EP1398292B1 - Steuervorrichtung für Hebebühnen - Google Patents

Steuervorrichtung für Hebebühnen Download PDF

Info

Publication number
EP1398292B1
EP1398292B1 EP20030019590 EP03019590A EP1398292B1 EP 1398292 B1 EP1398292 B1 EP 1398292B1 EP 20030019590 EP20030019590 EP 20030019590 EP 03019590 A EP03019590 A EP 03019590A EP 1398292 B1 EP1398292 B1 EP 1398292B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmitter
receiver
control device
lifting
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
EP20030019590
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1398292A1 (de
Inventor
Anton Knestel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maha Maschinenbau Haldenwang GmbH and Co KG
Maha GmbH and Co KG
Original Assignee
Maha Maschinenbau Haldenwang GmbH and Co KG
Maha GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maha Maschinenbau Haldenwang GmbH and Co KG, Maha GmbH and Co KG filed Critical Maha Maschinenbau Haldenwang GmbH and Co KG
Publication of EP1398292A1 publication Critical patent/EP1398292A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1398292B1 publication Critical patent/EP1398292B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/28—Constructional details, e.g. end stops, pivoting supporting members, sliding runners adjustable to load dimensions

Definitions

  • the invention relates to a control device for vehicle lifts, which detects a lifting height h of the lift and adjusts according to a predetermined desired height Ho.
  • Lifts especially for vehicles, usually have one or more lifting units for raising or lowering a platform on which the object to be lifted stands up.
  • Known lifting units are, for example, punch or Scherenhubwerke.
  • a vehicle to be lifted is driven onto a one- or multi-part platform of the lifting platform (driving surface), which is lifted by the lifting unit (s) for working on the vehicle.
  • the vehicle may also be lifted from a structure with one or more support arms gripping and raising the vehicle.
  • a separate lifting unit is provided for each axle or wheel of the vehicle to be lifted.
  • EP 0 866 306 a device for measuring distance is described in which a friction wheel rolls on a cylinder piston rod. In this non-positive displacement measurement, it may, however, at Pollution to slip problems, especially on a smooth, oily cylinder rod of a lifting cylinder.
  • Document EP-A-1 079 118 relates to a position detecting apparatus for hydraulic cylinders which determines a distance of an ultrasonic transmitter to a bottom surface of the piston based on the ultrasonic velocity, wherein a counter determines a period of time from sending the ultrasonic wave to receiving the reflected wave is to calculate a corresponding distance.
  • the object of the present invention is to provide a control device for lifting platforms, which allows a simple and accurate detection and control of the lifting height of the lift.
  • the control device has at least one ultrasonic transmitter for emitting ultrasonic waves and at least one ultrasonic receiver.
  • An evaluation device uses the signals from transmitter and receiver to determine the lifting height h of the lift.
  • An ultrasonic path measurement for determining the lifting height h is non-contact, maintenance-free, suitable for larger lifting heights, immune to contamination and cost-effective.
  • the ultrasonic path measurement enables a precise determination of the lifting height h. In contrast to an optical or magnetic scanning system, effort and costs are independent of the movement or scanning path.
  • the control device may have at least one adjusting device for raising or lowering the lifting platform and a control unit for actuating the adjusting device on the basis of the determined lifting height h.
  • a control device allows a precise adjustment of the desired lifting height Ho over a wide range of a few centimeters to several meters.
  • the control device can be used, for example, for controlling motor vehicle lifts, height-adjustable work platforms, in particular for carrying out work on structures, and mobile height-adjustable implements, in particular for transporting containers or the like. Due to the very accurate determination of the lifting height by the ultrasonic measurement, the control device can be used to precisely adjust the height of a platform for loading and unloading of vehicles, ships or aircraft.
  • control unit compares the determined lifting height h with the predetermined target height H 0 and controls the adjustment of the lift as a function of the comparison result.
  • the control unit can for this purpose have a known controller with a predetermined control characteristic and / or a power amplifier for driving the adjusting device or a hydraulic unit, which generates a fluid pressure for operating the adjusting device.
  • the transmitter can emit ultrasonic pulses of a predetermined period of time and the evaluation device to determine a sound transit time T of the ultrasonic pulses from the transmitter to the receiver.
  • the evaluation device can determine the path traveled by the sound wave, taking into account the speed of sound c. Due to the known arrangement of transmitter and receiver, the evaluation device, the lifting height h calculate the lift. Since the signal energy of an ultrasonic pulse depends on the duration of the pulse, the length of the ultrasonic pulse is to be chosen so that a sufficiently reliable detection of the pulse is ensured by the receiver.
  • the transmitter To determine the sound propagation time, it is therefore expedient for the transmitter to generate an ultrasound pulse (burst) of a certain length, e.g. 1 ms, transmits.
  • the receiver detects the emitted ultrasonic pulse after traveling the distance from transmitter to receiver.
  • the evaluation device can determine the time delay T between the transmission and the reception of the ultrasonic pulse by, for example, an electronic circuit with a counter triggered by the transmitter signal S.
  • the counter counts the counts of a clock until the receive signal E has exceeded the threshold of a Schmitt trigger. This transit time measurement can be repeated periodically, for example every 10 or 100 ms.
  • the ultrasound transmitter can be advantageously controlled with digital control signals for transmitting digital ultrasound signals.
  • the evaluation device can generate continuously distinguishable digital codewords, which are transmitted in the form of pulse sequences from the transmitter.
  • the individual code words can be generated randomly or according to a predetermined scheme. It is particularly advantageous to generate optimally discriminative codewords having, for example, a maximum (inhibiting) distance from one codeword to the next codeword or orthogonal to one another are.
  • the digital codewords are transmitted from the transmitter to the receiver and arrive there with a time delay T.
  • the evaluation device may expediently have a correlation device which determines the time delay T between the emission of a code word and the reception of the code word.
  • the correlation device can for this purpose have a digital correlator, which determines the coincidence of binary signals. This is preferably done by shifting one of the two signals in a shift register and detecting the signal match. Due to the maximum of this digital cross-correlation function between the transmitted codeword and the received signal, the signal propagation time can be determined with a temporal resolution of one clock period. For example, at a transmitter frequency of 40 kHz, a path resolution of 8.25 mm can be achieved. By evaluating the digital signal correlation, the transit time measurement is insensitive to disturbances.
  • the code length is suitably chosen so that a detection is ensured with sufficient certainty.
  • Longer codewords have the advantage that they are easier to discriminate due to the larger number of bits and have greater energy in their signals, whereby the detection reliability of the receiver can be increased.
  • a phase evaluation device for determining the phase relationship between the transmitter signal S and the receiver signal E can be provided in the evaluation device. This can be done, for example, by measuring the time between an edge of the transmitter signal S and an edge of the receiver signal E. By detecting a change in this phase relationship, a change in the distance between transmitter and receiver can be determined. To detect the relative movement between transmitter and receiver, the phase evaluation device compares the excitation signal S of the transmitter with the signal E detected by the receiver and determines the phase relationship between these signals, which are generally periodic.
  • the evaluation of the phase relationship has the advantage that the transmitter and receiver can be in a steady state continuous operation, whereby a rise and fall of the vibrations of the transmitter and receiver at the beginning and end of a pulse can be prevented and the measurement accuracy increases.
  • the maximum resolution of the displacement measurement is essentially determined by the accuracy of the phase evaluation, ie by a time measurement. Since time measurements with very high accuracies are possible, the lifting height h can also be precisely determined.
  • the absolute sound transit time T from the transmitter to the receiver can be determined. This can be done for example by the evaluation of the cross-correlation function between the transmitter signal S and the receiver signal E. From the maximum of the cross-correlation function, the time delay between these two signals can be determined.
  • the Schallaufzeitbetician can be combined by a digital transmission pulse sequence with the evaluation of the phase relationship between the transmitter signal S and receiver signal E.
  • Absolute distance measurement makes it possible to determine the distance between the transmitter and the receiver at all times, regardless of any disturbances that temporarily hinder the sound propagation between transmitter and receiver.
  • the phase relationship between the transmitter signal S and the receiver signal E can additionally be evaluated.
  • the phase evaluation device expediently has a gate circuit which opens on a rising edge of the transmitter signal S and closes on a rising edge of the receiver signal E. It is advantageous to convert the signals of the transmitter and the receiver beforehand via comparators (Schmitt trigger) in rectangular signals. Such a gate circuit can be realized for example by corresponding logic gates and a flip-flop. Instead of the rising edges, the phase evaluation can also take place on falling edges.
  • the counts of a clock go to a counter that counts the incoming counts.
  • the phase relationship between the transmission signal S and the receiver signal E results from the count Z of the counter and the clock rate TR of the clock.
  • the temporal resolution of the phase evaluation device can be determined from the ratio of the clock rate TR of the clock to the transmission frequency f of the transmitter. This ratio TR / f also determines the maximum count, i. the count occurring at a phase relationship of 360 ° between the signals S and E.
  • the counter can count up to a predetermined number of counts N and be reset to a certain value at the next incoming count. It is particularly advantageous if the counter is reset at the number of counts determined by the ratio of clock rate to transmitter frequency TR / f. For example, the counter may add up to this number N incoming pulses and reset to zero at the next pulse or it starts at N counts and subtracts incoming pulses until count Z reaches zero.
  • the evaluation device can determine the lifting height h based on the count Z and the number R of resets of the counter.
  • the phase shift between S and E and thus the counter reading Z increases until a phase change takes place when there is a change in distance from a wavelength ⁇ of the transmitter signal.
