ES2617605T3 - Sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas y vehículos similares - Google Patents
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Abstract
Un sistema de seguridad para una carretilla elevadora contrapesada que comprende una unidad de control (15) que comprende un codificador de control (16) conectado a un volante de dirección - unidad de columna de dirección (13) de un dispositivo de dirección (12) de una carretilla elevadora (2), un controlador (17) que controla medios accionadores (14) para dirigir la carretilla (2) según la rotación que un operario imparta al volante de dirección - unidad de columna de dirección (13), basándose en señales enviadas al controlador (17) por el codificador (16), medios (18) de oposición a la rotación opuesta del volante de dirección - unidad de columna de dirección (13), medios detectores (20) para la identificación instantánea del peso de la carga elevada, medios (26) para la medición instantánea de la velocidad de movimiento de la carretilla, medios (28) para la identificación instantánea del ángulo de dirección, un dispositivo (27) para la identificación instantánea de la posición del centro de gravedad (G) de la carretilla (2) y una unidad de lógica y cálculo (30) diseñada para procesar los datos relativos al ángulo de dirección, la posición del centro de gravedad, la velocidad de movimiento y el peso total de la carretilla para activar los medios de oposición (18) cuando la relación entre el momento de vuelco (Mr) y el momento estabilizador (Ms) es igual a un valor predeterminado (P); estando el sistema de seguridad caracterizado por que el dispositivo (27) para la identificación de la posición del centro de gravedad (G) de la carretilla (2) comprende: una célula de carga (21) para medir el peso de la carga sobre el eje trasero (5) de la carretilla (2), un conmutador de presión (22) conectado a un sistema hidráulico de una carretilla (2) para detectar el peso de la carga (X) que eleva la carretilla (2), un dispositivo de medición de altura (23) para medir la altura (D) que alcanza la horquilla (10a) y un potenciómetro (24) para medir el ángulo de oscilación del mástil (9).
Description
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DESCRIPCION
Sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas y vetnculos similares Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas y vetnculos similares. En particular, la invencion se refiere a un sistema de seguridad disenado para garantizar el movimiento estable de una carretilla elevadora contrapesada, y en mayor detalle, disenado para prevenir que la carretilla vuelque lateral y longitudinalmente.
Tecnica anterior
Dicho dispositivo de seguridad puede instalarse en cualquier tipo de carretilla elevadora o vehnculo similar, tal como una carretilla retractil o una apiladora, etc. En lo sucesivo, se hace referencia a un dispositivo de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas, sin limitar, con esto, el alcance de la invencion.
Una configuracion estandar consta de un chasis con dos ejes, un eje frontal y un eje de direccion trasero.
Por lo general, el eje frontal tiene dos ruedas cerca de un aparato de elevacion ubicado en el extremo delantero del chasis.
En la parte trasera, la carretilla puede tener uno o mas contrapesos conectados al chasis. El eje de direccion trasero puede tener dos ruedas distanciadas transversalmente entre sf, de manera similar al eje frontal, o puede tener dos ruedas colocadas proximas entre sf, llamadas tambien ruedas gemelas, las cuales rotan alrededor de un eje vertical compartido, o incluso, alternativamente, puede comprender una sola rueda trasera ubicada en la lmea central longitudinal de la carretilla y tambien ser capaz de rotar respecto a un eje vertical.
Normalmente, el aparato de elevacion comprende un par de horquillas capaces de moverse desde una posicion baja hasta una posicion elevada y viceversa usando un mastil, impulsadas por uno o mas pistones de elevacion hidraulicos.
Las carretillas elevadoras a menudo se utilizan para trasladar volumenes considerables, lo que reduce la estabilidad de la carretilla, debido a la particular distribucion de los pesos que se establece segun la superficie de apoyo que formen las ruedas.
Dicha estabilidad reducida, que tambien depende de los fenomenos dinamicos causados por las aceleraciones longitudinales y transversales a las cuales se ve sometida la carretilla durante su manejo, puede causar que la carretilla vuelque o que la masa soportada por las horquillas caiga.
