DE10005958A1

DE10005958A1 - Device for determining vertical position of fork lift truck fork involves generating signal depending on rotation of spooling device accompanying winding on or off of coupling element

Info

Publication number: DE10005958A1
Application number: DE10005958A
Authority: DE
Inventors: Klemens Schmidt; Hans-Juergen Liesegang
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-03-01

Abstract

The arrangement has a spooling device (5) on which a coupling element (3) is wound that is mechanically coupled to the fork (1) and that is wound onto or off the spooling device when the fork height changes. A sensor device (6) generates a signal depending on the rotation of the spooling device accompanying the winding on or off of the coupling element, or on an axial movement derived from it, from which the fork height position is determined. Independent claims are also included for a method of determining the vertical position of the fork of a fork lift truck and for an arrangement for adjusting the height of the fork.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Höhenposition der Gabel eines Gabelstaplers und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining the height position of the fork of a forklift and a device for performing the method.

Eine möglichst genaue Kenntnis der Höhenposition der Gabel ist aus vielerlei Gründen wünschenswert. Wenn beispielsweise das Entnehmen von Waren aus einem Regallager mit Gabelstaplern möglichst effizient gestaltet werden soll, so ist es vorteilhaft, wenn die Höhenposition des jeweils gewünschten Lagerfachs automatisch angefahren werden kann, ohne daß es einer manuellen Korrektur bedarf.A precise knowledge of the height position of the fork is for many reasons Reasons desirable. For example, when taking goods out a shelf warehouse with forklifts should be designed as efficiently as possible it is advantageous if the height position of the desired storage compartment can be started automatically without manual correction requirement.

Es sind bereits Verfahren zur Ermittlung der Höhenposition der Gabel eines Gabelstaplers bekannt. Bei einem der bekannten Verfahren wird die Höhenposition der Gabel durch Abzählen von Markierungen ermittelt, die an einem Hubmasten, an dem die Gabel geführt ist, angebracht sind. Zur Abtastung der Markierungen ist an einem dem Hubmasten benachbarten Bereich der Gabel ein Sensor angebracht, der bei einer Änderung der Höhenposition an den Markierungen vorbeifährt und entsprechende Signale liefert. There are already procedures for determining the height position of a fork Forklift known. In one of the known methods, the height position the fork is determined by counting markings on a mast the fork is guided are attached. To scan the markings is on attached to a region of the fork adjacent to the masts, the when changing the height position passes the markings and delivers appropriate signals.

Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es je nach den Umgebungsbedingungen, unter denen der Gabelstapler eingesetzt wird, zu einer Verschmutzung der Markierungen und/oder des Sensors kommen kann, was Meßungenauigkeiten bis hin zum Totalausfall des Systems zur Folge haben kann.The known method has the disadvantage that it depends on the Environmental conditions under which the forklift is used Contamination of the markings and / or the sensor can come what Measurement inaccuracies up to the total failure of the system can result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten und mit denen sich eine hohe Meßgenauigkeit erreichen läßt.The invention has for its object a method and an apparatus provide reliable even under adverse environmental conditions work and with which a high measuring accuracy can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 17 gelöst.This task is achieved through the combinations of characteristics of the subordinate ones Claims 1 and 17 solved.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird abhängig von der Hubbewegung der Gabel ein Sensorlager in Rotation versetzt. Zu diesem Zweck ist ein Kopplungselement, beispielsweise ein Draht, ein Band oder ein Seil mit einem Ende an der Gabel angebracht, wobei das andere Ende einer Wickelvorrichtung zugeführt wird. Die Wickelvorrichtung ist mit einem Drehmoment beaufschlagt und dadurch fortwährend bestrebt, das Kopplungselement aufzuwickeln. Dieses Drehmoment wird im folgenden als rückstellendes Drehmoment bezeichnet. Als Konsequenz stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei dem das rückstellende Drehmoment durch ein von der Spannung des Kopplungselements hervorgerufenes Drehmoment kompensiert ist.According to a variant of the invention, the Fork a sensor bearing is set in rotation. For this purpose is a Coupling element, for example a wire, a band or a rope with one End attached to the fork with the other end of a winder is fed. A torque is applied to the winding device and thereby continuously strives to wind up the coupling element. This Torque is referred to below as restoring torque. As The consequence is a balance in which the resetting Torque by a caused by the voltage of the coupling element Torque is compensated.

Wird die Höhenposition der Gabel verändert, so führt dies entweder dazu, daß das Kopplungselement unter Überwindung des rückstellenden Drehmoment abgewickelt wird oder daß die Spannung im Kopplungselement nachläßt und das Kopplungselement infolgedessen aufgewickelt wird, bis es wieder gestrafft ist. In beiden Fällen kommt es zu einer Rotationsbewegung des Sensorlagers, allerdings in unterschiedliche Richtungen. Das Sensorlager liefert abhängig von der so erzeugten Rotationsbewegung Signale, aus denen die Hubbewegung der Gabel und somit auch deren Höhenposition ermittelt werden kann. If the height position of the fork is changed, this either leads to that Coupling element while overcoming the restoring torque is handled or that the voltage in the coupling element subsides and that Coupling element is consequently wound up until it is tightened again. In in both cases there is a rotational movement of the sensor bearing, however in different directions. The sensor bearing delivers depending on the so generated Rotational movement signals from which the lifting movement of the fork and thus also whose height position can be determined.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft einen zusätzlichen Sensor, beispielsweise einen Endabschalter, einzusetzen, der die Ermittlung einer absoluten Höhenposition der Gabel ermöglicht, da das Sensorlager lediglich Signale für die Positionsveränderung der Gabel, nicht jedoch ein absolutes Höhensignal liefert. Je nach Anforderungen an die Genauigkeit und den speziellen Einsatzbedingungen könnte dieser Abgleich beispielsweise jedesmal dann erfolgen, wenn die Gabel die Endposition erreicht, an der der Endabschalter angebracht ist.In this context, it is particularly advantageous to have an additional sensor, For example, use a limit switch to determine an absolute Height position of the fork enables, since the sensor bearing only signals for the Change in position of the fork, but does not provide an absolute height signal. Each according to requirements for accuracy and the special operating conditions this comparison could be carried out, for example, each time the fork has the End position reached where the limit switch is attached.

