EP3020677A1 - Verfahren zur hubhöhenvorwahl bei einem flurförderzeug - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for Hub Ounvor inches in a truck.
- the invention relates to a method for Hub Ounvor inches in an industrial truck with a controller, a mast on which a load-receiving means is guided vertically movable and optical sensor means for detecting a region in front of the load receiving means and image processing means for the data of the optical sensor means.
- Forklift trucks or warehouse trucks are examples of industrial trucks that are used to transport a wide variety of loads and for a wide range of purposes.
- a typical application for industrial trucks which have a mast on which a lifting device, a load receiving means, in particular a fork, is guided.
- the load handling device is used to handle loads normally placed on pallets.
- a plurality of storage bins can be arranged one above the other in storage bays in a rack storage.
- a disadvantage of this prior art is that with increasing lifting height starting a certain height of a level for the driver becomes increasingly tedious and time consuming. Even with very great routine and practice can not always accurately targeted with high approach speed a certain lift height can be controlled and either the stroke speed must be reduced accordingly for a fine adjustment, or corrections must be made if the lifting movement was carried out on the approaching stroke.
- a disadvantage of this prior art is that just for a larger number of shelves it is extremely expensive to perform the learning operation due to the large amount of time required. Furthermore, it is also difficult to keep the programmed lift heights always up to date, as far as changes occur. This applies all the more if the data is to be consistently stored across an entire truck fleet.
- the present invention is therefore an object of the invention to provide a method for Hubtownnvorines in a truck available, which avoids the aforementioned disadvantages and with which the cargo handling capacity can be increased and by the operation of the truck for the driver is simplified.
- the object is achieved in that in a method for Hubtownnvorines in an industrial truck with a controller, a mast on which a load handling device is guided vertically movable and optical sensor means for detecting an area in front of the load handling device and image processing means for the data of the optical sensor means the sensor means a shelf located in front of the truck is detected and the image processing means determines a structure of the shelf with respect to shelf levels and resulting lift heights to be approached.
- this requires no time-consuming manual input of approachable lifting heights for a Hubtownnvorines, but the truck detects the lifting heights automatically as soon as it is in front of a shelf.
- These detected lift heights can also be stored for later use, for example, and it is conceivable to use the method described only in a special operating mode for detecting the lift heights to be approached.
- Image processing means can well analyze an image of a shelf with respect to the shelf level and the respective lift heights to be approached due to the typical edges of the vertical support members and the transverse traverses of the shelf. Since the sensor means are arranged on the truck and the relative height of the detected shed levels relative to this mounting point of the Sensor means can be determined, and the relative lifting height of the lifting device relative to this mounting point can also be well defined, no determination of the absolute lifting height relative to the ground is required. It also eliminates the implementation of data from a warehouse management system in actual physical lift heights. This results in an automatic compensation of tolerances, such as vehicle differences, tire wear or different ground conditions. Furthermore, it is also conceivable to have to use any sensor for a lifting height of the truck, if at the same time the lifting height of the load-receiving means is detected by the sensor means.
- the sensor means are attached to the load receiving means or a support structure of the load receiving means and guided vertically movable with the load receiving means.
- the lifting height is always known by the mounting position in relation to the detected by the sensor means shelf levels, since the sensor means are raised with
- the compartment levels reaching the sensor means are detected in a detection area.
- the detection range of the sensor means is so large that a level is detected before the required to be approached for this lifting height is achieved by the load receiving means.
- an approaching level can be detected continuously during a stroke movement. For example, due to the detected lifting heights to be approached without specifying a specific lifting height value, a certain operating level or the next operating level can each be approached safely.
- the sensor means may comprise a two-dimensional or three-dimensional laser scanner
- a three-dimensional laser scanner captures not only an object in a certain direction, but also its distance.
- the resulting three-dimensional image makes it easier to evaluate the structure of a shelf.
- the sensor means comprise a camera, in particular a three-dimensionally receiving camera.