  • This phase jump is detected by the phase evaluator based on the reset signal R of the counter.
  • the distance a between transmitter and receiver results from the number of phase jumps R which have occurred during the movement of transmitter or receiver multiplied by the wavelength ⁇ of the ultrasonic signal.
  • the measuring accuracy of this phase evaluation is ⁇ N and can be adjusted by appropriate choice of N simply the given requirements for the accuracy of the stroke h.
  • the speed of sound c depends on the air temperature, it is advantageous to provide a sound velocity determination device.
  • the determined temperature t, the sound velocity c, the sound propagation time T, the phase relationship between the signals S and E and / or the lifting height h can be determined or corrected. This is particularly useful when different temperature conditions occur at different parts of the lift, e.g. by solar radiation or blown hot air of a heater.
  • the control device may provide at least one temperature sensor which detects the air temperature t in the vicinity of the ultrasonic measuring path.
  • the speed of sound c can be determined, for example, on the basis of a temperature characteristic with a linear relationship or a root-shaped relationship between temperature t and the speed of sound c. Based on this temperature compensation, the measurement accuracy of Ultraschallwegunk can be increased.
  • a second receiver can also be arranged at a predetermined distance d from the transmitter.
  • the receiver may have a corresponding device, in particular a diaphragm or a tube. Since this selection device preferably transmits sound waves of a predetermined propagation direction, it is possible to hide or suppress sound waves of other propagation directions. Preferably, the receiver's receiver is aligned with the direct link to the transmitter to attenuate reflected sound waves.
  • a reflector may be provided for reflecting the sound waves emitted by the transmitter.
  • transmitter and receiver are arranged on a movable part of the lift or together fixed to the lift.
  • transmitter and receiver are located on the underside of the height-adjustable platform of the lift.
  • the transmitter emits ultrasonic signals in the direction of the floor on which the lift is arranged.
  • the emitted ultrasonic signals from a reflector for example, a sunken in the ground metal plate, reflected.
  • the lifting height h results as half of the distance a, which cover the ultrasonic signal from transmitter to receiver. If the object reflecting the sound waves (eg the platform of the lift) has sufficient sound hardness and sufficient soundness Reflected portion of the incident sound waves, the attachment of a separate reflector is not required.
  • Transmitter and receiver can be designed as a combined ultrasonic transducer.
  • the converter is excited, for example, with a burst of 1 ms in length. Thereafter, the converter is switched to receive. According to the lifting height, the reflected signal is received by the converter delayed. After the excitation by the transmission burst, however, a certain waiting time must be maintained before the transmission signal has decayed and the transducer can be used as a receiver. This results in a minimum path length, which must cover the signal from the transmitter to the receiver or from the converter to the reflector and back.
  • transmitter and receiver can be designed as separate transmitting and receiving units. These are preferably to be arranged so that no body sound coupling occurs between transmitter and receiver.
  • the transmitting and receiving unit can be arranged, for example, next to each other.
  • Transmitting and receiving unit are arranged at the two ends of the route to be measured.
  • the transmitter can for example be fixed to the lift or the floor or the foundation on which the lift is located, be arranged.
  • the distance a between transmitter and receiver can be determined. If, for example, the receiver is arranged on a platform of the lifting platform which is adjustable in height or a load-lifting structure, the distance a between the transmitter and the receiver essentially corresponds to the lifting height h of the lifting platform. If the receiver is not directly attached to the part of the lift whose lifting height h is to be determined, this can be determined by evaluating the geometric relationships (lever arms, angles, ratios, etc.) between the parts of the lift. Of course, a reverse arrangement of transmitter and receiver is possible.
  • Transmitter and receiver can be arranged on the adjustment of the lift to determine a travel v of the adjustment.
  • the evaluation device determines the lifting height h based on the travel path v and the geometric conditions (lever arms) of the lift.
  • An arrangement of transmitter and receiver on the adjusting device is structurally simple and has the advantage that the measuring path between transmitter and receiver is largely protected against accidental interruption of sound propagation.
  • the adjusting device can preferably be designed as a hydraulic cylinder or a pressure medium-loaded cylinder.
  • transmitter or receiver can be arranged on the one hand on the cylinder housing and on the other hand on the movable piston rod or a component connected thereto.
  • Other adjustment devices such as a spindle drive, are possible.
  • the evaluation device expediently determines the lifting height h of the lifting platform on the basis of the respective travel paths v of the adjusting devices. Depending on the arrangement of the adjusting their travel distances v are to be considered accordingly. For example, the travel paths v are to be added in a series connection of the adjusting devices.
  • the evaluation device detects the corresponding sound paths between the respective transmitters and receivers and determines the lifting height h of the lift.
  • the evaluation device preferably determines the lifting heights h a , h b of different parts of the lifting platform, in particular of several lifting platforms, lifting arms or outriggers of the lifting platform. This is particularly useful if the lift is designed in several parts and the individual parts have their own adjustment. For example, automotive lifts may have separate platforms for the left and right wheels of the vehicle. These separate running surfaces are usually moved by separate hydraulic cylinders.
  • the control unit performs a control of the adjustment.
  • the control unit can compare the lifting heights h a , h b determined by the evaluation device and / or their temporal changes with one another and determine deviations. If deviations are detected, the control unit may, for example, briefly stop a preceding adjusting device and / or influence its adjusting speed. This can be done by a corresponding control of a hydraulic unit for generating hydraulic pressure for the adjusting devices and / or an actuation of hydraulic valves.
  • the control unit performs a control of the adjustment, the hydraulic unit and / or the valves to achieve a uniform height h of the platform or uniform lifting heights h a , h b of the platforms of multi-part lifts.
  • the lifting platform Due to the precise ultrasound path measurement and the possible precise control of the lifting height and / or the lifting heights, the lifting platform can be positioned very accurately. This is particularly important when making measurements on the object standing up on the lift or lifted by it.
  • the control device according to the invention for example, multi-part driving surfaces of motor vehicle lifts can be positioned so precisely that a wheel alignment on vehicles is possible.
  • control unit can also perform a predetermined control function. For example, warning signals and / or lights can be switched on and off by the control unit.
  • control unit can also automatically start a measurement or test program.
  • Fig. 1 shows schematically an embodiment of the control device according to the invention for lifting platforms.
  • the control device has an ultrasound transmitter 1 for emitting ultrasound signals, eg with a frequency of 40 kHz.
  • the ultrasonic transmitter 1 emits ultrasonic pulses, for example with a length of 1 ms. The emission of these ultrasonic pulses is controlled and monitored by an evaluation device 3.
  • the transmitter 1 In order to influence the propagation direction of the emitted sound waves, the transmitter 1 has a sound horn 13.
  • the sonic horn 13 focuses the radiated sound waves in a preferred direction of radiation to reduce unwanted reflections of the sound waves.
  • the sound waves emitted by the transmitter 1 strike a movable part of the lifting platform 10 and are reflected there. Since in the illustrated embodiment, the sound waves impinge on the underside of a height-adjustable platform 16 of the lift 10 and the reflection coefficient of the platform 16 allows sufficient reflection of the sound waves, no additional reflector is provided.
  • the reflected sound waves are detected by an ultrasonic receiver 2, which is connected to the evaluation device 3.
  • Transmitter 1 and receiver 2 are formed in this example as separate transmitting and receiving units to prevent structure-borne sound coupling and to enable the transmission and reception of the sound waves without waiting time when switching from transmitting to receiving mode. Since the receiver 2 does not have to wait for the decay of the transmission signal in the transmitter 1, no minimum signal propagation time for the sound waves is to be maintained.
  • the transmission of the ultrasonic pulses from the transmitter 1 is triggered at predetermined intervals by the evaluation device 3.
  • the evaluation device 3 determines the signal propagation time T of the ultrasonic pulses from the transmitter 1 to the platform 16 and back to the receiver 2.
  • a second receiver 11 is provided at a predetermined fixed distance d from the transmitter 1.
  • the lifting height h determined by the evaluation device is fed to a control unit 4. This compares the determined lifting height h with a predetermined desired height H 0 and controls the adjusting device 5, here a hydraulic cylinder, such that the desired lifting height H 0 of the lifting platform 10 is reached.
  • control unit 4 depending on the determined lifting height h also perform other control functions, such as the input and Turn off warning sounds and / or lights.
  • evaluation device 3 and control unit 4 are designed as an electronic component, for example a microcontroller or a programmable control unit.
  • the input of the desired height Ho can be done manually, for example via a keyboard or other input device. It is also possible that the desired height Ho is specified by a measuring or control computer.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration for explaining an evaluation device 3 according to the invention.
  • the transmitter 1 is arranged on the movable cylinder rod 23 of a hydraulic cylinder 5.
  • the evaluation device 3 determines on the basis of the phase relationship between transmitter signal S and receiver signal E the travel v of the hydraulic cylinder 5. Due to the known geometric arrangement of the lift 10 can on the basis of the travel v, the lifting height h the lift 10 are calculated.
  • the evaluation device 3 has a phase evaluation device 8, which determines the phase relationship between the transmitter signal S and the receiver signal E.
  • the signals E and S are converted into square waves via two comparators (Schmitt trigger) 19.
  • the Phasenauslus pain 8 measures the time between the rising edge of the transmitter signal S and the rising edge of the receiver signal E.
  • a gate 6 is provided which opens at a rising edge of the signal S and at a rising edge of the signal E closes. With the gate open, counts from a timer 7 in a counter 12 are added. In addition, the count of the previous measurement is stored at an edge of the transmitter signal S.
  • the maximum phase shift between the signals S and E corresponds to the period of the transmission signal S or the reciprocal of the excitation frequency f.
