DE29812976U1 - Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten - Google Patents
Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher KomponentenInfo
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Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier
relativ zueinander beweglicher Komponenten
Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier
relativ zueinander beweglicher Komponenten
Die Erfindung befaßt sich mit der Messung der Relativstellung zweier relativ
zueinander beweglicher Komponenten, insbesondere zweier Fahrzeugkomponenten eines Staplerfahrzeugs.
In modernen Regallagern, insbesonderein Hochregallagern, wird zunehmend
auf optimale Raumausnutzung geachtet. Jeder Zentimeter, der mit einer Regalzeile ausgenutzt werden kann, erhöht den verfügbaren Lagerraum und
senkt damit die Lagerhaltungskosten. Entsprechend schmal sind bei modernen Regallagern die Gassen zwischen einzelnen Regalzeilen.
Staplerfahrzeuge, die sich in diesen Gassen bewegen, müssen deshalb mit größter Vorsicht und Präzision manövriert werden. Dies gilt für normale
Fahrbewegungen des Staplerfahrzeugs von einem Regalplatz zu einem anderen, in besonderem Maße aber auch dann, wenn der Lastaufnehmer
des Staplerfahrzeugs, im Regelfall eine Lastgabel, in den engen Gassen bewegt wird, um Paletten aufzunehmen und diese in die Regale einzustapeln.
Hierbei wird der Lastaufnehmer häufig nicht nur in der Höhe verstellt. Vielmehr ist bei vielen Staplerfahrzeugen auch die Möglichkeit
einer Verschwenkung des Lastaufnehmers um eine Hochachse, also in einer annähernd horizontalen Ebene, und die Möglichkeit einer Längsverschiebung
des Lastaufnehmers in einer horizontalen Ebene quer zur Fahrzeuglängsrichtung des Staplerfahrzeugs, der sog. Seitenschub des Lastaufnehmers,
gegeben. Bei solchen Manövern, bei denen der Lastaufnehmer u. U. mit darauf aufliegenden Paletten in mehreren Richtungen verstellt wird, also in
der Höhe verstellt wird, seitlich verstellt wird und ggf. auch noch verschwenkt wird, muß in besonderem Maße darauf geachtet werden, daß in
jedem Fall ein Sicherheitsabstand zu den Regalen des Regallagers und den
darin lagernden Waren eingehalten wird, um das Personal vor herunterfallenden
Waren aus den Regalen und vor herunterfallenden Paletten von dem Lastaufnehmer zu schützen. Dabei werden in zunehmendem Maße
Sensoren eingesetzt, die die aktuelle Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten des Staplerfahrzeugs erfassen. Mittels
solcher Sensoren können dann beispielsweise die aktuelle Schwenkstellung des Lastaufnehmers, die aktuelle Seitenschubsteilung des Lastaufnehmers,
die aktuelle Kippstellung eines den Lastaufnehmer höhenverstellbar tragenden Masts des Staplerfahrzeugs, der aktuelle Lenkeinschlag eines
lenkbaren Rads des Staplerfahrzeugs usw. gemessen werden. Die Meßwerte werden in einem Bordrechner des Staplerfahrzeugs verarbeitet, beispielsweise
um zu ermitteln, ob in dem augenblicklichen Betriebszustand des Staplerfahrzeugs eine Schwenkbewegung oder Seitenverstellung des
Lastaufnehmers aus Sicherheitsgründen unterbunden werden muß, oder um sie mit vorgegebenen Sollwerten zu vergleichen und daraus entsprechende
Stellsignale für die Stellorgane des Staplerfahrzeugs, etwa hydraulische Kolben-Zylinder-Geräte zur Verstellung des Lastaufnehmers oder einen
Elektromotor zur Verstellung eines lenkbaren Rads des Staplerfahrzeugs, zu erzeugen und evtl. vorhandene Regelabweichungen zwischen den SoII-werten
und den gemessenen Istwerten zu beseitigen. Bei modernen Staplerfahrzeugen lassen sich so im wesentlichen alle Arbeitsabläufe
elektronisch regeln. Dies ermöglicht es dem Bediener des Staplerfahrzeugs, seine Aufmerksamkeit vermehrt auf die von ihm durchzuführenden Arbeiten
und auf die Umgebung zu richten, anstatt vorrangig mit der präzisen Steuerung der Bewegungsabläufe des Staplerfahrzeugs beschäftigt zu sein.
Aus einem Artikel "Backstep, Schrittmotoren als Low-Cost-Inkrementalgeber"
von Peter Glatzel in ELRAD 1994, Heft 9, Seiten 82-84, ist es bekannt,
Bedienungselemente für elektronische Geräte mit optischen Inkrementalgebern auszustatten, die eine Winkeländerung des Bedienungselements, etwa
eines Einstellrads, in Form von digitalen Impulsen weitergeben. Der optische Inkrementalgeber besteht aus einer sich bei einer Betätigung des Bedie-
nungselements drehenden Scheibe mit einem radialen Strichmuster. Dieses
Strichmuster wird von zwei Lichtschranken abgetastet. Jeder Strich des Strichmusters entspricht einem digitalen Impuls im Ausgangssignal der
Lichtschranken. Die beiden Lichtschranken sind so angeordnet, daß ihre Ausgangssignale um 90° zueinander versetzt sind. Aus der Zahl der Impulse
im Ausgangssignal einer der Lichtschranken lassen sich Informationen über den absoluten Betrag der Winkeländerung der Scheibe und damit über den
absoluten Betrag der Verstellung des Einstellrads gewinnen. Das Signal der zweiten Lichtschranke dient dazu, Informationen über die Drehrichtung der
Scheibe und damit des Einstellrads zu gewinnen. Die Drehrichtung ergibt sich aus einem Vergleich der Abfolge der Flankenwechsel der Impulse in den
Signalen der beiden Lichtschranken. Auf diese Weise kann ermittelt werden, in welcher Richtung und um welchen Betrag das Einstellrad gedreht wurde.
is Die Verwendung von Inkrementalgebern bei nach dem "Fly-by-wire"-Prinzip
arbeitenden elektrischen Lenkungen für Flurförderfahrzeuge ist aus der DE 195 10 717 A1 bekannt. Bei der aus diesem Dokument bekannten Lenkung
sind an einer Lenksäule zwei Inkrementalgeber angeordnet, die bei einer Drehung eines Lenkrads jeweils zwei zueinander phasenversetzte Impulszüge
abgeben. Aus den beiden Impulszügen eines Inkrementalgebers werden Informationen über die Drehrichtung, den Drehwinkel und die
Drehgeschwindigkeit des Lenkrads ermittelt. Auf Grundlage dieser Informationen steuert eine Steuerschaltung einen Lenkmotor, der ein
lenkbares Rad des Flurförderfahrzeugs um ein dem Drehwinkel des Lenkrads entsprechendes Maß verstellt. Die durch die Vorsehung von zwei Inkrementalgebern
erhaltene Redundanz wird dazu ausgenutzt, mögliche Fehler der Lenkung festzustellen und geeignete Notmaßnahmen einzuleiten.
Inkrementalgeber geben in Antwort auf eine Drehung einer Komponente, mit
der sie gekoppelt sind (etwa eine Lenkwelle), annähernd rechteckförmige
Impulse in Form eines Impulssignals ab. Die Genauigkeit, mit der die Winkeländerung der Komponente erfaßt werden kann, hängt von der Zahl
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der pro Winkeleinheit von dem Inkrementalgeber abgegebenen Impulse ab.
Je mehr Impulse der Inkrementalgeber pro Winkeleinheit abgibt, desto genauer kann die Winkeländerung der Komponente und damit deren aktuelle
Stellung aufgelöst werden. An dem digitalen Charakter des Meßprinzips mittels Inkrementalgebern ändert aber auch eine Erhöhung der Zahl der pro
Winkeleinheit abgegebenen Impulse nichts. In jedem Fall wird der gesamte
Drehwinkelbereich der Komponente, der theoretisch eine unendliche Zahl von Zwischenstellungen umfaßt, durch die inkrementale Messung in eine
endliche Zahl von Stufen quantisiert, so daß sich die theoretisch unendliche Zahl von möglichen Stellungen der Komponente meßtechnisch nur durch
eine endliche Zahl von unterschiedlichen Meßwerten ausdrücken läßt. Damit
sind die aus den Impulssignalen der Inkrementalgeber ermittelten Meßwerte grundsätzlich um das Maß der Quantisierungsungenauigkeit fehlerbehaftet.
Aus der DE 195 11 301 A1 ist es bekannt, bei einer elektrischen Lenkung
eines Flurförderfahrzeugs die aktuelle Stellung eines lenkbaren Rads mittels eines Potentiometers zu messen. Bei dieser Lenkung wird die Drehung eines
Lenkrads des Flurförderfahrzeugs mittels eines Sensors erfaßt, dessen Signal von einer Steuerschaltung ausgewertet wird. Die Steuerschaltung
gibt ein entsprechendes Stellsignal an einen Lenkmotor aus, der einen das gelenkte Rad lagernden Drehschemel antreibt. Das Potentiometer ist mit
dem Lenkmotor gekoppelt. Das von dem Potentiometer abgegebene Signal ist ein Maß für die aktuelle Winkelposition des Drehschemels und damit des
lenkbaren Rads. Dieses Signal wird in der Steuerschaltung mit einem Sollwert verglichen, der dem von dem Sensor an dem Lenkrad abgegebenen
Signal entspricht.
