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Die Erfindung betrifft ein System zum Befüllen eines Tankfahrzeugs aus einem landwirtschaftlichen Vorratsbehälter, mit einer Förderleitung, deren Auslassstutzen mit einem Zulaufstutzen des Tankfahrzeugs über eine fernbetätigbare Kupplungseinrichtung koppelbar ist.
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Die mit dem System zu fördernden Flüssigkeiten sind pumpfähige bzw. saugfähige Substanzen. Diese können entweder über nicht am Tankwagen befestigte ortsfeste Pumpstationen aus einem Vorratstank in den Tankwagen gepumpt werden oder werden mit am Tankwagen befestigten Pumpen aus dem Vorratstank in den Tank gesaugt. Bei der Druckbefüllung mit einer ortsfesten Pumpeinrichtung sind zwar große Volumenströme und damit kurze Befüllzeiten möglich, es ist aber eine eigene Energieversorgung der Pumpe notwendig. Damit fallen je Flüssigkeitsbehälter mitunter hohe Investitionskosten an, um Stromleitungen zu ziehen und/oder Pneumatik- oder Hydraulikpumpen als Antrieb für die Flüssigkeitspumpe zu installieren und zu warten. Dies gilt vor allem im landwirtschaftlichen Bereich, wo die Flüssigkeitsentnahmen aus dem Güllebehälter nicht ständig, wie etwa an Kraftstoffverteileranlagen, erfolgen, sondern nur wenigen Tage im Jahr, so dass die Kosten einer ortsfesten Installation auf nur wenige Betriebstage umzurechnen sind. Zudem muss der Fahrer absteigen und erst die Förderleitung des Tankwagens an den Auslassstutzen des Flüssigkeitsbehälters ankuppeln, dann die Pumpe einschalten, den Befüllvorgang abwarten, und die Leitungen wieder lösen, was Zeit raubend ist. Auch der Zeitfaktor ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass ein Austrag von Gülle auf die landwirtschaftlichen Flächen aufgrund gesetzlicher Beschränkungen nur zu bestimmten Zeiten im Jahr erlaubt ist, und dann in diesem Zeitraum zusätzlich ein Befahren der Felder aufgrund des hohen Bodendrucks der Tankfahrzeuge auch noch witterungsbedingt eingeschränkt sein kann.
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Im Saugbetrieb hängt die Befüllzeit eines Tankwagens entscheidend von der Saugfähigkeit der zu saugenden Substanz, der Dimensionierung der Verbindungsleitung und dem erzeugten Druckgefälle in der Saugleitung ab. Die Befüllleistung ist beim Saugen naturgesetzlich begrenzt. Bei einem Flüssigkeitsbehälter, der als Grube unterhalb des Bodenniveaus ausgebildet ist, muss ein hydrostatisches Druckgefälle überwunden werden, durch das die theoretisch mögliche Saugleistung bereits um einen wesentlichen Teil reduziert ist. Außerdem muss eine gesonderte Saugpumpe am Tankwagen installiert werden, da eine am Wagen vorhandene Austragspumpe oftmals typbedingt für den Saugbetrieb nicht geeignet ist oder mit ihr keine akzeptablen Befüllzeiten erzielbar sind. Somit fallen wieder zusätzliche Investitionskosten an und es erhöht sich das Fahrzeugleergewicht für die zusätzliche Pumpe. Bei modernen Tankwagen, die die straßenverkehrsrechtlich zulässigen Gesamtgewichte bis zur Grenze ausnutzen, reduziert sich durch eine zusätzlich installierte Pumpeneinheit die Nutzlast.
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Aus der
DE 198 54 553 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, die das fernbetätigte Kuppeln eines Zulaufstutzens am Tankwagen mit einem Auslassstutzen einer Förderleitung erlaubt. Dieses System erspart dem Fahrer das anstrengende Anheben und Verbinden groß dimensionierter und entsprechend schwerer Leitungen oder Schläuche im Saugbetrieb und hat sich insofern bewährt. Der schon erwähnte Nachteil der im Saugbetrieb begrenzten Förderleistung besteht dabei jedoch unverändert, was auch für eine Vielzahl weiterer ähnlicher Vorrichtungen aus dem Stand der Technik gilt:
- – Die GB-A 2 272 880 zeigt einen Tankwagen, bei dem durch Rangieren eine Kupplung mit der Förderleitung hergestellt werden kann. Die Pumpe ist jedoch wiederum am Tankfahrzeug angebracht.