En particular, cuando una carretilla se mueve a nivel del suelo, la principal causa de vuelco lateral es un radio de giro que es demasiado pequeno en relacion con la velocidad de movimiento.
Un problema que se ha advertido mucho ultimamente, es el alto numero de accidentes laborales, algunos mortales, a causa de un ritmo de trabajo de carga y descarga cada vez mas extremo, que a menudo resulta en que los operarios realicen maniobras delicadas a altas velocidades con el riesgo de que su vehnculo se vuelque.
Se han examinado muchos dispositivos que tienen por objeto aumentar la seguridad de las carretillas elevadoras, en particular, dispositivos disenados para reducir el riesgo de que las carretillas se vuelquen.
La mayor parte de dichos dispositivos de la tecnica anterior tienen por objetivo evaluar la situacion de carga, en todo momento, usando mediciones solo en la parte delantera del aparato de elevacion.
Sin embargo, estas soluciones no proporcionan una imagen fiel de la estabilidad general del vehnculo, la carga y la superficie de apoyo.
Otras soluciones comportan dispositivos de seguridad visuales y acusticos que alertan al operador sobre una situacion de peligro inminente. Pero puede que dichos dispositivos no sean totalmente efectivos, ya que los lugares de trabajo a menudo son ruidosos y puede que el operador no advierta las senales luminosas porque toda su atencion esta puesta en llevar a cabo una maniobra de conduccion.
Tambien se conoce, gracias a los documentos WO 2007/036767 y EP 1813569, un sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas que comprende una unidad de control que tiene un codificador de control conectado a un volante de direccion - unidad de columna de direccion de un dispositivo de direccion de una carretilla elevadora, un controlador que dirige medios accionadores para guiar la carretilla de acuerdo con la rotacion impartida al volante de direccion - unidad de columna de direccion por un operador, basandose en senales que el
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codificador envfa al controlador, medios para la rotacion opuesta del volante de direccion - unidad de columna de direccion, medios sensores para la identificacion instantanea del peso de la carga que se levanta, medios para la medicion instantanea de la velocidad de movimiento de la carretilla.
Divulgacion de la invencion
Por lo tanto, la presente invencion tiene por objeto superar las desventajas mencionadas anteriormente proporcionando un sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas que pueda garantizar eficaz e infaliblemente la estabilidad de un vehnculo, principalmente la estabilidad lateral, en cualquier condicion de funcionamiento sin que un operario necesite intervenir.
Por consiguiente, dicho objeto se alcanza mediante un sistema de seguridad para carretillas elevadoras contrapesadas como se describe en la reivindicacion 1.
Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones ventajosas preferidas de la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
Las caractensticas tecnicas de la invencion, de acuerdo con los objetos mencionados anteriormente, se indican claramente en las reivindicaciones de este documento y las ventajas de la invencion se hacen mas evidentes en la siguiente descripcion detallada, con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales ilustran una realizacion preferida sin limitar el alcance de la invencion, en los que:
La Figura 1 es una vista frontal de una carretilla elevadora equipada con un dispositivo de seguridad de acuerdo con la presente invencion;
la Figura 2 es una vista de planta del aparato de suspension de la carretilla que muestra los ejes delanteros y traseros de la carretilla y el respectivo triangulo de estabilidad. la Figura 3 es una vista lateral de la carretilla elevadora de la Figura 1;
la Figura 4 es un diagrama de bloques relativo a las conexiones de varios componentes del sistema de seguridad de acuerdo con la presente invencion.
Descripcion detallada de las realizaciones preferidas de la invencion
Con particular referencia a la Figura 4, el numero 1 denota en conjunto un sistema de seguridad o antivuelco para una carretilla elevadora contrapesada 2.
La carretilla elevadora 2, del tipo esencialmente conocido y que solo se describe, por tanto, con referencia a aquellas partes necesarias para entender este texto, comprende un chasis 3 soportado por un eje frontal 4 y un eje trasero 5 que cuenta con respectivas ruedas 6 y 7 y una carretilla 2 en posicion de conduccion 2a, protegida por una cabina o una defensa para el conductor.