Das für das Aufwickeln des Kopplungselements benötigte rückstellende Drehmoment kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, beispielsweise mittels einer Feder oder mittels eines Elektromotors.The resetting required for the winding of the coupling element Torque can be generated in different ways, for example by means of a spring or by means of an electric motor.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Wickelvorrichtung an einem Teil des Gabelstaplers angeordnet, das sich mit der Gabel mitbewegt und das Kopplungselement wird zwischen der Gabel und der Wickelvorrichtung über eine Umlenkeinrichtung geführt, die sich nicht mit der Gabel mitbewegt. Durch diese Maßnahme läßt sich die Auflösung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöhen, da infolge der Bewegung beider Enden des Kopplungselements das Kopplungselement jeweils um einen größeren Betrag auf oder abgewickelt wird als dies der Positionsänderung der Gabel entspräche.In an advantageous development of the invention, the winding device is on arranged a part of the forklift that moves with the fork and that Coupling element is between the fork and the winding device via a Deflection device guided, which does not move with the fork. Through this Measure can increase the resolution of the device according to the invention, since due to the movement of both ends of the coupling element Coupling element is wound up or down by a larger amount than this would correspond to the change in position of the fork.

Eine weitere Erhöhung der Auflösung läßt sich durch eine präzisere Führung des Kopplungselements im Bereich der Wickelvorrichtung erzielen. Mittels einer Zuführeinrichtung wird sichergestellt, daß das Kopplungselement stets im gleichen Anstellwinkel auf die Wickelvorrichtung aufgewickelt wird und zwar unabhängig davon, wie weit der Aufwickelvorgang bereits fortgeschritten ist. Durch geeignete Auslegung des Wickelkörpers und dessen Einbauumgebung wird überdies erreicht, daß bei jeder Drehung des Wickelkörpers ein exakt gleicher Längenabschnitt des Kopplungselements aufgewickelt bzw. abgewickelt wird. A further increase in resolution can be achieved through more precise guidance of the Achieve coupling element in the area of the winding device. By means of a Feeder ensures that the coupling element is always in the same Angle of attack is wound onto the winding device and that independently how far the winding process has progressed. By suitable Design of the winding body and its installation environment is also achieved, that with each rotation of the winding body an exactly the same length of the Coupling element is wound or unwound.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung wird zur Signalerzeugung eine Axialbewegung der Wickelvorrichtung herangezogen, die als Begleiterscheinung der Maßnahmen zur Erhöhung der Auflösung auftritt und ein Maß für die absolute Höhenposition der Gabel des Gabelstaplers darstellt.In a further variant of the invention, a signal generator is used Axial movement of the winding device used as a side effect the measures to increase the resolution occurs and a measure of the absolute Height position of the fork of the forklift.

Schließlich existiert noch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Hydraulikzylinder untergebracht ist, mit dessen Hilfe die Gabel angehoben oder abgesenkt wird. Auf diese Art und Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut vor Umwelteinflüssen geschützt.Finally, there is a further development of the invention, in which the The device according to the invention is housed in a hydraulic cylinder with whose help the fork is raised or lowered. That way the device according to the invention is particularly well protected against environmental influences.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.The invention is described below with reference to the drawing Embodiments explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der das rückstellende Drehmoment für die Wickelvorrichtung mit Hilfe einer Drehfeder erzeugt wird, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, wherein the restoring torque is generated for the winding device by means of a torsion spring,

Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Drehfeder, Fig. 2 shows a section through the embodiment illustrated in FIG. 1, a torsion spring,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der das rückstellende Drehmoment für die Wickelvorrichtung mit Hilfe eines Elektromotors erzeugt wird, Fig. 3 shows a second embodiment of the invention in which the restoring torque for the winding device by means of an electric motor is generated,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch eine sehr präzise arbeitende Wickelvorrichtung auszeichnet, Fig. 4 shows a third embodiment of the invention, which is characterized by a very precise working winding device,

Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls über eine sehr präzise Wickelvorrichtung verfügt, Fig. 5 shows a fourth embodiment of the invention, which also has a very precise winding device,

Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei der das Signal zur Ermittlung der Position der Gabel von der Axialbewegung der Wickelvorrichtung abhängt, Fig. 6 shows a fifth embodiment of the invention, in which the signal for determining the position of the fork of the axial movement of the winding device depends,

Fig. 7 eine sechste Ausführungsform der Erfindung mit einer von Fig. 6 abweichenden Sensoranordnung, wobei nur der abweichende Teilbereich dargestellt ist und FIG. 7 shows a sixth embodiment of the invention with a sensor arrangement deviating from FIG. 6, only the deviating partial area being shown and