Herkömmliche Potentiometer, wie sie bei der aus der DE 195 11 301 A1
bekannten Lösung verwendet werden, weisen eine endlich lange Wider-Standsbahn auf, an deren Enden je ein Anschluß für eine Betriebsspannungsversorgung
vorgesehen ist. Beispielsweise wird an einen Anschlußdes Potentiometers eine positive Betriebsspannung angelegt und der andere
Anschluß des Potentiometers mit Massepotential verbunden, oder es wird
an einen Anschluß des Potentiometers eine positive Betriebsspannung angelegt und an den anderen Anschluß des Potentiometers eine negative
Betriebsspannung angelegt. An der Widerstandsbahn schleift ein Schleifer, der eine seiner Position relativ zu der Widerstandsbahn entsprechende
Spannung an der Widerstandsbahn abgreift. Die Spannungskennlinie der von dem Schleifer abgegriffenen Spannung, die sich bei einer Bewegung des
Schleifers entlang der Widerstandsbahn zwischen deren beiden Enden ergibt, umfaßt einen einzigen, streng monoton steigenden oder fallenden (je
nach Polung der Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung) Kennlinienzweig, der zwischen einem maximalen Wert (beispielsweise der positiven
Betriebsspannung) und einem minimalen Wert (beispielsweise dem Massepotential oder der negativen Betriebsspannung) verläuft. Verläuft
diese Kennlinie geradlinig, wird von einer linearen Widerstandscharakteristik des Potentiometers gesprochen. Bei Flurförderfahrzeugen mit elektrischer
Lenkung werden geeigneterweise Potentiometer mit linearer Widerstandscharakteristik
eingesetzt. Es sind jedoch auch Potentiometer mit nichtlinearer Widerstandscharakteristik, insbesondere mit logarithmischer
Widerstandscharakteristik, erhältlich.
Wegen der analogen Spannungskennlinie der von dem Schleifer an der
Widerstandsbahn abgegriffenen Spannung hat der aus der DE 195 11 301
A1 bekannte Potentiometersensor gegenüber Inkrementalgebem den Vorteil,
daß er an sich beliebig kleine Änderungen der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten erfassen kann. Die Steilheit der
Spannungskennlinie ist ein Maß für die Empfindlichkeit des Potentiometersensors.
Je steiler die Spannungskennlinie ist, desto größer ist die Empfindlichkeit und desto besser können selbst kleinste Änderungen der
Relativstellung der beiden Komponenten erfaßt werden. Je flacher die Spannungskennlinie ist, desto geringer ist die Empfindlichkeit und desto
ungenauer können geringfügige Änderungen der Relativstellung der beiden Komponenten erfaßt werden.
Aus der DE 41 31 533 A1 ist ein potentiometrischer Lenkwinkelsensor für
Kraftfahrzeuge bekannt, der eine mit einer Lenksäule konzentrisch zu dieser drehfest verbundene, endlose Widerstandsringbahn aufweist, an welcher
zwei an einem Lenksäulenhalter angeordnete Schleifer um 90° zueinander winkelversetzt schleifen.
Aus der DE 42 05 421 A1 ist es bekannt, bei einer endlosen Widerstandsringbahn
die Zahl der Umläufe zu zählen, die ein Schleifer an der Widerstandsbahn zurücklegt. Aus der Zahl der zurückgelegten Umläufe kann
zusammen mit dem analogen Wert der von dem Schleifer an der Widerstandsbahn abgegriffenen Spannung die aktuelle Position eines Meßpunkts
längs eines mehreren Schleiferumläufen an der Widerstandsbahn entsprechenden Meßwegs ermittelt werden.
Bevor bei dem aus der DE 42 05 421 A1 bekannten Meßsystem der eigentliche Meßbetrieb gestartet wird, muß eine Referenzierung des
Meßbereichs vorgenommen werden, d.h. es muß an mindestens einer ausgezeichneten Position längs des verfügbaren Meßwegs der analoge
Spannungswert erfaßt und als Referenzmeßwert abgespeichert werden.
Häufig werden als Referenzpunkte die beiden Enden des Meßwegs genommen. Bei einem zeitweiligen Betriebsstillstand und einer Abschaltung
des Meßsystems kann es nun vorkommen, daß sich das zu messende Objekt längs des Meßwegs verstellt. Da das Meßsystem abgeschaltet ist,
wird dies von dem Meßsystem nicht erkannt. Bei anschließender Wiederaufnähme
des Meßbetriebs wäre die aktuelle Position des Objekts längs des Meßwegs dann unbestimmt. Aus diesem Grund wird bei bekannten
Systemen nach jeder Inbetriebnahme des Meßsystems grundsätzlich zunächst eine Referenzierung des Meßbereichs vorgenommen. Dies
bedeutet, daß auch stets dann eine erneute Meßbereichsreferenzierung erfolgt, wenn sich das zu messende Objekt gar nicht längs des Meßwegs
verstellt hat. Aufgabe der Erfindung ist es demnach, den Referenzierungsaufwand zu verringern.
Die Erfindung geht hierzu aus von einer Einrichtung zur potentiometrischen
Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten, insbesondere zweier Fahrzeugkomponenten eines Staplerfahrzeugs,
umfassend
- einen Potentiometersensor mit einer relativ zu einer der Komponenten
ortsfesten, an eine elektrische Betriebsspannungsversorgung angeschlossenen Widerstandsbahnanordnung und einer relativ zu der
Widerstandsbahnanordnung in Abhängigkeit von einer Relativbewegung der beiden Komponenten verstellbaren Schleiferanordnung zum
Abgriff mindestens einer elektrischen Spannung an der Widerstandsbahnanordnung und
eine mit der Schleiferanordnung elektrisch verbundene Auswerteschaltung,
welche in Abhängigkeit von der mindestens einen von der Schleiferanordnung an der Widerstandsbahnanordnung abgegriffenen
elektrischen Spannung Meßdaten für die Relativstellung der beiden Komponenten bereitstellt,
wobei:
wobei:
a) die Schleiferanordnung zwei zur gemeinsamen Bewegung entlang der
Widerstandsbahnanordnung verbundene Schleifer umfaßt, die jeweils eine elektrische Spannung an der Widerstandsbahnanordnung
abgreifen,
b) die Schleifer derart relativ zueinander und zur Widerstandsbahn anordnung
angeordnet sind, daß beide Schleifer bei gemeinsamem Überstreichen der Widerstandsbahnanordnung jeweils eine Spannungskennlinie
mit einander entsprechendem, jedoch um einen vorbestimmten Phasenversatz zueinander versetztem Verlauf
besitzen,
c) die Widerstandsbahnanordnung derart ausgebildet ist und die Anschlüsse
der Betriebsspannungsversorgung derart entlang der Widerstandsbahnanordnung verteilt sind, daß die Spannungskennlinien
beider Schleifer jeweils mindestens einen im wesentlichen streng monoton, insbesondere linear, fallenden Kennlinienzweig und
Jeweils mindestens einen im wesentlichen streng monoton, insbesondere
linear, steigenden Kennlinienzweig umfassen, die an einem Kennlinienort aneinander anschließen, der einem Anschluß der
Betriebsspannungsversorgung entspricht, und
d) die Widerstarv sbahnanordnung für die beiden Schleifer mindestens
eine ringartig geschlossene Widerstandsbahn umfaßt.
Erfindungsgemäß ist bei dieser Einrichtung vorgesehen, daß zwischen der
Verstellung der Schleiferanordnung relativ zu der Widerstandsbahn-&ogr; anordnung und der Relativbewegung der beiden Komponenten eine derartige
bewegungsmäßige Kopplung besteht, daß der maximale Relativbewegungsweg der beiden Komponenten relativ zueinander mehr als einem
Umlauf, insbesondere mehreren Umläufen, eines an der Widerstandsbahn schleifenden Schleifers längs derselben entspricht, daß die Auswerteschaltung
eine Zähleinrichtung umfaßt, welche bei einer Verstellung dieses Schleifers relativ zu der Widerstandsbahn die Zahl der vollständigen Umläufe
des Schleifers oder/und die Zahl der periodisch wiederkehrenden Durchgänge der von dem Schleifer abgegriffenen Spannung durch einen vorbestimmten
Kennlinienort der Spannungskennlinie des Schleifers, insbesondere ein Spannungsmaximum oder ein Spannungsminimum oder einen
Spannungsnulldurchgang, zählt, daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, in welcher gemessene Daten für die aktuelle Relativstellung der beiden
Komponenten als aktuelle Meßdaten abgespeichert werden, und daß ferner eine Prüfeinrichtung vorgesehen ist, welche nach einer Abschaltung und
nachfolgenden Wiederaufnahme des Meßbetriebs Spannungsmeßdaten des Potentiometersensors, die unmittelbar nach Wiederaufnahme des Meßbetriebs
gewonnen werden und für die aktuelle Relativstellung der beiden Komponenten unmittelbar nach Wiederaufnahme des Meßbetriebs
repräsentativ sind, einem Vergleich mit den zuletzt vor der Meßbetriebsabschaltung
gespeicherten Meßdaten unterzieht, um etwaige Dejustierungen während des Betriebsstillstands festzustellen.
Im Rahmen der Defjustierungsprüfung werden die nach Wiederaufnahme
des Meßbetriebs gewonnenen analogen Spannungsmeßdaten des Potentiometersensors mit den in der Speichereinrichtung gespeicherten Meßdaten
verglichen. Ergibt sich keine Abweichung zwischen den analogen Datenwerten, kann davon ausgegangen werden, daß sich die beiden Komponenten
zwischenzeitlich nicht relativ zueinander verstellt haben. DerMeß-
und Arbeitsbetrieb kann deshalb sofort fortgesetzt werden. Falls dagegen bei der Prüfung eine zwischenzeitlich Dejustierung der beiden Komponenten
festgestellt wird, so wird zweckmäßigerweise zunächst eine erneute Referenzierung des Meßsystems vorgenommen werden, um Meßfehler im
anschließenden Arbeitsbetrieb zu vermeiden. Die Referenzierung des Meßsystems kann dadurch erfolgen, daß die beiden Komponenten in ihre
relativen Endstellungen bewegt werden und die dort erhaltenen Meßwerte als Referenzmeßwerte für die späteren Messungen gespeichert werden.