  • the time resolution of the phase evaluation device 8 is thus 1 N ⁇ f ,
  • the phase relationship between the transmitter signal S and receiver signal changes E.
  • sender and receiver move apart
  • the phase shift and the value Z of the counter is greater until it reaches the maximum number of counts N reached.
  • the counter starts again with zero.
  • the counter is reset after a change in the sound path of 8.5 mm.
  • the number of jumps or counter resets R in the process of the lifting platform 10 must be detected.
  • a sound velocity determination device 12 and a temperature sensor 9 are provided.
  • the temperature sensor 9 is preferably arranged in the vicinity of the measuring path between transmitter 1 and receiver 2 and measures the local air temperature t.
  • a precise adjustment of the lifting height h can take place. If several adjusting devices are provided for raising or lowering the lifting platform, the temperature influences on the individual adjusting devices can be corrected, as a result of which synchronous raising and lowering is possible even at different temperatures.
  • a part of the lift can be arranged in a climatic chamber. Another part of the lift is eg lit by the sun or blown by a heater
  • a tube 14 is attached to the receiver 2. Through the tube 14 it is achieved that preferably sound waves with a propagation direction in the axial direction of the tube can reach the receiver 2. Reflected sound signals with other propagation directions are suppressed. It is also possible to move the receiver 2 in the tube 14 together with the lifting platform 10, the transmitter 1 keeping the tube 14 at a predetermined distance, e.g. 10 cm, illuminates. In this way, only the sound waves reach the measuring tube, which correspond essentially to the direct path between transmitter 1 and receiver 2. The receiver signal E is much more stable because reflected-sound modulation is reduced.
  • FIG. 3 shows a schematic representation for explaining a control unit 4 according to the invention.
  • the two-part lifting platform 10 has two platforms or running surfaces 16a, 16b. On each of the two platforms 16a, 16b, a combined ultrasonic transducer 17a, 17b is provided. Reflectors 15a, 15b are mounted in the base or foundation, which reflect sound waves emitted by the ultrasonic transducers 17a, 17b.
  • the evaluation device 3 determines the heights h a , h b of the two platforms 16a, 16b of the lifting platform 10. These lifting heights h a , h b are fed to a control unit 4. For controlling the lifting heights h a , h b , the control unit 4 forms the control deviations h a -H 0 , h b -H 0 and optionally h a -h b . These differences are determined by a control device 20 evaluated to control the lifting heights h a , h b of the platforms 16a, 16b synchronously. Power elements 21a, 21b control a hydraulic unit 22 for generating the respective hydraulic pressure for the adjusting devices 5a, 5b. The control device 20 can perform a height control and / or a speed control of the adjusting devices 5a, 5b. In this way it is possible to raise or lower the platforms 16a, 16b synchronously.
  • proportional or binary switching actuators e.g. Hydraulic valves
  • the actuators can be actuated by the control device 20 or the power elements 21a, 21b and influence the pressure in the hydraulic cylinders 5a, 5b.
  • the control of the hydraulic cylinders 5a, 5b takes place via the actuators, it is possible to provide a simpler hydraulic unit 22 which generates a constant pressure.
  • Fig. 4a shows schematically a further embodiment of an inventive arrangement for determining the lifting height h.
  • a signal generator 25 generates square-wave signals A (eg with 40 kHz), which are supplied to the ultrasonic transmitter 1 via an electronic switch 26 controlled by the evaluation device 3 and a signal amplifier 27.
  • the signal for driving the switch 26 is denoted by B and the signal supplied to the transmitter is denoted by C.
  • the switch 26 the continuous wave signal A is cyclically switched on and off.
  • the receiver 2 receives the ultrasonic signal and passes the received signal D via a signal amplifier 28 of the evaluation device 3 too. This performs the determination of the distance between transmitter 1 and receiver 2 on the basis of the signals A, B, D shown in FIG. 4b. With an appropriate arrangement of transmitter 1 and receiver 2, this distance corresponds to the lifting height h of the lift.
  • the incremental distance measurement is carried out according to the above-explained principle of phase evaluation between transmit and receive signal. This measurement can be done with high accuracy and provides an accurate indication of the travel path of the lift. However, if the sound path between transmitter 1 and receiver 2 is interrupted, the evaluation device 3 may lose the synchronization between the transmitted and received signals and counting pulses may be lost. Usually then an emergency stop of the lift and a manual return of the lift are required in a reference position.
  • the double distance measurement can be cyclical, as shown in Fig. 4a, b.
  • the continuous wave signal A is periodically modulated by the switch 26. Based on the received signal D, both the transit time T and the phase relationship p are then determined and evaluated.
  • the transit time measurement takes place at times when the lift is not moved. Then the continuous wave operation can be interrupted without disturbing the phase evaluation.
  • the control device receives a drive command
  • the sound travel time is determined in the pulse mode before the lift moves and the transmitter for the phase evaluation is set to CW operation.
  • a control value for the lifting height h can be determined by the absolute displacement measurement before starting.
  • This control value can be compared with a current lift control value stored in a persistent, non-volatile memory to determine if the altitude measurement was performed correctly.
  • Such an approach allows additional control of the lift position, thus increasing operational safety.
  • a continuous wave signal is sent and switched in case of failure to a pulse operation of the transmitter 1.
  • a fault can be detected by an evaluation of the received signal D.
  • the reception quality can be detected and / or the absence (absence) of pulses can be detected.
  • Also based on the shape of the received signals can be concluded that a disturbance of the (ultrasonic) transmission.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Fahrzeug-Hebebühnen, die eine Hubhöhe h der Hebebühne erfaßt und gemäß einer vorgegebenen Soll-Höhe Ho einstellt.
  • Hebebühnen, insbesondere für Fahrzeuge, besitzen in der Regel eine oder mehrere Hubeinheiten zum Anheben oder Absenken einer Plattform, auf welcher der anzuhebende Gegenstand aufsteht. Bekannte Hubeinheiten sind beispielsweise Stempel- oder Scherenhubwerke.
  • Ein anzuhebendes Fahrzeug wird auf eine ein- oder mehrteilige Plattform der Hebebühne (Fahrfläche) aufgefahren, die zum Arbeiten am Fahrzeug von der bzw. den Hubeinheiten angehoben wird. Das Fahrzeug kann auch von einem Tragwerk angehoben werden, wobei ein oder mehrere Tragarme unter das Fahrzeug greifen und dieses anheben. Bei einigen Hebebühnen ist für jede Achse bzw. jedes Rad des anzuhebenden Fahrzeugs eine separate Hubeinheit vorgesehen.
  • Um den anzuhebenden Körper auf eine vorgegebene Hubhöhe zu heben, ist es erforderlich, die Höhe der Plattform bzw. des Tragwerks zu erfassen. Bei bekannten Meßvorrichtungen zur Erfassung der Hubhöhe werden mechanische oder optische Wegmarken von einem entsprechenden Sensor erfaßt und ausgewertet. Die Hubhöhe kann dann anhand der Anzahl der den Sensor passierenden Wegmarken ermittelt werden. Dieses Verfahren der inkrementalen Wegmessung hat jedoch den Nachteil, daß bei einer großen Hubhöhe eine Vielzahl von gleichmäßig angeordneten Wegmarken auf einer großen Strecke angebracht sein müssen, wodurch der Herstellungsaufwand und die Produktionskosten für die Hebebühne steigen. Weiterhin wird die maximale Auflösung der Wegmeßvorrichtung durch den Abstand der Wegmarken bestimmt. Wird die Meßstrecke durch mechanische Hebelwerke, Hebelarme oder Seilzüge reduziert, so verringert sich auch die Wegauflösung der Meßvorrichtung.
  • In der EP 0 866 306 wird eine Vorrichtung zur Wegmessung beschrieben, bei der ein Reibrad auf einer Zylinderkolbenstange abrollt. Bei dieser nicht formschlüssigen Wegmessung kann es jedoch bei Verschmutzung zu Schlupfproblemen kommen, insbesondere auf einer glatten, öligen Zylinderstange eines Hubzylinders.
  • Insbesondere zur Achsvermessung von Fahrzeugen ist eine genaue Positionierung der einzelnen Fahrflächen bzw. Tragwerke mit einer maximalen Abweichung von unter 1 mm erforderlich. Für eine entsprechende Ansteuerung bzw. Regelung der Hubeinheiten ist hierzu eine präzise Messung der Hubhöhe notwendig. Dies kann mit den bekannten Vorrichtungen zur Wegmessung und Steuerung der Hebebühne nicht mit ausreichender Genauigkeit erreicht werden.
  • Bei Hebebühnen mit mehreren separaten Hubeinheiten besteht zudem das Problem, die einzelnen Hubeinheiten zu synchronisieren. Dies erfolgt bei bekannten Hebebühnen über eine mechanische Verbindung zwischen den Hubeinheiten, den Plattformen und/oder den Tragwerken. Beispielsweise werden Tragwerke über eine Zahnstange und eine Welle "zwangssynchronisiert". Eine andere Möglichkeit ist ein längenverschiebbarer Querbalken mit dem die Hubwerke "höhensteif' verbunden werden.
  • Bei hydraulischen Hubwerken mit zwei Hubzylindern ist aus der DE 35 15 762 ein sogenanntes Geber/Nehmer-System bekannt. Die Hubzylinder sind so ausgelegt, daß das Volumen im Stangenraum des einen Zylinders dem Volumen des Kolbenraums im zweiten Zylinder entspricht. Durch diese Anordnung werden die Bewegungen der Kolbenstangen der beiden Hubzylinder hydraulisch synchronisiert. Ein unabhängiges Verfahren der Kolbenstangen der beiden Hubzylinder ist jedoch nicht mehr möglich.
  • Die Druckschrift EP-A-1 079 118 betrifft ein Positionserfassungsgerät für Hydraulikzylinder, das einen Abstand eines Ultraschallsenders zu einer Bodenfläche des Kolbens basierend auf der Ultraschallgeschwindigkeit bestimmt, wobei über einen Zähler eine Zeitdauer beginnend mit dem Versenden der Ultraschallwelle bis zum Empfangen der reflektierten Welle ermittelt wird, um einen entsprechenden Abstand zu berechnen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für Hebebühnen zu schaffen, die ein einfaches und genaues Erfassen und Steuern der Hubhöhe der Hebebühne ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Patentanspruch gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist zumindest einen Ultraschallsender zum Aussenden von Ultraschallwellen und zumindest einen Ultraschallempfänger auf. Eine Auswertevorrichtung ermittelt anhand der Signale von Sender und Empfänger die Hubhöhe h der Hebebühne. Eine Ultraschallwegmessung zur Ermittlung der Hubhöhe h ist berührungslos, wartungsfrei, für größere Hubhöhen geeignet, störunanfällig gegenüber von Verschmutzungen und kostengünstig. Die Ultraschallwegmessung ermöglicht eine präzise Ermittlung der Hubhöhe h. Im Gegensatz zu einem optischen oder magnetischen Abtastsystem sind Aufwand und Kosten unabhängig vom Verfahr- bzw. Abtastweg.
  • Die Steuervorrichtung kann mindestens eine Verstelleinrichtung zum Anheben bzw. Absenken der Hebebühne und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Verstelleinrichtung auf der Grundlage der ermittelten Hubhöhe h aufweisen. Eine derartige Steuervorrichtung ermöglicht eine präzise Einstellung der gewünschten Hubhöhe Ho über einen weiten Bereich von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann beispielsweise zur Ansteuerung von Kraftfahrzeughebebühnen, höhenverstellbaren Arbeitsplattformen, insbesondere zum Durchführen von Arbeiten an Bauwerken, und fahrbaren höhenverstellbaren Arbeitsgeräten, insbesondere zum Transport von Containern oder ähnlichem, herangezogen werden. Aufgrund der sehr genauen Ermittlung der Hubhöhe durch die Ultraschallmessung kann die Steuervorrichtung zum präzisen Einstellen der Höhe einer Plattform zum Be- und Entladen von Fahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen verwendet werden.