Fig. 8 eine siebte Ausführungsform der Erfindung, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Hydraulikzylinder angeordnet ist. Fig. 8 shows a seventh embodiment of the invention, in which the device according to the invention is arranged in a hydraulic cylinder.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. An einer Gabel 1 eines Gabelstaplers, deren Höhenposition mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelt werden soll ist eine Befestigungsöse 2 angebracht, an der ein in Form eines Drahtes ausgeführtes Kopplungselement 3 befestigt ist. Das Kopplungselement 3 ist zum Teil auf einer Wickelvorrichtung 5 aufgewickelt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt weiterhin ein Sensorlager 6, dessen Innenring 7 mit der Wickelvorrichtung 5 auf einer gemeinsamen Welle 8 angeordnet ist und sich daher mit Wickelvorrichtung 5 mit dreht. Der Außenring 9 des Sensorlagers 6 stützt sich in einer Halterung 10 ab, die fest mit einem Teil 11 des Gabelstaplers verbunden ist, dessen Höhenposition sich beim Heben einer Last nicht ändert. In der Halterung 10 ist weiterhin eine Drehfeder 12 untergebracht, wobei ein Ende 13 der Drehfeder 12 mit der Halterung 10 verbunden ist und ein weiteres Ende 14 mit der Welle 8 verbunden ist. Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention. A fastening eyelet 2 is attached to a fork 1 of a forklift truck, the height position of which is to be determined with the device according to the invention, to which a coupling element 3 in the form of a wire is fastened. The coupling element 3 is partially wound on a winding device 5 . The device according to the invention further comprises a sensor bearing 6 , the inner ring 7 of which is arranged with the winding device 5 on a common shaft 8 and therefore also rotates with the winding device 5 . The outer ring 9 of the sensor bearing 6 is supported in a holder 10 which is firmly connected to a part 11 of the forklift, the height position of which does not change when a load is lifted. A torsion spring 12 is also accommodated in the holder 10 , one end 13 of the torsion spring 12 being connected to the holder 10 and a further end 14 being connected to the shaft 8 .

Die erfindungsgemäße Ermittlung der Höhenposition der Gabel 1 erfolgt mit Hilfe von Ausgangssignalen des Sensorlagers 6, die mit der Veränderung der Höhenposition der Gabel 1 korrelieren. Das Sensorlager 6 weist einen Sensor 15 auf, der abhängig von der Rotationsbewegung des Sensorlagers 6 Signale ausgibt. Die Erfassung der Rotationsbewegung durch den Sensor 15 kann auf optischen Wege oder magnetisch usw. erfolgen. Die Rotationsbewegung des Sensorlagers 6 ist durch erfindungsgemäß vorgesehene konstruktive Maßnahmen an die Bewegung der Gabel 1 gekoppelt, so daß die Ausgangssignale des Sensorlagers 6 letztendlich von der Bewegung der Gabel 1 abhängen. Die Kopplung zwischen der Gabel 1 und dem Sensorlager 6 erfolgt über das Kopplungselement 3, die Wickelvorrichtung 5, auf die das Kopplungselement 3 zum Teil aufgewickelt ist, und die Welle 8. Die Welle 8 wird durch die Drehfeder 12 mit einem rückstellenden Drehmoment beaufschlagt, das so gerichtet ist, daß es ein Aufwickeln des Kopplungselements 3 auf die Wickelvorrichtung 5 bewirkt. Hierzu ist das Ende 14 der Drehfeder 12 an der Welle 8 befestigt und die Wickelvorrichtung 5 ist verdrehsicher auf der Welle 8 montiert.The determination of the height position of the fork 1 according to the invention takes place with the aid of output signals from the sensor bearing 6 , which correlate with the change in the height position of the fork 1 . The sensor bearing 6 has a sensor 15 which outputs signals as a function of the rotational movement of the sensor bearing 6 . The detection of the rotational movement by the sensor 15 can take place optically or magnetically etc. The rotational movement of the sensor bearing 6 is coupled to the movement of the fork 1 by constructive measures provided according to the invention, so that the output signals of the sensor bearing 6 ultimately depend on the movement of the fork 1 . The coupling between the fork 1 and the sensor bearing 6 takes place via the coupling element 3 , the winding device 5 , on which the coupling element 3 is partially wound, and the shaft 8 . The shaft 8 is acted upon by the torsion spring 12 with a restoring torque which is directed in such a way that it causes the coupling element 3 to be wound onto the winding device 5 . For this purpose, the end 14 of the torsion spring 12 is fastened to the shaft 8 and the winding device 5 is mounted on the shaft 8 so that it cannot rotate.