Denkbar ist es auch, einen mittigen Referenzpunkt festzulegen und den an
diesem Referenzpunkt erhaltenen Meßwert als Referenzmeßwert abzuspeichern. Letztere Vorgehensweise ist insbesondere dann geeignet,
wenn die Länge des verfügbaren relativen Verstellwegs der beiden Komponenten bekannt ist und zugleich aufgrund der konstruktiven
Gegebenheiten bekannt ist, welchem Verstellbetrag eine volle Umdrehung eines der Schleifer längs der Widerstandsringbahn entspricht.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung umfaßt die Spannungskennlinie
jedes der beiden Schleifer mindestens zwei aneinander anschließende Kennlinienzweige, nämlich einen steigenden Kennlinienzweig und einen
fallenden Kennlinienzweig. Die beiden Kennlinienzweige schließen aneinander an einem Kennlinienort an, der einem Anschluß der Betriebsspannungsversorgung
entspricht. Dies bedeutet, daß die von dem jeweiligen Schleifer abgegriffene Spannung an diesem Kennlinienort einen Extremwert
besitzt, also entweder einen Maximalwert oder einen Minimalwert. Beidseitig dieses Kennlinienorts nimmt die von dem jeweiligen Schleifer
abgegriffene Spannung je nach der Art des Extremwerts zu oder ab. Von
diesem einen Extremwert, in dem die beiden Kennlinienzweige aneinander
anschließen, verlaufen die beiden Kennlinienzweige jeweils bis zu einem weiteren Extremwert, der dann vom entgegengesetzten Typ ist und
wiederum einem Anschluß der Betriebsspannungsversorgung entspricht.
Aufgrund der Aufteilung der Spannungskennlinie jedes der beiden Schleifer
in jeweils mindestens zwei Kennlinienzweige können einem bestimmten Spannungswert der von einem der Schleifer abgegriffenen Spannung
mindestens zwei verschiedene Positionen dieses Schleifers entlang der Widerstandsbahnanordnung zugeordnet sein. Um hier eine eindeutige
Zuordnung zwischen der Position des Schleifers und der von diesem abgegriffenen Spannung zu ermöglichen, ist der zweite Schleifer vorgesehen,
dessen Spannungskennlinie zur Spannungskennlinie des ersten Schleifers phasenversetzt ist.
Die beiden zueinander versetzten Spannungskennlinien erlauben auch die
Bestimmung der Richtung, in der die beiden Schleifer relativ zu der Widerstandsbahnanordnung verstellt werden, und zwar ähnlich dem von
Inkrementalgebern her bekannten Prinzip. Die Richtungsinformationen lassen sich dabei aus der Reihenfolge ermitteln, in der bei einer Verstellung der
beiden Schleifer relativ zu der Widerstandsbahnanordnung ein bestimmter Kennlinienort der beiden Spannungskennlinien durchlaufen wird, d.h. ob der
diesem Kennlinienort, etwa einem Spannungsmaximum oder einem Spannungsminimum, zugehörige Spannungswert zuerst bei dem einen
Schleifer oder zuerst bei dem anderen Schleifer erreicht wird. Hieraus läßt sich eindeutig die Richtung ermitteln, in der die Spannungskennlinien bei
einer Verstellung der Schleifer relativ zu der Widerstandsbahnanordnung durchlaufen werden, und damit die Richtung, in der die beiden Komponenten
relativ zueinander bewegt werden.
Die ringartig geschlossene Widerstandsbahn kann beiden Schleifern gemeinsam sein, wobei die beiden Schleifer dann relativ zueinander versetzt
an dieser Widerstandsbahn schleifen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß
die Widerstandsbahnanordnung für jeden der Schleifer je eine ringartig geschlossene Widerstandsbahn umfaßt.
Zweckmäßigerweise werden die Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung
an die Widerstandsbahn mit im wesentlichen gleichen Winkelabständen längs der Widerstandsbahn verteilt sein. Im einfachsten Fall kann
die Betriebsspannungsversorgung insgesamt zwei Anschlüsse an die Widerstandsbahn umfassen, deren einer ein höheres elektrisches Potential
und deren anderer ein niedrigeres elektrisches Potential besitzt. Beispielsweise
kann an einem der Anschlüsse eine positive Betriebsspannung anliegen und an dem anderen Anschluß eine negative Betriebsspannung
oder Massepotential anliegen. Der vorbestimmte Phasenversatz zwischen den Spannungskennlinien derbeidenSchleiferentsprichtvorzugsweise etwa
dem halben Winkelabstand zweier aufeinander folgender Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung an die Widerstandsbahn.
Bei der ringartig geschlossenen Widerstandsbahn kann der Schleifer beliebig
oft entlang der Widerstandsbahn umlaufen. Die elektrische Betriebsspannungsversorgung
ist derart an die Widerstandsbahn anzuschließen, daß sich bei einem vollen Umlauf des Schleifers entlang der Widerstandsbahn
eine Spannungskennlinie mit mindestens zwei aneinander anschließenden Kennlinienzweigen ergibt. Dies kann z.B. durch zwei mit einem Winkelabstand
von 180° angeordnete Anschlüsse mit unterschiedlichem elektrischem Potential erreicht werden. Sind die beiden Schleifer gemeinsam
dieser einen ringartig geschlossenen Widerstandsbahn zugeordnet und auf einer gemeinsamen Drehwelle angeordnet, so werden die beiden Schleifer
dann zweckmäßigerweise mit einem gegenseitigen Winkelabstand von 90° an der Widerstandsbahn schleifen. Die sich dann ergebenden Spannungskennlinien
der beiden Schleifer haben den erforderlichen Phasenversatz, hier 90°. Es versteht sich, daß die elektrische Betriebsspannungsversorgung
grundsätzlich auch mehr als zwei Anschlüsse an die Widerstandsbahn
umfassen kann, beispielsweise vier jeweils mit einem gegenseitigen
Winkelabstand von 90° angeordnete Anschlüsse. In einem solchen Fall wird
der Phasenversatz zwischen den Spannungskennlinien der beiden Schleifer zweckmäßigerweise etwa 45° betragen.
Wenn der Schleifer bei einer Relativbewegung der beiden Komponenten
mehrmals um die Widerstandsbahn umläuft, ergibt sich ein periodischer Verlauf der von dem Schleifer abgegriffenen Spannung. Allein anhand der
absoluten Werte der von den beiden Schleifern der Schleiferanordnung abgegriffenen Spannungen kann dann nicht mehr die momentane Relativstellung
der beiden Komponenten eindeutig ermittelt werden. Vielmehr bedarf es der Zähleinrichtung, die bei einer Relativbewegung der beiden
Komponenten die Zahl der Schleiferumläufe um die Widerstandsbahn oder die Zahl der periodischen Durchläufe der abgegriffenen Spannung eines
Schleifersdurch einen vorbestimmten Kennlinienortder Spannungskennlinie dieses Schleifers zählt. Diese Zahl gibt groben Aufschluß darüber, wie weit
sich die beiden Komponenten von ihrer früheren Relativstellung entfernt haben. Die durch die Zähleinrichtung bewirkte Zählung entspricht vom
Prinzip her der Zählung der Impulse bei bekannten Inkrementalgebern.
Während aber bei Inkrementalgebern ausschließlich anhand der Zahl der
Impulse festgestellt wird, wie weit die beiden Komponenten relativ zueinander bewegt wurden, gibt bei der erfindungsgemäßen Lösung die
durch die Zähleinrichtung ermittelte Zahl lediglich an, welches Periodizitätsintervall
der Spannungskennlinie des an der ringartig geschlossenen Widerstandsbahn schleifenden Schleifers aktuell erreicht ist. Jedes
Periodizitätsintervall der Spannungskennlinie des Schleifers entspricht einem Teil des maximalen Relativbewegungswegsderbeiden Komponenten. Durch
Ablesen der analogen Spannungswerte der von den beiden Schleifern abgegriffenen Spannungen kann innerhalb des jeweiligen Periodizitätsintervalls
die exakte Relativstellung der beiden Komponenten ermittelt werden. Insofern stellt die Erfindung eine Kombination von analoger und digitaler
Meßtechnik dar.
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Bei einem Staplerfahrzeug wird insbesondere zur Messung der Seitenschubbewegung
eines Lastaufnehmers ein solcher Potentiometersensor verwendet werden, bei dem der maximale Relativbewegungsweg der
betrachteten Komponenten mehreren Umläufen eines an einer ringartig geschlossenen Widerstandsbahn schleifenden Schleifers entspricht.
Beispielsweise kann der maximale Seitenschubweg des Lastaufnehmers relativ zu einer Längsführung des Staplerfahrzeugs etwa 5 oder 10
Umläufen des Schleifers längs der Widerstandsbahn entsprechen. Was die Messung einer Schwenkbewegung des Lastaufnehmers um eine Hochachse
anbelangt, kann dagegen geeigneterweise ein Potentiometersensor verwendet werden, bei dem der maximale Schwenkweg des Lastaufnehmers
relativ zu einer Schwenkführung des Staplerfahrzeugs weniger als einem Umlauf des Schleifers längs der Widerstandsbahn entspricht. Es soll
aber nicht ausgeschlossen sein, daß auch zur Messung einer Drehbewegung zweier Komponenten relativ zueinander, wie sie beispielsweise bei der Verschwenkung
des Lastaufnehmers eines Staplerfahrzeugs oder bei der Drehung eines lenkbaren Rads des Staplerfahrzeugs auftritt, Potentiometersensoren
eingesetzt werden, bei denen der maximale Relativdrehweg der betrachteten Komponenten mehr als einem Umlauf des Schleifers längs der
Widerstandsbahn entspricht.