- Examples of cameras that capture a three-dimensional image are, for example, stereo cameras or time-of-flight cameras, which also determine a distance for each pixel.
- the image processing means detect a level of detail on the basis of traverses of a shelf and / or free spaces of the shelf.
- the image processing means can detect a level of detail on the basis of a charge carrier lying in the rack, in particular a pallet.
- Load carriers which are intended for a load fork as load-carrying means, have typical openings for the forks of a fork.
- a pallet has a distinctive shape and can therefore be easily recognized by image processing means. Due to the position of the pallet or, more generally, of a load carrier in a rack, the upper edge of a compartment level can also be determined at the same time.
- Shelves usually have even spacing of the shelf levels. From a sequence of several detected compartment levels from the ground it can therefore be approximated at which positions there are further compartmentalities and thus lift heights. In this case, a restriction can be made to a maximum number of assumed further shed levels or, for example, a restriction based on the known maximum height of shelves used.
- a controller uses the lifting heights to be approached for a stroke height preselection.
- a user can specify the lifting height by repeated operation of a switch, according to the number of lifting heights to be approached from the ground.
- an input element for example in the form of a push-button, can be selected in a very simple way a certain level of a shelf shelf. In this case, for example, each time when reaching a subject level by an operator continue to be switched until the desired tray is reached, then takes place at the exact stop.
- the approach to a desired level can also be fully automatic or as an assistance system in which the lifting movement is controlled by an operator, but an automated stop at the exact position.
- the method described is particularly advantageous to implement a Hubtownnvor angles also in the case of counterbalance forklifts, which are used under less well-defined conditions of use, such as high bay narrow aisle truck.
- the figure shows schematically an industrial truck 1 in the form of a counterbalance forklift 2 in front of a shelf 3, in the goods using the counterbalance forklift 2 5 stored in storage levels 4 or outsourced.
- the counterbalance forklift 2 has a mast 6, on which a load-receiving means 7 in the form of a fork 8 is guided vertically movable.
- optical sensor means 10 are arranged, which are guided together with the load receiving means 7 vertically movable on the lifting mast 6.
- the optical sensor means 10 consist of a camera 11, for example a time-of-flight camera 12.
- a pallet 13 is located on the lower level of the subjects 4.
- the load-receiving means 7 When the counterbalance forklift 2 moves up to the shelf 3 and the load-receiving means 7 is raised on the mast 6, then detect the optical Sensor means 10 in the movement, the structure of the shelf 3 and in particular the standing in the figure and perpendicular to the image planes traverses of the shelf 3 at the level of the shed levels 4.
- the load fork 8 can be inserted into the corresponding openings of the pallet 13, or the goods 5 can be placed on a free shelf space as on the upper compartment level 4.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hubhöhenvorwahl bei einem Flurförderzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hubhöhenvorwahl bei einem Flurförderzeug mit einer Steuerung, einem Hubmast, an dem ein Lastaufnahmemittel höhenbeweglich geführt ist und optischen Sensormitteln zur Erfassung eines Bereichs vor dem Lastaufnahmemittel sowie Bildverarbeitungsmitteln für die Daten der optischen Sensormittel.
- Gabelstapler oder Lagertechnikgeräte sind Beispiele für Flurförderzeuge, die zum innerbetrieblichen Transport unterschiedlichster Lasten und zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt werden. Neben der Be- und Entladung von Lastkraftwagen und gegebenenfalls von Eisenbahnwaggons sind dabei insbesondere Regallager ein typisches Einsatzgebiet für Flurförderzeuge, die einen Hubmast aufweisen, an dem höhenbeweglich ein Lastaufnahmemittel, insbesondere eine Lastgabel, geführt ist. Das Lastaufnahmemittel dient zum Handhaben von im Regelfall auf Paletten angeordnet Lasten. Dabei können in einem Regallager eine Mehrzahl von Lagerplätzen in Fachebenen übereinander angeordnet sein. Insbesondere bei Hochregallagern mit speziellen Flurförderzeugen wie Schmalgangstaplern bzw. Regalbediengeräten, werden dabei sehr große Hubhöhen erreicht bis in den Bereich von über zehn Metern mit entsprechend vielen verschiedenen Hubhöhen für die einzelnen Lagerpositionen in den Fachebenen. Die Anfahrt einer gewünschten Fachebene erfolgt dabei noch sehr häufig manuell sowie auf Sicht durch den Fahrer.
- Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass mit zunehmender Hubhöhe das Anfahren einer bestimmten Höhe einer Fachebene für den Fahrer immer mühsamer und zeitaufwendiger wird. Auch kann selbst mit sehr großer Routine und Übung nicht immer zielgenau mit hoher Anfahrgeschwindigkeit eine bestimmte Hubhöhe angesteuert werden und muss entweder die Hubgeschwindigkeit entsprechend für eine Feinjustierung reduziert werden, oder es müssen Korrekturen erfolgen, wenn die Hubbewegung über die anzufahrende Hubhöhe hinaus erfolgte.
- Es ist daher im Stand der Technik bekannt, den Fahrer durch eine Hubhöhenvorwahl zu unterstützen, durch die eine eingegebene oder ausgewählte, eingespeicherte Hubhöhe automatisiert oder mit Unterstützung eines Assistenzsystems angefahren werden kann. Zu diesem Zweck wird eine gewünschte Hubhöhe eingegeben, entweder direkt in eine Eingabevorrichtung, wie ein Bedienfeld oder eine Tastatur mit Display, oder es werden die verschiedenen Hubhöhen in einem Lernbetrieb eingespeichert, einem sogenannten Teach-in-Betrieb.
- Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass gerade für eine größere Anzahl von Regalfächern es äußerst aufwendig ist, den Lernbetrieb durchzuführen aufgrund des großen Zeitbedarfs. Weiterhin ist es auch schwierig, die einprogrammierten Hubhöhen stets auf einem aktuellen Stand zu halten, soweit Änderungen vorkommen. Dies gilt umso mehr, wenn die Daten über eine gesamte Flurförderzeugflotte hinweg konsistent abgespeichert werden sollen.
- Bei sehr großen Lagern, oder Lagern mit einer unsystematischen Lagerhaltung werden Lagerverwaltungssysteme eingesetzt, die sämtliche Lagerplätze in den Fachebenen der Regale möglichst optimal verwalten und beim Einlagern oder Auslagern dem Fahrer auf einer Anzeigevorrichtung einen Lagerplatz als logische Adresse vorgeben, den dieser anfahren soll. Diese logische Adresse besteht beispielsweise aus der Lagerhalle, dem Regal, der Fachebene und dem Platz. Allerdings stellen solche Lagerverwaltungssysteme oftmals die Lagerstruktur logisch da und es stehen keine physikalischen Koordinaten zu den einzelnen Lagerplätzen zur Verfügung, wie beispielsweise eine konkrete Hubhöhe, die für eine Hubhöhenvorwahl genutzt werden könnte. Es muss daher eine aufwändige Umsetzung der logischen Daten auf physikalische Daten mit konkreten Höhenwerten erfolgen, wenn eine Hubhöhenvorwahl genutzt werden soll.