Ein vollständiges Aufwickeln des Kopplungselements 3 auf der Wickelvorrichtung 5 wird dadurch verhindert, daß ein Ende des Kopplungselements 3 über die Befestigungsöse 2 mit der Gabel 1 verbunden ist. Ein Aufwickeln des Kopplungselements 3 auf die Wickelvorrichtung 5 kann immer nur dann erfolgen, wenn sich bei der in Fig. 1 dargestellten Geometrie die Gabel 1 auf die Wickelvorrichtung 5 zubewegt und damit einen Teilabschnitt des Kopplungselements 3 zum Aufwickeln freigibt. Dann entfällt das Hemmnis, das der Drehfeder 12 entgegenwirkt und die Drehfeder 12 versetzt die Welle 8 und damit auch die Wickelvorrichtung 5 und den Innenring 7 des Sensorlagers 6 in Rotation. Abhängig von dieser Rotationsbewegung gibt das Sensorlager 6 Signale aus, aus denen die Positionsänderung der Gabel 1 ermittelt werden kann. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis die Bewegung der Gabel 1 stoppt und das straff gespannte Kopplungselement 3 eine weitergehende Rotation der Wickelvorrichtung 5 verhindert. Ändert sich die Bewegungsrichtung der Gabel 1, so daß sich die Gabel 1 in der in Fig. 1 dargestellten Geometrie von der Wickelvorrichtung 5 wegbewegt, dann wird das Kopplungselement 3 unter Überwindung des von der Drehfeder 12 erzeugten rückstellenden Drehmoments von der Wickelvorrichtung 5 abgewickelt. Die dabei erzeugte Rotationsbewegung der Wickelvorrichtung 5 wird über die Welle 8 auf den Innenring 7 des Sensorlagers 6 übertragen und bewirkt die Ausgabe entsprechender Signale des Sensorlagers 6. Diese Signale können sich von den Signalen unterscheiden, die das Sensorlager 6 beim Aufwickeln des Kopplungselements 3 ausgibt. Alternativ dazu können für beide Drehrichtungen auch gleichartige Signale erzeugt werden, wobei die Drehrichtung anderweitig ermittelt wird, beispielsweise aus den Steuersignalen die der Ansteuerung der Gabel 1 dienen.A complete winding of the coupling element 3 on the winding device 5 is prevented in that one end of the coupling element 3 is connected to the fork 1 via the fastening eye 2 . A winding of the coupling member 3 to the winder 5 can only take place always when moved in the illustrated in Fig. 1 geometry, the yoke 1 on the winding device 5 and releases a section of the coupling element 3 for winding. Then, the obstacle, which counteracts the torsion spring 12 and the torsion spring 12 causes the shaft 8 and thus also the winding apparatus 5 and the inner ring 7 of the bearing sensor 6 in rotation is eliminated. Depending on this rotational movement, the sensor bearing 6 outputs signals from which the change in position of the fork 1 can be determined. This process continues for as long stops until the movement of the fork 1 and the taut coupling element 3 prevents a further rotation of the winder. 5 Changes the direction of movement of the fork 1, so that the fork 1 is moved away in the embodiment shown in FIG. 1, the geometry of the winding device 5, then the coupling member 3 is unwound by overcoming the restoring torque generated by the torsion spring 12 of the winder 5. The rotational movement of the winding device 5 generated in this way is transmitted via the shaft 8 to the inner ring 7 of the sensor bearing 6 and causes the output of corresponding signals from the sensor bearing 6 . These signals can differ from the signals which the sensor bearing 6 outputs when the coupling element 3 is wound up. As an alternative to this, signals of the same type can also be generated for both directions of rotation, the direction of rotation being determined in another way, for example from the control signals which serve to control the fork 1 .

Die vom Sensorlager 6 ausgegeben Signale können beispielsweise jeweils eine Rotation des Sensorlagers 6 um eine definierte Winkeleinheit angeben und entsprechen einer Hubbewegung der Gabel 1 um eine dazu korrelierende Längeneinheit. Durch Kumulieren der vom Sensorlager 6 ausgegebenen Signale kann die insgesamt zurückgelegte Höhendifferenz der Gabel 1 ermittelt werden.The signals output by the sensor bearing 6 can, for example, each indicate a rotation of the sensor bearing 6 by a defined angular unit and correspond to a lifting movement of the fork 1 by a length unit correlating to this. By accumulating the signals output by the sensor bearing 6 , the total difference in height of the fork 1 can be determined.

Um mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die absolute Höhenposition der Gabel 1 ermitteln zu können bzw. die Gabel 1 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine vorgegebene absolute Höhenposition zu steuern, muß zuvor wenigstens einmal ein absoluter Wert für die Höhenposition bekannt gewesen sein, der als Startwert dienen kann. Zur Ermittlung der aktuelle Höhenposition der Gabel 1 werden die seit der Bestimmung des Startwerts erfolgten Änderungen der Höhenposition erfaßt und unter Berücksichtigung ihres Vorzeichens ausgehend von dem Startwert aufaddiert. Wird die Gabel 1 angehoben, so wird der vorhergehende Wert für die Höhenposition um diese Anhebung vergrößert. Wird die Gabel 1 abgesenkt, so wird der vorhergehende Wert für die Höhenposition abgesenkt. Durch diese kontinuierliche Fortschreibung des ursprünglichen Startwerts steht zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Wert für die absolute Höhenposition der Gabel 1 zur Verfügung.In order to determine with the inventive apparatus, the absolute height position of the fork 1 and to control the fork 1 by means of the inventive device in a predetermined absolute height position, an absolute value for the height position must first at least once have been known to serve as a start value can. In order to determine the current height position of the fork 1 , the changes in the height position that have occurred since the start value was determined are added and added, taking into account their sign, starting from the start value. If fork 1 is raised, the previous value for the height position is increased by this increase. If fork 1 is lowered, the previous value for the height position is lowered. This continuous update of the original start value means that the current value for the absolute height position of fork 1 is available at all times.