Um für den Fall möglicher Fehler des Meßsystems zumindest annäherungsweise
die aktuelle Relativstellung der beiden Komponenten bestimmen zu können, kann vorgesehen sein, daß mindestens einer vorbestimmten
Relativstellung der beiden Komponenten zwischen deren relativen Endstellungen ein Signalgeber, insbesondereein Näherungsschalter, zugeordnet
ist, welcher bei Erreichen dieser Relativstellung durch die beiden Komponenten ein Signal an die Auswerteschaltung abgibt. Neben seiner
Funktion als Sicherung bei Ausfall des Meßsystems bildet dieser Signalgeber einen Referenzpunkt, der zum Vergleich mit Meßwerten des Potentiometersensors
herangezogen werden kann. Zu diesem Zweck kann einer Mittelstellung der beiden Komponenten zwischen deren relativen Endstellungen
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ein Signalgeber zugeordnet sein. Es kann auch einer endstellungsnahen
Relativdrehstellung der beiden Komponenten nahe mindestens einer der relativen Endstellungen der beiden Komponenten ein Signalgeber zugeordnet
sein. Ein solcher endstellungsnah angeordneter Signalgeber bietet darüber hinaus Gewähr dafür, daß das Erreichen einer relativen Endstellung der
beiden Komponenten rechtzeitig erkannt und die Relativbewegung der beiden Komponenten verlangsamt werden kann, um die beiden Komponenten
stoßfrei und gedämpft in die betreffende relative Endstellung zu überführen.
Die Erfindung ist grundsätzlich für einen Anwendungsfall geeignet, bei dem
die beiden Komponenten relativ zueinander insbesondere um einen begrenzten Relativdrehwinkel drehbeweglich sind und der Potentiometersensor
die Relativstellung der beiden Komponenten erfaßt. Ein solcher Anwendungsfall kann, wie bereits erwähnt, die Messung der Relativdrehstellung
eines lenkbaren Rads eines Staplerfahrzeugs relativ zu einem Fahrzeugrumpf des Staplerfahrzeugs sein. Ein weiterer Anwendungsfall
kann der sein, daß eine der Komponenten ein Lastaufnehmer, insbesondere eine Lastgabel, eines Staplerfahrzeugs ist, welcher relativ zu einer Schwenkführung
des Staplerfahrzeugs als der anderen Komponente um eine Hochachse schwenkbar ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann aber selbstverständlich auch zur
Messung der Relativstellung zweier beliebiger anderer, relativ zueinander drehbarer Komponenten eines Staplerfahrzeugs eingesetzt werden,
beispielsweise zur Messung der Kippstellung eines um eine horizontale Kippachse kippbaren Hubmast des Staplerfahrzeugs, an dem der Lastaufnehmer
höhenverstellbar angebracht ist.
Die Erfindung ist in gleicher Weise für solche Anwendungsfälle geeignet, bei
denen die beiden Komponenten relativ zueinander längsbeweglich sind und der Potentiometersensor die relative Längsstellung der beiden Komponenten
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erfaßt. Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall ist, daß eine der
Komponenten ein Lastaufnehmer, insbesondere eine Lastgabel, eines Staplerfahrzeugs ist, welcher relativ zu einer Längsführung des Staplerfahrzeugs
als der anderen Komponente längs einer Horizontalachse bewegbar ist. Auch hier kann aber wiederum die relative Längsstellung zweier
beliebiger anderer, relativ zueinander längsbeweglicher Komponenten des Staplerfahrzeugs mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung meßbar sein,
beispielsweise die Höhenposition eines Lastaufnehmers relativ zu einem den Lastaufnehmer höhenverstellbar tragenden Hubmast des Staplerfahrzeugs.
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Schutz soll im Rahmen der Erfindung auch für ein Staplerfahrzeug, insbesondere einen Gabelhubstapler, bestehen, umfassend
zwei mittels mindestens eines Stellorgans relativ zueinander verstellbare
Komponenten,
- eine Sollwert-Vorgabeeinrichtung zur Vorgabe von Sollwerten für die
Relativstellung der beiden Komponenten,
eine Meßeinrichtung zur Messung von Istwerten für die Relativstellung
der beiden Komponenten,
eine elektronische Bordsteuerschaltung, welche einen gemessenen Istwert der Relativstellung der beiden Komponenten mit einem
zugeordneten Sollwert vergleicht und im Fall einer Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert ein Stellsignal an das
Stellorgan ausgibt, um eine diese Abweichung verringernde Betätigung des Stellorgans zu bewirken.
Bei einem solchen Staplerfahrzeug ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Meßeinrichtung von einer Einrichtung der vorstehend beschriebenen Art gebildet ist.
Die Vorgabe der Sollwerte für die Relativstellung der beiden Komponenten
kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann bei einer elektrischen Lenkung der Drehwinkel eines Lenkrads des Staplerfahrzeugs
mittels eines Sensors erfaßt und in Form eines Sensorsignals an die
Bordsteuerschaltung geliefert werden. Die Bordsteuerschaltung nimmt dieses Sensorsignal als Sollwert für den einzustellenden Lenkwinkel eines
lenkbaren Rads des Staplerfahrzeugs und steuert einen Lenkmotor so, daß die Abweichung zwischen diesem Sollwert und einem gemessenen
Istlenkwinkel des lenkbaren Rads verschwindet. Die Sollwerte müssen aber
nicht notwendigerweise unmittelbar über ein von einem Fahrer bedienbares Bedienungsorgan des Staplerfahrzeugs vorgebbar sein, sondern können
auch in Form eines Programms oder in tabellarischer Form gespeichert sein.
Beispielsweise kann an einem Bedienungspult des Staplerfahrzeugs ein
Bedienungsknopf vorgesehen sein, bei dessen Betätigung ein Programm zur Bewegung einer Lastgabel des Staplerfahrzeugs von einer ersten vorbestimmten
Position in eine zweite vorbestimmte Position abgearbeitet wird, wobei das Programm Sollpositionen für die Lastgabel bereitstellt. Nach
Maßgabe dieser Sollpositionen und gemessener Istpositionen der Lastgabel
steuertdie Bordsteuerschaltung einen der Lastgabel zugeordneten Aktuator, üblicherweiseeinen Hydraulikzylinder, so daßdie Lastgabel automatisch den
vorgegebenen Sollpositionen folgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 stark schematisiert eine Darstellung von Komponenten eines mit der
erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Staplerfahrzeugs und
Fig. 2 Spannungskennlinien eines bei dem Staplerfahrzeug der Fig. 1
eingesetzten Potentiometersensors.
In Fig. 1 erkennt man eine Lastgabel 1, die an einer Schwenkführung 3
schwenkbar gelagert ist. Die aus Schwenkführung 3 und Lastgabel 1 zusammengesetzte Baugruppe ist ihrerseits an einer Seitenschubführung 5
längsverschieblich geführt. Die Seitenschubführung 5 ist Teil einer an einem
Hubmast eines Staplerfahrzeugs höhenverstellbar angebrachten Tragkonstruktion.
Diese Tragkonstruktion kann einen Bedienungsstand für eine Bedienungsperson des Staplerfahrzeugs umfassen, so daß diese Bedienungsperson
bei zu verrichtenden Stapelarbeiten stets in Augenhöhe mit auf der Lastgabel 1 aufliegenden Paletten ist. Solche Staplerfahrzeuge werden
auch als Kommissionierstapler bezeichnet. Es ist aber genauso
denkbar, daß ein Bedienungsstand in einer Fahrerkabine angeordnet ist, die fest auf einem Fahrzeugrumpf montiert ist.
denkbar, daß ein Bedienungsstand in einer Fahrerkabine angeordnet ist, die fest auf einem Fahrzeugrumpf montiert ist.
&iacgr;&ogr; In Fig. 1 sei davon ausgegangen, daß die durch einen Pfeil 7 bezeichnete
Richtung die Geradeaus- oder Längsrichtung des Staplerfahrzeugs ist. Die Seitenschubführung 5 ermöglicht daher eine Verstellung der Lastgabel 1 in
horizontaler Richtung quer zu dieser Geradeausrichtung 7. Die Schwenkführung 3 ermöglicht eine Verschwenkung der Lastgabel 1 um eine Hochachse,
d.h. eine zur Zeichenebene der Fig. 1 senkrechte Achse, beispielsweise um 90° in der durch einen Pfeil 9 angedeuteten Schwenkrichtung. Zur
Verschwenkung der Lastgabel 1 ist ein Elektromotor 11 vorgesehen, der mit
einer Antriebswelle 13 mit der Lastgabel 1 mechanisch gekoppelt ist, wie
durch eine gestrichelte Linie 15 angedeutet ist. Ein die Antriebswelle 13
lagerndes Motorgehäuses 17 des Elektromotors 11 ist mit der Schwenkführung
3 mechanisch gekoppelt, wie durch eine gestrichelte Linie 19 angedeutet ist. Der Elektromotor 11 ist über eine erste Steuerleitung 21 mit
einer elektronischen Bordsteuerschaltung 23 verbunden, die bevorzugt von einem Mikrocomputer gebildet ist. Diese Bordsteuerschaltung 23 steuert
sämtliche Operationen der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.
Zur Verstellung der Baugruppe aus Schwenkführung 3 und Lastgabel 1
relativ zu der Seitenschubführung 5 ist ein weiterer Elektromotor 25 vorgesehen, dessen Antriebswelle 27 mit einer an der Seitenschubführung
5 ausgebildeten Längsverzahnung 29 kämmt und dessen Motorgehäuse 31 mechanisch fest mit der Schwenkführung 3 gekoppelt ist. Der Elektromotor
25 ist über eine weitere Steuerleitung 33 an die Bordsteuerschaltung 23
angeschlossen und von dieser steuerbar.
Die Betätigung der Elektromotoren 11 und 25 erfolgt nach Maßgabe von
Bedienungsvorgängen, die der Fahrer des Staplerfahrzeugs an Bedienungsorganen des Staplerfahrzeugs durci 'ührt. Beispielhaft ist in Fig. 1 ein
Bedienungspult 35 mit einem Steuerknüppel 37 und weiteren Bedienungsorganen 39 dargestellt. Mit Hilfe des Steuerknüppels 37 werden die
Bewegungen der Lastgabel 1 gesteuert. Die Bedienungsorgane 37, 39 sind über elektrische Leitungen 41 mit der Bordsteuerschaltung 23 verbunden
und übermitteln auf diesen Leitungen 41 elektrische Signale, nach deren Maßgabe die Aktuatoren des Staplerfahrzeugs, beispielsweise die Elektromotoren
11, 25, betätigt werden.
