SE510194C2 - Anordning vid truckar - Google Patents

Description

510 194 2 spänningen över tiden erhålles ett mått för den till kolven levererade eller eller av den avgiv- na oljevolymen som i sin tur motsvarar kolvläget. Visserligen inverkar oljetemperatur och las- tens storlek på mätresultatet men genom att som ytterligare mät- och/eller styrparameter ut- nyttja strömstyrkan för motom så kan precisionen ökas ytterligare i lägesbestämningen för hydraulkolven. Lägesmätningen kan sedan användas exempelvis till hastighetsnedrampning vid slutet av kolvens arbetslag i respektive riktningar.

Vid användandet av i princip asynkront arbetande växelströmsmotorer kan i stället antalet varv som motorn roterar erhållas direkt från den motorns magnetfält styrande elektroniken.

I sin förlängning ger uppfinningen inte endast möjligheten att bromsa upp och stanna kolven i lärnpliga ändlägen med konstant fart där emellan, utan man kan även tänka sig en mer eller mindre harmonisk rörelse med ett snabbt mittersta rörelseområde och en successivt sjunkande fart mot ändlägena. Härigenom erhålles inga slag eller stötar i ändlägen och dess- utom kan gaffelrörelsen utföras snabbare och med minskad risk för tippning eller instabilitet.

I en lämplig vidareutveckling av uppñnningstanken kan styranordningen för rörelsen även innefatta en självlärande funktion. Detta kan exempelvis ske på så sätt att när trucken startas utförs kolvrörelsen en första gång med en i ett minne inlagrad väl tilltagen (tidig) nedrampning. Styranordingen registrerar sedan de mekaniskt bestämda ändlägena via en över- vakning av strömstyrkan till hydraulpumpens motor. När kolven når sina resp ändlägen stiger nämligen strömstyrkan omedelbart och kraftigt. Även denna registrering kan således ske utan speciella och kostnadskrävande delar. I styranordningen som exempelvis innefattar en liten dator noterar denna i ett lämpligt minne de ändlägena för rörelserna fram och åter motsvar- ande oljevolymerna för att sedan vid fortsatt användning strax före uppnåendet av dessa mekaniska ändlägen bromsa upp rörelsen altemativt anpassa en exempelvis harmonisk rörelse till tänkta avsedda ändlägen som placeras något innanför de mekaniska ändlägena. Lämpligen anordnas ett ackumulativt minne för rörelsen resp antalet motorvarv eller integralen för spän- ningen så att läget alltid är registrerat även om rörelserna avbrytes och återupptages många gånger eller till och med utförs i omväxlande riktningar utan att ändlägena uppnås.

Lämpligtvis utförs styranordningen på så sätt att en kontinuerlig övervakning sker så att om, exempelvis till följd av varierade driftförhållanden (exempelvis mellan varm och kall hy- draulolja) kolven slår i ett ändläge med för stor fart så gör datom en motsvarande anpassning av styrparametrarna till nästa rörelse. Detta anslag kommer emellertid normalt att ske med reducerad fart eftersom rörelsen i närheten av ändlägena är avsaktande och det förprogramrne- 510 194 rade rampavstândet är stort.

Genom att antalet tillfällen med olika delars hårda anslag mot varandra minskas kommer de ingående komponenterna att få en mindre förslitning med ty åtföljande längre livslängd.

Föraren får en stötfriare, tystare och därmed förbättrad arbetsmiljö som gör honom eller hen- ne mindre trött än annars.

Eftersom ändanslagsstötarna vidare motsvarar en effektåtgáng förbättras med uppfinningen även den möjliga drifttiden.

Uppfinningen är i synnerhet tänkt för den horisontella gaffelrörelsen för en truck men inom ramen för uppfinningstanken kan även andra kolvar eller till och med hydraulmotorer styras på detta sätt för att utföra eller förenkla utförandet av en bestämd rörelse i den ena eller andra riktningen innan ett uppbromsande eller stoppande initieras av en styranordning och man kan även tänka sig att rörelselägena för flera hydraulorgan i samma maskin överva- kas och styrs på detta sätt och med gemensam elektronik baserat på en gemensam oljepump som drivs av en elektrisk motor.

Inom ramen för uppfinningstanken kan förrnodligen även stegade eller uppdelade hydraul- cylindrar styras, genom övervakning av ström och spänning för den motor som driver hy- draulanordningen så att datorn via strömstyrkan kan hålla reda på vilken kolvarea som just deltar i förflyttningen.

Den elektroniska stymingen av kolvrörelsen kan antingen ske genom att hydraulmotorns elektriska drivning påverkas och/eller genom att elektriskt styrda ventiler påverkas. Genom användandet av elektriska ventiler så kan utan ytterligare givare för angivande av vart oljan levereras en dator hålla reda på kolvläget för en eller flera hydraulcylindrar även om kolv- rörelserna uppdelas i flera delkolvrörrelser.