La siguiente descripcion contempla el caso general de una carretilla de cuatro ruedas, en la que las ruedas delanteras 6 son motrices, no ruedas de direccion y las ruedas traseras 7 son orientables para la direccion. Las siguientes consideraciones se aplican independientemente de que la carretilla contrapesada tenga tres o cuatro ruedas. El comportamiento es similar en ambos casos, ya que las carretillas se apoyan en el suelo sobre tres puntos independientemente del numero de ruedas. Para carretillas de cuatro ruedas es importante distinguir entre dos casos:
- si las ruedas traseras estan distanciadas transversalmente entre sf como las ruedas delanteras, el eje de direccion trasero se conecta al chasis mediante un perno que permite que oscile para ajustarse a las irregularidades del suelo;
- si las ruedas de direccion traseras son gemelas, la manera en que la carretilla se apoya en el suelo puede representarse mediante un triangulo con la base del triangulo descansando sobre el eje del tren delantero y pasando los otros dos lados a traves de los centros de las ruedas delanteras y los de las ruedas traseras, respectivamente, como se muestra en la vista de planta.
Por lo tanto, la carretilla se apoya en el suelo sobre tres puntos, incluso si tiene cuatro ruedas.
La carretilla 2 tiene un aparato de elevacion 8 situado en las ruedas delanteras 6 y comprende esencialmente un mastil 9 que se inclina respecto al chasis 3 (movimiento pendular). Un tablero 10 impulsado por un piston 11, por ejemplo, hidraulico, se desliza a lo largo del mastil 9 desde el suelo hacia arriba y desde arriba hacia abajo.
El tablero 10 consiste ventajosamente en dos horquillas 10a que se configuran para soportar y mover una carga correspondiente X, como se muestra en las Figuras 1 y 3.
La carretilla 2 comprende un dispositivo de direccion 12, que comprende un volante de direccion - unidad columna de direccion 13 que controla un operario. El dispositivo de direccion 12 tambien comprende medios accionadores 14
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para dirigir la carretilla 2 en la direccion que el operario imparte al volante de direccion - unidad de columna de direccion 13.
De preferencia, dichos medios accionadores 14 estan aislados mecanica o hidraulicamente del volante de direccion - unidad de columna de direccion 13.
El sistema de seguridad 1 comprende una unidad de control 15 que comprende un codificador de control 16 que se conecta al volante de direccion - unidad de columna de direccion 13 y un controlador 17 que dirige los medios accionadores 14 para dirigir la carretilla basandose en las senales enviadas al controlador 17 por el codificador de control 16.
El sistema de seguridad 1 tambien comprende medios 18 de rotacion opuesta al volante de direccion - unidad de columna de direccion 13, que, como se explica mas adelante, crean un par de resistencia opuesto a la rotacion del volante de direccion - unidad de columna de direccion 13.
Segun arquitecturas ampliamente conocidas, la carretilla 2 comprende una red de comunicacion 19 (por ejemplo, del tipo CAN-BUS o CAN-OPEN) que soporta gran parte de las instrucciones e informacion relativas al funcionamiento de la carretilla 2, es decir, los principales parametros y comandos de funcionamiento establecidos por un conductor para la carretilla 2.
El controlador 17 tiene una interfaz de conexion a la red de comunicacion 19 del tipo CAN BUS o CAN OPEN para conectarse a la carretilla.
Como se describe mas adelante, el sistema 1 interactua con las dinamicas de la carretilla 2, usando el canal de comunicacion 19.
La Figura 4, en particular, muestra como el dispositivo 1 comprende medios detectores 20 para determinar informacion relativa a la carga X elevada por el tablero 10. En particular, dichos medios detectores 20 detectan instantaneamente el peso de la carga X elevada por la horquilla 10a.
Los medios detectores 20 constan de un sensor de peso 21, por ejemplo, una celula de carga, para determinar el peso sobre el eje trasero 5 de la carretilla 2, y un conmutador de presion 22, que se conecta al sistema hidraulico de la carretilla para detectar el peso de la carga X que se eleva usando la horquilla 10a.
Tambien hay un dispositivo de medicion 23 para medir la altura D que alcanza la horquilla 10a. Dicho dispositivo de medicion de altura 23 es, de preferencia, un sensor ultrasonico, del tipo conocido, por lo que no se describe en mayor detalle.