In Fig. 1 ist ferner ein lenkbares Rad 43 des Staplerfahrzeugs zu erkennen,
das an einem Drehschemel 45 gelagert ist. Zur Verdrehung des Drehschemels 45 und des lenkbaren Rads 43 ist ein elektrischer Lenkmotor 47
vorgesehen, dessen Antriebswelle 49 mit dem Drehschemel 45 gekoppelt ist und dessen Motorgehäuse 51 relativ zu einem Fahrzeugrumpf des
Staplerfahrzeugs ortsfest angeordnet ist. Der Elektromotor 47 wird über eine weitere Steuerleitung 53 von der Bordsteuerschaltung 23 angesteuert. Die
Ansteuerung des Lenkmotors 47 erfolgt nach Maßgabe von Drehwinkelsignalen, die der Bordsteuerschaltung 23 von einem Drehwinkelgeber 55
eingegeben werden. Dieser Drehwinkelgeber 55 erfaßt Drehbewegungen einer Lenkwelle 57, an der ein vom Fahrer des Staplerfahrzeugs bedienbares
Lenkrad 59 angebracht ist. Die von dem Drehwinkelgeber 55 auf einer Drehwinkelsignalleitung 61 bereitgestellten Drehwinkelsignale werden von
der elektronischen Bordsteuerschaltung 23verarbeitetund in entsprechende Stellsignale für den Lenkmotor 47 umgewandelt, um einen der Drehung des
Lenkrads 59 entsprechenden Lenkeinschlag des lenkbaren Rads 43 zu erzielen.
Zur Erfassung des Lenkwinkels des lenkbaren Rads 43 ist ein Potentiometersensor
63 vorgesehen. Dieser Potentiometersensor 63 umfaßt eine ringförmig geschlossene Widerstandsbahn 65, an die in einem Winkelabstand
von 180° eine positive Betriebsspannung +UB und eine negative
Betriebsspannung -UB angelegt sind. Eine Schleiferanordnung 67 des
Potentiometersensors 63 umfaßt zwei auf einer gemeinsamen Drehwelle in einem gegenseitigen Winkelabstand von 90° angeordnete Schleifer 69. Die
beiden Schleifer 69 schleifen an der Widerstandsbahn 65 und greifen dort jeweils eine Spannung ab. Die beiden von den Schleifern 69 abgegriffenen
Spannungen werden der elektronischen Bordsteuerschaltung 23 auf je einer Meßsignalleitung 71 zugeführt. Die Bordsteuerschaltung 23 wertet die
zugeführten Meßsignalspannungen aus und ermittelt hieraus einen Meßwert für die aktuelle Relativstellung der Schleiferanordnung 67 relativ zu der
Widerstandsbahn 65 und gleichbedeutend damit für die aktuelle Relativ-Stellung des lenkbaren Rads 43 relativ zum Fahrzeugrumpf des Staplerfahrzeugs.
Zu diesem Zweck ist die Schleiferanordnung 67 mechanisch mit der Antriebswelle 49 des Lenkmotors 47 gekoppelt, wie durch eine gestrichelte
Linie 73 angedeutet ist. Die Widerstandsbahn 65 ist relativ zu dem Motorgehäuse 51 des Lenkmotors 47 ortsfest angeordnet. Dies ist durch
eine gestrichelte Linie 75 angedeutet. Bei einer Betätigung des Lenkmotors 47 dreht sich mit der Antriebswelle 49 auch die Schleiferanordnung 67
relativ zu der Widerstandsbahn 65. Dabei verändert sich die von den Schleifern 69 jeweils abgegriffene Spannung.
Die Spannungskennlinien der von den beiden Schleifern 69 abgegriffenen
Spannungen sind in Fig. 2 dargestellt. An der Ordinate ist die von den Schleifern 69 jeweils abgegriffene Spannung U aufgetragen. An der
Abszisse ist die Winkelposition der Schleifer 69 bezogen auf eine Referenzposition
dargestellt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Anschluß der positiven Betriebsspannung +UB entspricht. Man erkennt, daß die sich
ergebende Spannungskennlinie jedes der beiden Schleifer 69 eine Dreieckscharakteristik
besitzt. Betrachtet man einen der Schleifer 69, so greift dieser
an der Widerstandsbahn 65 die positive Betriebsspannung +UB ab, wenn
seine Winkelposition dem Anschluß der positiven Betriebsspannung +UB
entspricht. Bei einer Verdrehung dieses Schleifers 69 relativ zu der Wider; iandsbahn 65 nimmt die von ihm abgegriffene Spannung U ab, bis
sie :chli; ßlich den Minimalwert -UB erreicht, wenn der Schleifer 69 eine
Winkelposition erreicht hat, die dem Anschluß der negativen Betriebsspannung -UB entspricht. Der Schleifer 69 hat dann einen Drehwinkel von
180° zurückgelegt. Bei einer anschließenden Weiterdrehung des Schleifers
69 nimmt die von ihm abgegriffene Spannung U wieder zu, bis sie nach einer Drehung des Schleifers 69 um weitere 180° wieder auf den Wert der
positiven Betriebsspannung + UB angestiegen ist. Der Schleifer 69 hat dann
einen vollen Umlauf von 360° um die Widerstandsbahn 65 zurückgelegt.
Da die beiden Schleifer 69 der Schleiferanordnung 67 zur gemeinsamen
Drehung relativ zu der Widerstandsbahn 65 verbunden sind, ergeben beide Schleifer 69 eine gleichartig verlaufende Spannungskennlinie. Aufgrund des
Winkelabstands von 90° der beiden Schleifer 69 sind aber die Spannungskennlinien
der beiden Schleifer zueinander phasenversetzt, und zwar gleichermaßen um 90°. Sofern die Widerstandsbahn 65 eine lineare
Widerstandscharakteristik besitzt, stellen sich bei einer Verdrehung der Schleiferanordnung 67 relativ zu der Widerstandsbahn 65 die in Fig. 2
gezeigten Spannungskennlinien ein. Die Spannungskennlinie jedes der beiden Schleifer 69 weist danach pro Umlauf des betreffenden Schleifers 69
um die Widerstandsbahn 65 einen geradlinig abfallenden Kennlinienzweig und einen geradlinig ansteigenden Kennlinienzweig auf. Bei mehreren
Umläufen der Schleiferanordnung 67 um die Widerstandsbahn 65 setzen sich die Spannungskennlinien der beiden Schleifer 69 in entsprechender
Weise periodisch fort.
Betrachtet man das Diagramm der Fig. 2, so kann innerhalb eines Drehbereichs
der Schleiferanordnung 67 von 360° anhand der Werte der von den beiden Schleifern 69 abgegriffenen Spannungen eine eindeutige Zuordnung
der Lage der Schleiferanordnung 67 relativ zu der Widerstandsbahn 65
getroffen werden. Betrachtet man beispielsweise den Punkt A auf der Abszisse, so greift einer der Schleifer 69 eine Spannung U1 an der
Widerstandsbahn 65 ab, während der andere der beiden Schleifer 69 eine Spannung U2 an der Widerstandsbahn 65 abgreift. Betrachtet man dagegen
den Punkt B an der Abszisse, so greift einer der Schleifer 69 wiederum die Spannung U1 ab, während der andere der beiden Schleifer 69 eine
Spannung U3 abgreift. Obwohl einer der beiden Schleifer 69 in beiden
Punkten A und B die gleiche Spannung U1 abgreift, kann zwischen den
Punkten A und B eindeutig unterschieden werden, weil sich die von dem anderen der beiden Schleifer 69 abgegriffene Spannung in den Punkten A
und B unterscheidet, nämlich einmal U2 ist und das andere Mal U3 ist. Jeder
Punkt der Abszisse kann so eindeutig einem bestimmten Paar von Spannungen zugeordnet werden, die von den beiden Schleifern 69 abgegriffen
werden.
Darüber hinaus läßt sich anhand der beiden Spannungskennlinien die
Richtung ermitteln, in der die Schleiferanordnung 67 relativ zu der Widerstandsbahn 65 verdreht wird. Betrachtet man wiederum den Punkt A
und verdreht die Schleiferanordnung 67 ausgehend von diesem Punkt A in Richtung eines zunehmenden Drehwinkels, d.h. in Fig. 2 auf der Abszisse
nach rechts, so wird ein Minimalwert der beiden abgegriffenen Spannungen zuerst bei derjenigen Spannung festgestellt, die einer Spannungskennlinie
SK1 folgt. Ein Spannungsminimum der der anderen Spannungskennlinie, also einer Spannungskennlinie SK2, folgenden Spannung wird dagegen erst
sehr viel später festgestellt, nämlich wenn die Schleiferanordnung 67 um fast einen vollen Umlauf weitergedreht wurde. Wird dagegen die Schleiferanordnung
67 in Richtung zu einem kleineren Drehwinkel hin verdreht, also in Fig. 2 auf der Abszisse nach links, erreicht zunächst die der Spannungskennlinie
SK2 folgende Spannung einen Minimalwert, wogegen die der Spannungskennlinie SK1 folgende Spannung einen Minimalwert erst sehr
viel später erreicht. Auf diese Weise ist eine Diskriminierung der Drehrich-
tung der Schleiferanordnung 67 möglich. Selbstverständlich können auch
andere Kennlinienorte als ein Spannungsminimum betrachtet werden, beispielsweise ein Spannungsmaximum oder ein Spannungsnulldurchgang.