Inom ramen för uppfinningstanken kan inte endast gaffelutskjutet övervakas och styras utan lyft, sideshift, masttiltning och till och med truckens drivning. Den erhållna lägesinfor- matíon kan sedan utöver användningen för hastighetsnedrampning användas för lägsstyming, liksom för att exempelvis begränsa hastigheten för utskjutningsrörelsen för mast och gafflar liksom framdrivning när gafflarna befinner sig högt upp.

Genom möjligheten att mäta och styra rörelseläget liksom den påverkande hydraulkraften som en funktion av rörelseläget blir det även möjligt att öka den precision och hastighet med vilken arbetet kan utföras.

Ytterligare fördelar och kännetecken på uppfinningen framgår av nedanstående beskriv- 510 194 4 ning i anslutning till ett på bifogad ritning visat utföringsexempel.

Det på ritningen visade principschemat för en kolvstyrning innefattar en hydraulpump 1 ansluten till en hydraulcylinder 2 via en ventil 3a i en elektrisk ventilenhet 3, vilken styrs av en dator 4. Hydraulpumpen 1 drivs av en elektrisk likströmsmotor som i sin tur via en elek- troniskt styrd hastighetsreglering 5 är ansluten till ett batteri 6. Från motorns anslutningskläm- mor avläses drivspånningen via en ledning 7 och via en ledning 8 är en strömgivare 9 inkopp- lad till datorn.

När hydraulcylindern 2 skall aktiveras anger föraren av trucken detta med ett reglage 10, datorn registrerar detta, startar motorn och öppnar ventilen 3a. Starten av motom kan lämpli- gen ske successivt och ökande oavsett hur föraren påverkat reglaget 10, alternativt kan man tänka sig att utslaget för reglaget 10 bestämmer hur snabbt den totala rörelsen skall utföras och i inledningsskedet därigenom hur brant ändlägesrampningen skall vara.

Samtidigt med startandet av rörelsen så börjar datorn med sin integrering av motorspän- ningen över tiden för att på så sätt kontrollera läget för kolven i enlighet med vad som be- skrivits ovan.

När kolven närmar sig sitt ändläge styr datorn motom under en hastighetsnedrampning så att den går allt långsammare antingen till ett stopp för kolven strax före ändläget eller med reducerad kraft och fart fram till det mekaniska ändläget och ett stängande av ventilen 3a.

Detta ändläge behöver inte vara ändläget för kolven som sådant utan datorn märker genom att strömmen ökar även om lasten vid inskjutandet på en hylla inte kan komma in längre och kan härvid vara programmerad för att avbryta rörelsen. Datorn kan även genom att avläsa strömstyrkan registrera om gaffeln år tom och kan förflyttas snabbare.

Vid ett användande av en synkron eller asynkron växelströmsmotor kan styrningen ske i analogi med ovanstående utföringsexempel men med den skillnaden att från styrelektroniken för motorn kan information om motorns vridning avges direkt eftersom informationen om fält- vridningen i motom finns direkt tillgänglig i styrelektroniken för motorn. Även för lyftrörelsen kan uppfinningen utnyttjas, detta i synnerhet vid användandet av växelströmsmotor eller användandet av en separat varvtalsgivare eller vinkelgivare för olje- pumpen. Genom användandet av elektriska ventiler blir det möjligt att även registrera den oljemängd som strömmar tillbaka från en hydraulkolv genom att låta denna strömma genom oljepumpen. Oljepumpen med tillhörande motor kan till och med drivas som motor respektive generator av returoljan från lyftcylindrama och leverera ström till truckens batterier. Denna 510 194 5 returolja kan samtidigt tillföras någon annan förbrukare, varvid det är möjligt att samtidigt hålla reda på två samtidiga rörelser, exempelvis gaffelsänkning och gaffelindragning. Drivhas- tigheten kan vidare hållas begränsad till dess lasten kommit ner tillräckligt lågt.

Det kan vid ett första betraktande uppfattas som begränsande att högst två rörelser kan övervakas samtidigt, i praktiken behövs emellertid ej fler samtidiga rörelser och eftersom man av ekonomiska skäl har en begränsad effekttillgång vinns ingen tid på att försöka göra fler rörelser än en samtidigt, särskilt som det är mer tröttande för föraren att hålla reda på fler saker på en gång så går det sannolikt långsammare om man försöker göra fler rörelser på en gång. Skulle emellertid särskilda behov föreligga härför så kan man tänka sig att anordna sär- skilda volymmätare eller -givare i tillförselledningarna till cylindrar och hydraulmotorer.