  • Um die Hebebühne auf die gewünschte Soll-Höhe Ho einzustellen, ist es zweckmäßig, daß die Steuereinheit die ermittelte Hubhöhe h mit der vorgegebenen Soll-Höhe H0 vergleicht und die Verstelleinrichtung der Hebebühne in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ansteuert. Die Steuereinheit kann dazu einen an sich bekannten Regler mit einer vorgegebenen Regelcharakteristik und/oder einen Leistungsverstärker zum Ansteuern der Verstelleinrichtung oder eines Hydraulikaggregats, das einen Fluiddruck zum Betreiben der Verstelleinrichtung erzeugt, aufweisen.
  • Der Sender kann Ultraschallimpulse einer vorgegebenen Zeitdauer aussenden und die Auswertevorrichtung eine Schallaufzeit T der Ultraschallimpulse vom Sender zum Empfänger bestimmen. Durch die Messung der Zeit, die eine Schallwelle benötigt, um vom Sender zum Empfänger zu gelangen, kann die Auswertevorrichtung unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit c den zurückgelegten Weg der Schallwelle bestimmen. Aufgrund der bekannten Anordnung von Sender und Empfänger kann die Auswertevorrichtung die Hubhöhe h der Hebebühne errechnen. Da die Signalenergie eines Ultraschallimpulses von der Dauer des Impulses abhängt, ist die Länge des Ultraschallimpulses so zu wählen, daß eine ausreichend sichere Detektion des Impulses durch den Empfänger gewährleistet ist.
  • Zur Ermittlung der Schallaufzeit ist es deshalb zweckmäßig, wenn der Sender einen Ultraschallimpuls (burst) einer bestimmten Länge, z.B. 1 ms, aussendet. Der Empfänger erfaßt den emittierten Ultraschallimpuls, nachdem er die Strecke von Sender zu Empfänger zurückgelegt hat. Die Auswertevorrichtung kann die Zeitverzögerung T zwischen dem Senden und dem Empfangen des Ultraschallimpulses durch beispielsweise eine elektronische Schaltung mit einem vom Sendersignal S getriggerten Zähler ermitteln. Der Zähler zählt die Zählimpulse eines Taktgebers, bis das Empfangssignal E die Schwelle eines Schmitt-Triggers überschritten hat. Diese Laufzeitmessung kann periodisch, beispielsweise alle 10 oder 100 ms, wiederholt werden.
  • Der Ultraschallsender kann vorteilhafterweise mit digitalen Steuersignalen zum Senden von digitalen Ultraschallsignalen angesteuert werden. Die Auswertevorrichtung kann fortlaufend unterscheidbare digitale Codewörter erzeugen, die in Form von Impulsfolgen vom Sender gesendet werden. Die einzelnen Codewörter können zufällig oder nach einem vorgegebenen Schema erzeugt werden. Es ist besonders vorteilhaft, optimal zu diskriminierende Codewörter zu erzeugen, die beispielsweise einen maximalen (Hemmig-) Abstand von einem Codewort zum nächsten Codewort aufweisen oder die orthogonal zueinander sind. Die digitalen Codewörter werden vom Sender zum Empfänger übertragen und treffen dort mit einer Zeitverzögerung T ein.
  • Die Auswertevorrichtung kann zweckmäßigerweise eine Korrelationseinrichtung aufweisen, welche die Zeitverzögerung T zwischen dem Aussenden eines Codeworts und dem Empfangen des Codeworts ermittelt. Die Korrelationseinrichtung kann dazu einen digitalen Korrelator aufweisen, der die Übereinstimmung von Binärsignalen ermittelt. Diese geschieht vorzugsweise durch die Verschiebung eines der beiden Signale in einem Schieberegister und der Erfassung der Signalübereinstimmung. Durch das Maximum dieser digitalen Kreuzkorrelationsfunktion zwischen gesendetem Codewort und empfangenem Signal kann die Signallaufzeit mit einer zeitlichen Auflösung von einer Taktperiode ermittelt werden. Beispielsweise kann so bei einer Senderfrequenz von 40 kHz eine Wegauflösung von 8,25 mm erzielt werden. Durch die Auswertung der digitalen Signalkorrelation ist die Laufzeitmessung unempfindlich gegen Störungen. Einzelne Bitfehler in der Signalübertragung verringern zwar die Signalübereinstimmung zwischen gesendetem und empfangenem Signal und verringern den Absolutwert des Maximums der Korrelationsfunktion. Die Lage des Maximums kann jedoch weiter ermittelt werden. Durch eine geeignete Auswahl der aufeinanderfolgenden Codewörter können diese auch bei mehreren Bitfehlern noch sicher von der Korrelationseinrichtung detektiert werden. Durch die Laufzeitmessung mittels digitaler Sendesignale kann eine kontinuierliche Ermittlung der Signalverzögerung T von Sender zu Empfänger und eine entsprechend fortlaufende Ermittlung der Hubhöhe der Hebebühne erzielt werden.
  • Die Codelänge wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine Detektion mit ausreichender Sicherheit gewährleistet ist. Längere Codewörter haben den Vorteil, daß sie aufgrund der größeren Anzahl von Bits einfacher zu diskriminieren sind und in ihren Signalen eine größere Energie aufweisen, wodurch die Detektionssicherheit des Empfängers erhöht werden kann.
  • Zweckmäßigerweise kann in der Auswertevorrichtung eine Phasenauswerteeinrichtung zur Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen dem Sendersignal S und dem Empfängersignal E vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise durch eine Messung der Zeit zwischen einer Flanke des Sendersignals S und einer Flanke des Empfängersignals E geschehen. Durch das Erfassen einer Änderung dieser Phasenbeziehung kann eine Änderung des Abstands zwischen Sender und Empfänger bestimmt werden. Zur Erfassung der Relativbewegung zwischen Sender und Empfänger vergleicht die Phasenauswerteeinrichtung das Anregungssignal S des Senders mit dem vom Empfänger erfaßten Signal E und ermittelt die Phasenbeziehung zwischen diesen im allgemeinen periodischen Signalen. Die Auswertung der Phasenbeziehung hat den Vorteil, daß sich Sender und Empfänger in einem stationären Dauerbetrieb befinden können, wodurch ein An- und Abschwellen der Schwingungen von Sender und Empfänger am Anfang und Ende eines Impulses verhindert werden kann und die Meßgenauigkeit sich erhöht. Die maximale Auflösung der Wegmessung wird im wesentlichen durch die Genauigkeit der Phasenauswertung, d.h. durch eine Zeitmessung, bestimmt. Da Zeitmessungen mit sehr hohen Genauigkeiten möglich sind, kann auch die Hubhöhe h präzise bestimmt werden.
  • Es ist erfingungsgemäß auch möglich, die Amplitude der emittierten Schallwellen zu modulieren und die Schallaufzeit sowie die Phasenbeziehung zur Wegmessung zu nutzen. Durch die Amplitudenmodulation kann, ähnlich wie beim Aussenden von Ultraschallimpulsen, die absolute Schallaufzeit T vom Sender zum Empfänger ermittelt werden. Dies kann beispielsweise durch die Auswertung der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen dem Sendersignal S und dem Empfängersignal E erfolgen. Aus dem Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion kann die Zeitverzögerung zwischen diesen beiden Signalen bestimmt werden.
  • Weiterhin kann auch die Schallaufzeitbestimmung durch eine digitale Sendeimpulsfolge mit der Auswertung der Phasenbeziehung zwischen Sendersignal S und Empfängersignal E kombiniert werden. Durch die Kombination von absoluter und inkrementaler Wegmessung können die Vorteile beider Verfahren genutzt werden. Die absolute Wegmessung ermöglicht es, zu jedem Zeitpunkt den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu ermitteln, unabhängig von etwaigen Störungen, die beispielsweise die Schallausbreitung zwischen Sender und Empfänger kurzfristig behindern. Um die maximale Auflösung der absoluten Wegmessung, die durch die Wellenlänge der Ultraschallwellen bzw. der Zeit, die zum Aussenden eines Ultraschallimpulses oder einer digitalen Sendeimpulsfolge benötigt wird, bestimmt wird, zu erhöhen, kann zusätzlich die Phasenbeziehung zwischen Sendersignal S und Empfängersignal E ausgewertet werden.
  • Zur Messung der Zeit zwischen steigender Flanke des Sendersignals S und steigender Flanke des Empfängersignals E weist die Phasenauswerteeinrichtung zweckmäßigerweise eine Torschaltung auf, die bei einer steigenden Flanke des Sendersignals S öffnet und bei einer steigenden Flanke des Empfängersignals E schließt. Es ist vorteilhaft, die Signale des Senders und des Empfängers zuvor über Komparatoren (Schmitt-Trigger) in Rechtecksignale zu wandeln. Eine derartige Torschaltung kann beispielsweise durch entsprechende logische Gatter und ein Flip-Flop realisiert werden. Statt den steigenden Flanken kann die Phasenauswertung auch bei fallenden Flanken erfolgen. Bei Öffnung des Tors gelangen die Zählimpulse eines Taktgebers zu einem Zähler, der die eingehenden Zählimpulse zählt. Die Phasenbeziehung zwischen Sendesignal S und Empfängersignal E ergibt sich aus dem Zählerstand Z des Zählers und der Taktrate TR des Taktgebers. Die zeitliche Auflösung der Phasenauswerteeinrichtung kann aus dem Verhältnis von Taktrate TR des Taktgebers zur Sendefrequenz f des Senders ermittelt werden. Dieses Verhältnis TR/f bestimmt auch den maximalen Zählerstand, d.h. den Zählerstand der bei einer Phasenbeziehung von 360° zwischen den Signalen S und E auftritt.
  • Der Zähler kann bis zu einer vorgegebene Anzahl von Zählimpulsen N zählen und beim nächsten eingehenden Zählimpuls auf einen bestimmten Wert zurückgesetzt werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Zähler bei der durch das Verhältnis von Taktrate zu Senderfrequenz TR/f bestimmten Anzahl von Zählimpulsen zurückgesetzt wird. Der Zähler kann beispielsweise bis zu dieser Anzahl N eingehende Impulse addieren und beim nächsten Impuls auf Null zurückgesetzt werden, oder er startet bei N Zählimpulsen und subtrahiert eingehende Impulse, bis der Zählerstand Z Null erreicht.
  • Da sich bei einer Änderung des Abstands zwischen Sender und Empfänger die Phasenbeziehung zwischen den Signalen S und E ändert, kann die Auswertevorrichtung die Hubhöhe h anhand des Zählerstands Z und der Anzahl R der Rücksetzungen des Zählers ermitteln. Bei einer Zunahme des Abstands zwischen Sender und Empfänger nimmt die Phasenverschiebung zwischen S und E und somit der Zählerstand Z zu, bis bei einer Abstandsänderung von einer Wellenlänge λ des Sendersignals ein Phasensprung erfolgt. Dieser Phasensprung wird von der Phasenauswerteeinrichtung anhand des Rücksetzsignals R des Zählers erfaßt. Der Abstand a zwischen Sender und Empfänger ergibt sich aus der Anzahl der Phasensprünge R, die bei der Bewegung von Sender bzw. Empfänger aufgetreten sind, multipliziert mit der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals. Zu diesem Wert wird das Verhältnis von Zählerstand Z zur maximalen Anzahl der Zählimpulse N multipliziert mit der Wellenlänge λ addiert. Für den Abstand gilt: a = R ⋅ λ + Z N ⋅ λ .
    Figure imgb0001
  • Die Meßgenauigkeit dieser Phasenauswertung beträgt λ N
    Figure imgb0002
     und kann durch entsprechende Wahl von N einfach den gegebenen Anforderungen für die Meßgenauigkeit der Hubhöhe h angepaßt werden.
  • Da die Schallgeschwindigkeit c von der Lufttemperatur abhängt, ist es vorteilhaft, eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung vorzusehen. Anhand der ermittelten Temperatur t kann die Schallgeschwindigkeit c, die Schallaufzeit T, die Phasenbeziehung zwischen den Signalen S und E und/oder die Hubhöhe h bestimmt bzw. korrigiert werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn an unterschiedlichen Teilen der Hebebühne andere Temperaturbedingungen auftreten, z.B. durch Sonneneinstrahlung oder eingeblasener Heißluft einer Heizung.
  • Die Steuervorrichtung kann zumindest einen Tempratursensor vorsehen, der die Lufttemperatur t in der Nähe der Ultraschallmeßstrecke erfaßt. Um unterschiedliche Temperaturen an mehreren Positionen der Hebebühne zu erfassen, ist es zweckmäßig, mehrere Temperatursensoren vorzusehen. Die Schallgeschwindigkeit c kann beispielsweise anhand einer Temperaturkennlinie mit einem linearen Zusammenhang oder einem wurzelförmigen Zusammenhang zwischen Temperatur t und Schallgeschwindigkeit c bestimmt werden. Anhand dieser Temperaturkompensation kann die Meßgenauigkeit der Ultraschallwegmessung erhöht werden.
