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Betätigungssystem für die hydraulische Hebevorrichtung eines Kipperfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für die über ein Umsteuerventil an
eine Druckförderpumpe angeschlossene und über Druckknopfschalter elektrisch - steuerbare
hydraulische Hebevorrichtung eines Kipperfahrzeuges.
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Ein solches bekanntes Betätigungssystem weist nicht weniger als sechs
verschiedene elektrische Druckknopfschalter auf, von denen der Fahrer des Fahrzeuges
mindestens vier in richtiger Aufeinanderfolge betätigen muß, wenn die Hebevorrichtung
eingeschaltet, die Ladebrücke des Fahrzeuges richtig gekippt und wieder auf das
Fahrzeug abgesenkt und die Hebevorrichtung schließlich wieder abgestellt werden
soll. Infolge dieser komplizierten Bedienungsweise sieht der Lenker von einer Bedienung
der Hebevorrichtung meist ab, solange er - unmittelbar vor dem Ausladen des Ladegutes
- seine Aufmerksamkeit noch dem Manövrieren des Fahrzeuges zuwenden muß, und aus
dem gleichen Grunde verzichtet er in der Regel auch auf ein Anfahren des entladenen
Fahrzeuges, solange das Absenken der Ladebrücke noch nicht beendet ist. Da ein Ingangsetzen
der Hebevorrichtung in vielen Fällen schon vor Beendigung dieses Manövriervorganges
und umgekehrt auch ein Anfahren des entladenen Fahrzeuges meist schon vor dem Wiederaufsetzen
der Ladebrücke auf das Fahrzeug eingeleitet werden könnte, entstehen durch die vorgenannte,
übliche Handhabung unnötige Zeitverluste, die die Leistungsfähigkeit der Kipperfahrzeuge
nicht unwesentlich beeinträchtigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel
zu beheben und die Steuerung der hydraulischen Hebevorrichtung so zu verbessern,
daß sie vom Fahrersitz aus in einfacher, übersichtlicher Weise mit möglichst wenigen
Handgriffen - und damit auch zusätzlich zur Steuerung des Fahrzeuges -bedient werden
kann.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß die Druckölförderpumpe und das Umschaltventil über ein gemeinsames;
elektrisch gesteuertes Schaltorgan ein- und ausschaltbar bzw. auf Heben oder Senken
umschaltbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltorgan
an ein übliches Druckluftsystem des Fahrzeuges angeschlossen, und zwar derart, daß
austrittsseitig je zwei Leitungen zu zwei Servomotoren zur Betätigung einer üblichen
Einschaltkupplung der Druckölförderpumpe bzw. zur Umschaltung des Umschaltventils
des Druckmittelkreislaufes führen, wobei in an sich bekannter Weise die jeweils
nicht an das Druckluftsystem angeschlossenen Leitungen entlüftet sind.
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Nachdem in nahezu allen neuzeitlichen Kraftfahrzeugen Druckluftanlagen
vorhanden sind, kann eine solche elektropneumatische Steuerung ohne einen nennenswerten
zusätzlichen Aufwand verwirklicht werden, was neben der angestrebten einfachen Bedienungsweise
den weiteren Vorteil mit sich bringt, daß für die elektrische Steuerung des pneumatischen
Systems nur eine geringe elektrische Leistung erforderlich ist, die jederzeit von
der üblichen Fahrzeugbatterie entnommen werden kann, während außerdem auch der zur
Steuerung des Druckmittelkreislaufes der hydraulischen Hebevorrichtung benötigte
Druckluftaufwand verhältnismäßig gering ist und ebenfalls ohne weiteres von einer
üblichen Druckluftanlage her, wie sie z. B. für Druckluftbremsen benötigt wird,
gedeckt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zur Einschaltung der
Hebevorrichtung dienende Druckknopfschalter mit einer üblichen, durch das Einschalten
erregten Selbsthalte-Magnetspule versehen, die den betätigten Schalter bis zur zusätzlichen
Betätigung eines von zwei an sich bekannten Ausschalt-Druckknopfschaltern entgegen
der Kraft einer Feder in seiner Einschaltstellung festhält. Es genügt hiernach also,
daß der Lenker des Fahrzeuges einen kurzen Augenblick auf den Einschalt-Druckknopf
drückt, wonach das Ausschwenken der Ladebrücke selbsttätig bis zu deren maximaler
Ausschwenkung fortgesetzt wird. Sollte es jedoch nicht notwendig sein, die Ladebrücke
bis zur maximalen Ausschwenkstellung zu heben, so braucht der Lenker lediglich im
gewünschten
Augenblick den von Hand bedienbaren Ausschalt-Druckknopfschalter zu betätigen, wodurch
die Abschaltung der Druckölpumpe und die Umsteuerung des Druckölkreislaufes im Sinne
einer selbsttätigen Absenkung der Ladebrücke bei jeder beliebigen Stellung der Ladebrücke
genauso herbeigeführt «erden kann, als wenn diese sich in ihrer maximalen Ausschwenklage
befinden würde.
