DE1928077A1

DE1928077A1 - Schwingungsdaempfer fuer Stapelfahrzeuge

Info

Publication number: DE1928077A1
Application number: DE19691928077
Authority: DE
Inventors: Snyder James Henry; Burch Arthur Robert
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1969-06-02
Publication date: 1969-12-11
Also published as: FR2010379A1; FR2010379B1; JPS491831B1; US3503476A; GB1238595A

Description

Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)

Schwingungsdämpfer für Stapelfahrzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung, insbesondere für Fahrzeuge mit hohem vertikalem Aufbau, dessen nicht abgestütztes Ende in Schwingungen gerät, wenn das Fahrzeug angehalten wird.

Beim Betrieb von Fahrzeugen mit einem hohen Aufbau - sei es, daß dieser sich bei einem auf dem Boden abgestützten Fahrzeug nach oben erstreckt, sei es, daß er sich bei einem über Kopf aufgehängten Fahrzeug nach unten erstreckt - wie z.B. Stapelfahrzeuge in Warenumschlag- und Speichersystemen besteht eines der auftretenden Probleme darin, daß sich in dem Aufbau eine Längs-Schwingung oder ein Schwanken einstellt, wenn das Fahrzeug merklich verlangsamt und besonders, wenn es angehalten wird. Die Schwingung bringt eine Verzögerung der Stapel- und Entnahmevorgänge mit sich, weil die genaue Ausrichtung des Aufzugs des Stapelfahrzeugs gegenüber der Öffnung des ausgewählten Stapelfachs, insbesondere bei einem Arbeiten nahe dem freien Ende des Aufbaues, nicht erzielt werden kann, bevor die Schwingung zum Stehen gekommen ist. Übermäßige Schwingungen erzeugen darüber hinaus auch unerwünschte Spannungen in den Metallteilen und Verbindungen der Konstruktion.

Gemäß der Erfindung greift die Vorrichtung zur Dämpfung dieser Schwingungen am Aufbau des Fahrzeuges und an einer feststehenden Führungsschiene über eine Rolle an. Die Bewegung der Rolle treibt über einen

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Umsetzer einen elektrischen Generator an. Wenn das Steuersystem das Fahrzeug anzuhalten beginnt, wird der Generator in vorgewählter Stärke erregt und dämpft die Schwingungen. Die Dämpfung wird durch Auswahl der Last an den Ausgangswicklungen des Generators und nach der Erregungsstärke der Erregungswicklung des Generators gesteuert.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Stapelfahrzeugs dar, an dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen des Aufbaues verwirklicht ist;

Fig. 2 ist eine vereinfachte Einzeldarstellung des Gehäuses der Dämpfungsvorrichtung, die auf der Oberseite des Stapelfahrzeugs an der Führungsschiene angreift;

Fig. 3 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild und eine schematische Darstellung des Steuersystems und der elektrischen Steuerschaltung.

Das Stapelfahrzeug 10 weist gemäß Fig. 1 einen relativ hohen Aufbau 9 auf· Es umfaßt eine Systemsteuerung 20 bekannter Art, die eine Steuerzentrale 11 und eine Fahrzeugsteuerung 80 mit geeigneten Motorantrieben 12 und 13 enthält. Diese bewirken die Längsbewegung des Fahrzeugs über die Räder 15* die senkrechte Bewegung des Aufzugs 17 über geeignete Verbindungseinrichtungen (nicht vollständig gezeigt) bekannter Art, wie z.B. einen Kettenantrieb 18, und die seitliche Bewegung der Ladeplattform 19 über geeignete Verbindungseinrichtungen (nicht vollständig gezeigt) bekannter Art* um Materialeinheiten in einem Stapelfach oder einer ähnlichen Anordnung (nicht gezeigt) abzusetzen oder sie daraus zu entnehnen. Das Fahrzeug fährt in Längsrichtung über Schienen 21 und wird je nach der zurückzulegenden Entfernung in verschiedenen Geschwindigkeiten gesteuert, die eine niedrige Positioniergeschwindigkei % umfassen, bei der das Fahrzeug in Längsrichtung gegen»

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über einem ausgewählten Stapelfach genau ausgerichtet wird. Wenn das Fahrzeug in einer vorbestimmten Position zum Stehen gebracht werden soll« wird es in seiner typischen Betriebsweise nacheinander mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Stapelfächern« mit mittlerer Geschwindigkeit bei Annäherung an ein ausgewähltes Stapelfach und mit der niedrigen Geschwindigkeit zur genauen Ausrichtung bewegt.

