DE10250852A1

DE10250852A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Aufnahme von Wechselmulden

Info

Publication number: DE10250852A1
Application number: DE2002150852
Authority: DE
Inventors: Thomas B Herwig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-13

Abstract

Wechselbehälter, insbesondere nach DIN 30720 sowie DIN 30735, sind in Bau-, Recycling- und landwirtschaftlichem Gewerbe millionenfach eingeführt. Nachteilig ist an diesem Wechselsystem, daß zur Aufnahme und zum Transport stets ein Muldenabsetzkipper benötigt wird. Die Bauhöhe dieser Fahrzeuge begrenzt zudem das Einsatzgebiet der Mulden. Ein weiterer, gravierender Nachteil der konventionellen Absetzkipper ist das sehr umständliche Wechseln der Behälter, wenn, wie meist erforderlich, der leere an den Platz des vollen gestellt werden muß. Das erfindungsgemäße Hubrahmen-Verfahren löst diese Probleme. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Handhabungsverfahren per Hubrahmen nimmt die Wechselbehälter über Formschluß auf. Ein Hubrahmen umschließt die Behälter und hebt sie auf die erforderliche Transporthöhe an. Die nach diesem Prinzip aufgebauten Anhänger machen ein Einbringen der Wechselbehälter beispielsweise in Parkhäuser oder niedrige Betriebsstätten möglich. Eine erfindungsgemäß aufgebaute Schnellwechselvorrichtung zum zusätzlichen Anbau an bestehende Muldenabsetzkipper macht den Behältertausch in einem Vorgang möglich. DOLLAR A Das Handhabungsverfahren und seine Vorrichtungen eignen sich zur Konstruktion einer effektiven Schnellwechselvorrichtung, die dazu beiträgt, Unfallgefahren durch drastisch eingeschränkten Rangier- und Lastwechselbedarf zu minimieren. Die erfindungsgemäß aufgebauten Anhänger sind bei geringer Bauhöhe in der Lage, Wechselbehälter selbst aufzunehmen und zu entleeren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Aufnahme von Absetzbehältern und Wechselaufbauten, insbesondere die in DIN 70720 und 70735 beschriebenen "Behälter für Absetzkipperfahrzeuge". Das Verfahren weicht ab von der konventionellen Lastaufnahme an den dafür vorgesehenen Ösen und versteht sich als komplementäres Lastaufnahmeverfahren, das das Einsatzgebiet vergrößert sowie die Wechselgeschwindigkeiten beim Austauschen erhöht. Zeitaufwendiges Rangieren beim Austauschen des Containers "voll gegen leer" wird vemieden, die damit verbundene Unfallgefahr drastisch reduziert. Die Vorrichtung ermöglicht auch ein Einbringen von Wechselmulden in Örtlichkeiten mit stark beschränkten Raumhöhen wie etwa Parkhäuser. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können sowohl auf Lastkraftwagen verbaut als auch in Anhängerkonstruktionen integriert werden. Dies ermöglicht in sehr einfacher Form selbst be- und entladende Anhänger. Gekennzeichnet ist das Verfahren auch dadurch, daß es sich gleichermaßen eignet, Wechselaufbauten aufzunehmen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Handling-System von Wechselmulden, insbesondere nach DIN 30720 und DIN 30735. Diese Schüttgutmulden sind europaweit millionenfach eingeführt und haben sich in Bau-, Recycling- und Landwirtschaftsbereichen bestens bewährt. Das erfindungsgemäße Handling-Verfahren hat zum Ziel, die Einsatzbereiche auszudehnen, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und die Unfallrisiken zu minimieren. Darüberhinaus können die erfindungsgemäßen Anhänger dazu führen, daß neue Nutzerkreise erschlossen werden. Die Nachteile der DIN-Behälter sind bislang:

1) Für Aufnehmen, Absetzen und Entleeren der Mulden sind teure Lkw mit Muldenabsetzaufbau notwendig.
2) Das Wechseln der Container mit diesen Fahrzeugen ist zeitaufwendig. Da in der Regel der leere Behälter an die Stelle des vollen gesetzt werden muß, sind am Einsatzort tatsächlich insgesamt drei Absetz- und drei Aufnahmevorgänge durchzuführen. Zudem ist Platz zum Zwischenlagern der zu tauschenden Behälter zu finden. Jede dieser Bewegungen birgt ein Unfallrisiko, wie einschlägige Veröffentlichungen belegen.
3) Ein Einbringen in Einsatzorte mit beschränkten Höhenverhältnissen wie etwa Parkhäuser ist mit den konventionellen Muldenabsetzkippern nicht möglich.