Genom att uppfinningen fungerar lika väl vid hydraulmotorer som vid kolvar kan den an- vändas med samma goda resultat vid olika typer av truckar där vridning, utskjutsrörelser och eventuellt till och med lyftrörelsen sker med hjälp av motorer, kuggdrev, kuggstänger, linor, kedjor eller skruvar i kombination. Över huvud taget medger uppfinningen ett enkelt och praktiskt sätt att hålla reda på truck- ens alla rörelser inklusive styrrörelser så att ett mjukt, harmoniskt och snabbt och lättstyrt ar- betssätt med ökad säkerhet kan erhållas.

Vid lyfttruckar har under senare år allt högre lyfthöjder blivit aktuella eftersom man av ekonomiska skäl gärna vill hålla lagrets bottenyta så liten som möjligt. Eftersom vidare av samma skäl truckarna måste kunna manövrera i smala gångar så blir truckarnas stödyta för- hållandevisliten. Dessa faktorer resulterar i allt större krav på truckens stabilitet. Truckens stabilitet påverkas emellertid inte endast av dennas uppbyggnad, dimensioner, förslitningsgrad e t c utan även av de laster som lyftes. Det är följaktligen väsentligt att föraren använder sitt omdöme och exempelvis inte lyfter för stora laster för högt eller utför för snabba manövrer med en för tung last allt för högt upp. Genom att moderna truckar fått allt kraftigare motorer och större batterikapacitet är det inte alltid säkert att en förare märker eller tänker på hur tung last han hanterar.

För att mot bakgrund av ovanstående problem öka säkerheten vid lyftarbete med i synner- het högt lyftande truckar föreslås i enlighet med en vidareutveckling av uppfinningen att ut- över registrering av lyfthöjden samtidigt anordna en viktindikering för föraren så att han vet hur tunga laster han hanterar. Denna viktindikering utförs lämpligen i enlighet med uppfin- ningen genom en mätning av strömmen till hydraulpumpens motor. För att eliminera risken 510 194 6 att tillfälliga variationer ger en felmätning tas lärnpligtvis ett medelvärde av strömmen under viss tid eller summeras denna under ett bestämt tidsintervall. Erhållna vården multipliceras sedan med en omräkningsfalctor så att vikten i exempelvis kilo erhålles och tillföres en lämp- lig representationsanordning som kan vara digital eller analog.

Eftersom vid lyft inte endast själva lasten lyfts upp av hydrauliken utan även lastgafflar, lastgaffelvagn e t c nollställes eller kalibreras lämpligen mätanordningen genom att mätning sker under ett lyft utan last. Eftersom vidare den inneboende trögheten eller rullmotstândet för gaffelvagnen e t c kan variera från truck till truck så kan kalibrering som alternativ ske genom lyftning av en kalibreringsvikt. Lämpligen kan kalibreringsvikten vara i samma stor- leksordning som de vikter som man önskar ha det bästa mätvärdet för eller ha en något högre vikt. Eventuellt kan angivelsen av kalibreringsvikten automatiskt styra angivelsen i kilo, lb e t c. Vikten kan naturligtvis även anges i procent av tillåten maxlast.

Eftersom exempelvis hydrauloljans viskositet kan ändra sig under ett arbetspass kan här- igenom O-läget förändras under drift d v s i princip den ström som krävs för ett tomt lyft. Om så önskas kan en motsvarande justering av mätangivelsen ske successivt eftersom kontroll och jämförelse kan ske med en liten dator eller mikroprocessor varje gång som ett tomt lyft sker.

Lämpligen sker mäming av lastens vikt under frilyftsslaget, d v s den rörelse då gaffel- vagnen rör sig i en tillhörande förlångbar mast som befinner sig i sitt nedersta läge. Härvid är den lyfta vikten som hör till trucken minst i förhållande till lasten och därför kan den störs- ta precisionen vid viktmätning erhållas. Eftersom det emellertid även kan vara viktigt vid ned- lyftandet av en last som befinner sig högt upp att redan vid upplyftandet av denna från dess lagringsplats veta dess vikt så kan i varje fall en grov viktindikation vara mycket viktig här- vid. För att åstadkomma detta kan hänsyn tas till vikten av den lyfta masten, d v s den ström som hydraulpumpens motor kräver för lyft ovanför frilyftsslaget utan last. Eftersom denna rörelse väsentligen har samma rörelseförlopp från gång till gång så kan förhållandevis exakta ström- och lägesvärden erhållas som kan subtraheras från den ström som erhålles när lasten börjar lyftas. Alternativt kan den ström som då erhålles jämföras med strömåtgången för lyf- tandet av de tomma gafflama strax innan avsett lyftläge uppnåtts. Med andra ord kan lastför- ändringar indikeras.