Ih der USA-Patentanmeldung "Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Speicherung von Materialelnheiten", Serial Number 545 224« eingereicht am 18. April I966« ist eine typische Anlage beschrieben« die von der vorliegenden Erfindung Gebrauch machen kann· '

Die Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen des Aufbaues umfaßt eine Führung alt einer Führungsschiene 30, die eine in Längsrichtung feststehende Bezugeanordnung nahe dem Heg des Fahrzeuges bildet. Ein Umsetzer mit einer auf der Oberseite des Fahrzeugs angebrachten Dämpfungsanordnung 40 bildet eine resultierende Bewegung« die von der Bewegung des Aufbaues relativ su der Führung abgeleitet und als Funktion derselben veränderlich ist. Eine Hemravorrichtung in Gestalt einer elektrischen Anordnung 49 mit einem Wechselstromgenerator 50 mit wählbarem elektromagnetischem Bewegurigswlderstand steuert den Umsetzer« um die Bewegung des Aufbaues gegenüber der Führung mit einer durdh den gewählten elektromagnetischen Widerstand bestimmten Dämpfung zu hemmen. Eine Dämpfungssteuerung umfaßt einen gesteuerten Schalter 91,der wahlweise bei Vorliegen einer vorgewählten Änderung der Längsgeschwindigkeit, beispielsweise« wenn das Fahrzeug auf die niedrige Positioniergeschwindigkeit umgeschaltet wird« den elektromagnetischen Widerstand bestimmt.

Die Führung umfaßt eine Führungsschiene 30 und eine geeignete Stützkonstruktion (nicht gezeigt), die die Führungsschiene in einer bestimmten Stellung gegenüber den Schienen 21 und der Regalfachanordnung des

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Systems festhält.

Der Umsetzer umfaßt eine Führungsanordnung 4o, die mit der Führungsschiene 30 wirkungsverbunden und an dem freien Ende des Aufbaues angebracht ist, bei der vorliegenden Ausführungsform auf der Oberseite. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt die Führungsanordnung 4o ein Tragrad oder eine Rolle 41/die von einem Rahmenteil 42 über eine Feder 44 an dem Hebel 4} gegen die Führungsschiene 30 gedrückt wird. Die Rolle 4l wird gegen die Führungsschiene gedrückt, um eine be~ stimmte Andruckkraft gegenüber der Dämpfungsanordnung 60 zu erzielen. Diese weist eine Rolle 61 auf, die an einem Arm 62 um einen Zapfen 64 drehbar angeordnet ist und von einer Feder 63 zwischen dem Arm 62 und einem Glied 65 nach innen gegen die Führungsschiene 30 gedrückt wird. Die Kraft auf den Arm 62 in Richtung auf die Führungsschiene bringt die Rolle 6l an der Führungsschiene zur Anlage. Die Rolle 61 ist über einen Übersetzungstrieb 66 mit einem Ritzel 67 verbunden, um die resultierende Bewegung in dem Umsetzer herbeizuführen.

Die elektrische Vorrichtung 49 ist mit dem Umsetzer über das Ritzel 67 auf der Rotorwelle 51 des Generators 50 verbunden. Der Generator 50 wird aus einer elektrischen Quelle über die Leitung 48 erregt. Er ist auf irgendeine bekannte Weise an dem Arm 62 befestigt. Der Übersetzungstrieb ist so bemessen, daß sich eine hinreichend erhöhte Rotordrehzahl zur Erzielung der gewünschten Arbeitsweise des Generators einstellt.