- – Die DE 44 39 052 A1 zeigt ein selbstkuppelndes System, das wiederum die Verrastung ineinander greifenden Kupplungsmittel beschreibt und durch Ausweichmöglichkeiten des ortsfesten Stutzens größere Ungenauigkeiten beim Heranrangieren des Fahrzeugs zulässt. Jedoch ist die Pumpe als Saugpumpe ausgebildet und am Fahrzeug angebracht.
- – Auch in der DE 36 36 731 A1 ist ebenfalls offenbart, dass eine Pumpe fahrzeugseitig vorgesehen ist und nicht an einer ortsfesten Einrichtung.
- – Die FR 2 549 030 A1 offenbart ein beim Rücksetzen des Fahrzeugs automatisch verriegelndes Kupplungselement. Dabei ist wiederum die Pumpe fahrzeugseitig vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein System zum Befüllen eines Tankfahrzeugs aus einem landwirtschaftlichen Flüssigkeitsbehälter, mit einer Förderleitung, deren Auslassstutzen mit einem Zulaufstutzen des Tankfahrzeugs über eine fernbetätigbare Kupplungseinrichtung koppelbar ist, so zu verbessern, dass mit nur geringen Investitionskosten eine Beschleunigung des Befüllens von Tankfahrzeugs aus einem Flüssigkeitsbehälter erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die ortsfeste Anordnung der Pumpe bleibt das Leergewicht des Tankfahrzeugs unbeeinflusst oder kann sogar noch reduziert werden. Dadurch, dass die Energieversorgung der ortsfesten Pumpe im Gegenzug auf das Fahrzeug verlagert wird, entfallen die Kosten einer gesonderten Energieversorgung je Vorratsbehälter, denn eine Energieversorgungseinheit ist am Tankfahrzeug oder an dessen Zugmaschine ohnehin vorhanden, unter anderem, um die Austragspumpe am Tankfahrzeug anzutreiben.
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Erfindungswesentlich ist, dass bei dem System der Erfindung mit den genannten Mitteln ein Befüllen des Tanks des Tankfahrzeugs im Druckbetrieb, und damit ohne naturgesetzliche Leistungsbegrenzung, möglich ist.
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Allein durch die Umkehrung der Fördereinrichtung wird eine ganz wesentliche Zeitersparnis erreicht. Durch die Erleichterung der Bedienung dank einer einheitlichen Kupplungsvorrichtung, mit der die Förderleitungen für das Medium verbunden werden wie auch gleichzeitig die Energieleitungen und ggf. Signalleitungen hergestellt werden, wird eine weitere Zeitersparnis erreicht.
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Bei dem System kann nach einer ersten Ausführungsform die Pumpe innerhalb des Vorratsbehälters angeordnet sein, wobei sie dann zweckmäßigerweise als Tauchpumpe ausgebildet ist. Die direkte Ansaugung vermeidet ansaugseitige Leistungsverluste und -begrenzungen und ist vor allem für unterirdische Vorratsbehälter vorteilhaft, bei denen der Flüssigkeitsspiegel wesentlich unterhalb des Spiegels im Tankfahrzeug liegt.
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Bei auf dem Boden stehenden Vorratsbehältern kann die Pumpe auch außerhalb davon angeordnet sein, die dann über eine ins Behälterinnere führende Saugleitung ansaugt. Dabei kann die Saugleitung vorzugsweise die Behälterwand horizontal durchdringen, oder aber auch U-förmig über den Behälterrand geführt sein.
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Das erfindungsgemäße System ist zwar nicht darauf begrenzt, ist jedoch auf den landwirtschaftlichen Anwendungsfall zugeschnitten, hat also insbesondere Vorteile, wenn der Vorratsbehälter ein Güllebehälter oder eine Güllegrube ist und das Tankfahrzeug ein Güllefasswagen ist.
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Bevorzugt ist die Kupplungsvorrichtung eine ortsfeste Kupplungsstation mit einem längsverschiebbaren daran gelagerten Auslassstutzen, der über einen flexiblen Schlauch mit der Förderleitung und/oder mit der Druckförderpumpe verbunden ist. Am Tankfahrzeug ist eine Aufnahmegabel angeordnet ist, die in Eingriff mit dem Auslassstutzen zu bringen ist. Dadurch können die Verbindungsteile aufeinander gezogen werden und nach Ausbildung einer dichten Verbindung in dieser Stellung gehalten werden Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
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1 das System zum Befüllen in schematischer Ansicht von der Fahrzeugseite;
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2 eine Kupplungseinrichtung in seitlicher Ansicht und
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3 einen Teil der Kupplungseinrichtung von der Rückseite des Tankfahrzeugs gesehen.