  • Zur Ermittlung der Schallgeschwindigkeit c kann auch ein zweiter Empfänger in einem vorgegebenen Abstand d vom Sender angeordnet werden. Die Auswertevorrichtung kann anhand der Schallaufzeit Td zu dem zweiten Empfänger und/oder der Phasenbeziehung zwischen dem Sendersignal S und dem Signal des zweiten Empfängers die Schallgeschwindigkeit c bestimmen und/oder die Hubhöhe h korrigieren. Für die Schallgeschwindigkeit gilt: c = d T d .
    Figure imgb0003
  • Da die Schallgeschwindigkeit c direkt bestimmt wird, haben potentielle Fehlerquellen, wie z.B. die Temperatur, Luftdruck, Feuchtigkeit, keinen Einfluß auf die Wegmessung und es wird eine höhere Meßgenauigkeit erzielt.
  • Um die Ausbreitungsrichtung der vom Sender emittierten Schallwellen zu beeinflussen, ist es vorteilhaft, eine Fokussiereinrichtung vorzusehen. Da übliche Ultraschallsender eine nierenförmige Abstrahlcharakteristik aufweisen, gelangen Schallsignale auch auf nicht direktem Weg vom Sender zum Empfänger. Schallsignale können beispielsweise von einer Gebäudewand oder einem Teil der Hebebühne reflektiert werden und erreichen dann den Empfänger mit einem längeren Schallweg. In Abhängigkeit von der Phasenlage des direkten Schalls zum reflektierten Schall am Empfänger können durch Addition bzw. Subtraktion der Signale Interferenzen auftreten, welche die Wegmessung beeinträchtigen können. Durch ein am Sender aufgesetztes Schallhorn kann die Abstrahlcharakteristik des Senders beeinflußt werden und die Schallwellen werden gebündelt. Der größte Teil der abgestrahlten Schallenergie kann auf den direkten Schallweg zwischen Sender und Empfänger konzentriert werden. Meßsignalverfälschungen durch Reflexionen bzw. Interferenzen werden verringert.
  • Zum Selektieren von einfallenden Schallwellen kann der Empfänger eine entsprechende Einrichtung, insbesondere eine Blende oder ein Rohr, aufweisen. Da diese Selektionseinrichtung vorzugsweise Schallwellen einer vorgegebenen Ausbreitungsrichtung durchläßt, ist es möglich, Schallwellen anderer Ausbreitungsrichtungen auszublenden bzw. zu unterdrücken. Vorzugsweise wird die Selektionseinrichtung des Empfängers auf die direkte Verbindung zum Sender ausgerichtet, um reflektierte Schallwellen zu dämpfen.
  • Vorzugsweise kann ein Reflektor zum Reflektieren der vom Sender emittierten Schallwellen vorgesehen sein. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Messung der Hubhöhe h durch das Reflexionsprinzip erfolgt. Dazu sind Sender und Empfänger an einem beweglichen Teil der Hebebühne oder gemeinsam ortsfest an der Hebebühne angeordnet. Beispielsweise befinden sich Sender und Empfänger auf der Unterseite der höhenveränderlichen Plattform der Hebebühne. Der Sender strahlt Ultraschallsignale in Richtung des Bodens, auf der die Hebebühne angeordnet ist, aus. Dort werden die emittierten Ultraschallsignale von einem Reflektor, beispielsweise einer in den Boden eingelassenen Metallplatte, reflektiert. Bei dem Reflexionsprinzip ergibt sich die Hubhöhe h als Hälfte der Wegstrecke a, welche die Ultraschallsignal von Sender zu Empfänger zurücklegen. Falls der die Schallwellen reflektierende Gegenstand (z.B. die Plattform der Hebebühne) eine ausreichende Schallhärte aufweist und einen ausreichenden Anteil der einfallenden Schallwellen reflektiert, ist das Anbringen eines separaten Reflektors nicht erforderlich.
  • Sender und Empfänger können als kombinierter Ultraschall-Wandler ausgebildet sein. Der Wandler wird beispielsweise mit einem Burst von 1 ms Länge angeregt. Danach wird der Wandler auf Empfang umgeschaltet. Entsprechend der Hubhöhe wird das reflektierte Signal vom Wandler verzögert empfangen. Nach dem Anregen durch den Sende-Burst muß jedoch eine bestimmte Wartezeit eingehalten werden, bevor das Sendesignal abgeklungen ist und der Wandler als Empfänger benutzt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine minimale Weglänge, die das Signal vom Sender zum Empfänger bzw. vom Wandler zum Reflektor und zurück zurücklegen muß.
  • Um diese minimale Weglänge zu vermeiden, können Sender und Empfänger als separate Sende- und Empfangseinheiten ausgebildet sein. Diese sind vorzugsweise so anzuordnen, daß zwischen Sender und Empfänger keine Körperschallkopplung auftritt. Zur Wegmessung nach dem Reflexionsprinzip können Sende- und Empfangseinheit beispielsweise nebeneinander angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, zur direkten Wegmessung Sendeeinheit und Empfangseinheit ohne eine Reflexion der Schallwellen zu betreiben. Sende- und Empfangseinheit werden dazu an den beiden Enden der zu messenden Strecke angeordnet.
  • Der Sender kann beispielsweise ortsfest an der Hebebühne bzw. dem Boden oder dem Fundament, auf dem die Hebebühne steht, angeordnet sein. Durch Anordnung des Empfängers an einem beweglichen Teil der Hebebühne kann die Distanz a zwischen Sender und Empfänger ermittelt werden. Wird beispielsweise der Empfänger an einer höhenveränderlichen Plattform der Hebebühne bzw. einem Tragwerk zum Anheben der Last angeordnet, so entspricht der Abstand a zwischen Sender und Empfänger im wesentlichen der Hubhöhe h der Hebebühne. Sollte der Empfänger nicht direkt an dem Teil der Hebebühne angebracht sein, dessen Hubhöhe h zu ermitteln ist, so kann diese durch Auswertung der geometrischen Beziehungen (Hebelarme, Winkel, Verhältnisse usw.) zwischen den Teilen der Hebebühne ermittelt werden. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung von Sender und Empfänger möglich.
  • Sender und Empfänger können an der Verstelleinrichtung der Hebebühne angeordnet sein, um einen Verfahrweg v der Verstelleinrichtung zu bestimmen. Die Auswertevorrichtung ermittelt die Hubhöhe h anhand des Verfahrwegs v und der geometrischen Verhältnisse (Hebelarme) der Hebebühne. Eine Anordnung von Sender und Empfänger an der Verstelleinrichtung ist konstruktiv einfach und hat den Vorteil, daß die Meßstrecke zwischen Sender und Empfänger gegen eine versehentliche Unterbrechung der Schallausbreitung weitgehend geschützt ist.
  • Die Verstelleinrichtung kann vorzugsweise als ein Hydraulikzylinder bzw. ein druckmittelbeaufschlagter Zylinder ausgebildet sein. In diesem Fall können Sender bzw. Empfänger einerseits am Zylindergehäuse und andererseits an der verfahrbaren Kolbenstange bzw. einem mit dieser verbundenen Bauteil angeordnet sein. Selbstverständlich sind auch andere Verstelleinrichtungen, wie z.B. ein Spindelantrieb, möglich.
  • Es ist auch möglich, daß mehrere Verstelleinrichtungen vorgesehen sind. Die Auswertevorrichtung ermittelt zweckmäßigerweise anhand der jeweiligen Verfahrwege v der Verstelleinrichtungen die Hubhöhe h der Hebebühne. Je nach Anordnung der Verstelleinrichtungen sind deren Verfahrwege v entsprechend zu berücksichtigen. Beispielsweise sind in einer Serienschaltung der Verstelleinrichtungen die Verfahrwege v zu addieren.
  • Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen und/oder die Hubhöhe der Hebebühne an mehreren Stellen zu bestimmen, können mehrere Sender und Empfänger vorgesehen sein. Die Auswertevorrichtung erfaßt die entsprechenden Schallwege zwischen den jeweiligen Sendern und Empfängern und ermittelt die Hubhöhe h der Hebebühne.
  • Vorzugsweise bestimmt die Auswertevorrichtung die Hubhöhen ha, hb von unterschiedlichen Teilen der Hebebühne, insbesondere von mehreren Hebeplattformen, Hebearmen oder Auslegern der Hebebühne. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn die Hebebühne mehrteilig ausgebildet ist und die einzelnen Teile eigene Verstelleinrichtungen aufweisen. Beispielsweise können Hebebühnen für Kraftfahrzeuge getrennte Plattformen bzw. Fahrflächen für die linken und rechten Räder des Fahrzeugs aufweisen. Diese getrennten Fahrflächen werden in der Regel von separaten Hydraulikzylindern bewegt.
  • Um eine gleichmäßige Bewegung der einzelnen Teile einer mehrteilig ausgebildeten Hebebühne zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit eine Regelung der Verstelleinrichtungen ausführt. Durch die Regelung kann insbesondere der Verfahrweg v und/oder die Geschwindigkeit der Verstellbewegung synchronisiert werden. Die Steuereinheit kann dazu die von der Auswertevorrichtung ermittelten Hubhöhen ha, hb und/oder deren zeitliche Änderungen miteinander vergleichen und Abweichungen ermitteln. Bei festgestellten Abweichungen kann die Steuereinheit beispielsweise eine vorauseilende Verstelleinrichtung kurzfristig anhalten und/oder deren Verstellgeschwindigkeit beeinflussen. Dies kann durch eine entsprechende Regelung eines Hydraulikaggregats zum Erzeugen von Hydraulikdruck für die Verstelleinrichtungen und/oder eine Betätigung von Hydraulikventilen erfolgen. Vorzugsweise führt die Steuereinheit eine Regelung der Verstelleinrichtungen, des Hydraulikaggregats und/oder der Ventile aus, um eine gleichmäßige Höhe h der Plattform bzw. gleichmäßige Hubhöhen ha, hb der Plattformen von mehrteiligen Hebebühnen zu erzielen. Durch die präzise Ultraschallwegmessung und die damit mögliche genaue Regelung der Hubhöhe bzw. der Hubhöhen kann die Hebebühne sehr genau positioniert werden. Dies ist besonders bei der Durchführung von Messungen an dem auf der Hebebühne aufstehenden oder von ihr angehobenen Gegenstand von Bedeutung. Durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung können beispielsweise mehrteilige Fahrflächen von Kraftfahrzeughebebühnen so präzise positioniert werden, daß eine Achsvermessung an Fahrzeugen möglich ist.
  • Bei Erreichen einer vorgegebenen Hubhöhe Ho der Hebebühne kann die Steuereinheit auch eine vorgegebene Steuerfunktion ausführen. Durch die Steuereinheit können beispielsweise Warnsignale und/oder Beleuchtungen ein- und ausgeschaltet werden. Bei Erreichend er vorgegebenen Hubhöhe Ho kann die Steuereinheit auch automatisch ein Meß- oder Prüfprogramm starten.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Auswertevorrichtung;
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Steuereinheit;
    • Fig. 4a zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung zur Wegmessung; und
    • Fig. 4b zeigt schematisch die Signale A, B, C, D der Messanordnung nach Fig. 4a.
  • Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für Hebebühnen. Die Steuervorrichtung weist einen Ultraschallsender 1 zum Aussenden von Ultraschallsignalen, z.B. mit einer Frequenz von 40 kHz, auf. Der Ultraschallsender 1 sendet Ultraschallimpulse, z.B. mit einer Länge von 1 ms, aus. Das Aussenden dieser Ultraschallimpulse wird von einer Auswertevorrichtung 3 gesteuert und überwacht.
  • Um die Ausbreitungsrichtung der emittierten Schallwellen zu beeinflussen, weist der Sender 1 ein Schallhorn 13 auf. Das Schallhorn 13 bündelt die abgestrahlten Schallwellen in einer bevorzugten Abstrahlrichtung, um unerwünschte Reflexionen der Schallwellen zu verringern.
  • Die vom Sender 1 emittierten Schallwellen treffen auf ein bewegliches Teil der Hebebühne 10 und werden dort reflektiert. Da in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Schallwellen auf die Unterseite einer höhenveränderbaren Plattform 16 der Hebebühne 10 auftreffen und der Reflexionskoeffizient der Plattform 16 eine ausreichende Reflexion der Schallwellen ermöglicht, ist kein zusätzlicher Reflektor vorgesehen.
  • Die reflektierten Schallwellen werden von einem Ultraschallempfänger 2, der mit der Auswertevorrichtung 3 verbunden ist, erfaßt. Sender 1 und Empfänger 2 sind in diesem Beispiel als separate Sende-und Empfangseinheiten ausgebildet, um eine Körperschallkopplung zu verhindern sowie das Senden und Empfangen der Schallwellen ohne Wartezeit beim Umschalten von Sende- auf Empfangsbetrieb zu ermöglichen. Da der Empfänger 2 nicht auf das Abklingen des Sendesignals im Sender 1 warten muß, ist keine Mindestsignallaufzeit für die Schallwellen einzuhalten.
  • Das Senden der Ultraschallimpulse vom Sender 1 wird in vorgegebenen Abständen von der Auswertevorrichtung 3 angestoßen. Die Auswertevorrichtung 3 ermittelt die Signallaufzeit T der Ultraschallimpulse vom Sender 1 zur Plattform 16 und zurück zum Empfänger 2. Die Hubhöhe h der Hebebühne ergibt sich als die Hälfte des von den Schallwellen zurückgelegten Weges. Dieser wird von der Auswertevorrichtung 3 aus Schallaufzeit T und Schallgeschwindigkeit c bestimmt: h = c ⋅ T 2 .
    Figure imgb0004