Mätanordningens skiljande på om frilyftsslag eller högre lyft sker kan på enkelt sätt åstad- kommas med hjälp av en strömbrytare eller annan givare placerad i närheten av mastens ne- derände, som påverkas så fort som masten befinner sig i sitt bottenläge. Datorn kan även med 510 194 7 ledning av de oljevolymer som tillföres respektive avledes från lyftcylindrarna hålla reda på höjdläget för gafflama. När masten befinner sig i sitt bottenläge så är det frågan om ett fri- lyftsslag och eljest är det frågan om ett lyft där hela masten deltar. Alternativt kan en ström- brytare utnyttjas som reagerar vid passerandet av frilyftsslagets överände och vid varje passage växlar mätmod. Om ändå lyfthöjdsindikering föreligger kan denna användas för 'att ge denna information.

Eftersom strömmen inte är ett direkt mått på vikten som lyfts utan även beroende på lyft- rörelsens acceleration är det lämpligt att mätanordningen under en viktutvärdering kontrollerar att konstant hastighet föreligger för rörelsen. Detta kan exempelvis ske genom kontroll av spänningen under mätningen som skall vara väsentligen konstant för att indikera konstant has- tighet, alternativt kan en kompensation för accelerationen ske.

Den företrädesvis konstanta hastigheten vid lastmätning väljs lämpligen avsevärt lägre än den maximala hastigheten för lyft så att inflytandet av hydrauliska ledningsförluster minskas.

Lämpligtvis görs mätning, i varje fall om god noggrannhet önskas vid samma hastighet från mätning till mätning.

Till viktindikeringen kan vara kopplad en varningssignal som aktiveras om allt för stora laster är på väg att bli hanterade.

Eftersom både lastemas vikter och de nivåer dessa hanteras på inverkar på stabilitetsför- hållandena kan även anges till vilken höjd en bestämd last får lyftas. Direkt när föraren lyfter en last från marken eller från en lastbil vet han således vilket som är hans högst tillåtna place- ringsnivå i lagret. Indikeringen kan ske i hyllnivåer direkt och man kan även tänka sig en pro- grammering som anpassas efter andra i lagret arbetande truckar med lägre kapacitet så att inga laster oavsiktligt hamnar utom räckhåll för vissa truckar. Lämpligtvis är trucken även utrustad med en ytterligare indikering eller varning som anger eller varnar för att maxlasten överskrides. Genom att vidare kombinera viktrnätningen med en mätning av lyftgafflamas läge kan man få en indikering eller varning på om man försöker ta en allt för stor last allt för högt upp. Visserligen kan föraren hålla reda på detta baserat uteslutande på den vikt som lyf- tes och sin kännedom om tillåtna vikter för olika höjder, men som inses ökar ett vamings- system säkerheten i arbetet. .

När mätningar sker av lastvikt är övriga hydraulförbrukare bortkopplade och endast lyft- ning sker med den motor vid vilken mätning sker.

Claims (5)

510 194 8 PATENTKRAV

1. Förfarande för lägeskontroll och -styrning av hydraulorgan, i synnerhet en hydraulcy- linder för utskjutande av en truckgaffel, kännetecknat av att matningsrörelsen läge eller längd beräknas genom mätande av den tillförda eller avledda hydrauloljemängden, varvid lägesmätningen användes för hastighetsnedrampning i närheten av rörelsens ändlägen och rörelsen uppbromsas respektive hastigheten sänks i närheten av dess mekaniska ändlägen res- pektive avsedda rörelseslutlägen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att matningshastigheten för pumpen beräk- nas som en funktion av matningsspänningen till en hydraulpumpen drivande elektrisk serie- motor.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att matningen för pumpen beräknas utgåen- de från vridningsvinkeln för en synkronmotors fält.

4. Förfarande i enlighet med något av föregående krav, kännetecknat av att de av meka- niska stoppen eller åndlägena för hydraulorganet fastställes och registreras genom kontroll av strömmen för en den hydrauliska motorn drivande elektrisk motor, vilken ström stiger språng- artat när detta ändläge uppnåtts.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att rörelsestyrningen är självlärande, så att när trucken startas utförs kolvrörelsen en första gång med en i ett minne inlagrad väl tilltagen (tidig) nedrampning med en registrering av de mekaniska ändlägena via en övervakning av strömstyrkan till hydraulpumpens motor för att sedan vid fortsatt användning strax före upp- nåendet av dessa mekaniska ändlägen bromsa upp rörelsen, alternativt anpassa en exempelvis harmonisk rörelse till tänkta avsedda ändlägen som är placerade något innanför de mekaniska ändlägena, och om exempelvis till följd av varierade driftförhâllanden kolven slår i ett ändläge med för stor fart så görs en motsvarande anpassning av styrparametrama till nästa rörelse.