El sistema de seguridad 1 comprende ademas un potenciometro 24 para medir el angulo de oscilacion del mastil 9 y un indicador visual LED 25, ubicado en la posicion de conduccion 2a, que alerta al operario sobre una condicion peligrosa.
Tambien hay medios 26 para la medicion de la velocidad de movimiento de la carretilla 2, por ejemplo, un codificador.
Los medios detectores 20 y, por lo tanto, el sensor de peso 21 y el conmutador de presion 22, el dispositivo de medicion de altura 23 y el potenciometro 24 forman parte de un dispositivo 27 para identificar el centro de gravedad G de la carretilla 2 en cualquier condicion de carga. Dicho dispositivo 27 puede identificar la posicion instantanea del centro de gravedad.
Sobre el perno de la junta articulada del munon del eje de direccion trasero 5, hay medios 28 para la medicion instantanea del angulo de direccion. Dichos medios 28 comprenden preferentemente un potenciometro.
El sistema tambien consta de un conversor analogico-digital 29 para convertir los valores del peso, la altura D y el angulo de direccion de valores analogicos a valores digitales.
Una unidad de logica y calculo 30, integrada en la unidad de control 15 y, en particular, en el controlador 17, procesa todos los datos proporcionados a cada momento, gracias a los diversos sensores y medios detectores descritos anteriormente, para activar adecuadamente los medios de oposicion 18.
Como se ilustra en la Figura 2, la carretilla 2 tiene idealmente un triangulo de estabilidad T, dentro del cual debe mantenerse siempre la proyeccion del centro de gravedad G, para garantizar la estabilidad de la carretilla 2.
Mas exactamente, la condicion de estabilidad lateral siempre se establece en la medida en que el momento estabilizador de la carretilla sea mayor que el momento de vuelco de la carretilla.
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El momento estabilizador Ms se obtiene del producto de la fuerza de peso Fp de toda la carretilla, incluyendo la carga, multiplicado por la fuerza del peso que estabiliza el brazo b, medida en relacion con un eje r alrededor del cual se produce el vuelco.
La fuerza del peso Fp de toda la carretilla se obtiene del producto de la masa m de la carretilla, incluyendo la carga, multiplicado por la aceleracion de gravedad g.
Con referencia a la Figura 1, el momento de vuelco Mr, se obtiene del producto de la fuerza centnfuga Fc que se aplica al centro de gravedad G de la carretilla 2 durante la direccion, multiplicado por la altura h del centro de gravedad G desde el suelo.
La fuerza centnfuga Fc se obtiene del producto de la masa m de la carretilla, incluyendo la carga, multiplicado por la aceleracion centnfuga que se obtiene de la formula v2/R, en la que v es la velocidad de movimiento de la carretilla 2 y R es el radio de giro de la carretilla 2.
Por lo tanto, la condicion de estabilidad se obtiene de la formula Fp b> Fc h, es decir, mgb > m v2/Rh.
Por lo tanto, como puede verse, hay muchos parametros que afectan a la estabilidad en una curva. Para una carretilla 2 predeterminada, no hay un unico radio de giro R, dependiendo de la velocidad de movimiento v, que garantice que se evite el vuelco lateral de la carretilla 2.
Las condiciones de estabilidad vanan dependiendo de la carga colocada sobre la horquilla 10a, la altura sobre el suelo que alcance dicha carga, las dimensiones del vetnculo.
El sistema de seguridad 1 desvelado permite que la relacion de estabilidad antes mencionada se establezca siempre, ya que se introduce un parametro de seguridad P predeterminado de entre 0,7 y 0,9, preferentemente igual a 0,8.
Por lo tanto, la relacion de estabilidad antes mencionada queda como Mr = PMs, o, en otras palabras, la relacion Mr/Ms debe ser, a lo mas, igual a P.
Para simplificar, se considera que el centro de gravedad de la carretilla 2, cargada o descargada, se encuentra en el plano longitudinal vertical medio de la carretilla 2. El parametro de seguridad P contempla la situacion real en que puede no encontrarse el centro de gravedad G en el plano longitudinal vertical medio de la carretilla 2.