Das erfindungsgemäße Handlingsystem beseitigt die oben aufgeführten Nachteile wie folgt:

1) Für Auf- und Absetzen, sowie je nach Ausrüstungsstand auch das Entleeren ist kein Muldenabsetzkipper mehr zwingend erforderlich.
2) Das Wechseln der Behälter "leer gegen voll" erfolgt in nur noch einem Aufnahme- und einem Absetzvorgang. Der Lkw braucht keine Plätze zum Zwischenlagern von Mulden mehr anzufahren.
3) Das Einbringen von Behältern in Parkhäuser beispielsweise kann mit den erfindungsgemäß aufgebauten Anhängern oder erfindungsgemäß aufgebauten Triebkopf-Fahrzeugen problemlos erfolgen. Die erforderliche Raumhöhe wird bestimmt durch die Höhe des Behälters plus einer vorzusehenden Bodenfreiheit.

Gelöst werden die Aufgaben durch ein Hubrahmen-System. Hubrahmen-Systeme sind in Bereichen der Landwirtschaft oder des Bergbaus bekannt. Diese Systeme bedienen sich aber spezieller Behälter. Eine Kombination von eingeführter DIN-Behälterform und solcher Wechselsysteme existiert nicht.
Gegenstand der Erfindung ist also der an die DIN-Form angepasste Hubrahmen und die dadurch ermöglichten Vorrichtungen und Fahrzeuge.
Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen und der Verfahrensablauf des Schnellwechselsystems sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch den Hubrahmen,
2 eine Seitenansicht des Hubrahmens,
3 eine Seitenansicht des Schnellwechselsystems für Muldenabsetzkipper,
4 einen Verfahrensablauf des Schnellwechselsystems,
5 eine Seitenansicht des Innenlader-Transportanhängers.
Der Hubrahmen, wie in 1 und 2 skizziert, ist in Größe und Form so gestaltet, daß er mit seinen Längsholmen (1) unter die sogenannten Scheuerleisten der Container eingeschoben werden kann. Der Hubrahmen mit seiner U-förmigen Bauform wird dazu soweit eingeschoben, bis das Joch des erfindungsgemäßen Rahmens an der Stirnseite des aufzunehmenden Behälters (3) anliegt. Eine Weitenverstellung der Längsholme (2) sorgt im folgenden, zweiten Schritt des Aufnahmevorgangs für den lateralen Formschluß. Diese Weitenverstellung erfolgt je nach Ausrüstungsstand manuell über hinlänglich bekannte Zusteller (Spindeln, Nocken, Keile etc.) alternativ auch über hydraulische oder pneumatische Verriegelungen. Erforderlich sind diese Zusteller aufgrund enormer Maßtoleranzen der Behälter. Die DIN-Vorschrift erlaubt einen Toleranzbereich von 150 Millimetern.
Phase drei des Aufnahmevorgangs besteht im Anheben des Rahmens und damit der aufzunehmenden Last. Im Anschluß daran wird der Behälter in der Vorrichtung verriegelt. Dazu wird das offene Ende des U-Rahmens verschlossen. Hierfür ist ein sinnvollerweise zweiflügliger Schlußrahmen (4) vorgesehen. Dessen Schwenkachse (5) oder Formgebung ist so geschaffen, daß die Innenseite der Tür im verschlossenen Zustand einen bestmöglichen Formschluß mit der hinteren Stirnfläche der Mulde bildet. Die Verriegelung der Tür erfolgt über Spannvorrichtungen sowie Zapfenzentrierungen. Dieser stabile Verschluß des U-Rahmens ist Containerverriegelung und tragendes Element zugleich. Auftretende seitliche Belastungen führen so nicht zur Aufspreizung des Rahmens.
Um unterschiedliche Baulängen der Schüttgutmulden zu berücksichtigen, ist eine Längenverstellung (6) entweder zwischen den Längsholmen und den Anschlägen der Tür oder auch zwischen Anschlagpunkten und Tür vorgesehen. Die Ausführung dieser Verstellung kann sowohl manuell als auch hydraulisch oder pneumatisch sein.
Für das selbsttätige Entleeren einer Schüttgutmulde kann der Rahmen mit einem zweiten, innenliegenden Rahmen ausgestattet sein. Dieser schwenkt, hydraulisch betätigt, um eine im hinteren Bereich des Hubrahmens angeordnete Kippachse. Zum Zwecke des Entleerens wird der Behälter an den vorderen Aufhängungsösen zusätzlich gesichert.