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1 zeigt das System der Erfindung schematisch am Beispiel eines Gülletanks 10 als Flüssigkeits-Vorratsbehälter und eines von einem Traktor 31 gezogenen Güllefasswagens 30 als Tankfahrzeug.
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Über eine Kupplungseinrichtung 20 ist zugleich eine Rohrverbindung des Güllefasswagens 30 zu einer Förderleitung 12 und eine hydraulische Energieversorgungsleitung 17 zu einer Druckförderpumpe 11 hergestellt worden. Die ortsfeste Druckförderpumpe 11, die im Gülletank 10 angeordnet ist, wird somit hydraulisch von einer Hydraulikpumpe 26 am Tankfahrzeug 30 angetrieben. Die als dicke durchgezogene Linie gekennzeichnete Energieversorgungsleitung 18 ist dabei als Doppelleitung für Vor- und Rücklauf ausgeführt.
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Die gestrichelte Linie daneben kennzeichnet eine elektrische Signalleitung 17, über welche die Druckförderpumpe 11, die Hydraulikpumpe 26 und eine Bedieneinheit 32 beim Fahrerplatz des Traktors 31 verbunden sind. Auch die zusätzliche elektrische Signalleitung, über die z. B. Sensorsignale der Druckförderpumpe 11 oder nachgeschalteter Absperrschieber übertragen werden können, ist an der Kupplungseinrichtung 20 fernbetätigt zu schließen und wieder aufzutrennen.
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Die Funktion des erfindungsgemäßen Systems zum Befüllen eines Tankfahrzeugs ist wie folgt:
Der Fahrer des Gespanns, bestehend aus dem Traktor 31 und dem zu befüllenden Güllefasswagen 30, setzt rückwärts bis an eine ortsfeste Kupplungsstation 16 am Gülletank 10. Dabei werden entweder direkt beim Heranfahren oder nach dem Heranfahren der mit der Förderleitung 12 verbundene Auslassstutzen 14 mit dem Zulaufstutzen 24 des Tankfahrzeugs verbunden. Leitungsverbindungselemente 15, also zueinander kompatible Stecker und Kupplungen für hydraulische, pneumatische oder elektrische Leitungen, die an einer Kupplungsplatte 13 an der Kupplungsstation 16 montiert sind, werden mit kompatiblen Leitungsverbindungselementen 25 an einer Kupplungsplatte 23 am Güllefasswagen 30 verbunden, wobei an sich bekannte Zentrierhilfen und kardanische Lagerungen einen Winkelausgleich und damit eine spannungsfreie Verbindung erlauben.
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Sensoren an der Kupplungseinrichtung überwachen die Ankupplung und zeigen beispielsweise dem Fahrer am Bediengerät 32 ein „OK”-Signal an.
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Bei still stehendem Güllefasswagen 30 und Traktor 31 werden die Kupplungsteile über eine in der Schema-Ansicht nach 1 nicht erkennbare Arretierungseinrichtung gesichert. Zugleich werden dabei die Leitungsverbindungselemente 15, 25 der Fluidleitungen 18, also der hydraulischen Energieleitungen, wie auch die Stutzen 14, 24 der Gülle-Förderleitung 12 fest aneinandergezogen und dichtend miteinander verbunden.
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Danach kann dann die fahrzeugseitige Energieversorgung für die Druckförderpumpe 11, in diesem Fall also die Hydraulikpumpe 26, eingeschaltet werden. Die Druckförderpumpe 11 beginnt zu fördern und befüllt den Tank des Güllefasswagens 30 in kurzer Zeit.
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Nach dem Erreichen des vorgesehenen Füllstands wird die Hydraulikpumpe 26 abgeschaltet und die Arretierungseinrichtung gelöst, so dass die Kupplungshälften frei voreinander liegen. Es können selbsttätige Rückschlagventile an der Kupplungseinrichtung 20 vorgesehen sein, um ein Auslaufen von Hydraulikflüssigkeit am Leitungsverbindungselement 15 bzw. von Gülle am Stutzen 14 zu verhindern.