La fuerza del peso se conoce, ya que se conoce el peso de la carretilla sin carga, al igual que el de la carga elevada, que se deduce del peso que actua sobre las horquillas 10a evaluadas por el conmutador de presion 22, que causa el aumento de presion en el circuito hidraulico de elevacion.
Se conoce la posicion del centro de gravedad en la vista de planta, asf como la posicion del eje r alrededor del cual se produce un potencial vuelco. Por tanto, se identifica la fuerza del peso del brazo b.
La fuerza centnfuga se calcula de la siguiente manera: el codificador 26 identifica la velocidad de movimiento de la carretilla 2, mientras el radio de la curvatura R puede medirse con el potenciometro 28 instalado en el perno del munon del eje trasero 5. La altura h del centro de gravedad del sistema que consiste en la carretilla con la carga, en su caso, se calcula, a cada momento, ya que se conocen las masas de la carretilla y la carga, asf como las distancias entre sus centros de gravedad y el suelo.
La unidad de logica y calculo 30 procesa todos los datos instantaneos relativos al angulo de direccion, la posicion del centro de gravedad, la velocidad de movimiento y el peso total de la carretilla para activar los medios de oposicion 18, cuando la relacion entre el momento de vuelco y el momento estabilizante es igual al valor predeterminado. El valor predeterminado seleccionado de 0,8 es un parametro de seguridad.
La unidad de logica y calculo 30 se comunica con el controlador 17 para activar los medios de oposicion 18, para que estos ultimos proporcionen al volante de direccion - la unidad de columna de direccion 13, un par de resistencia opuesto cuya intensidad vana dependiendo del valor de la relacion entre el momento de vuelco y el momento estabilizador.
Conectados mecanicamente al volante de direccion - unidad de columna de direccion 13, los medios de oposicion 18 comprenden un embrague electromagnetico 18a controlado mediante el controlador 17. El embrague electromagnetico genera dicho par opuesto.
En particular, cuando la relacion entre el momento de vuelco y el momento estabilizador alcanza un valor cercano o igual a 0,8, la unidad de logica y calculo 30 controla los medios de oposicion de la manera anteriormente descrita, es decir, los medios de oposicion se activan para aumentar la resistencia que el volante de direccion opone a la
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rotacion establecida por el operario. La relacion entre el numero de revoluciones del volante de direccion y el angulo de direccion trazado por las ruedas orientables aumenta.
Ademas, a medida que la relacion entre el momento de vuelco y el momento estabilizador se aproxima al valor de seguridad 0,8, la unidad de logica y calculo 30 puede comunicarse con el controlador 17 para reducir la velocidad de movimiento de la carretilla 2. Por lo tanto, a medida que el angulo de direccion aumenta, la velocidad de movimiento se reduce. El operario se da cuenta enseguida de que es mas diffcil ir por caminos tortuosos y reduce casi automaticamente la velocidad de movimiento.
El sistema no interviene si las maniobras se realizan a una velocidad de movimiento baja, por ejemplo, cuando el volante de direccion debe ajustarse con frecuencia debido a espacios limitados.
En ausencia de la conexion mecanica entre el volante de direccion y las ruedas orientables, una de las principales funciones del embrague es transmitir al operario las mismas sensaciones de conduccion que tendna con un sistema de direccion convencional: una resistencia mayor o menor cuando girase el volante de direccion, dependiendo de los obstaculos, la irregularidad del suelo y la resistencia que encuentran las ruedas cuando trazan el angulo de direccion. Ademas, este tipo de embrague permite que el operario sienta el fin de carrera mecanico cuando la rueda alcanza la posicion de giro completo. Si el operario mueve el volante de direccion - unidad de columna de direccion 13, el codificador de control l6 transmite una senal a la unidad de control 15, indicando el angulo de direccion deseado. La informacion acerca del angulo de direccion tambien llega a la unidad de logica y calculo 30, integrada en el controlador 17 de la unidad de control 15.