  • Um den Einfluß der Lufttemperatur auf die Schallgeschwindigkeit c zu berücksichtigen, ist ein zweiter Empfänger 11 in einem vorgegebenen festen Abstand d vom Sender 1 vorgesehen. Die Auswertevorrichtung 3 ermittelt die Schallaufzeit Td vom Sender 1 zu dem zweiten Empfänger 11 und bestimmt die Schallgeschwindigkeit zu: c = d T d .
    Figure imgb0005
  • Die von der Auswertevorrichtung ermittelte Hubhöhe h wird einer Steuereinheit 4 zugeführt. Diese vergleicht die ermittelte Hubhöhe h mit einer vorgegebenen Soll-Höhe H0 und steuert die Verstelleinrichtung 5, hier ein Hydraulikzylinder, derart an, daß die Soll-Hubhöhe H0 der Hebebühne 10 erreicht wird.
  • Die Steuereinheit 4 kann in Abhängigkeit von der ermittelten Hubhöhe h auch weitere Steuerfunktionen ausführen, wie z.B. das Ein- und Ausschalten von Warntönen und/oder Beleuchtungen. Vorzugsweise sind Auswertevorrichtung 3 und Steuereinheit 4 als eine elektronische Baueinheit, beispielsweise ein Mikrokontroller oder eine programmierbare Steuereinheit, ausgebildet. Die Eingabe der Soll-Höhe Ho kann manuell, beispielsweise über eine Tastatur oder eine andere Eingabevorrichtung, erfolgen. Es ist auch möglich, daß die Soll-Höhe Ho von einem Meß- oder Leitrechner vorgegeben wird.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung 3.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sender 1 an der beweglichen Zylinderstange 23 eines Hydraulikzylinders 5 angeordnet. Der Empfänger 2 befindet sich am Zylindergehäuse 24 des Hydraulikzylinders 5. Die Auswertevorrichtung 3 ermittelt anhand der Phasenbeziehung zwischen Sendersignal S und Empfängersignal E den Verfahrweg v des Hydraulikzylinders 5. Aufgrund der bekannten geometrischen Anordnung der Hebebühne 10 kann auf der Grundlage des Verfahrwegs v die Hubhöhe h der Hebebühne 10 berechnet werden.
  • Die Auswertevorrichtung 3 weist eine Phasenauswerteeinrichtung 8 auf, welche die Phasenbeziehung zwischen dem Sendersignal S und dem Empfängersignal E bestimmt. Die Signale E und S werden über zwei Komparatoren (Schmitt-Trigger) 19 in Rechtecksignale umgewandelt. Die Phasenauswerteeinrichtung 8 mißt die Zeit zwischen der steigenden Flanke des Sendersignals S und der steigenden Flanke des Empfängersignals E. Hierzu ist eine Torschaltung 6 vorgesehen, die bei einer steigenden Flanke des Signals S öffnet und bei einer steigenden Flanke des Signals E schließt. Bei geöffnetem Tor werden Zählimpulse von einem Taktgeber 7 in einem Zähler 12 addiert. Zusätzlich wird bei einer Flanke des Sendersignals S der Zählerstand der vorherigen Messung gespeichert.
  • Bei einer Schallsendefrequenz von 40 kHz und einer Taktrate von 16 MHz ergibt sich ein maximaler Zählerstand N = 400 bei einer Phasenverschiebung von 360° bzw. 2π. Die maximale Phasenverschiebung zwischen den Signalen S und E entspricht der Periodendauer des Sendesignals S bzw. dem Kehrwert der Erregerfrequenz f. Die maximale Zeit zwischen der Flanke des Senders und der des Empfängers beträgt bei f = 40 kHz 25 ms. Die Zeitauflösung der Phasenauswerteeinrichtung 8 beträgt somit 1 N ⋅ f .
    Figure imgb0006
  • Wird die Hebebühne 10 verfahren, d.h. Sender und Empfänger bewegen sich relativ zueinander, verändert sich die Phasenbeziehung zwischen Sendersignal S und Empfängersignal E. Bewegen sich Sender und Empfänger beispielsweise auseinander, wird die Phasenverschiebung und der Wert Z des Zählers größer, bis er die maximale Anzahl von Zählimpulsen N erreicht. Nach dem Erreichen von N beginnt der Zähler wieder mit Null. Beim Absenken der Hebebühne wird der Zählerstand Z entsprechend kleiner, um beim Erreichen des Wertes Null wieder auf N zu springen. Bei einer Schallgeschwindigkeit von 340 m/ s und einer Erregerfrequenz von 40 kHz erfolgt das Rücksetzen des Zählers nach einer Änderung des Schallweges von 8,5 mm.
  • Um die Hubhöhe h zu ermitteln, muß die Anzahl der Sprünge bzw. Zählerrücksetzungen R beim Verfahren der Hebebühne 10 erfaßt werden.
  • Die durch die Auswertung der Phasenbeziehung erreichbare Wegauflösung beträgt in dem oben erwähnten Beispiel mit N = 400 0,02 mm.
  • Um den Einfluß der Lufttemperatur t auf die Schallgeschwindigkeit zu kompensieren, ist eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 12 und ein Temperatursensor 9 vorgesehen. Der Temperatursensor 9 ist vorzugsweise in der Nähe der Meßstrecke zwischen Sender 1 und Empfänger 2 angeordnet und mißt die dortige Lufttemperatur t. Die Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 12 bestimmt die Schallgeschwindigkeit c anhand einer Temperaturkennlinie: c = 331 , 6 + 0 , 6 t ° C ⋅ m s .
    Figure imgb0007
  • Durch die Temperaturkompensation der Schallgeschwindigkeit c kann eine genaue Einstellung der Hubhöhe h erfolgen. Sind mehrere Verstelleinrichtungen zum Anheben bzw. zum Absenken der Hebebühne vorgesehen, können die Temperatureinflüsse auf die einzelnen Verstelleinrichtungen korrigiert werden, wodurch ein synchrones Anheben und Absenken auch bei unterschiedlichen Temperaturen möglich ist. Beispielsweise kann ein Teil der Hebebühne in einer Klimakammer angeordnet sein. Ein anderer Teil der Hebebühne wird z.B. von der Sonne beschienen oder von einer Heizung angeblasen
  • Um Interferenzen und Störungen durch reflektierte Schallsignale zu unterdrücken, ist am Empfänger 2 ein Rohr 14 angebracht. Durch das Rohr 14 wird erreicht, daß vorzugsweise Schallwellen mit einer Ausbreitungsrichtung in axialer Rohrrichtung den Empfänger 2 erreichen können. Reflektierte Schallsignale mit anderen Ausbreitungsrichtungen werden unterdrückt. Es ist auch möglich, den Empfänger 2 in dem Rohr 14 zusammen mit der Hebebühne 10 zu verfahren, wobei der Sender 1 das Rohr 14 in einem vorgegebenen Abstand, z.B. 10 cm, anstrahlt. Auf diese Weise gelangen nur die Schallwellen in das Meßrohr, die im wesentlichen dem direkten Weg zwischen Sender 1 und Empfänger 2 entsprechen. Das Empfängersignal E ist wesentlich stabiler, da eine Modulation mit reflektiertem Schall verringert wird.
  • Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Steuereinheit 4. Die zweiteilig ausgebildete Hebebühne 10 weist zwei Plattformen bzw. Fahrflächen 16a, 16b auf. An jeder der beiden Plattformen 16a, 16b ist ein kombinierter Ultraschall-Wandler 17a, 17b vorgesehen. Im Boden bzw. Fundament sind Reflektoren 15a, 15b angebracht, die von den Ultraschallwandlern 17a, 17b emittierte Schallwellen reflektieren.
  • Die Auswertevorrichtung 3 ermittelt die Höhen ha, hb der beiden Plattformen 16a, 16b der Hebebühne 10. Diese Hubhöhen ha, hb werden einer Steuereinheit 4 zugeführt. Zur Regelung der Hubhöhen ha, hb bildet die Steuereinheit 4 die Regelabweichungen ha - H0, hb - H0 und gegebenenfalls ha - hb. Diese Differenzen werden von einer Regeleinrichtung 20 ausgewertet, um die Hubhöhen ha, hb der Plattformen 16a, 16b synchron zu regeln. Leistungselemente 21a, 21b steuern ein Hydraulikaggregat 22 zur Erzeugung des jeweiligen Hydraulikdrucks für die Verstelleinrichtungen 5a, 5b. Die Regeleinrichtung 20 kann eine Höhenregelung und/oder eine Geschwindigkeitsregelung der Verstelleinrichtungen 5a, 5b durchführen. Auf diese Weise ist es möglich, die Plattformen 16a, 16b synchron anzuheben bzw. abzusenken.
  • Weiterhin können proportional oder binär schaltende Stellorgane, z.B. Hydraulikventile, vorgesehen sein, um die Regelfunktionen auszuführen. Die Stellorgane können von der Regeleinrichtung 20 oder den Leistungselementen 21a, 21b betätigt werden und den Druck in den Hydraulikzylindern 5a, 5b beeinflussen. Da in diesem Fall die Steuerung der Hydraulikzylinder 5a, 5b über die Stellorgane erfolgt, ist es möglich, ein einfacheres Hydraulikaggregat 22 vorzusehen, das einen konstanten Druck erzeugt.
  • Die Fig. 4a zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung zur Ermittlung der Hubhöhe h. Ein Signalgeber 25 erzeugt Rechtecksignale A (z.B. mit 40kHz), die über einen von der Auswertevorrichtung 3 gesteuerten elektronischen Schalter 26 und einen Signalverstärker 27 dem Ultraschallsender 1 zugeführt werden. Das Signal zur Ansteuerung des Schalters 26 ist mit B und das dem Sender zugeführte Signal mit C bezeichnet. Durch den Schalter 26 wird das Dauerstrichsignal A zyklisch ein- und ausgeschaltet. Der Empfänger 2 empfängt das Ultraschallsignal und leitet das Empfangssignal D über einen Signalverstärker 28 der Auswertevorrichtung 3 zu. Diese führt die Ermittlung des Abstands zwischen Sender 1 und Empfänger 2 anhand der in Fig. 4b gezeigten Signale A, B, D durch. Bei entsprechender Anordnung von Sender 1 und Empfänger 2 entspricht dieser Abstand der Hubhöhe h der Hebebühne.
  • Zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Hebebühne ist es zweckmäßig sowohl eine inkrementale als auch eine absolute Abstandsmessung durchzuführen. Die inkrementale Wegmessung erfolgt nach dem oben erläuterten Prinzip der Phasenauswertung zwischen Sende-und Empfangssignal. Diese Messung kann mit hoher Genauigkeit erfolgen und liefert eine genaue Angabe des Verfahrweges der Hebebühne. Wird jedoch der Schallweg zwischen Sender 1 und Empfänger 2 unterbrochen, kann die Auswertevorrichtung 3 die Synchronisierung zwischen Sende- und Empfangssignal verlieren und Zählimpulse können verloren gehen. Meist sind dann ein Nothalt der Hebebühne und ein manuelles Zurückfahren der Hebebühne in eine Referenzposition erforderlich.
  • Um die Steuervorrichtung robuster gegen solche Probleme zu machen, kann eine kombinierte Auswertung der Phasenbeziehung p zwischen Sende- und Empfangssignal C, D und der Schalllaufzeit T zwischen Sender 1 und Empfänger 2 erfolgen. Da es sich bei der Ermittlung der Schalllaufzeit T um eine absolute Abstandsmessung handelt, kann sie immer wieder und unabhängig von vorherigen Messungen durchgeführt werden. Sollte die (genauere) Phasenauswertung gestört werden und ausfallen, kann anhand der Laufzeitmessung noch immer die (ungefähre) Hubhöhe der Hebebühne ermittelt werden. Durch die Redundanz der Messungen wird so die Betriebssicherheit der Hebebühne erhöht. Die geringere Genauigkeit der Laufzeitmessung in der Größenordnung der verwendeten Wellenlänge (z.B. λ = 8,5mm) kann dabei in Kauf genommen werden. Die Messgenauigkeit kann zusätzlich dadurch erhöht werden, dass die Triggerung auf die positive und negative Flanke des anklingenden Impulses im Empfangssignal D erfolgt. Auf diese Weise kann eine Auflösung der Wegmessung von λ/2 erreicht werden. Dies ist für einen Notbetrieb und einige Verwendungszwecke der Hebebühne ausreichend.
  • Die doppelte Wegmessung kann zyklisch erfolgen, wie in Fig. 4a, b dargestellt. Dabei wird das Dauerstrichsignal A periodisch durch den Schalter 26 moduliert. Anhand des Empfangssignals D wird dann sowohl die Laufzeit T als auch die Phasenbeziehung p ermittelt und ausgewertet.
  • Vorzugsweise erfolgt die Laufzeitmessung zu Zeitpunkten, wenn die Hebebühne nicht bewegt wird. Dann kann der Dauerstrichbetrieb unterbrochen werden, ohne die Phasenauswertung zu stören. Beispielsweise wird, wenn die Steuervorrichtung einen Fahrbefehl erhält, die Schalllaufzeit im Impulsbetrieb ermittelt, bevor die Hebebühne bewegt und der Sender für die Phasenauswertung auf Dauerstrichbetrieb gesetzt wird. Auf diese Weise kann vor dem Loslaufen ein Kontrollwert für die Hubhöhe h durch die absolute Wegmessung ermittelt werden. Dieser Kontrollwert kann mit einem in einem beständigen, nicht-flüchtigen Speicher abgespeicherten Ist-Wert für die Hebebühnensteuerung verglichen werden, um zu ermitteln, ob die Höhenmessung fehlerfrei durchgeführt wurde. Ein solches Vorgehen ermöglicht eine zusätzliche Kontrolle der Hebebühnenposition und erhöht somit die Betriebssicherheit.
  • Es ist jedoch auch möglich die Messung im Normalbetrieb nur auf die Phasenauswertung zu stützen und nur im Fall einer Störung auf eine Laufzeitmessung umzuschalten. Im Normalbetrieb wird ein Dauerstrichsignal gesendet und im Störungsfall auf einen Impulsbetrieb des Senders 1 umgeschaltet. Eine Störung kann durch eine Auswertung des Empfangssignals D erkannt werden. Zum Beispiel kann die Empfangsqualität erfasst und/oder das Fehlen (Ausbleiben) von Impulsen erkannt werden. Auch anhand der Form der empfangenen Signale kann auf eine Störung der (Ultraschall-) Übertragung geschlossen werden.