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Das erfindungsgemäße Betätigungssystem ermöglicht auch ein sogenanntes
»Ausschütteln« der Ladebrücke, wenn dies z. B. bei feuchtem, lehmhaltigem Material
erwünscht sein sollte. Nach Erreichen der maximalen Ausschwenkstellung ist es hierbei
lediglich notwendig. den Einschalt-Druckknopfschalter jeweils unmittelbar nach dem
Beginn des Absenkens der Ladebrücke erneut zu betätigen. Ebenso kann ein solches
»Ausschiitteln« auch bei nicht voll ausgeschwenkter Ladebrücke vorgenommen werden,
indem der Ausschalt- und der Einschalt-Druckknopfschalter mehrfach in der gewünschten
Ladebrückenstellung abwechselnd betätigt werden.
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Sell3@tverständlich lassen sich die vorgenannten Bedienungshandgriffe
unmittelbar vom Fahrersitz des Fahrzeuges aus ausführen, da sich die genannten Ein-
und Auschalter ohne weiteres an einer günstig gelegenen Stelle, z. B. am Instrumentenbrett
des Fahrzeuges, anbringen lassen.
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In der Zeichnung, die die Steuerungsanordnung des Druckmittelkreislaufes
einer hydraulischen Kipperfahrzeug-Hebevorrichtung schematisch wiedergibt, ist die
Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Die Hebevorrichtung eines (im übrigen nicht dargestellten) Kipperfahrzeuges
besteht im wesentlichen aus einem Druckzylinder 1 mit einem darin verschieb-!
@-:ren Arbeitskolben 2, dessen aus dem DruckzyIinder 1 herausragende Kolbenstange
3 an einem Helfelarm 4 angelenkt ist, der auf einer am Fahrzeugrahmen verdrehbar
gelagerten Welle 5 befestigt ist. An derselben Welle 5 sind - etwa in einem rechten
Winkel zum Hebelarm 4- zwei weitere Hebelarme 6 befestigt, an deren freien Enden
je eine nach oben zu einer (nicht dargestellten) Ladebrücke führende Stütze 7 angelenkt
ist. Wird der Arbeitskolben 2 nach der die Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange
3 aufweisenden Stirnseite des Druckzylinders 1 hin verschoben. so wird dadurch die
Welle 5 mit den auf ihr befestigten Hebelarmen 4 und 6 (nach der Zeichnung) im U
hrzeigersinn geschwenkt, wobei die Stützen 7 im Sinne einer Ausschwenkung der Ladebrücke
angehoben werden.