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Die vorgenannten Vorgänge können in der Abfolge vollautomatisch gesteuert werden.
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Beim späteren Vorfahren des Gespanns werden die beiden Stutzen 14, 24 voneinander abgezogen und die beiden Kupplungsplatten 13, 23 der Kupplungseinrichtung 20 ganz voneinander gelöst, und damit auch die elektrischen und/oder hydraulischen Leitungsverbindungselemente 15, 25 wieder getrennt.
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Der Güllefasswagen 30 kann nun frei bewegt werden und kehrt nach dem Entleeren an die Kupplungsstation 16 zurück, wo sich der beschriebene Zyklus dann wiederholt. Dabei ist es nicht notwendig – aber dank einer vollautomatischen Steuerung des Befüllvorgangs möglich – dass der Fahrer den Führerplatz am Traktor 31 während der Befüllung verlässt.
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Während 1 eine einfache Kupplungseinrichtung 20 mit voreinander liegenden Kupplungsplatten 13, 23 zeigt, deren Leitungsverbindungselemente parallel zur Mittelachse der Stutzen ausgerichtet und demzufolge durch eine horizontale Bewegung aufeinander zu verbunden werden, ist in 2 eine zweite Kupplungseinrichtung 40 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
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Hierbei ist an der ortsfesten Kupplungsstation 16 der Auslassstutzen 14 längsverschiebbar gelagert und über einen flexiblen Schlauch mit den weiteren Teilen der Förderleitung 12 verbunden. Dadurch ist es möglich, den Auslassstutzen 14 mit einer Aufnahmegabel 41, die am Tankfahrzeug 30 verschiebbar gelagert und von dort insbesondere pneumatisch oder hydraulisch angetrieben ist, auf den Zulaufstutzen 24 des Tankfahrzeugs 30 zu ziehen, so dass eine abgedichtete Verbindung ausgebildet wird.
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Die Aufnahmegabel 41 zieht im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht nur die Stutzen 14, 24 aufeinander, sondern bewegt die gesamte, in diesem Fall verschiebbar gelagerte Kupplungseinheit an der ortsfesten Kupplungsstation 16 in Richtung des Tankfahrzeugs 30 in die vorgesehene Position. Die dargestellte Ausführungsform sieht vor, dass die tankwagenseitigen Leitungsverbindungselemente für Vor- und Rücklauf der Hydraulikleitung 28, welche als Energieleitung für die Druckförderpumpe 11 dienen, von oben in die Aufnahmestutzen 15 auf der Oberseite eines Kupplungsblocks 44 einfahren. Hierzu dient ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 50, dessen Kolbenstange 51 endseitig an einem Trägerelement 42 die Leitungsverbindungselemente 25 trägt, sowie eine nachfolgend noch beschriebene Arretierungseinrichtung.
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Die vertikale Ausrichtung der Verbindung hat den Vorteil, dass beim Ein- und Auskuppeln abtropfendes Hydrauliköl in einer Auffangwanne 47 oder einem Behälter, der den Kupplungsblock 44 umgibt oder darunter angeordnet ist, leicht aufgefangen werden kann, wobei die Auffangwanne oder der Behälter den Kupplungsvorgang nicht behindert.
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Die Arretierungseinrichtung ist in Form eines schwenkbaren Bügels 54 mit einer Kulissenführung 53 ausgebildet. In der Kulissenführung 53 sind Zapfen 45 des Kupplungsblocks 44 geführt. Wird der Bügel 54 über einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 55 geschwenkt, so werden die Stutzen 25 auf den Kupplungsblock 44 gezogen und es wird eine druckdichte Verbindung im Vor- und Rücklauf der Energieleitung 18, 28 ausgebildet.
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Wie insbesondere 3 zeigt, sind an dem Trägerelement 42 in spiegelsymmetrischer Anordnung jeweils Leitungsverbindungselemente 25 innen und Bügel 54 außen angeordnet. Außerdem sind zwei kegelförmig angespitzte Zapfen 56 vorgesehen, die in korrespondierende Bohrungen 46 am Kupplungsblock 44 einschiebbar sind und eine sichere Positionierung der Leitungsverbindungselemente beim Ankuppeln gewährleisten, wie auch die hergestellte Verbindung während des Befüllvorgangs vor seitlich wirkenden Kräften schützen.