Die erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung für den zusätrzlichen Anbau auf konventionellen Muldenabsetzkippern, wie in 3 skizziert, hat zur Aufgabe, die leeren Behälter während des Aufnahmevorgangs des beladenen Behälters (3) an ihren Platz zu setzen. Der erfindungsgemäße Hubrahmen beschränkt sich auf die gabelförmigen Längsholme (1), die aus einem L-förmigen Profil bestehen können. Diese Gabeln sind an einem Gabelträger befestigt. Dieser Gabelträger bildet gleichzeitig das Joch des U-Rahmens. Der Gabelträger ist in seiner Ausführung annähernd baugleich mit Gabelträgern, wie sie im Gabelstapler Stand der Technik sind. Die L-Profile zur Aufnahme des Containers sind durch hydraulische Querverschiebung in ihrem Abstand veränderlich. Diese Klammerfunktion sichert den Behälter während des Hubvorgangs und gleicht die erwähnten Größenunterschiede der Mulden aus.
Der Gabelträger wird von einem zweiteiligen, nach unten ausfahrenden Hubmast (15) geführt. Dieser Hubmast kann um rund 45 Grad geneigt sein. Die Hub- und Senkbewegungen des Hubrahmens (1) sind separat vom Ausfahren des Hubmastes angesteuert. Durch Schaltung ist gewährleistet, das der Hubmast erst nach unten ausfährt, wenn sich der Hubrahmen am untersten Punkt des oberen Hubmastteils befindet. Befestigt ist der Hubmast an einem Schlitten (16), dessen zweiachsiges Fahrwerk in Führungsschienen (17) läuft. Die Führungsschienen sind auf der Ladefläche des Lkw-Aufbaus befestigt. Geführt sind sie bis zum Heck des Fahrzeugs.
Der Schnellwechselvorgang vollzieht sich wie in 4: Der Muldenabsetzkipper fährt mit der leeren Mulde (20) an die beladene Mulde (22) heran (4a). Nach konventioneller Vorgehensweise wird diese über die Schwenkarme mit Kettengehängen angehoben. 4b: Im annähernd obersten Punkt der von Hubarmen und Containern beschriebenen Kreisbahn wird die Bewegung angehalten. Die teleskopierbaren Hubarme (24) heben nun den Container (22) auf die erforderliche Höhe, um den einzuwechselnden Behälter (20) mittels Schnellwechselvorrichtung unter ihm hindurchfahren zu können. Der Hubrahmen der Schnellwechseleinrichtung (1), der während der Fahrt bis auf die Lagefläche abgesenkt werden kann, fährt nun auf bis unter die Scheuerleiste des leeren Containers (20). Die Gabeln fahren zusammen, um den Container sicher greifen zu können. Anschließend hebt der Hubmast (15) die leere Mulde um einen Betrag von wenigen Zentimetern an 4c: Der Antrieb des Hubmastschlittens bewegt den einzuwechselnden Behälter bis über die Ladefläche hinaus. Er ist schließlich frei für die Abwärtsbewegung, die der Hubrahmen (1) einleitet 4d: Der Hubmast (15) fährt nach unten aus, um den Leerbehälter (20) auf dem Boden abzusetzen. Durch Auseinanderfahren der Gabeln über die Kontur des abgesetzten Behälters hinaus, ist der Hubrahmen (1) wieder frei, um in seine Transportstellung zurückfahren zu können. 4e: Nachdem der Schlitten wieder in seine vorderste Position zurückgekehrt und der Hubrahmen wieder auf dem Ladeboden abgesetzt ist, wird der beladene Container (22) aufgenommen.
Dieser Ablauf läßt sich nach Leerung wiederholen. Vor dem nächsten Wechselvorgang müssen lediglich die Kettengehänge am einzuwechselnden Behälter ausgehängt werden.
Die Schnellwechselvorrichtung ist dazu bestimmt, leere Container abzusetzen. Dementsprechend ist die Dimensionierung auf die maximalen Tara-Gewichte von rund einer Tonne beschränkt. Um Fehlbedienungen wie etwa dem Handling eines beladenen Behälters vorzubeugen, werden den Hubzylindern Druckbegrenzungsventile vorgeschaltet.