Wie aus der vereinfachten Darstellung in Fig. hervorgeht, wird der auf die Drehung des Rotors des Generators 50 einerseits durch Wahl der Ausgangsspannung der elektrischen Quelle, beispielsweise der Gleichstromquelle 70, die an die auf der anderen Seite bei 69 an Erde liegende Feld- oder Erregerwicklung angeschlossen ist, bestimmt. Andererseits wird der Widerstand durch Wahl oder Einstellung der Lastwiderstände 7I bestimmt, die über die Schleifringe 72 und die Schalter

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an den Ausgangswicklungen 5^ des Generators 50 angeschlossen sind.

PUr diese Ausführung ist ein Wechselstromgenerator geeignet, weil er eine direkte Beziehung zwischen dem Feld- oder Erregungsstrom und dem Dämpfungskoeffizienten besitzt, und weil Schalter, Verstärker und andere Vorrichtungen zur Veränderung des Ausgangswiderstandes und damit, wie gewünscht, des Dämpfungskoeffizienten, verwendet werden können. Darüber hinaus ist das an der Welle erzeugte Drehmoment proportional der augenblicklichen Geschwindigkeit und sinkt mit der Geschwindigkeit auf null ab. Es bleibt keine Restverschiebung zurück, wie dies der Fall ist, wenn übliche Reibungskräfte zur Unterdrückung der Schwingungsbewegung dienen. Auf diese Weise werden die hervorgerufenen Schwingungen rasch gedämpft, ohne daß die Positioniergenauigkeit des Systems beeinträchtigt würde.

Ein Beispiel für einen brauchbaren Wechselstromgenerator ist ein Dreiphasengenerator, wie er in Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Es können jedoch auch andere Typen, wie z.B. Käfigläufermotoren, eingesetzt werden, weil hier relativ große Drehmomente in einer geometrisch kleinen Anordnung erzeugt werden und sich ein sehr steiler Anstieg in der Beziehung Wellendrehmoment /Wellendrehzahl ergibt, wodurch große Dämpfungsfaktoren möglich werden. Die Charakteristik eines solchen Generators gibt eine sehr bestimmte und steuerbare absolute Grenze für den Wert des Drehmoments. In dem Wechselstromgenerator werden besser Schleifringe als Bürsten verwendet, so daß im Betrieb keine Stromunterbrechungen auftreten. Dies trägt zu einer großen Lebensdauer bei, gestattet große Ausgangsströme und damit hohes Drehmoment und bietet eine einfache Steuerungsanordnung. Es ist auch möglich, einen Permanentmagnetrotor zu verwenden und so die Notwendigkeit der Schleifringe auszuschließen.

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Die Systemsteuerung 20 in Pig. 3 ist im wesentlichen von bekannter Art und steuert einen Pahrzeug-• antrieb 80, der ebenfalls in bekannter Weise die gewünschte Betriebsweise erzielt. Wenn die Steuerung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei Annäherung an seinen Bestimmungsort auf eine niedrige Positioniergeschwindigkeit herabschaltet, bildet sie ebenfalls ein Steuersignal für den Schalter 91, der die Gleichstromquelle mit der Erregerwicklung 52 des Generators verbindet. Der Generator wird auf diese Weise nur bei dem Umschalten des Stapelfahrzeugs auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit erregt, wie z.B. die niedrige Feinpositioniergeschwindigkeit, oder wenn das Fahrzeug aus irgend einem Grunde angehalten wird. Wenn der Generator nicht erregt ist, setzt er der Drehung des Rotors keine nennenswerten Kräfte entgegen. So lange also die Wicklung 52 nicht erregt ist, d.h. während der normalen Operationen mit höherer Geschwindigkeit, wird kein Bremseffekt auf die Bewegung des Stapelfahrzeugs erzeugt.

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Claims

Patentansprüche.