Mediante los medios accionadores 14, la unidad de control 15 alcanza el angulo de direccion proporcional al numero de revoluciones que describe el volante de direccion - unidad de columna de direccion 13. Un panel de control 31 integrado en el controlador 17 y que funciona conjuntamente con la unidad de logica y calculo 30, convierte el numero de revoluciones del volante de direccion - unidad de columna de direccion 13 en un comando para activar los medios accionadores 14.
El potenciometro 28, instalado en el perno de la junta articulada del munon, mide el angulo descrito y se lo indica al controlador 17, que interviene eliminando cualquier diferencia entre la posicion conseguida y la prevista.
En cuanto a los medios accionadores 14, o accionador de direccion, es importante distinguir entre una carretilla 2 de cuatro ruedas y una carretilla de tres ruedas. En el caso de una carretilla 2 de cuatro ruedas, cuyas dos ruedas de direccion traseras esten distanciadas transversalmente entre sf como las ruedas delanteras, el cilindro hidraulico de direccion puede sustituirse por un accionador de tornillo sin fin con bolas recirculantes, impulsado por un motor electrico integrado. En el caso de una carretilla de tres ruedas (o cuatro, en la que las dos ruedas de direccion traseras sean gemelas), el motor de direccion hidrostatico o el dispositivo de cremallera o pinon, impulsado hidraulicamente, puede sustituirse por un motor electrico de dos fases con resultados similares a los de la solucion previa para cuatro ruedas.
En los dos tipos de accionadores mencionados, el aumento en la intensidad de la corriente que se requiere para generar un par necesario para superar el obstaculo opuesto a la accion del volante de direccion se utiliza adecuadamente para controlar el embrague electromagnetico 18a o, de manera mas general, los medios de oposicion 18, conectados al volante de direccion - unidad de columna de direccion 13, de modo que a traves del volante de direccion se proporcione al operario la tfpico respuesta de la direccion mecanica convencional.
Si la conexion entre el volante de direccion - unidad de columna de direccion 13 y los medios accionadores 14 se hace a traves de la red de comunicacion 19 del tipo CAN BUS o CAN OPEN, es posible introducir un filtro para prevenir que un operario inexperto realice operaciones que se consideran peligrosas para la estabilidad lateral.
Por ejemplo, podna crearse una resistencia que se opusiera a una rotacion del volante de direccion que se considere demasiado rapida, para prevenir que el operario gestione una curva con un radio demasiado pequeno respecto a la velocidad de movimiento de la carretilla.
Ademas, puede establecerse para que a medida que la velocidad de movimiento aumente, e independientemente de otros parametros, la resistencia que el operario se encuentre al dirigir aumente gradualmente, lo que significa que se induce al operario a reducir la velocidad de acuerdo con la sinuosidad del camino que va a cubrirse.
Ademas, el mismo objetivo puede alcanzarse variando la relacion entre el numero de revoluciones del volante de direccion y el angulo de direccion descrito: a medida que aumenta la velocidad de movimiento, tambien aumenta el numero de revoluciones del volante de direccion que hacen falta para conseguir el mismo angulo de direccion.
Asimismo, como ya se indico, para hacer mas adecuada la respuesta de la carretilla 2 a las distintas situaciones que pueda encontrarse, ademas de lo que ya se ha descrito, es posible configurar el sistema para que, a medida que aumente el angulo de direccion, se reduzca automaticamente la velocidad de movimiento.
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Independientemente de cuantas ruedas tenga la carretilla 2, el sistema de seguridad 1 desvelado puede enviar ademas una senal de peligro al operario, que se muestra en el indicador visual 25, cuando el peso de la carga X se aproxima al maximo permitido respecto a la altura que alcanzan las horquillas 10a. Al mismo tiempo, el sistema 1 tambien puede reducir gradualmente la velocidad de elevacion hasta llegar a la situacion Kmite de detencion absoluta.
El sistema tambien puede garantizar estabilidad longitudinal a la carretilla 2.
Cuando el momento de vuelco longitudinal debido al peso, la posicion del centro de gravedad o los efectos derivados de la elevacion de carga se aproxima al maximo permitido, el sistema se ralentiza y luego detiene la funcion que causo dicho suceso.