Das Hubrahmensystem eignet sich gleichermaßen für die Anwendung in Anhängern oder Triebkopffahrzeugen. Bei diesen sogenannten Innenladern umschließt das U-förmige Chassis den aufzunehmenden Wechselaufbau. Diese Fahrzeuge sind bekannt. Neu ist die erfindungsgemäße Anwendung auf Schüttgutmulden nach DIN 30720 sowie DIN 30735. Die Aufnahmevorrichtung wie beschrieben, macht das möglich. Hierfür kann der Hubrahmen gleichzeitig das Chassis des Fahrzeugs bilden. Der erfindungsgemäße Anhänger weist einen stabilen Hubrahmen (1) auf, der das Rückgrat bildet. Er nimmt Lagerungen für die höhenverstellbare Radschwinge (6), für die niveauausgleichende Anhängerzugdeichsel (7) sowie für die hydraulische Hubzylinder (8) auf. Containersicherungen, die auch dieser Hubrahmen aufweist, sind bereits beschrieben.
Zwei einfach wirkende Hydraulikzylinder reichen für Aufnehmen und Absetzen des Behälters. Sie sind im vorderen Bereich des Anhängers befestigt, wirken auf das von Hubrahmen (1) und Radschwinge (6) gebildete Hebelsystem und sorgen so für eine Niveauabsenkung oder Niveauanhebung des Gesamtfahrzeugs. Die Zugdeichsel (7), deren Hauptlagerpunkt im Hubrahmen liegt, stützt sich ab am vordersten Schwingenausleger. Die Hebelanordnung sorgt dafür, daß sich in jedem Stadium der Hubbewegung der Hubrahmen seine Neigung nicht verändert. Die Winkelveränderungen, denen die Deichsel mit ihrer am Zugfahrzeug befestigten Zugöse während den Bewegungen ausgesetzt ist, liegen in dem Bereich, der von Anhängerkupplungen an Zugfahrzeugen abgedeckt wird.
Der Aufnahmevorgang eines Behälters vollzieht sich wie folgt: Nach Entriegeln einer Sperre, welche das Hebelsystem von Schwinge und Hubrahmen in einer Fahrstellung sichert, kann der Hubrahmen durch Ausfahren der Hydraulikzylinder abgesenkt werden. In abgesenkter Stellung und mit geöffnetem, hinteren Gate wird der Anhänger an die Schuttmulde herangefahren, so, daß die Behälterauflageflächen mit ihrer Weitenverstellung unter die Scheuerleisten eingefahren werden können. Nach Weitenanpassung des Hubrahmens kann dieser durch Einfahren der Hydraulikzylinder mitsamt dem Container angehoben werden. Zur Transportsicherung ist die hintere Tür zu schließen.
Der erfindungsgemäße Anhänger eignet sich in seiner Grundversion besonders für innerbetriebliche Transportaufgaben. Er kann durch Stapler oder sonstige Zugfahrzeuge bewegt werden. Für innerbetriebliche Zwecke ist die Konstruktion sehr einfach gestaltet. Auf eine Radfederung kann verzichtet werden. Schuttmulden können mit Hilfe dieser Konstruktion an Orte verbracht werden, die für schwere Muldenabsetzkipper unzugänglich sind. Das ist besonders für Sonderabfall-Sammlungen von Bedeutung, die nicht in Außenbereichen gelagert oder gesammelt werden dürfen, sowie für Baustellen innerhalb von Gebäuden.
In der Straßenausführung verfügt der Anhänger über Radfederung und die vorgeschriebene Bremsenausrüstung.
Ausführungsvarianten des Hubrahmen-Anhängers sind Hubrahmensattelauflieger sowie Triebkopf-, und Knicklenkerfahrzeuge.
Für die Möglichkeit der selbsttätigen Entleerung von Schüttgutmulden ist der Hubrahmen teilbar ausgeführt. Ein oberer, die Mulde aufnehmender Teil ist über zwei Kipplager mit den jeweiligen Hubrahmen-Längsholmen verbunden. Zwei innenliegende Hydraulikzylinder sorgen für die zum Kippen notwendige Schwenkbewegung. Um die Entleerung zu erleichtern, wird das Niveau des Hubrahmens auf maximale Bodenfreiheit angehoben. Da sich die Kippachse nur kurz hinter der Aufstandsfläche der Räder befindet, sind für den Kippvorgang keine Abstützungen in Form von auszufahrenden Stützfüßen erforderlich.
Eine weitere Nutzungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anhänger ist, daß sie neben den DIN-Schüttgutmulden auch Wechselaufbauten aufnehmen. Die entsprechenden Wechselaufbauten sind entweder durch entsprechenden Unterbau an des Hubrahmensystem angepaßt oder aber werden durch Hilfsrahmen aufnahmefähig.
Der Hubrahmen-Anhänger ist tauglich für Aufnahme und Transport von Wechselpritschen und ist mit Zusatzausstattung ein vollwertiger Kabeltrommel-Anhänger, wie er für Baumaßnahmen in der Energiewirtschaft benötigt wird.