/ I. Vorrichtung zur Dämpfung der Längsschwingungen des AufBaues eines Fahrzeugs, das sich mit geregelter Geschwindigkeit längs eines vorgewählten Weges bewegt, gekennzeichnet·durch folgende Merkmale:

a) Sie umfaßt eine Führung, die nahe des Wegs des Fahrzeuges eines in Längsrichtung feststehende Bezugsanordnung bildet.

b) Sie umfaßt einen Umsetzer, der mit dem Aufbau und der Führung wirkungsverbunden ist und eine resultierende Bewegung erzeugt, die als Funktion der Bewegung des Aufbaues gegenüber der Führung veränderlich ist.

c) Sie umfaßt eine Hemmvorrichtung mit einem wählbaren Bewegungswiderstand, der mit dem Umsetzer verbunden ist, die resultierende Bewegung aufnimmt und den Umsetzer steuert, um die Bewegung des Aufbaues gegenüber der Führung mit einer von dem gewählten Bewegungswiderstand abhängigen Dämpfung zu hemmen.

d) Sie umfaßt eine Steuerung zur Auswahl des Bewegungswiderstandes bei Vorliegen einer vorgewählten Änderung der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmvorrichtung eine elektrische Einrichtung mit wählbarem elektromagnetischem Widerstand umfaßt.
- >. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den elektromagnetischen Widerstand mit der elektrischen Einrichtung verbindet, wenn das Fahrzeug angehalten wird.
4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder J5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine Führungsschiene (30) umfaßt, die parallel zum Weg des Fahrzeugs verlauft.

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5· Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer eine Rolle (61) umfaßt, die mit dem Aufbau (9) verbunden und so angeordnet ist, daß sie an der Führungsschiene¹ 00) insbesondere unter Reibungsschluß angreift.
6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Einrichtung ein elektrischer Generator (50) ist, der eine Erregerwicklung (52) und einen Rotor aufweist, welcher mit vorgewählten Lastwiderstäriden (71j zu verbindende Ausgangswicklungen (54) umfaßt und auf den von dem Umsetzer die resultierende Bewegung Übertragen wird, und daß die Steuerung eine Quelle der elektrischen Erregung umfaßt, die bei Vorliegen einer vorgewählten Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in bestimmter Höhe auf die Erregerspüle (52) des Generators (50) geschaltet wird.
7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Einrichtung ein elektrischer Generator (50) mit einem Rotor mit einer Ausgangswicklung (54) und einer in einer vorgewählten Höhe von einer Gleichstromquelle (70) erregten Erregerwicklung (52) ist, und daß die Steuerung einen veränderlichen Aussenwiderstand (71) umfaßt, der wahlweise bei Vorliegen einer vorgewählten Änderung der Längsgeschwindigkeit mit der Ausgangswieklung (54) verbunden wird.
8. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 7, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Eine Führungsschiene (30), die sich nahe dem Fahrzeug parallel längs des Weges erstreckt;

b) eine Rolle (61), die mit dem Aufbau (9) des Fahrzeugs in einer solchen Lage verbunden ist, daß sie die Schwingungen des Aufbaues (9) mitmacht und an der Führungsschiene (30) abrollt;

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c) ein elektrischer Generator (50), der einen Steuerbaren elektromagnetischen Widerstand gegen Drehung aufweist;

d) eine die Drehung übertragende'Verbindung zwischen dem Generator (50) und der Rolle (61)j

e) Mittel zur wahlweisen Steuerung des elektromagnetischen Widerstands des Generators (50) in Abhängigkeit von einer vorgewählten Änderung der Längsgeschwindigkeit.
9. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Generator (50) einen mit der Rolle (61.) verbundenen Rotor mit kurz geschlossenen Ausgangswicklungen (5^) und eine Erregerwicklung (52) umfaßt und daß die Mittel zur wahlweisen Steuerung die Erregerwicklung (52) bei Eintritt einer Änderung der Längsgeschwindigkeit beim Anhalten des Fahrzeuges in vorgewählter Höhe erregen.

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