Der Potentiometersensor 63 ist derart mit dem Lenkmotor 47 gekoppelt,
daß der gesamte Lenkwinkelbereich, in dem das lenkbare Rad 43 verstellt werden kann, weniger als einem Umlauf der Schleiferanordnung 67 um die
Widerstandsbahn 65 entspricht. Anhand der von den Schleifern 69 gelieferten Spannungen kann daher unmittelbar auf den aktuellen Lenkeinschlag
des lenkbaren Rads 43 rückgeschlossen werden. Ebenso kann die Drehrichtung erkannt werden, in die das lenkbare Rad 43 bei einer
Betätigung des Lenkmotors 47 gedreht wird. Es versteht sich, daß auch der Drehwinkelgeber 55 von einem Potentiometersensor 63 gebildet sein kann,
wobei dann allerdings die von dem Potentiometersensor gelieferten Spannungswerte nicht als Istwerte für den Lenkeinschlag des lenkbaren
Rads 43 verwendet werden, sondern als Sollwerte.
Zur Erfassung der Schwenkstellung der Lastgabel 1 relativ zu der Schwenkführung
3 und der Längsstellung der die Lastgabel 1 tragenden Schwenkführung 3 relativ zu der Seitenschubführung 5 sind weitere Potentiometersensoren
vorgesehen. Diese sind mit 63' bzw. 63" bezeichnet. Sie besitzen den gleichen Aufbau wie der Potentiometersensor 63, weswegen ihre
Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch ergänzt um einen Strich bzw. um zwei Striche. Der zur Messung der Schwenkstellung
der Lastgabel 1 relativ zu der Schwenkführung 3 verwendete Potentiometersensor 63' ist mit dem Elektromotor 11 gekoppelt, wobei
seine Widerstandsbahn 65' mit dem Motorgehäuse 17 des Elektromotors 11
gekoppelt ist, wie dies durch die gestichelte Linie 75' angedeutet ist, und wobei seine Schleiferanordnung 67' mit der Antriebswelle 13 des Elektromotors
11 gekoppelt ist, wie dies durch die gestrichelte Linie 73'
angedeutet ist. Der Potentiometersensor 63' erfaßt so jede Bewegung der Antriebswelle 13 des Elektromotors relativ zu dem Motorgehäuse 17 und
damit jede Bewegung der Lastgabel 1 relativ zu der Schwenkführung 3. Der
die Seitenschubbewegung der Lastgabel 1 relativ zu der Seitenschubf ührung 5 erfassende Potentiometersensor 63" ist nit dem Elektromotor 25
gekoppelt, wobei seine Widerstandsbahn 65" mit dem Motorgehäuse 31 des Elektromotors 25 gekoppelt ist, wie durch die gestrichelte Linie 75"
angedeutet ist, und wobei seine Schleiferanordnung 67" mit der Antriebswelle 27 des Elektromotors 25 gekoppelt ist, wie dies durch die gestrichelte
Linie 73" angedeutet ist. Auf diese Weise erfaßt der Potentiometersensor 63" jede Bewegung der Antriebswelle 27 des Elektromotors 25 relativ zu
dem Motorsgehäuse 31 und damit jede Bewegung der die Lastgabel 1 tragenden Schwenkführung 3 relativ zu der Seitenschubführung 5.
Die Messung der aktuellen Schwenkstellung und der aktuellen Seitenschubstellung
der Lastgabel 1 hat folgenden Zweck: In bestimmten Fällen kann eine Schwenkbewegung oder eine Seitenschubbewegung der Lastgabel 1
unerwünscht und sogar gefährlich sein. Beispielsweise ist es zweckmäßig, eine Schwenkbewegung der Lastgabel in Richtung des Pfeils 9 zu verhindern,
wenn sich die Lastgabel 1 bzw. die Schwenkführung 3 nahe des in Fig. 1 oberen Endes der Seitenschubführung 5 befindet und das Staplerfahrzeug
auf seiner Lastgabel Paletten trägt, die von einem Regal zu einem anderen transportiert werden sollen. Wenn in einem solchen Fall die
Lastgabel 1 in Richtung des Pfeils 9 mitsamt den auf ihr aufliegenden Paletten in Richtung des Pfeils 9 verschwenkt werden würde, beispielsweise
infolge einer unbeabsichtigten Betätigung des Steuerknüppels 37 durch den Fahrer, würde in den engen Regalgassen eines Regallagers die Gefahr von
Kollisionen mit den Regalen bestehen. Es muß daher sichergestellt sein, daß eine Verschwenkung der Lastgabel 1 in dieser momentanen Arbeitsphase
nicht zugelassen wird. Hierfür ist es jedoch notwendig, die aktuelle Schwenkstellung und die aktuelle Seitenschubsteilung der Lastgabel 1
meßtechnisch zu erfassen. In Abhängigkeit von bestimmten Kriterien, die
auf der gemessenen Schwenkstellung und Seitenschubsteilung der Lastgabel 1 basieren, wird dann eine Verschwenkung oder eine Seiten-
schubbewegung der Lastgabel 1 zugelassen oder unterbunden. Ein solches
Kriterium kann sein, daß eine Verschwenkung der Lastgabel 1 dann zugelassen wird, wenn sich die Lastgabel 1 bzw. die Schwenkführung 3 in
einem in Fig. 1 unteren Teilbereich der Seitenschubführung 5 befindet, daß sie jedoch unterbunden wird, wenn sich die Lastgabel 1 bzw. die Schwenkführung
3 in einem in Fig. 1 oberen Teilbereich der Seitenschubführung 5 befindet. In gleicher Weise könnte ein Kriterium formuliert werden, nach
dem eine Seitenschubbewegung der Lastgabel 1 in Fig. 1 nach oben dann zugelassen wird, wenn sich die Lastgabel 1 in der in Fig. 1 gezeigten
Schwenkstellung befindet, daß sie jedoch unterdrückt wird, wenn sich die Lastgabel 1 in einer um 90° in Richtung des Pfeils 9 verschwenkten
Schwenkstellung befindet. Es versteht sich, daß die Zulassung oder Unterbindung einer Verschwenkung oder Seitenschubbewegung der
Lastgabel 1 auch von weiteren meßtechnisch erfaßten Betriebsparametern des Staplerfahrzeugs abhängig sein kann, beispielsweise von der Fahrgeschwindigkeit
des Staplerfahrzeugs oder dem Lenkwinkel des lenkbaren Rads 43.
Der Potentiometersensor 63' ist derart mit dem Elektromotor 11 gekoppelt,
daß der maximale Schwenkweg der Lastgabel 1 relativ zu der Schwenkführung 3 (also im Regelfall eine 90°-Verschwenkung der Lastgabel 1 aus der
in Fig. 1 gezeigten Stellung in Richtung des Pfeils 9) nicht mehr als einem Umlauf der Schleiferanordnung 67 um die Widerstandsbahn 65 entspricht.
Dies bedeutet, daß genauso wie bei dem den Lenkwinkel des lenkbaren Rads 43 erfassenden Potentiometersensor 67 allein anhand der Werte der
von den beiden Schleifern 69' abgegriffenen Spannungen unmittelbar die aktuelle Schwenkstellung der Lastgabel 1 bestimmt werden kann. Dagegen
ist der Potentiometersensor 63" bevorzugt derart mit dem Elektromotor 25 gekoppelt, daß der maximale Seitenschubweg (also eine Verstellung der
Lastgabel 1 bzw. der Schwenkführung 3 über die gesamte Länge der Seitenschubführung 5) mehreren Umläufen der Schleiferanordnung 67" um
die Widerstandsbahn 65" entspricht, beispielsweise 5 oder 10 Umläufen.
In diesem Fall kann allein aus den Werten der von den Schleifern 69"
abgegriffenen Spannungen nicht mehr unmittelbar die Seitenschubsteilung der Lastgabel 1 bestimmt werden. Da bei mehreren Umläufen der Schleiferanordnung
67" um iie ' Vjderstandsbahn 65" die in Fig. 2 gezeigten Spannungskannlinien SKI und SK2, die dort für einen vollständigen Umlauf
von 360° gezeigt sind, periodisch fortgesetzt werden, muß bei einer Seitenschubbewegung der Lastgabel 1 zusätzlich gezählt werden, wie oft
die Schleiferanordnung 67" dabei um die Widerstandsbahn 65" umläuft bzw. wie oft die von den Schleifern 69" abgegriffenen Spannungen die in
Fig. 2 gezeigten 360°-Kennlinien SK1 und SK2 durchlaufen. Diese Zählung
wird von der Bordsteuerschaltung 23 durchgeführt und kann dadurch erfolgen, daß für einen der beiden Schleifer 69" ermittelt wird, wie oft die
von diesem Schleifer 69" abgegriffene Spannung einen Spannungsextremwert oder einen Spannungsnulldurchgang während der Seiten-Schubbewegung
der Lastgabel 1 durchläuft. Anhand der alten Seitenschubsteilung der Lastgabel 1, der ermittelten Zahl der vollen Umläufe der
Schleiferanordnung 67" um die Widerstandsbahn 65" und der analogen Werte der von den beiden Schleifern 69" abgegriffenen Spannungen kann
dann unmittelbar die momentane Seitenschubsteilung der Lastgabel 1 bestimmt werden.