- Als zusätzliches Problem ergeben sich Unregelmäßigkeiten der Lagersysteme, wenn diese über Jahre erweitert wurden und nicht aus einheitlichen Systemen bestehen. Dies trifft etwa für Regalbereiche zu mit unterschiedlichen Traversenhöhen, die sich nur schwer für einen Fahrer intuitiv in Hinblick auf die Anpassung der Hubhöhen erfassen lassen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hubhöhenvorwahl bei einem Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem die Umschlagsleistung erhöht werden kann sowie durch das die Bedienung des Flurförderzeugs für den Fahrer vereinfacht wird.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Hubhöhenvorwahl bei einem Flurförderzeug mit einer Steuerung, einem Hubmast, an dem ein Lastaufnahmemittel höhenbeweglich geführt ist und optischen Sensormitteln zur Erfassung eines Bereichs vor dem Lastaufnahmemittel sowie Bildverarbeitungsmitteln für die Daten der optischen Sensormittel, durch die Sonsormittel ein vor dem Flurförderzeug befindliches Regal erfasst wird und durch die Bildverarbeitungsmittel eine Struktur des Regals in Bezug auf Fachebenen und sich daraus ergebenden anzufahrenden Hubhöhen bestimmt wird.
- Vorteilhaft ist dadurch keine aufwändige manuelle Eingabe von anzufahrenden Hubhöhen für eine Hubhöhenvorwahl erforderlich, sondern das Flurförderzeug erfasst die Hubhöhen selbsttätig, sobald es sich vor einem Regal befindet. Diese erfassten Hubhöhen können beispielsweise auch eingespeichert werden für eine spätere Verwendung und es ist denkbar, das beschriebene Verfahren nur in einer besonderen Betriebsart zum Erfassen der anzufahrenden Hubhöhen einzusetzen. Vorteilhaft ist es jedoch ebenso daneben oder alternativ möglich, das beschriebene Verfahren im Betrieb andauernd einzusetzen. Dadurch ergibt sich eine jeweils für den konkreten Einsatz erforderliche richtige Erfassung der anzufahrenden Hubhöhe und es treten nicht die Probleme der aufwendigen Erfassung und beispielsweise konsistenten Einspeicherung bei einer Vielzahl von Fahrzeugen einer Flurförderzeugflotte auf. Durch Bildverarbeitungsmittel kann ein Bild eines Regals in Bezug auf die Fachebene und die damit verbundenen jeweils anzufahrenden Hubhöhen aufgrund der typischen Kanten der senkrechten Tragelemente und der quer angeordneten Traversen des Regals gut analysiert werden. Da die Sensormitteln an dem Flurförderzeug angeordnet sind und die relative Höhe der erfassten Fachebenen gegenüber diesem Montagepunkt der Sensormittel bestimmt werden kann, sowie die relative Hubhöhe des Lastaufnahmemittels gegenüber diesem Montagepunkt ebenfalls gut festgelegt werden kann, ist keine Bestimmung der absoluten Hubhöhe gegenüber dem Boden erforderlich. Es entfällt auch eine Umsetzung von Daten eines Lagerverwaltungssystems in tatsächliche physikalische Hubhöhen. Es ergibt sich ein automatischer Ausgleich von Toleranzen, wie Fahrzeugunterschieden, Reifenabnutzung oder unterschiedlicher Bodenverhältnisse. Weiterhin ist es auch denkbar, keinerlei Sensor für eine Hubhöhe des Flurförderzeugs verwenden zu müssen, wenn durch die Sensormittel auch zugleich die Hubhöhe des Lastaufnahmemittels erfasst wird.
- Vorteilhaft sind die Sensormittel an dem Lastaufnahmemittel oder einer Tragestruktur des Lastaufnahmemittels befestigt und mit dem Lastaufnahmemittel höhenbeweglich geführt.
- Dadurch ist die Hubhöhe durch die Montageposition im Verhältnis zu den von den Sensormitteln erfassten Fachebenen stets bekannt ist, da die Sensormittel mit angehoben werden
- In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden während einer Höhenbewegung des Lastaufnahmemittels in einem Erfassungsbereich der Sensormittel gelangende Fachebenen erfasst.
- Vorteilhaft ist der Erfassungsbereich der Sensormittel so groß, dass eine Fachebene erfasst wird, bevor die für diese erforderliche anzufahrende Hubhöhe von dem Lastaufnahmemittel erreicht wird.