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Zum Verschieben des Arbeitskolbens 2 dient Drucköl aus einem Druckölkreislauf,
der aus einer Druckölpumpe 8, einem Umsteuerventil 9, einem Ölvorratsbehälter 10
und aus von der Druckölpumpe 8 über das Umsteuerventil 9 zum Druckzylinder 1 und
von diesem über das Umsteuerventil 9 und den Ölvorratsbehälter 10 zur Druckölpumpe
8 zurückführenden Leitungen 11, 12, 13. 14 und 15 besteht. Die Druckölpumpe 8 kann
zu ihrer Einschaltung in üblicher Weise mit dem Fahrzeugmotor des Kipperfahrzeuges
gekuppelt werden, wozu eine z. B. als Reibungskupplung ausgebildete Kupplungsvorrichtung
16 dient, die von einem pneumatischen Betätigungszylinder 17 aus betätigbar ist.
Desgleichen dient zur Betätigung des U msteuerv entils 9 ein pneumatischer Betätigungszylinder
18. Beide pneumatischen Betätigungszylinder 17 und 18 sind über je zwei Leitungen
19 bzw. 19' und 20 bzw. 20' an ein elektrisch steuerbares Ventil 21 angeschlossen,
welches seinerseits an einen Druckluftzyliri,-ler 22, der z. B. zu einem üblichen
Druckluftsystem des Kipperfahrzeuges gehören kann, über eine weitere Leitung 23
angeschlossen ist.
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Das Ventil 21 des pneumatischen Systems ist an einen von der Fahrzeugbatterie
24 des Kipperfahrzeuges aus gespeisten Stromkreis angeschlossen, der in drei Zweige
25, 26 und 27 verzweigt ist. Im einzelnen geht vom einen Pol der Fahrzeugbatterie
24. deren anderer Pol an die Masse 28 des Fahrzeugrahmens gelegt ist, eine elektrische
Leitung über eine Sicherung 29 zu einer Verzweigungsstelle 30, von der die drei
genannten Verzweigungen ausgehen. Der Zweig 25 (in der Zeichnung ausgezogen dargestellt)
führt zu zwei Kontakten 31, 32 eines von Hand betätigbaren Druckknopfschalters 33,
durch dessen Betätigung beide genannten Kontakte gemeinsam mit je einem zugehörigen
Kontakt 31' bzw. 32' verbunden werden. Der Kontakt 31' gehört zu einer Abzweigung
25' des Zweiges 25 und ist mit einer Leitung verbunden, die über eine Selbsthalte-Magnetspule
34 des Druckknopfschalters 33 und weitere Leitungsteile ebenfalls mit der Masse
28 des Fahrzeugrahmens in Verbindung steht. Der andere Kontakt 32 des Druckknopfschalters
33 ist bei betätigtem Schalter über den Kontakt 32' und einen weiteren Leitungsteil
des Zweiges 25 mit einer Anschlußstelle 35 des elektrisch gesteuerten Ventils 21
verbunden.
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Der Zweig 26 (in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt) führt
von der Verzweigungsstelle 30 zu einem Kontakt 36 eines ebenfalls von Hand betätigbaren
und zur Ausschaltung der Hebevorrichtung dienenden Druckknopfschalters 37, der insgesamt
drei Kontaktstellen aufweist. Die einerseits den Kontakt 36 aufweisende Kontaktstelle
wird bei Betätigung des Druckknopfes mit einem weiteren Kontakt 36' verbunden, der
über einen mit einer weiteren Verzweigungsstelle 38 versehenen Leitungsteil des
Zweiges 26 mit einer anderen Anschlußstelle 39 des genannten Ventils 21 verbunden
ist. Beide Anschlußstellen 35 und 39 des Ventils 21 führen zu üblichen Magnetspulen
zur Betätigung des Ventils, deren andere Enden über entsprechende Leitungen an die
Masse 28 des Fahrzeugrahmens gelegt sind.