Zur Ermittlung des Startwerts kann die Gabel 1 mittels eines Endschalters in eine bekannte Höhenposition gesteuert werden. Der Endschalter kann zweckmäßigerweise in einer häufig eingenommenen Position der Gabel 1 angeordnet sein, so daß der Startwert immer wieder aktualisiert wird. Durch diese Maßnahme läßt sich bei der erfindungsgemäßen Ermittlung der Höhenposition eine hohe Genauigkeit erzielen, da sich die in den Ausgangssignalen des Sensorlagers 6 enthaltenen Meßfehler bei der Fortschreibung des Startwerts kumulieren.To determine the starting value, the fork 1 can be controlled to a known height position by means of a limit switch. The limit switch can expediently be arranged in a frequently occupied position of the fork 1 , so that the start value is updated again and again. This measure allows a high level of accuracy to be achieved in the determination of the height position according to the invention, since the measurement errors contained in the output signals of the sensor bearing 6 accumulate when the starting value is updated.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Drehfeder 12 in Schnittdarstellung. Bei der dargestellten Ausführungsform der Drehfeder 12 handelt es sich um eine Spiralfeder. Das äußere Ende 13 der Drehfeder 12 ist an der Halterung 10 befestigt, das innere Ende 14 ist an der Welle 8 befestigt. Es können auch andersartig aufgebaute Drehfedern 12 zum Einsatz kommen. Zweckmäßigerweise soll die Drehfeder 12 so ausgelegt sein, daß sie mehrere Umdrehungen der Welle 8 zuläßt, da die Wickelvorrichtung 5 in der Lage sein muß einen dem Gesamthubbereich der Gabel entsprechenden Teilabschnitt des Kopplungselements 3 aufzuwickeln. Fig. 2 shows an embodiment of the torsion spring 12 in a sectional view. The illustrated embodiment of the torsion spring 12 is a spiral spring. The outer end 13 of the torsion spring 12 is attached to the bracket 10 , the inner end 14 is attached to the shaft 8 . Torsion springs 12 constructed differently can also be used. The torsion spring 12 should expediently be designed such that it permits several revolutions of the shaft 8 , since the winding device 5 must be able to wind up a section of the coupling element 3 that corresponds to the total stroke area of the fork.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der das rückstellende Drehmoment für die Wickelvorrichtung 5 mit Hilfe eines Elektromotors 16 erzeugt wird, der die beim ersten Ausführungsbeispiel vorhandene Drehfeder 12 ersetzt. Der Elektromotor 16 ist mit seinem Gehäuse 17 drehfest an dem feststehenden Teil 11 befestigt. Der Rotor 18 des Elektromotors 16 ist drehfest mit der Welle 8 verbunden. Mit Hilfe des Elektromotors 16 kann die Welle 8 mit dem rückstellenden Drehmoment beaufschlagt werden und dadurch analog zur Wirkungsweise der Drehfeder 12 der ersten Ausführungsform die Wickelvorrichtung 5 in Rotation versetzt werden. Die übrigen Konstruktionselemente entsprechen der ersten Ausführungsform und auch die Funktionsweise entspricht der ersten Ausführungsform mit der Maßgabe, daß die Drehfeder 12 durch den Elektromotor 16 ersetzt ist. Fig. 3 shows a second embodiment of the invention, in which the restoring torque for the winding device 5 is generated with the aid of an electric motor 16 , which replaces the torsion spring 12 present in the first embodiment. The electric motor 16 is fixed with its housing 17 to the fixed part 11 in a rotationally fixed manner. The rotor 18 of the electric motor 16 is rotatably connected to the shaft 8 . With the help of the electric motor 16 , the restoring torque can be applied to the shaft 8 and the winding device 5 can thereby be set in rotation analogously to the mode of operation of the torsion spring 12 of the first embodiment. The other construction elements correspond to the first embodiment and the mode of operation corresponds to the first embodiment with the proviso that the torsion spring 12 is replaced by the electric motor 16 .

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die mit einer sehr präzise arbeitenden Wickelvorrichtung 5 ausgestattet ist. Mit dieser Ausführungsform läßt sich eine sehr hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der Position der Gabel 1 erreichen. Fig. 4 shows an embodiment of the invention, which is equipped with a very precise winding device 5 . With this embodiment, a very high accuracy can be achieved when determining the position of the fork 1 .

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform entspricht in weiten Zügen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 eine Führungseinrichtung 19 vorgesehen, die benachbart zur Wickelvorrichtung 5 angeordnet ist und beim Auf- und Abwickeln des Kopplungselements 3 auf die Wickelvorrichtung 5 bzw. von der Wickelvorrichtung 5 eine exakte und reproduzierbare Führung des Kopplungselements 3 sicherstellt. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform besteht die Führungseinrichtung 19 aus einer Abdeckung 20, die mit einer Bohrung 21 versehen ist, durch die hindurch das Kopplungselement 3 zur Wickelvorrichtung 5 geführt ist.The embodiment shown in FIG. 4 corresponds broadly to the embodiment according to FIG. 1. In contrast to FIG. 1, a guide device 19 is provided in the embodiment according to FIG. 4, which is arranged adjacent to the winding device 5 and during winding and unwinding of the coupling element 3 onto the winding device 5 or from the winding device 5 ensures an exact and reproducible guidance of the coupling element 3 . In the embodiment shown in FIG. 4, 19, the guide means consists of a cover 20 which is provided with a bore 21 through which the coupling element 3 is guided to the winding device 5 through the.