Diversas situaciones pueden surgir durante el ciclo de funcionamiento, dependiendo del estado de la carga.
En el caso de una carretilla en movimiento, sin carga sobre la horquilla, el sistema de seguridad 1 interviene mediante la aplicacion de una accion de frenado sobre la rotacion del volante de direccion cuando la velocidad de movimiento de la carretilla es bastante alta. Este comportamiento del sistema tiene dos efectos. Primero, previene una conduccion demasiado rapida, no compatible con la estabilidad lateral debido a la alta velocidad del movimiento. Sin embargo, una curva con el radio mas pequeno posible puede sortearse en condiciones seguras. Segundo, el sistema 1 obliga al operario a adoptar una velocidad de movimiento menor si deben sortearse curvas con un radio de giro mas pequeno.
En el caso de una carretilla en movimiento, con una carga sobre la horquilla en una posicion baja (D<300 mm), si la carga es compatible con la capacidad de la carretilla y si el operario debe realizar las mismas operaciones que se describen arriba, el sistema de seguridad 1 no interviene muy a menudo o, probablemente, no interviene en absoluto, ya que la carretilla es mas estable al sortear una curva.
En el caso de una carretilla en movimiento, con una carga sobre las horquillas en una posicion alta (300 mm<D<1000 mm), en las mismas condiciones que en los casos considerados previamente, el sistema de seguridad 1 interviene mucho mas a menudo. La carretilla reduce la velocidad de movimiento para eliminar la inestabilidad lateral, el sistema de seguridad 1 interviene, aplicando una accion de frenado mayor sobre la rotacion del volante de direccion para prevenir inestabilidad lateral. La estabilidad lateral empeora por el hecho de que se eleva el centro de gravedad de la carga sobre las horquillas. En esta situacion, la velocidad de operacion de la carretilla es mas baja en proporcion al aumento del caracter cntico de las condiciones de uso y, ciertamente, es menor que la observada en los casos anteriores. Esto es comprensible porque la carretilla no esta funcionando en “condiciones normales de funcionamiento”. Sin embargo, el comportamiento de la carretilla sigue siendo seguro, independientemente de la habilidad y la experiencia del operario.
Por ultimo, en el caso de una carretilla en movimiento con una carga sobre las horquillas a una altura D>1000 mm, interviene el sistema de seguridad 1, permitiendo que este paso de funcionamiento se realice con movimientos extremadamente lentos, al lfmite de lo aceptable, pero todavfa seguros. Esta condicion debe considerarse verdaderamente excepcional. No se permite el movimiento para cargas o alturas de horquillas excesivas.
El sistema de seguridad 1 que se describe arriba permite la conduccion segura de una carretilla elevadora contrapesada con tres o cuatro ruedas motrices, garantizando la estabilidad tanto lateral como longitudinal en cualquier condicion de funcionamiento o carga.
El sistema desvelado puede prevenir movimientos peligrosos de la carga si la carretilla se sobrecarga, ya sea debido al uso de un exceso de carga maxima o a que se sobrepase el momento debido a dicha carga.
Ademas, el sistema desvelado tambien puede prevenir movimientos peligrosos de la carga si se sobrepasan los momentos que tienden hacia un vuelco longitudinal debido, en particular, al aumento de una carga.
La estabilidad lateral en curvas se garantiza porque el sistema de seguridad impide el fallo de la condicion de estabilidad mencionada, es decir, Fpb >Fch, habiendo establecido como la condicion lfmite, en la que el sistema funciona como se describio anteriormente, Fpb = 0,8 Fch.
Un sistema tal como el que se describe tambien puede utilizarse para “direccion asistida”.
Dicho sistema proporciona el mas alto nivel ergonomico posible ya que permite que la columna de direccion se coloque justo donde las medidas antropomorficas del operario lo requieren.
No existen conexiones mecanicas entre el volante de direccion y las ruedas orientables que supongan alguna limitacion en el posicionamiento del dispositivo.
Se sabe que la conduccion ergonomica tiene la ventaja de ser menos agotadora para el operario. Por esta razon,
resulta tambien mas segura, porque permite que se mantenga un alto nivel de atencion en toda circunstancia, incluso al final de un turno, cuando el cansancio puede causar percances o incluso accidentes desagradables.