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Der dritte Zweig 27 (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) des
zur Steuerungsanordnung gehörigen Stromkreises führt von der Verzweigungsstelle
30 aus zu einem Kontakt 40 eines weiteren, vom Hebelarm 6 der Hebevorrichtung aus
selbsttätig gesteuerten Druckknopfschalters 41 und wird bei Betätigung dieses Schalters
mit einem Kontakt 40' desselben verbunden, der über den anschließenden Teil des
Zweiges 27 mit der Verzweigungsstelle 38 verbunden ist. Bei nicht betätigtem Druckknopfschalter
41 überbrückt dieser zwei weitere Kontakte 42 und 42', die sich in der Abzweigung
25' des Zweiges 25 unmittelbar vor deren Anschluß an die Masse 28 des Fahrzeugrahmens
befinden. In derselben Abzweigung 25' befinden sich schließlich noch zwei weitere
Kontakte 43, 43', die zu dem von Hand betätigbaren Druckknopfschalter
37
gehören und ebenfalls bei nicht betätigtem Schalter miteinander verbunden
sind. Das dritte Kontaktpaar 44, 44' des Druckknopfschalters 37 befindet sich schließlich
wieder in dem ersten Zweig 25 zwischen dem Kontakt 32' des Druckknopfschalters 33
und der Anschlußstelle 35 des Ventils 21 des pneumatischen Systems.
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Das hydraulische System der betriebsbereiten Steuerungsanordnung ist
vollständig mit Öl gefüllt, so daß also der Druckzylinder 1 beiderseits des Arbeitskolbens
2 stets mit Öl angefüllt ist. Ebenso ist auch der Druckluftzylinder 22 bei betriebsbereitem
Fahrzeug
mit Druckluft von genügend hohem Druck gefüllt, wie es bei solchen Anlagen ohnehin
selbstverständlich ist.
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Die beschriebene Steuerungsanordnung wirkt folgendermaßen : Soll die
Ladebrücke des Kippfahrzeuges zum Ausschütten des Ladegutes eingeschaltet werden,
so wird zu diesem Zweck der Druckknopfschalter 33 betätigt. Hierzu genügt ein kurzes
Eindrücken des Druckknopfes, weil im Augenblick des Schließens der Kontakte 31,
31' und 32, 32' die Selbsthalte-Magnetspule 34 in den Stromkreis eingeschaltet und
der Schalter dadurch entgegen der Kraft einer eingebauten Druckfeder 45 in der eingedrückten
Stellung festgehalten wird. Bei dieser Einschaltstellung ist zugleich auch die Anschlußstelle
35 des Ventils 21 des pneumatischen Systems über die Kontakte 32, 32' des Druckknopfschalters
33 in den Stromkreis eingeschaltet, wodurch die Druckluft aus dem Druckluftzylinder
22 über die Leitungen 20, 20' den Betätigungszylindern 17 und 18 der Druckölpumpe
8 bzw. des Umsteuerventils 9 zugeführt wird.
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Die Druckluft bewirkt einerseits ein Ankuppeln der Druckölpumpe 8
an den Antriebsmotor des Kipperfahrzeuges und andererseits ein derartiges Umsteuern
des Umsteuerventils 9, daß das von der Druckölpumpe 8 geförderte Öl lediglich über
die Leitung 12 zum Druckzylinder 1 gelangen kann und somit den Arbeitskolben 2 aus
der dargestellten Stellung in Richtung aus dem Zylinder heraus bewegt. Gleichzeitig
bewirkt die genannte Steuerung des Umsteuerventils 9 eine Freigabe des Ölrückflusses
aus dem vor dem Arbeitskolben 2 befindlichen Zylinderraum des Druckzylinders 1 und
die Leitung 13 zur Leitung 14 und zum Ölvorratsbehälter 10, von dem das Öl in üblicher
Weise durch die Leitung 15 zur Druckölpumpe 8 angesaugt wird. Die entsprechenden
Richtungen des Ölkreislaufes sind in der Zeichnung durch die ausgezogenen Pfeile
46 gekennzeichnet.