Claims

Verfahren zur Aufnahme, zum Transport und beschleunigten Wechselvorgängen von Schüttgut-Mulden unter Nutzung ihrer durch fortschreitende Normung entstandenen Form. Gekennzeichnet ist das Handhabungsverfahren dadurch, daß zu ihrer Aufnahme und Transportsicherung zum sowohl die aus der seitlichen Kontur herausstehenden Profile als auch die trapezförmig angeordneten Stirnflächen genutzt werden, um einen Form- und somit Kraftschluß herzustellen. Es weicht damit vom Stand der Technik ab. Das Verfahren erlaubt, daß wahlweise zu den Schüttgutmulden auch Wechselaufbauten aufgenommen werden können.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wesentliche Lastaufnahmemittel ein Corpus mit der Form einer U-förmigen Klammer (1) ist, welcher einen Hubrahmen bildet, um die Wechselbehälter (3) aus der Ruhe – in die Transportstellung zu bringen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme des Hubrahmens (1) seitliche Verstellmöglichkeiten (2) aufweisen. Diese Verstellmöglichkeit erlaubt, die lichte Weite zwischen den beiden Holmen zu verstellen. Die Verstellung kann manuell über Nocken, Keile oder Spindeln erfolgen. Alternativ kann eine Verstelleinrichtung über hydraulische oder pneumatische Stellzylinder sowie weiterer geeigneter Einrichtungen erfolgen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Hubrahmen-Längsholme eine Aufnahme (5) für den hinteren Verriegelungsmechanismus (4) aufweisen, welcher ebenfalls längenverstellbar ist. Diese Längenverstellung (6) erfolgt manuell oder über hydraulische wie auch pneumatische Einrichtungen.
Schnellwechselvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, welche sich dadurch auszeichnet, daß ihre Installation auf einem Muldenabsetzkipper gängiger Bauart zusätzlich zum bestehenden Aufbau erfolgt, und der Hubrahmen (1) von einem Hubmast (15) geführt wird, wie er gewöhnlich in Gabelstaplern Anwendung findet. Der Hubmast kann im Winkel von circa 45 Grad angebracht sein, wobei er den Hubrahmen aus Anspruch 2 aber in horizontaler Position aufnimmt. Der Hubmast selbst besitzt ein Fahrgestell (16) mit Führungsrädern. Diese Führungsräder laufen in einer Führungsschiene (17), die fest am Lkw-Aufbau verschraubt ist. Die Führungsschiene kann aufgrund Ihrer Ausgestaltung zum einen das Fahrgestell bei dessen Bewegung führen, als auch das nötige Moment aufnehmen, das beim Aufnehmen der Last entsteht. Das Fahrgestell besitzt auf einer Achse einen Antrieb. Das Hubmastteleskop kann in der hintersten Stellung des Fahrwerks, also am äußersten Ende der Lkw-Ladefläche nach unten ausgefahren werden. Der Hubrahmen aus Anspruch 2 wird durch Hydraulikzylinder, welche die behälteraufnehmenden Längsholme querverschieben, in seiner lichten Innenbreite variiert.
Anhänger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hubrahmen (1) über Gelenke mit einem Anhängerfahrwerk sowie der Anhängerdeichsel (7) verbunden ist. Der Hubrahmen kann, wie in 4 gezeigt, selbst das Chassis des Anhängers bilden. Die Räder des so geschaffenen Innenladers mit U-förmigem Chassis werden an einer gezogenen Schwinge (6) geführt.
Anhänger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydraulik, oder Pneumatikzylinder (8) an der Schwinge das Niveau des Hubrahmens verändert.
Anhänger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Zugfahrzeug angekuppelte Anhängerzugddeichsel über kinematische Elemente mit Hubrahmen (1) und Schwinge (6) verbunden ist, und somit bewirkt, daß bei Längenänderung des Betätigungszylinders (8) und somit bei einer Höhenverstellung des Hubrahmens (1), dieser stets weitgehend parallel zum Boden bleibt.
Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die ermöglichen, daß neben den DIN-Wechselmulden auch alternative Wechselaufbauten im Selbstladeverfahren aufgenommen werden können. Diese Vorrichtungen sind Sicherungselemente wie etwa Twist-Locks, bekannt als Transportsicherungen für Seecontainer, um auch Aufbauten oder Transportgüter mit zum Teil von Wechselmulden abweichender Form sicher aufnehmen zu können.
Wechselaufbauten nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Geometrie teilweise der DIN-Wechselbehälterkontur angeglichen ist, um sie durch die Hubrahmen aufnahmefähig zu machen. Die Kongruenz kann lediglich durch Vorhandensein der seitlichen Profile erreicht werden oder aber ergänzt werden durch zusätzlich eine trapezförmig angeordnete Stirnfläche.