- Dadurch kann fortlaufend während einer Hubbewegung eine herannahende Fachebene erkannt werden. Beispielsweise können aufgrund der erkannten anzufahrenden Hubhöhen ohne Vorgabe eines konkreten Hubhöhenwertes eine bestimmte Fachebene bzw. die nächste Fachebene jeweils sicher angefahren werden.
- Die Sensormittel können einen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Laserscanner umfassen
- Ein dreidimensionaler Laserscanner erfasst nicht nur ein Objekt in einer bestimmten Richtung, sondern auch dessen Abstand. Durch das sich dadurch ergebende dreidimensionale Bild kann leichter eine Auswertung der Struktur eines Regals erfolgen.
- Vorteilhaft umfassen die Sensormittel eine Kamera, insbesondere eine dreidimensional aufnehmende Kamera.
- Beispiele für Kameras, die ein dreidimensionales Bild aufnehmen, sind etwa Stereokameras oder Time-Of-Flight-Kameras, die für jeden Bildpunkt auch einen Abstand bestimmen.
- In einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens erfassen die Bildverarbeitungsmittel eine Fachebene anhand von Traversen eines Regals und/oder Freiräumen des Regals.
- Die Bildverarbeitungsmittel können eine Fachebene anhand eines in dem Regal liegenden Ladungsträgers, insbesondere einer Palette, erfassen.
- Ladungsträger, die für eine Lastgabel als Lastaufnahmemittel vorgesehen sind, weisen typische Öffnungen für die Gabelzinken einer Lastgabel auf. Insbesondere eine Palette hat eine markante Form und lässt sich daher durch Bildverarbeitungsmittel gut erkennen. Durch die Lage der Palette oder allgemeiner eines Ladungsträgers in einem Regal wird zugleich auch die Oberkante einer Fachebene bestimmbar.
- Es kann aus einer erfassten Abfolge von Fachebenen in gleichem Abstand auf weitere anzufahrende Hubhöhen oberhalb von diesen geschlossen werden.
- Regale weisen im Regelfall gleichmäßige Abstände der Fachebenen auf. Aus einer Abfolge von mehreren erfassten Fachebenen vom Boden ab kann daher approximiert werden, an welchen Positionen sich weitere Fachebenen und somit anzufahren Hubhöhen befinden. Dabei kann eine Beschränkung auf eine maximale Anzahl angenommener weiterer Fachebenen erfolgen oder auch etwa beispielsweise eine Beschränkung orientiert an der bekannten maximalen Höhe von eingesetzten Regalen. Vorteilhaft nutzt eine Steuerung die anzufahrenden Hubhöhen für eine Hubhöhenvorwahl.
- Ein Benutzer kann die Hubhöhe durch wiederholte Betätigung eines Schalters vorgeben, entsprechend der Anzahl der anzufahrenden Hubhöhen vom Boden ab.
- Durch ein Eingabeelement, beispielsweise in Form eines Tastschalters, kann dabei auf sehr einfache Art und Weise eine bestimmte Fachebene eines Regals ausgewählt werden. Dabei kann beispielsweise jedes Mal beim Erreichen einer Fachebene durch eine Bedienperson so lange weiter geschaltet werden, bis das gewünschte Fach erreicht ist, an dem dann ein exaktes Anhalten erfolgt.
- Die Anfahrt an eine gewünschte Fachebene kann auch vollautomatisch erfolgen oder als Assistenzsystem, bei dem die Hubbewegung an sich durch eine Bedienperson gesteuert wird, jedoch ein automatisiertes Anhalten an der exakten Position erfolgt.