Weiterhin ist die Wickelvorrichtung 5 bei dieser Ausführungsform mit einem gewindeartigen Wickelkörper 22 ausgestattet, wobei die Steigung der Gewindegänge des Wickelkörpers 22 so auf die Abmessungen des Kopplungselements 3 abgestemmt ist, daß ein weitgehend spielfreies und reproduzierbares Auf- und Abwickeln des Kopplungselements 3 möglich ist. Die Welle 8 weist eine Nut 23 auf, in die eine Paßfeder 24 eingesetzt ist. Die Paßfeder 24 greift in ein Langloch 25 ein, daß sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Wickelvorrichtung 5 erstreckt. Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird eine axiale Verschiebbarkeit der Wickelvorrichtung 5 auf der Welle 8 erreicht. Infolge der axialen Verschiebbarkeit bewirkt das Zusammenspiel aus Führungsvorrichtung 19 und gewindeförmigem Wickelkörper 22, daß das Kopplungselement 3 stets im gleichen Winkel auf den Wickelkörper 22 aufgewickelt bzw. von diesem abgewickelt wird. Die Spannung des Kopplungselements 3 bewirkt dabei, daß der Wickelkörper 22 so axial verschoben wird, daß der letzte mit dem Kopplungselement 3 belegte Gewindegang stets gegenüber der Bohrung 21 zu liegen kommt. Diese Positionierung läßt sich noch exakter ausführen, wenn, wie in Fig. 4 dargestellt die Abdeckung 20 mit einem Innengewinde 26 ausgestattet ist, in das das Außengewinde des Wickelkörpers 22 eingreift. Das Zusammenspiel der beiden Gewinde hat beim Auf- bzw. Abwickeln des Kopplungselements 3 eine Axialbewegung des Wickelkörpers 22 zur Folge, aus der eine stets exakte Positionierung des aktuell ab- bzw. aufgewickelten Gewindegangs gegenüber der Bohrung 21 resultiert.Furthermore, the winding device 5 in this embodiment is equipped with a thread-like winding body 22 , the pitch of the threads of the winding body 22 being braced to the dimensions of the coupling element 3 in such a way that a largely play-free and reproducible winding and unwinding of the coupling element 3 is possible. The shaft 8 has a groove 23 into which a feather key 24 is inserted. The feather key 24 engages in an elongated hole 25 that extends in the axial direction over the entire length of the winding device 5 . These constructive measures achieve an axial displacement of the winding device 5 on the shaft 8 . As a result of the axial displaceability, the interaction of the guide device 19 and the thread-shaped winding body 22 means that the coupling element 3 is always wound onto the winding body 22 at the same angle or is unwound therefrom. The tension of the coupling element 3 causes the winding body 22 to be axially displaced such that the last thread turn occupied with the coupling element 3 always comes to rest against the bore 21 . This positioning can be carried out even more precisely if, as shown in FIG. 4, the cover 20 is equipped with an internal thread 26 into which the external thread of the winding body 22 engages. The interaction of the two threads results in an axial movement of the winding body 22 when the coupling element 3 is wound or unwound, which results in an always exact positioning of the thread thread currently wound or unwound relative to the bore 21 .

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die sich bezüglich der Realisierung der Axialbewegbarkeit der Wickelvorrichtung von der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform unterscheidet. FIG. 5 shows an embodiment of the invention which differs from the embodiment shown in FIG. 4 with regard to the implementation of the axial movability of the winding device.

Gemäß Fig. 5 ist die Wickelvorrichtung 5 fest auf der Achse 8 montiert bzw. Wickelvorrichtung 5 und Achse 8 sind einstückig ausgeführt. Um eine axiale Verschiebung der Wickelvorrichtung 5 zu ermöglichen, ist die Achse 8 axial verschiebbar im Sensorlager 6 aufgehängt. Hierzu ist in einer Hülse 27, auf die das Sensorlager 6 mit einem Innenring 7 aufgepreßt ist, ein axial verlaufendes Langloch 28 vorgesehen. In dieses Langloch greift die Paßfeder 24 ein, die in der Nut 23 der Welle 8 angeordnet ist, so daß eine axial verschiebbare, verdrehsichere Verbindung zwischen der Achse 8 und dem Sensorlager 6 entsteht.Referring to FIG. 5, the winding apparatus 5 is fixedly mounted on the shaft 8 and the winding device 5 and shaft 8 are made in one piece. In order to enable an axial displacement of the winding device 5 , the axis 8 is suspended axially displaceably in the sensor bearing 6 . For this purpose, an axially extending slot 28 is provided in a sleeve 27 onto which the sensor bearing 6 is pressed with an inner ring 7 . The parallel key 24 , which is arranged in the groove 23 of the shaft 8 , engages in this elongated hole, so that an axially displaceable, rotationally secure connection between the axis 8 and the sensor bearing 6 is produced.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die einen Abstandssensor 29 zur Erfassung der von der Wickelvorrichtung 5 erzeugten axialen Verschiebung aufweist. Der Abstandssensor 29 ist im Bereich der Endfläche 30 der Welle 8 angebracht. Mit dem Abstandssensor 29 kann beispielsweise auf kapazitivem Wege der Abstand der Endfläche 30 vom Sensor ermittelt werden. Da dieser Abstand sich bei einer axialen Verschiebung der Wickelvorrichtung 5 ändert, kann er als Maß für die axiale Position der Wickelvorrichtung 5 verwendet werden und der Ermittlung der abgewickelten Länge des Kopplungselement 3 dienen. Mit Hilfe des Abstandssensors 29 läßt sich somit alternativ zum Sensorlager 6 oder zusätzlich zum Sensorlager 6 die Höhenposition der Gabel 1 ermitteln. Dabei ist es ohne Verwendung weiterer Referenzwerte möglich, jeweils die Absolutposition der Gabel 1 zu ermitteln. FIG. 6 shows an embodiment of the invention which has a distance sensor 29 for detecting the axial displacement generated by the winding device 5 . The distance sensor 29 is attached in the region of the end face 30 of the shaft 8 . The distance sensor 29 can be used, for example, to determine the distance of the end face 30 from the sensor in a capacitive manner. Since this distance changes with an axial displacement of the winding device 5 , it can be used as a measure for the axial position of the winding device 5 and can be used to determine the unwound length of the coupling element 3 . With the aid of the distance sensor 29 , the height position of the fork 1 can be determined as an alternative to the sensor bearing 6 or in addition to the sensor bearing 6 . It is possible to determine the absolute position of the fork 1 in each case without using further reference values.

Je nach Anwendungsfall kann der Abstandssensor 29 das Sensorlager 6 ersetzen oder ergänzen. Im Falle des Ersetzens entsteht ein besonders kompakter und kostengünstiger Aufbau; im Falle des Ergänzens läßt sich mit der Anordnung eine sehr hohe Meßgenauigkeit und eine vielseitige Einsetzbarkeit erzielen.Depending on the application, the distance sensor 29 can replace or supplement the sensor bearing 6 . In the case of replacement, a particularly compact and inexpensive structure is created; in the case of addition, the arrangement can achieve a very high measuring accuracy and versatility.