Claims (11)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un sistema de seguridad para una carretilla elevadora contrapesada que comprende una unidad de control (15) que comprende un codificador de control (16) conectado a un volante de direccion - unidad de columna de direccion (13) de un dispositivo de direccion (12) de una carretilla elevadora (2), un controlador (17) que controla medios accionadores (14) para dirigir la carretilla (2) segun la rotacion que un operario imparta al volante de direccion - unidad de columna de direccion (13), basandose en senales enviadas al controlador (17) por el codificador (16), medios (18) de oposicion a la rotacion opuesta del volante de direccion - unidad de columna de direccion (13), medios detectores (20) para la identificacion instantanea del peso de la carga elevada, medios (26) para la medicion instantanea de la velocidad de movimiento de la carretilla, medios (28) para la identificacion instantanea del angulo de direccion, un dispositivo (27) para la identificacion instantanea de la posicion del centro de gravedad (G) de la carretilla (2) y una unidad de logica y calculo (30) disenada para procesar los datos relativos al angulo de direccion, la posicion del centro de gravedad, la velocidad de movimiento y el peso total de la carretilla para activar los medios de oposicion (18) cuando la relacion entre el momento de vuelco (Mr) y el momento estabilizador (Ms) es igual a un valor predeterminado (P); estando el sistema de seguridad caracterizado por que el dispositivo (27) para la identificacion de la posicion del centro de gravedad (G) de la carretilla (2) comprende: una celula de carga (21) para medir el peso de la carga sobre el eje trasero (5) de la carretilla (2), un conmutador de presion (22) conectado a un sistema hidraulico de una carretilla (2) para detectar el peso de la carga (X) que eleva la carretilla (2), un dispositivo de medicion de altura (23) para medir la altura (D) que alcanza la horquilla (10a) y un potenciometro (24) para medir el angulo de oscilacion del mastil (9).
- 2. El sistema de seguridad de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el valor predeterminado (P) vana entre 0,7 y 0, 9, siendo preferentemente 0,8.
- 3. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de logica y calculo (30) se comunica con el controlador (17) para que los medios de oposicion (18) proporcionen una rotacion de par de resistencia opuesto al volante de direccion - unidad de columna de direccion (13), cuya intensidad vana dependiendo del valor de la relacion entre el momento de vuelco (Mr) y el momento estabilizador (Ms).
- 4. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios (18) de oposicion a la rotacion del volante de direccion - unidad de columna de direccion (13) comprenden un embrague electromagnetico (18a) conectado al volante de direccion - unidad de columna de direccion (13) y dirigido por el controlador (17); generando el embrague electromagnetico (18a) un par de resistencia opuesto al esfuerzo aplicado por el operario sobre el volante de direccion- unidad de columna de direccion (13), variando la intensidad de dicho par dependiendo del valor de la relacion entre el momento de vuelco (Mr) y el momento estabilizador (Ms).
- 5. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de logica y calculo (30) se comunica con el controlador (17) para reducir la velocidad de la carretilla (2) dependiendo del valor de la relacion entre el momento de vuelco (Mr) y el momento estabilizador (Ms).
- 6. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de logica y calculo (30) esta integrada en la unidad de control (15).
- 7. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un panel de control (31) integrado en la unidad de logica y calculo (30), que convierte el numero de revoluciones del volante de direccion - unidad de columna de direccion (13) en un comando para activar los medios accionadores (14).
- 8. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios accionadores (14) estan aislados mecanicamente del volante de direccion - unidad de columna de direccion (13).
- 9. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el controlador (17) tiene una interfaz para conectarse a una red de comunicacion (19) del tipo CAN BUS o CAN OPEN de una carretilla (2).
- 10. El sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios (28) para la identificacion instantanea del angulo de direccion comprenden un potenciometro posicionado en el perno de la junta articulada del munon del eje de direccion trasero (5) de una carretilla (2).
- 11. Una carretilla elevadora contrapesada, caracterizada por que comprende un sistema de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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