Vor Beginn des eigentlichen Meßbetriebs wird eine Referenzierung des
Meßbereichs durchgeführt. Dabei werden die Meßwerte für die relativen Endstellungen der jeweils betrachteten Komponenten ermittelt und als
Referenzmeßwerte in der Bordsteuerschaltung 23 gespeichert. Zusätzlich wird ggf. in der Bordsteuerschaltung 23 gespeichert, wie viele volle Umläufe
die Schleiferanordnung des zugehörigen Potentiometersensors bei einer Verstellung der betrachteten Komponenten zwischen deren relativen
Endstellungen zurücklegt. Für den Seitenschub der Lastgabel 1 bedeutet dies, daß die Lastgabel zunächst in eine der beiden Endstellungen entlang
der Seitenschubführung 5 bewegt wird (beispielsweise in die in Fig. 1 obere Endstellung), der dabei ermittelte Meßwert als erster Referenzmeßwert in
der Bordsteuerschaltung 23 abgespeichert wird, sodann die Lastgabel 1 in
die andere Endstellung entlang der Seitenschubführung 5 (also die in Fig. 1 untere Endstellung) bewegt wird, dabei gezählt wird, wie oft die Schleiferanordnung
67" um die Widerstandsbahn 65" umläuft, und schließlich der in der anderen Endstellung erhaltene Meßwert als zweiter Referenzmeßwert
in der Bordsteuerschaltung 23 abgespeichert wird. Aus den beiden Referenzmeßwerten und der Zahl der Umläufe der Schleiferanordnung 67"
ermittelt die Bordsteuerschaltung den Meßbereich für die Seitenschubbewegung der Lastgabel 1. Im Fall der Schwenkbewegung der Lastgabel 1 und
der Drehbewegung des lenkbaren Rads 43 genügt dagegen die bloße Ermittlung der Meßwerte in den Endstellungen, da die Schleiferanordnung
des jeweiligen Potentiometersensors 63 oder 63' ohnehin nicht mehr als
einen vollen Umlauf zurücklegt und sich der Meßbereich unmittelbar aus den Meßwerten in den Endstellungen ergibt.
Es versteht sich, daß durch eine geeignete mechanische Untersetzung oder
Übersetzung zwischen den Potentiometersensoren 63, 63', 63" und dem zugeordneten Elektromotor 47, 11 bzw. 25 in beliebiger Weise Einfluß
darauf genommen werden kann, wie viele Umläufe die Schleiferanordnung des jeweiligen Potentiometersensors bei einer Verstellung der jeweils
betrachteten Komponenten zwischen deren relativen Endstellungen zurücklegt. So kann beispielsweise die Kopplung zwischen dem Potentiometersensor
63" und dem Elektromotor 25 dergestalt sein, daß die Schleiferanordnung 67" weniger als einmal um die Widerstandsbahn 65" umläuft,
wenn die Lastgabel 1 zwischen ihren beiden Endstellungen entlang der Seitenschubführung 5 verstellt wird. Genauso kann die Kopplung zwischen
dem Potentiometersensor 63' und dem Elektromotor 11 dergestalt sein, daß
die Schleiferanordnung 67' mehrere Male um die Widerstandsbahn 65' umläuft, wenn die Lastgabel 1 zwischen ihren beiden Schwenkend-Stellungen
verstellt wird. Gleiches gilt für die Kopplung zwischen dem Potentiometersensor 63 und dem Lenkmotor 47.
Wird das Staplerfahrzeug abgestellt und der Meßbetrieb beendet, so
speichert die Bordsteuerschaltung 23 die jeweils letzten Meßwerte für die Schwenkstellung der Lastgabel 1, die Seitenschubstellung der Lastgabel 1
und die Drehstellung des lenkbaren Rads 43. Die Bordsteuerschaltung 23 speichert diese Meßwerte permanent, d.h. während des gesamt &eegr;
Ruhezustands des Staplerfahrzeugs. Wenn dann das Staplerfahrzeug wieder
in Betrieb genommen und der Meßbetrieb wieder aufgenommen wird, erfolgt zunächst eine erneute Messung der aktuellen Schwenkstellung und
Seitenschubstellung der Lastgabel sowie der aktuellen Drehstellung des lenkbaren Rads 43. Diese aktuellen Meßwerte werden von der Bordsteuerschaltung
mit den zuletzt vor der Betriebsabschaltung gespeicherten Meßwerten verglichen, um eine etwaige Dejustierung der Lastgabel oder des
lenkbaren Rads festzustellen, die während des Ruhezustands des Staplerfahrzeugs aufgetreten sein kann. Wird eine solche Dejustierung festgestellt,
wird zunächst eine erneute Referenzierung eines Teils oder des gesamten Meßsystems vorgenommen, bevor der eigentliche Meßbetrieb gestartet
wird. Hierdurch wird ausgeschlossen, daß sich mögliche Dejustierungen fehlerhaft auf die Meßergebnisse auswirken.
Aus Fig. 1 ist ferner zu erkennen, daß an der Seitenschubführung 5
Näherungsschalter 77 angebracht sind, nämlich zwei in den beiden Endbereichen der Seitenschubführung 5 und einer in der Mitte der
Seitenschubführung 5. Diese Näherungsschalter 77 sind über Signalleitungen 79 an die elektronische Bordsteuerschaltung 23 angeschlossen, wobei
aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nur für den am unteren Ende der Seitenschubführung 5 angebrachten Näherungsschalter 77 eine solche
Signalleitung 79 eingezeichnet ist. Die Näherungsschalter geben ein Signal an die Bordsteuerschaltung 23 ab, wenn sich der Elektromotor 25 und damit
die Lastgabel 1 an ihnen vorbeibewegt. Die Näherungsschalter 77 bilden eine dem Potentiometersensor 63" überlagerte Sicherung, die zwar
vergleichsweise ungenaue, aber dennoch zuverlässige Aussagen über die aktuelle Seitenschubstellung der Lastgabel 1 erlaubt. Insbesondere kann
• * · t
anhand der Signale der Näherungsschalter 77 festgestellt werden, ob sich
die Lastgabel 1 in Fig. 1 in einem oberen Teilbereich oder in einem unteren Teilbereich der Seitenschubführung 5 befindet und ob die Lastgabel 1 kurz
davor ist, an einem Endanschlag der Seitenschubführung 5 anzustoßen. Hierbei ist anzumerken, daß die beiden in den Endbereichen der Seitenschubführung
5 angeordneten Näherungsschalter 77 in ausreichendem Abstand von solchen Endanschlägen angeordnet sind, um frühzeitig
erkennen zu können, daß sich die Lastgabel einer Endstellung längs der Seitenschubführung 5 nähert. Die Seitenschubgeschwindigkeit der Lastgabel
&iacgr;&ogr; 1 kann dann herabgesetzt werden, um harte Stöße bei Erreichen der
Endanschläge zu vermeiden. Die Signale der Näherungsschalter 77 können darüber hinaus als zusätzliches Kriterium dafür verwendet werden, ob eine
Verschwenkung der Lastgabel 1 oder eine Seitenschubbewegung der Lastgabel 1 zulässig ist oder unterbunden werden soll. Wenn beispielsweise
anhand der Signale der Näherungsschalter 77 festgestellt wird, daß sich die Lastgabel 1 in den in Fig. 1 oberen Teilbereich der Seitenschubführung 5
bewegt hat, wird zweckmäßigerweise eine Verschwenkung der Lastgabel 1 in Richtung des Pfeils 9 unterbunden werden, um die Gefahr von
Kollisionen zu vermeiden. Insofern bieten die Näherungsschalter 77 auch bei Ausfall des Potentiometersensors 63" Gewähr für die Betriebssicherheit des
Staplerfahrzeugs. Es versteht sich, daß solche Näherungsschalter auch zur groben Erfassung der Schwenkstellung der Lastgabel 1 und der Drehstellung
des lenkbaren Rads 43 vorgesehen sein können. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 1 jedoch keine derartigen Näherungsschalter
eingezeichnet.
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen,
daß zur Verschwenkung und zur Seitenverstellung der Lastgabel 1 elektromotorische Antriebsmittel eingesetzt werden, nämlich der Elektromotor
11 sowie der Elektromotor 25. Es versteht sich jedoch, daß hierfür
auch hydraulische Antriebsmittel eingesetzt werden können, beispielsweise hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Aggregate. Diesgiltnichtnurfürdie
Verschwenkung und Seitenverstellung der Lastgabel 1, sondern allgemein
für Bewegungen des Lastaufnehmers 1 oder einer den Lastaufnehmer 1 tragenden Hubmastkonstruktion entlang beliebiger Bewegungsachsen. Die
Zuordnung der Komponenten des Potentiometersensors, also der Schleiferanordnung und der Widerstandsbahn, zu den einzelnen relativ zueinander
beweglichen Komponenten des jeweiligen hydraulischen Antriebsmittels wird dann in entsprechender Weise wie bei einem Elektromotor festgelegt
sein. Bei einem hydraulisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Aggregat kann beispielsweise die Widerstandsbahnanordnung des Potentiometersensors
relativ ortsfest zu einem Zylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats angeordnet sein, während die Bewegung eines Kolbens oder einer Kolbenstange des
Kolben-Zylinder-Aggregats über ein geeignetes mechanisches Kopplungsglied in eine Bewegung der Schleiferanordnung relativ zur Widerstandsbahn
umgesetzt wird.