Fig. 7 zeigt einige Details einer alternativen Anordnung des Abstandssensor 29, wobei nur ein Ausschnitt der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstandssensor 29 radial zur Wickelvorrichtung angeordnet. Der Wickelkörper 22 besitzt eine kegelige Form. Dies hat zur Folge, daß sich bei einer axialen Verschiebung des Wickelkörpers 22, die mit dem Aufwickeln oder Abwickeln des Kopplungselements 3 einhergeht der Abstand zwischen dem Wickelkörper 22 und dem Abstandssenor 29 ändert. Diese Änderung wird vom Abstandssenor erfaßt und kann zur Ermittlung der Höhenposition der Gabel herangezogen werden. FIG. 7 shows some details of an alternative arrangement of the distance sensor 29 , only a section of the device shown in FIG. 6 being shown. In this embodiment, the distance sensor 29 is arranged radially to the winding device. The winding body 22 has a conical shape. This has the consequence that upon an axial displacement of the winding body 22, which varies with the winding or unwinding of the coupling element 3 is associated to the distance between the winding body 22 and the distance senor 29th This change is recorded by the distance sensor and can be used to determine the height position of the fork.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Hydraulikzylinder 31 angeordnet ist. Der Hydraulikzylinder 31 dient in Zusammenwirkung mit einem in den Hydraulikzylinder 31 eintauchenden Kolben 32 der Einstellung der Höhenposition der Gabel 1 des Gabelstaplers. Am Kolben 32 ist die Befestigungsöse 2 angebracht, an der das Kopplungselement 3 befestigt ist. Die weiteren Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen den bereits beschriebenen Ausführungsformen und sind in Fig. 8 nicht im einzelnen dargestellt, sondern lediglich schematisch als Block 33, der mit dem Hydraulikzylinder 32 verbunden ist, angedeutet. Fig. 8 shows an embodiment of the invention in which the inventive device is arranged in a hydraulic cylinder 31. The hydraulic cylinder 31 serves in cooperation with a plunging into the hydraulic cylinder 31 piston 32 of the adjustment of the height position of the fork of the forklift 1. The fastening eyelet 2 to which the coupling element 3 is fastened is attached to the piston 32 . The other components of the device according to the invention correspond to the previously described embodiments and are not shown in detail in FIG. 8, but only indicated schematically as block 33 , which is connected to the hydraulic cylinder 32 .

In einer Abwandlung dieser Ausführungsform ist die Befestigungsöse 2 am Hydraulikzylinder 31 angebracht und der Block 33 ist mit dem Kolben 32 verbunden.In a modification of this embodiment, the fastening eyelet 2 is attached to the hydraulic cylinder 31 and the block 33 is connected to the piston 32 .

Zur Änderung der Höhenposition der Gabel 1 werden der Hydraulikzylinder 31 und der Kolben 32 gegeneinander verschoben. Wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen hat dies ein Auf- und Abwickeln des Kopplungselements 3 auf der Wickelvorrichtung 5 zur Folge und führt letztendlich zu einem entsprechenden Sensorsignal.To change the height position of the fork 1 , the hydraulic cylinder 31 and the piston 32 are shifted against each other. As in the embodiments already described, this results in the coupling element 3 being wound up and unwound on the winding device 5 and ultimately leads to a corresponding sensor signal.

Bei einer Abwandlung der Erfindung ist die Wickelvorrichtung 5 fest mit einem Teil des Gabelstaplers verbunden, dessen Position sich bei einer Änderung der Höhenposition der Gabel 1 ändert. Bei dieser Variante wird das Kopplungselement 3 zwischen der Wickelvorrichtung 5 und der Befestigungsöse 2 über eine Umlenkrolle geführt. Diese Variante besitzt eine höhere Auflösung verglichen mit den Ausführungsformen, bei denen die Wickelvorrichtung 5 ortsfest angeordnet ist, da die Rotationsbewegung des Sensorlagers 6 bei dieser Variante bei gleicher Änderung der Höhenposition der Gabel 1 abhängig von der genauen Geometrie bis zu zweimal groß sein kann. Bei dieser Variante kann die gesondert angebrachte Befestigungsöse 2 auch entfallen und es kann statt dessen eine in die Wickelvorrichtung 5 integrierte Öse oder eine ähnliche Befestigungseinrichtung eingesetzt werden. In a modification of the invention, the winding device 5 is fixedly connected to a part of the forklift, the position of which changes when the height position of the fork 1 changes. In this variant, the coupling element 3 is guided between the winding device 5 and the fastening eye 2 via a deflection roller. This variant has a higher resolution compared to the embodiments in which the winding device 5 is arranged in a fixed position, since the rotational movement of the sensor bearing 6 can be up to twice as large in this variant with the same change in the height position of the fork 1 depending on the exact geometry. In this variant, the separately attached fastening eyelet 2 can also be omitted and an eyelet integrated in the winding device 5 or a similar fastening device can be used instead.

reference numeral

11

Gabel
fork

22

Befestigungsöse
Fastening eyelet

33rd

Kopplungselement
Coupling element

55

Wickelvorrichtung
Winding device

66

Sensorlager
Sensor bearing

77

Innenring
Inner ring

88th

Welle
wave

99

Außenring
Outer ring

1010th

Halterung
bracket

1111

feststehendes Teil
fixed part

1212th

Drehfeder
Torsion spring

1313

erstes Ende der Drehfeder
first end of the torsion spring

1414

zweites Ende der Drehfeder
second end of the torsion spring

1515

Sensor
sensor

1616

Elektromotor
Electric motor

1717th

Gehäuse
casing

1818th

Rotor
rotor

1919th

Führungseinrichtung
Management facility

2020th

Abdeckung
cover

2121

Bohrung
drilling

2222

Wickelkörper
Bobbin

2323

Nut
Groove

2424th

Paßfeder
adjusting spring

2525th

Langloch (Wickelvorrichtung)
Slot (winding device)