- Das beschriebene Verfahren ist besonders vorteilhaft, um eine Hubhöhenvorwahl auch im Fall von Gegengewichtsgabelstaplern umzusetzen, die unter weniger genau definierten Einsatzbedingungen verwendet werden, als beispielsweise Hochregalschmalgangstapler.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die Figur schematisch ein Flurförderzeug 1 in Form eines Gegengewichtsgabelstaplers 2 vor einem Regal 3, in das mithilfe des Gegengewichtsgabelstaplers 2 Waren 5 in Fachebenen 4 eingelagert oder ausgelagert werden. Der Gegengewichtsgabelstapler 2 weist einen Hubmast 6 auf, an dem ein Lastaufnahmemittel 7 in Form einer Lastgabel 8 höhenbeweglich geführt ist. An einer Tragstruktur 9 für das Lastaufnahmemittel 7 sind optische Sensormittel 10 angeordnet, die mit dem Lastaufnahmemittel 7 zusammen höhenbeweglich an dem Hubmast 6 geführt sind. Die optischen Sensormittel 10 bestehen aus einer Kamera 11, beispielsweise einer Time-Of-Flight-Kamera 12. Auf der unteren der Fachebenen 4 liegt eine Palette 13.
- Wenn der Gegengewichtsgabelstapler 2 an das Regal 3 heranfährt und das Lastaufnahmemittel 7 an dem Hubmast 6 angehoben wird, so erfassen die optischen Sensormittel 10 in der Bewegung die Struktur des Regals 3 und insbesondere die in der Figur nicht dargestellten und senkrecht zur Bildebenen stehenden Traversen des Regals 3 auf der Höhe der der Fachebenen 4. Dadurch kann für jede der Fachebenen 4 eine anzufahrende Hubhöhe erkannt werden, in der die Lastgabel 8 beispielsweise in die entsprechenden Öffnungen der Palette 13 eingeführt werden kann, oder die Waren 5 auf einem freien Regalplatz wie auf der oberen Fachebene 4 abgelegt werden können.
Claims (11)
- Verfahren zur Hubhöhenvorwahl bei einem Flurförderzeug (1) mit einer Steuerung, einem Hubmast (6), an dem ein Lastaufnahmemittel (7) höhenbeweglich geführt ist und optischen Sensormitteln (10) zur Erfassung eines Bereichs vor dem Lastaufnahmemittel (7) sowie Bildverarbeitungsmitteln für die Daten der optischen Sensormittel (10),
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Sonsormittel (10) ein vor dem Flurförderzeug (1) befindliches Regal (3) erfasst wird und durch die Bildverarbeitungsmittel eine Struktur des Regals (3) in Bezug auf Fachebenen (4) und sich daraus ergebenden anzufahrenden Hubhöhen bestimmt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensormittel (10) an dem Lastaufnahmemittel (7) oder einer Tragestruktur (9) des Lastaufnahmemittels (7) befestigt sind und mit dem Lastaufnahmemittel (7) höhenbeweglich geführt sind. - Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass während einer Höhenbewegung des Lastaufnahmemittels (7) in einem Erfassungsbereich der Sensormittel (10) gelangende Fachebenen (4) erfasst werden. - Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Erfassungsbereich der Sensormittel (10) so groß ist, dass eine Fachebene (4) erfasst wird, bevor die für diese erforderliche anzufahrende Hubhöhe von dem Lastaufnahmemittel (7) erreicht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensormittel (10) einen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Laserscanner umfassen - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensormittel (10) eine Kamera (11) umfassen, insbesondere eine dreidimensional aufnehmende Kamera. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungsmittel eine Fachebene (4) anhand von Traversen eines Regals (3) und/oder Freiräumen des Regals (3) erfassen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungsmittel eine Fachebene (4) anhand eines in dem Regal (3) liegenden Ladungsträgers, insbesondere einer Palette (13), erfassen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus einer erfassten Abfolge von Fachebenen (4) in gleichem Abstand auf weitere anzufahrende Hubhöhen oberhalb von diesen geschlossen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerung die anzufahrenden Hubhöhen für eine Hubhöhenvorwahl nutzt. - Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Benutzer die Hubhöhe durch wiederholte Betätigung eines Schalters vorgeben kann, entsprechend der Anzahl der anzufahrenden Hubhöhen vom Boden ab.
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