Claims (26)

  1. Steuervorrichtung für Fahrzeug-Hebebühnen, mit
    einem Ultraschallsender (1),
    einem Ultraschallempfänger (2),
    einer Auswertevorrichtung (3), die anhand der Signale von Sender (1) und Empfänger (2) die Hubhöhe h der Hebebühne (10) ermittelt,
    mindestens einer Verstelleinrichtung (5) zum Anheben bzw. Absenken der Hebebühne (10) und
    einer Steuereinheit (4), welche die Verstelleinrichtung (5) auf der Grundlage der ermittelten Hubhöhe h ansteuert,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Auswertevorrichtung (3) eine Phasenauswerteeinrichtung (8) zur Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen dem Sendersignal S und dem Empfängersignal E aufweist und eine Änderung des Abstands zwischen Sender (1) und Empfänger (2) durch Erfassen einer Änderung der Phasenbeziehung bestimmt.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (4) die ermittelte Hubhöhe h der Hebebühne (10) mit einer vorgegebenen Soll-Höhe H0 vergleicht und die Verstelleinrichtung (5) derart ansteuert, daß die Soll-Höhe H0 der Hebebühne (10) erreicht wird.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sender (1) Ultraschallimpulse aussendet und die Auswertevorrichtung (3) eine Schallaufzeit T der Ultraschallimpulse vom Sender (1) zum Empfänger (2) bestimmt.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sender (1) digitale Ultraschallsignale aussendet und die Auswertevorrichtung (3) eine digitale Korrelationseinrichtung zum Auswerten der Korrelation zwischen dem Sendersignal S und dem Empfängersignal E aufweist, um eine Schallaufzeit T der Ultraschallsignale vom Sender (1) zum Empfänger (2) zu bestimmen.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Korrelationseinrichtung ein Schieberegister zum Verschieben des digitalen Sendersignals S oder des digitalen Empfängersignals E aufweist.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Phasenauswerteeinrichtung (8) eine Torschaltung (6), die bei einer steigenden Flanke des Sendersignals S öffnet und bei einer steigenden Flanke des Empfängersignals E schließt, einen Taktgeber (7) und einen Zähler (12) aufweist, der bei geöffneter Torschaltung (6) Zählimpulse des Taktgebers (7) zählt.
  7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zähler (12) eine vorgegebene Anzahl von Zählimpulsen N zählt und beim nächsten eingehenden Zählimpuls auf einen bestimmten Wert zurückgesetzt wird, und die Auswertevorrichtung (3) die Hubhöhe h anhand des Zählerstands Z und der Anzahl der Zählerrücksetzungen R ermittelt.
  8. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Auswertevorrichtung eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung (18) aufweist, welche die Geschwindigkeit c der vom Sender (1) emittierten Schallwellen bestimmt, um die Schallaufzeit T, die Phasenbeziehung und/oder die Hubhöhe h zu ermitteln bzw. zu korrigieren.
  9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, die einen Temperatursensor (9) aufweist, um die Schallgeschwindigkeit c zu bestimmen, insbesondere anhand einer Temperaturkennlinie.
  10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, die einen zweiten in einem vorgegebenen Abstand d vom Sender (1) angeordneten Empfänger (11) aufweist, wobei die Auswertevorrichtung (3) anhand der Laufzeit Td der Schallwelle von dem Sender (1) zu dem zweiten Empfänger (11) und/oder der Phasenbeziehung zwischen dem Sendersignal S und dem Signal des zweiten Empfängers (11) die Schallgeschwindigkeit c bestimmt.
  11. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Sender (1) eine Fokussiereinrichtung (13) zum Fokussieren von Schallwellen aufweist, insbesondere ein Schallhorn.
  12. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Empfänger (2) eine Einrichtung (14) zum Selektieren von einfallenden Schallwellen, insbesondere eine Blende oder ein Rohr, aufweist, die Schallwellen einer vorgegebenen Ausbreitungsrichtung durchläßt.
  13. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, die einen Reflektor (15) zum Refektieren der vom Sender (1) emittierten Schallwellen aufweist.
  14. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei Sender (1) und Empfänger (2) als kombinierter Ultraschall-Wandler (17) oder als separate Sende- und Empfangseinheiten ausgebildet sind.
  15. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Sender (1) ortsfest und der Empfänger (2) an einem beweglichen Teil der Hebebühne (10) angeordnet ist, oder der Sender (1) an einem beweglichen Teil der Hebebühne (10) und der Empfänger (2) ortsfest angeordnet ist.
  16. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Sender (1) und/ oder der Empfänger (2) an einer höhenveränderlichen Plattform (16) der Hebebühne (10) angeordnet sind.
  17. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Sender (1) und der Empfänger (2) an der Verstelleinrichtung (5) angeordnet sind, und die Auswertevorrichtung (3) zur Ermittlung der Hubhöhe h einen Verfahrweg v der Verstelleinrichtung (5) bestimmt.
  18. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Verstelleinrichtung (5) ein Hydraulikzylinder ist.
  19. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mehrere Verstelleinrichtungen (5) vorgesehen sind, und die Auswertevorrichtung (3) die jeweiligen Verfahrwege v der Verstelleinrichtungen (5) ermittelt.
  20. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei mehrere Sender (1) und Empfänger (2) vorgesehen sind.
  21. Steuervorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Auswertevorrichtung (3) die Hubhöhen ha, hb von unterschiedlichen Teilen der Hebebühne (10) ermittelt, insbesondere von mehreren Hebeplattformen (16a, 16b), Hebearmen oder Auslegern der Hebebühne (10).
  22. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Steuereinheit (4) eine Regelung der Verstelleinrichtungen (5) ausführt, um insbesondere einen gleichen Verfahrweg v und/oder eine Geschwindigkeitssynchronität der Verstelleinrichtungen (5) zu erzielen.
  23. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Steuereinheit (4) eine Regelung der Verstelleinrichtungen (5) ausführt, um eine gleichmäßige Höhe der Plattform (16) bzw. gleiche Hubhöhen ha, hb der Plattformen (16a, 16b) zu erzielen.
  24. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Steuereinheit (4) bei Erreichen einer vorgegebenen Hubhöhe H0 der Hebebühne (10) eine vorgegebene Steuerfunktion ausführt.
  25. Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Auswerteeinrichtung (3) die Hubhöhe h anhand der Messung der Schalllaufzeit T und der Auswertung der Phasenbeziehung zwischen Sendersignal S und Empfängersignal E ermittelt.
  26. Hebebühne, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 25.
EP20030019590 2002-09-13 2003-09-03 Steuervorrichtung für Hebebühnen Expired - Fee Related EP1398292B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002142672 DE10242672A1 (de) 2002-09-13 2002-09-13 Steuervorrichtung für Hebebühnen
DE10242672 2002-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1398292A1 EP1398292A1 (de) 2004-03-17
EP1398292B1 true EP1398292B1 (de) 2006-11-15