2626

Innengewinde
inner thread

2727

Hülse
Sleeve

2828

Langloch (Hülse)
Slot (sleeve)

2929

Abstandssensor
Distance sensor

3030th

Endfläche
End face

3131

Hydraulikzylinder
Hydraulic cylinder

3232

Kolben
piston

3333

Block
block

Claims

1. Device for determining the height position of the fork ( 1 ) of a forklift, characterized by

- A winding device ( 5 ) on which a coupling element ( 3 ) is wound, which is mechanically connected to the fork ( 1 ) and which is wound on the winding device ( 5 ) when the height position of the fork ( 1 ) changes, or by the winding device ( 5 ) is processed,
- sensor means (6, 29) which generates, depending on the with the winding or unwinding of the coupling element (3) associated rotation of the winding device (5) or a variable derived therefrom axial movement signals from which the height position of the fork (1) can be determined .

2. Device according to claim 1, characterized in that the winding device ( 5 ) is arranged on a part ( 11 ) of the forklift, the height position of which does not change when the fork ( 1 ) is moved.

3. Device according to claim 1, characterized in that the winding device ( 5 ) is arranged on a part of the forklift that moves with the fork ( 1 ) and that the coupling element ( 3 ) between the fork ( 1 ) and the winding device ( 5 ) is guided over a deflection device that does not move with the fork ( 1 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding device ( 5 ) is acted upon by a torque which sets the winding device ( 5 ) in rotation until the coupling element ( 3 ) is tensioned.

5. The device according to claim 4, characterized in that the torque is generated by means of a torsion spring ( 12 ) which is operatively connected to the winding device ( 5 ).

6. The device according to claim 4, characterized in that the torque is generated by means of an electric motor ( 16 ) which is in operative connection with the winding device ( 5 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the winding device ( 5 ) a guide device ( 19 ) for the coupling element ( 3 ) is provided, which a precise and reproducible winding and unwinding of the coupling element ( 3 ) on the Winding device ( 5 ) or from the winding device ( 5 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the guide device ( 19 ) is a bore ( 21 ) in a cover ( 20 ) surrounding the winding device ( 5 ).

9. The device according to claim 7, characterized in that the winding device ( 5 ) relative to the guide device ( 19 ) for the coupling element ( 3 ) is axially displaceable.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding device ( 5 ) has a thread-like winding body ( 2 ) on which the coupling element ( 3 ) can be wound.

11. The device according to claim 10, characterized in that the cover ( 20 ) has an internal thread ( 26 ) which cooperates with the region of the thread-like winding body ( 22 ) on which the coupling element ( 3 ) is not wound.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 6 , 26 ) is designed as a sensor bearing ( 6 ) that is set in rotation when winding or unwinding the coupling element ( 3 ) and depending on this generated rotation signals from which the height position of the fork ( 1 ) can be determined.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 6 , 29 ) has a distance sensor ( 29 ) with which the distance to a reference surface can be determined.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the end surface of the shaft ( 8 ) serves as a reference surface.

15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the conical outer surface of the winding body ( 22 ) serves as a reference surface.

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 3 ) is a wire, a band or a rope.

17. A method for determining the height position of the fork ( 1 ) of a forklift, characterized in that

- is wound upon a change of height position of the fork (1) a coupling element (3) on a winding apparatus (5) or unwound from the winding device (5),
- by means of a sensor means (6, 29) signals are generated depending on the associated with the winding or unwinding of the coupling element (3) rotational movement of the winding device (5) or a variable derived therefrom and axial movement
- The height position of the fork ( 1 ) is determined from the signals from the sensor device ( 6 , 29 ).

18. The method according to claim 17, characterized in that the sensor device ( 6 , 29 ) is designed as a sensor bearing which outputs signals when rotating.

19. The method according to claim 18, characterized in that the signals of said sensor bearing (6) are cumulative, taking into account the direction of rotation of said sensor bearing (6), said cumulative signal indicative of the change in the height position of the fork (1) since the beginning of the accumulation.

20. The method according to claim 18, characterized in that the signals of the sensor bearing ( 6 ) are cumulated starting from a starting value for the absolute height position of the fork ( 1 ) taking into account the direction of rotation of the sensor bearing ( 6 ), wherein the accumulated signal is the absolute height position the fork ( 1 ) indicates.

21. The method according to claim 20, characterized in that the fork ( 1 ) for determining the starting value for the absolute height position of the fork ( 1 ) is controlled in a predetermined height position, the reaching of the predetermined height position being determined with the aid of a detector.

22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that the starting value for the absolute height position of the fork ( 1 ) is updated each time a predetermined height position is reached.

23. The method according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the signals of said sensor bearing (6) include an information about the direction of rotation of said sensor bearing (6).

24. The method according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the information about the direction of rotation of the sensor bearing ( 6 ) from signals for the control of the fork ( 1 ) are determined.

25. The method according to any one of claims 17 to 24, characterized in that the axial movement derived from the rotational movement of the winding device ( 5 ) is detected by a distance sensor ( 29 ).

6. The method according to claim 25, characterized in that the absolute height position of the fork ( 1 ) is determined from the signals of the distance sensor ( 29 ).

7. Arrangement for height adjustment of the fork ( 1 ) of a forklift comprising a hydraulic cylinder ( 31 ) and a plunging into the hydraulic cylinder ( 31 ) piston ( 32 ), characterized in that in the hydraulic cylinder ( 31 ) a device for determining the height position of the fork ( 1 ) is arranged according to one of claims 1 to 16.