Claims (15)
1. Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung
zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten (z.B. 1, 5), insbesondere zweier Fahrzeugkomponenten (1,5) eines Staplerfahrzeugs,
umfassend
einen Potentiometersensor (63") mit einer relativ zu einer (5) der Komponenten (1,5) ortsfesten, an eine elektrische
Betriebsspannungsversorgung ( + UB, -UB) angeschlossenen
Widerstandsbahnanordnung (65") und einer relativ zu der Widerstandsbahnanordnung (65") in Abhängigkeit von einer
Relativbewegung der beiden Komponenten (1,5) verstellbaren Schleiferanordnung (67") zum Abgriff mindestens
einer elektrischen Spannung (U) an der Widerstandsbahn
anordnung (65") und
eine mit der Schleiferanordnung (67") elektrisch verbundene Auswerteschaltung (23), welche in Abhängigkeit von der
mindestens einen von der Schleiferanordnung (67") an der Widerstandsbahnanordnung (65") abgegriffenen elektrischen
Spannung (U) Meßdaten für die Relativstellung der beiden Komponenten (1,5) bereitstellt,
wobei:
a) die Schleiferanordnung (67") zwei zur gemeinsamen Bewegung entlang der Widerstandsbahnanordnung (65") verbundene
Schleifer (69") umfaßt, die jeweils eine elektrische Spannung (U) an der Widerstandsbahnanordnung (65")
abgreifen,
b) die Schleifer (69") derart relativ zueinander und zur Wider-Standsbahnanordnung
(65") angeordnet sind, daß beide
Schleifer (69") bei gemeinsamem Überstreichen der Widerstandsbahnanordnung
(65") jeweils eine Spannungskenn-
linie (SK1, SK2) mit einander entsprechendem, jedoch um einen vorbestimmten Phasenversatz zueinander versetztem
Verlauf besitzen,
c) die Widerstandsbahnanordnung (65") derart ausgebildet ist und die Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung ( + UB,
-UB) derart entlang der Widerstandsbahnanordnung (65") verteilt sind, daß die Spannungskennlinien (SK1, SK2) beider
Schleifer (69") jeweils mindestens einen im wesentlichen streng monoton, insbesondere linear, fallenden Kennlinienzweig
und jeweils mindestens einen im wesentlichen streng
monoton, insbesondere linear, steigenden Kennlinienzweig umfassen, die an einem Kennlinienort aneinander anschließen,
der einem Anschluß der Betriebsspannungsversorgung ( + UB, -UB) entspricht, und
d) die Widerstandsbahnanordnung (65") für die beiden Schlei
fer (69") mindestens eine ringartig geschlossene Widerstandsbahn (65") umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verstellung der Schleiferanordnung
(67") relativ zu der Widerstandsbahnanordnung (65") und der Relativbewegung der beiden Komponenten (1, 5)
eine derartige bewegungsmäßige Kopplung besteht, daß der maximale Relativbewegungsweg der beiden Komponenten (1,5)
relativ zueinander mehr als einem Umlauf, insbesondere mehreren Umläufen, eines an der Widerstandsbahn (65") schleifenden
Schleifers (69") längs derselben entspricht, daß die Auswerteschaltung (23) eine Zähleinrichtung umfaßt, welche bei einer Verstellung
dieses Schleifers (69") relativ zu der Widerstandsbahn (65") die Zahl der vollständigen Umläufe des Schleifers (69")
oder/und die Zahl der periodisch wiederkehrenden Durchgänge der von dem Schleifer (69") abgegriffenen Spannung (U) durch einen
vorbestimmten Kennlinienort der Spannungskennlinie (SK1, SK2) des Schleifers (69"), insbesondere ein Spannungsmaximum oder
- 32-
ein Spannungsminimum oder einen Spannungsnulldurchgang, zählt, daß eine Speichereinrichtung (23) vorgesehen ist, in welcher
gemessene Daten für die aktuelle Relativstellung der beiden Komponenten (1, 5) als aktuelle Meßdaten abgespeichert werden, und
daß ferner eine Prüfeinrichtung (23) vorgesehen ist, welche nach einer Abschaltung und nachfolgenden Wiederaufnahme des Meßbetriebs
Spannungsmeßdaten des Potentiometersensors (63"), die unmittelbar nach Wiederaufnahme des Meßbetriebs gewonnen
werden und für die aktuelle Relativstellung der beiden Komponenten (1, 5) unmittelbar nach Wiederaufnahme des Meßbetriebs
repräsentativ sind, einem Vergleich mit den zuletzt vor der Meßbetriebsabschaltung
gespeicherten Meßdaten unterzieht, um etwaige Dejustierungen während des Betriebsstillstands festzustellen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die ringartig geschlossene Widerstandsbahn
(65") beiden Schleifern (69") gemeinsam ist und daß die Schleifer (69") relativ zueinander versetzt an dieser Widerstandsbahn
(65") schleifen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahnanordnung für jeden der Schleifer je eine ringartig geschlossene Widerstandsbahn
umfaßt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung
( + UB, -UB) an die Widerstandsbahn (65") mit im
wesentlichen gleichen Winkelabständen längs der Widerstandsbahn (65") verteilt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
- 33-
dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungsversorgung ( + U13, -UB) insgesamt zwei Anschlüsse an die Widerstandsbahn
(65") umfaßt, deren einer ein höheres elektrisches Potential ( + UB)
und deren anderer ein niedrigeres elektrisches Potential (-UB)
besitzt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Phasenversatz zwischen den Spannungskennlinien (SK1, SK2) der beiden Schleifer
(69") etwa dem halben Winkelabstand zweier aufeinanderfolgender Anschlüsse der Betriebsspannungsversorgung (+ UB, -UB)
an die Widerstandsbahn (65") entspricht.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer vorbestimmten Relativstellung der beiden Komponenten (1, 5) zwischen deren
relativen Endstellungen ein Signalgeber (77), insbesondere ein Näherungsschalter (77), zugeordnet ist, welcher bei Erreichen
dieser Relativstellung durch die beiden Komponenten (1, 5) ein Signal an die Auswerteschaltung (23) abgibt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß einer Mittelstellung der beiden Komponenten
(1, 5) zwischen deren relativen Endstellungen ein Signalgeber (77) zugeordnet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß einer endstellungsnahen Relativstellung
der beiden Komponenten (1,5) nahe mindestens einer der relativen Endstellungen der beiden Komponenten (1, 5) ein Signalgeber
(77) zugeordnet ist.
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10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten (1, 3) relativ zueinander insbesondere um einen begrenzten Relativdrehwinkel
drehbeweglich sind und der Potentiometersensor (63') die Relativdrehstellung der beiden Komponenten (1,3) erfaßt.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten ein lenkbares Rad (43) eines Staplerfahrzeugs ist, welches relativ zu einem
Fahrzeugrumpf des Staplerfahrzeugs als der anderen Komponente drehbar ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten ein Lastaufnehmer
(1), insbesondere eine Lastgabel (1), eines Staplerfahrzeugs ist, welcher relativ zu einer Schwenkführung (3) des Staplerfahrzeugs
als der anderen Komponente um eine Hochachse schwenkbar ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten (1, 5)
relativ zueinander längsbeweglich sind und der Potentiometersensor (63") die relative Längsstellung der beiden Komponenten (1,5)
erfaßt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten ein Lastaufnehmer
(1), insbesondere eine Lastgabel (1), eines Staplerfahrzeugs ist, welcher relativ zu einer Längsführung (5) des Staplerfahrzeugs
als der anderen Komponente insbesondere längs einer Horizontalachse bewegbar ist.
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-35-
15. Staplerfahrzeug, insbesondere Gabelhubstapler, umfassend
zwei mittels mindestens eines Stellorgans (47) relativ zueinander verstellbare Komponenten (43, 51),
eine Sollwert-Vorgabeeinrichtung (55, 57, 59) zur Vorgabe von Sollwerten für die Relativstellung der beiden Komponen
ten (43, 51),
eine Meßeinrichtung (63) zur Messung von Istwerten für die Relativstellung der beiden Komponenten (43, 51),
eine elektronische Bordsteuerschaltung (23), welche einen gemessenen Istwert der Relativstellung der beiden Komponenten
(43, 51) mit einem zugeordneten Sollwert vergleicht und im Fall einer Abweichung zwischen dem Istwert
und dem Sollwert ein Stellsignal an das Stellorgan (47) ausgibt, um eine diese Abweichung verringernde Betätigung
des Stellorgans (47) zu bewirken,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (63) von einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gebildet ist.
(ct/16434GDE-ANM)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29812976U DE29812976U1 (de) | 1997-07-23 | 1998-07-21 | Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19731686 | 1997-07-23 | ||
| DE29812976U DE29812976U1 (de) | 1997-07-23 | 1998-07-21 | Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29812976U1 true DE29812976U1 (de) | 1998-10-01 |
Family
ID=7836666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29812976U Expired - Lifetime DE29812976U1 (de) | 1997-07-23 | 1998-07-21 | Einrichtung zur potentiometrischen Messung der Relativstellung zweier relativ zueinander beweglicher Komponenten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29812976U1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1203744A1 (de) * | 2000-11-04 | 2002-05-08 | STILL WAGNER GmbH & Co KG | Lasthandhabungsvorrichtung für ein Flurförderzeug |
| DE10058897A1 (de) * | 2000-11-22 | 2002-05-23 | Volkswagen Ag | Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung mit durchgehender Kolbenstange |
| DE102005021890A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-09 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Bedienvorrichtung und Verfahren zur Auswertung einer Bedienvorrichtung |
| WO2008090478A3 (de) * | 2007-01-24 | 2009-02-19 | Bock Otto Healthcare Prod Gmbh | Potentiometer und verfahren zum ermitteln einer winkellage eines bauteils |
| DE102007046139A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Deere & Company, Moline | Messvorrichtung und Messverfahren |
-
1998
- 1998-07-21 DE DE29812976U patent/DE29812976U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1203744A1 (de) * | 2000-11-04 | 2002-05-08 | STILL WAGNER GmbH & Co KG | Lasthandhabungsvorrichtung für ein Flurförderzeug |
| DE10058897A1 (de) * | 2000-11-22 | 2002-05-23 | Volkswagen Ag | Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung mit durchgehender Kolbenstange |
| DE102005021890A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-09 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Bedienvorrichtung und Verfahren zur Auswertung einer Bedienvorrichtung |
| US7868271B2 (en) | 2005-05-04 | 2011-01-11 | E.G.O. Elektro-Geraetebau Gmbh | Control device and method for evaluating a control device |
| WO2008090478A3 (de) * | 2007-01-24 | 2009-02-19 | Bock Otto Healthcare Prod Gmbh | Potentiometer und verfahren zum ermitteln einer winkellage eines bauteils |
| US8188835B2 (en) | 2007-01-24 | 2012-05-29 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Potentiometer |
| RU2469429C2 (ru) * | 2007-01-24 | 2012-12-10 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Потенциометр |
| KR101509264B1 (ko) * | 2007-01-24 | 2015-04-06 | 오토 복 헬스케어 프로덕츠 게엠베하 | 전위차계 |
| DE102007046139A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Deere & Company, Moline | Messvorrichtung und Messverfahren |
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981112 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010704 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: JUNGHEINRICH MOOSBURG GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: STEINBOCK BOSS GMBH FOERDERTECHNIK, 85368 MOOSBURG, DE Effective date: 20030704 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040602 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060804 |
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| R071 | Expiry of right |