Family

ID=31724746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20030019590 Expired - Fee Related EP1398292B1 (de) 2002-09-13 2003-09-03 Steuervorrichtung für Hebebühnen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1398292B1 (de)
DE (2) DE10242672A1 (de)
DK (1) DK1398292T3 (de)
ES (1) ES2275050T3 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048307A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-21 Moba-Mobile Automation Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Ausfahrlänge von einem ausfahrbaren Maschinenteil
CN102515054A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 佛山市新泰隆环保设备制造有限公司 一种浮力式自动升降平台
US9932213B2 (en) 2014-09-15 2018-04-03 Crown Equipment Corporation Lift truck with optical load sensing structure

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006042186A1 (de) 2006-09-08 2008-03-27 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren für die Vernichtung von Banknoten
DE102010040671A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-15 Maha Maschinenbau Haldenwang Gmbh & Co. Kg Hebebühne
DE102013019722A1 (de) * 2013-11-27 2015-05-28 Otto Nussbaum Gmbh & Co. Kg Hubvorrichtung zum Heben schwerer Lasten
CN103771297A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 南通剑桥输送设备有限公司 一种简易升降平台
CN109568055A (zh) * 2019-01-11 2019-04-05 四川海盛杰低温科技有限公司 一种具备内循环且低能耗的液氮冷疗舱

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4276622A (en) * 1979-07-16 1981-06-30 Crown Controls Corporation Ultrasonic distance measuring circuit
SE448785B (sv) * 1980-04-23 1987-03-16 Pharos Ab Anordning for att kontrollera mattriktigheten och/eller meta dimensionen hos stora foremal
DE3515762A1 (de) * 1985-05-02 1986-11-06 Zippo Gesellschaft für Hebetechnik mbH, 7600 Offenburg Mehrsaeulen-hebebuehe od. dgl. und verfahren zur gleichlaufsteuerung ihrer hubelemente
DE3844656A1 (de) * 1988-09-09 1990-05-03 Nussbaum Otto Gmbh Co Kg Arbeitspodest, das mit einer hebebuehne fuer fahrzeuge kombiniert ist
DE4437080A1 (de) * 1994-10-17 1996-04-18 Hofmann Gmbh & Co Kg Maschinen Verfahren und Vorrichtung zur Positionsregelung der antreibbaren Hubwagen an einer Doppelsäulen-Hebebühne
DE29704877U1 (de) * 1997-03-19 1997-04-30 Nussbaum Otto Gmbh Co Kg Wegmeßsystem für Zylinderkolbenaggregate
DE29720755U1 (de) * 1997-11-22 1998-01-15 Consul Werkstattausruestung Gm Hubvorrichtung
DE19756426C2 (de) * 1997-12-18 2001-05-17 Martin Metallverarbeitungs Gmb Nivelliersystem für Fahrzeuganhänger und Verfahren zur Niveauregulierung für Fahrzeuganhänger
JP2001063985A (ja) * 1999-08-26 2001-03-13 Toyota Autom Loom Works Ltd 位置検出装置及び該位置検出装置を有する産業車両
JP2001063986A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Toyota Autom Loom Works Ltd 流体圧シリンダの位置検出装置及び位置検出方法
US6186280B1 (en) * 1999-09-14 2001-02-13 Snap-On Technologies, Inc. Lift safety system
DE60009855T2 (de) * 2000-02-29 2005-04-21 Eurogamma Srl Hebesäule ausgerüstet mit einem linearen Fühler

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048307A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-21 Moba-Mobile Automation Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Ausfahrlänge von einem ausfahrbaren Maschinenteil
CN102515054A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 佛山市新泰隆环保设备制造有限公司 一种浮力式自动升降平台
US9932213B2 (en) 2014-09-15 2018-04-03 Crown Equipment Corporation Lift truck with optical load sensing structure

Also Published As

Publication number Publication date
DE10242672A1 (de) 2004-03-25
EP1398292A1 (de) 2004-03-17
DE50305668D1 (de) 2006-12-28
DK1398292T3 (da) 2007-03-26
ES2275050T3 (es) 2007-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10126585B4 (de) Auf Strahlung basierendes, berührungsloses Positions-Referenzsystem für Aufzüge sowie Verfahren hierfür
EP2395368B1 (de) Entfernungsmessender Laserscanner zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
EP1952179B1 (de) Verfahren zur umfelderfassung
EP1776603A1 (de) Vorrichtung für ein kraftfahrzeug
EP1398292B1 (de) Steuervorrichtung für Hebebühnen
EP2225585A1 (de) Verfahren zum betreiben eines einparkhilfesystems
WO2010003636A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer ausfahrlänge von einem ausfahrbaren maschinenteil
EP1816488A1 (de) Optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE102006037928A1 (de) Flurförderzeug mit einem höhenbeweglichen Lastaufnahmemittel
CH683423A5 (de) Messen der Lage einer Aufzugskabine mittels Ultraschall.
DE102011014518A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensors zur Materialdicken- bzw. flächengewichtsmessung
EP0571566A1 (de) Einrichtung zur abstandsmessung mit ultraschall.
EP2962127B1 (de) Verfahren zur ermittlung eines abstands eines objekts zu einem kraftfahrzeug unter benutzung eines pmd-sensors
DE2932899C2 (de) Vorrichtung zum berührunglosen Messen der Höhe eines Lastträgerfahrzeug über einem Bezugspunkt
DE3025234A1 (de) Vorrichtung fuer eine automatische abstandssteuerung oder -regelung bei einer linearen bewegung
EP1910785A2 (de) Vorrichtung zum messen eines füllstands
EP3567398A1 (de) Verfahren und optoelektronischer sensor zum messen einer entfernung von objekten
EP3809157B1 (de) Entfernungsmessender optoelektronischer sensor und verfahren zur erfassung eines zielobjekts
EP3717938A1 (de) Optoelektronische detektionseinrichtung, verfahren zum betrieb einer solchen detektionseinrichtung und kraftfahrzeug mit einer solchen detektionseinrichtung
EP0453905A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Lage eines relativ zu einem Hinernis bewegten Objekts
DE2350686A1 (de) Vorrichtung und verfahren mit hoher aufloesung zur anzeige der gegenwart von koerpern
EP2559895A1 (de) Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Verformung eines Rotorblattes
EP2312340B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines optoelektronischen Sensors und optoelektronischer Sensor
DE202006014101U1 (de) Sensorvorrichtung für Hebebühnen
EP2669623B1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen einer Ausfahrlänge eines ausfahrbaren Maschinenteils

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

17P Request for examination filed

Effective date: 20040809

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20050214

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE DK ES FR IT

REF Corresponds to:

Ref document number: 50305668

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20061228

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2275050

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070817

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Payment date: 20090930

Year of fee payment: 7

Ref country code: ES

Payment date: 20091016

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20111019

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100904

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20130926

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20130918

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50305668

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20150529

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150401

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140930

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140903