reflektors 26 größer oder kleiner, so daß über die Messung unterschiedlicher Laufzeiten des Strahls 28 die gegenseitige vertikale Verschiebung be­ stimmbar ist und somit die beschleunigte oder verzögerte Bewegung des einen Hubwagens im Verhältnis zum anderen geregelt werden kann. Ansonsten ist die Regelung bei die­ sem Ausführungsbeispiel entsprechend den oben be­ schriebenen Beispielen.

Die Neigung der schiefen Ebene 27 wird in Abhängigkeit von den Platzverhältnissen an den Hubwagen und der Meß­ empfindlichkeit des Ultraschallsenders/-empfängers 25 festgelegt. Sie kann auch größer oder kleiner als 45° sein. Der Reflektor 26 kann statt der schiefen Ebene 27 eine treppenförmig abgestufte Reflexionsseite aufweisen, wobei die einzelnen Stufen zum Strahl 28 senkrechte Re­ flexionsflächen aufweisen. Die rechts- und linksseitige Anordnung der Sende- und Empfangselemente an den Hubwagen kann bei allen Ausführungsbeispielen vertauscht sein, und beliebige berührungslose Abtastsysteme sind anwendbar.

Die beschriebene Regeleinrichtung kann in Kombination mit einem Drehwinkelsensorsystem mit Inkrementalgebern an den Hubspindeln, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, eingesetzt werden, wobei es als Sicherheits- und Überwachungssystem dient.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung eignen sich auch für Doppelsäulen-Hebebühnen, die statt elektromotorisch angetriebener, rotierender Hubspindeln andere Antriebseinrichtungen, z. B. hydraulische Antrie­ be, verwenden, bei denen keine Drehwinkelsensoren vorhan­ den sind.

An jeder Hubsäule können zwei z. B. horizontal beabstan­ dete Abtasteinrichtungen angebracht sein, so daß zwei optische Achsen (oder vergleichbare Strahlachsen) unter­ halb eines angehobenen Fahrzeuges als Sicherheitseinrich­ tungen verwendbar sind, die bei Strahlunterbrechung den Betrieb der Hubwagen stoppen oder einschränken.

Claims (13)

1. Verfahren zur Positionsregelung der antreibbaren Hubwagen an einer Doppelsäulen-Hebebühne,
bei dem die gegenseitige Positionierung der Hubwagen über­ wacht wird, und
die relative Bewegung der Hubwagen, wenn diese eine definierte gegenseitige Positionierung verlassen haben, geregelt wird, bis die Hubwagen die definier­ te gegenseitige Positionierung wieder erreicht ha­ ben, dadurch gekennzeichnet, daß
die gegenseitige Positionierung durch direkten Posi­ tionsvergleich der Hubwagen (4, 5) überwacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Positionsvergleich durch gegen­ seitige berührungslose Abtastung der Hubwagen (4, 5) vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Abtastung mit Ultraschall, mit Mikrowellen oder mit Licht durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Meßstrahl (15) von einem Sender (13) an dem einen Hubwagen (4) ausgestrahlt wird und von einem Empfänger (14) an dem anderen Hubwagen (5) empfangen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Meßstrahl (15) von einem Sender (13) an dem einen Hubwagen (4, 5) ausgestrahlt wird und nach Reflexion an einem Reflektor (23, 24; 26) an dem anderen Hubwagen (5) von einem Empfänger (14) an dem erstgenannten Hubwagen (4) empfangen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung ein einer relativen Positionsverschiebung der beiden Hubwagen (4, 5) entsprechendes, richtungssensitives Regelsig­ nal erzeugt, mit dem zumindest der Antrieb (6, 7) eines der beiden Hubwagen (4, 5) geregelt wird.

7. Vorrichtung zur Positionsregelung der antreibbaren Hubwagen an einer Doppelsäulen-Hebebühne, wobei die Vorrichtung eine Synchronisiereinrichtung zum Syn­ chronisieren der Hubbewegungen der beiden Hubwagen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung eine berührungslose Abtasteinrichtung (13, 14, 15) zum direkten Posi­ tionsvergleich der beiden Hubwagen (4, 5) und eine Regeleinrichtung für die Antriebe (6, 7) der Hubwa­ gen (4, 5) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (13, 14, 15) eine Sende­ einrichtung (13) und eine Empfangseinrichtung (14) jeweils an einem Hubwagen (4 bzw. 5) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (13, 14, 15) an dem einen Hubwagen (4) eine Sendeeinrichtung (21, 22; 25) und eine Empfangseinrichtung (21, 22; 25) und an dem an­ deren Hubwagen (5) einen Reflektor (23, 24; 26) auf­ weist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sendeeinrichtung (13) einen auf Ultraschall-, Licht- oder Mikrowellen basierenden Meßstrahl (15) zur Empfangseinrichtung (14) sendet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (14) eine Lochblende (16) und dahinter zwei be­ leuchtbare, voneinander beabstandete Empfänger­ flächen (19, 20) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der eine Hubwagen (4) zwei voneinander beabstandete Photoelemente (21, 22) als Sende- und Empfangseinrichtung für einen Meßstrahl (15) aufweist und am gegenüberliegenden Hubwagen (5) zwei beabstandete Spiegel (23, 24) angebracht sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem einen Hubwagen (4) ein Ultraschallsender und -empfänger (25), der mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Laufzeit von Ultraschallwellen gekoppelt ist, und an dem anderen Hubwagen (5) ein Reflektor (26) mit einer geneigten Reflexionsseite (27) angebracht ist.