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Die Ladebrücke des Kipperfahrzeuges hebt sich bei der Bewegung des
Arbeitskolbens 2 aus dem Druckzylinder 1 heraus bis zu ihrer am weitesten ausgeschwenkten
Stellung, bei der der Hebelarm 6 der Hebevorrichtung gegen den Druckknopfschalter
41 anschlägt und diesen aus der dargestellten Normalstellung so weit betätigt, daß
die Kontakte 42, 42' unterbrochen und nunmehr die Kontakte 40,40' dieses Schalters
verbunden werden. Die Unterbrechung der Kontakte 42, 42' hat zugleich eine Unterbrechung
des die Selbsthalte-Magnetspule 34 erregenden Stromkreises der Abzweigung 25' zur
Folge, wodurch über das Ventil 21 auch die Druckluftzufuhr in die Leitungen 20,
20' abgesperrt und diese Leitungen zugleich (in nicht besonders dargestellter Weise)
mit der freien Atmosphäre verbunden werden. Anderseits wird aber durch die Verbindung
der Kontakte 40,40' des Druckknopfschalters 41 der Zweig 27 des Stromkreises eingeschaltet,
wodurch das Ventil 21 über die Anschlußstelle 39 derart betätigt wird, daß die Druckluft
jetzt durch die Leitungen 19 und 19' zu den Betätigungszylindern 17 bzw. 18 gelangt,
was einerseits einer Auskupplung der Druckölpumpe 8 und anderseits einer solchen
Umschaltung des Umsteuerventils 9 entspricht, daß das Öl nunmehr ungehindert in
Richtung der in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Pfeile 47 strömen kann.
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Da bei dieser Schaltung einem Rückfluß des unter dem Arbeitskolben
2 befindlichen Öles durch die Leitung 12 nach dem Umsteuerventil 9 hin kein Widerstand
mehr entgegenwirkt und anderseits auch genügend Öl durch die Leitung 13 vom Umsteuerventil
9 nach dem Druckzylinder 1 hin gelangen kann. kann sich auch die Ladebrücke des
Kipperfahrzeuges durch ihr Eigengewicht selbsttätig in ihre normale Auflagestellung
auf dem Kipperfahrzeug absenken. Wesentlich ist, daß die Konstruktion des Druckknopfschalters
41 durch die dargestellte Ausbildung eine gleichzeitige Verbindung beider Kontaktpaare
40, 40' und 42, 42' ausschließt, da sonst beide Anschlußstellen 33 und 39 des Ventils
gleichzeitig an den Stromkreis der Fahrzeugbatterie 24 angeschlossen wären. Da im
übrigen sowohl die Auskupplung der Druckölpumpe 8 als auch die Umsteuerung des Umsteuerventils
9 nur einen kurzzeitigen Druckluftimpuls benötigen, ist es nicht erforderlich, daß
der Druckknopfschalter 41 längere Zeit betätigt bleibt. Es genügt also die jeweilige
Auskupplung bzw. Umsteuerung, die sich im Absenken der Ladebrücke auswirkt, woraufhin
der Druckknopfschalter 41 mit der sich absenkenden Ladebrücke selbsttättig in seine
dargestellte Ausgangsstellung zurückkehren kann, bei der sich nunmehr auch die übrigen
Teile des elektrischen Systems der Anlage wieder in der in der Zeichnung dargestellten
Stellung befinden und die Anlage zur erneuten Inbetriebnahme bereit ist.
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Sollte es nicht erforderlich sein, die Ladebrücke bis in ihre am weitesten
ausladende Kippstellung zu schwenken, so braucht im gewünschten Augenblick lediglich
der Druckknopfschalter 37 betätigt zu werden, wodurch einerseits der zur Anschlußstelle
35 des Ventils 21 führende Zweig 25 (und auch dessen Abzweigung 25') unterbrochen
und anderseits der Zweig 26 über die miteinander verbundenen Kontakte 36, 36' des
Druckknopfschalters 37 in den Stromkreis eingeschaltet wird. Auch dadurch wird nunmehr
das Ventil 21 über die Anschlußstelle 39 betätigt und die vorgenannte Druckluftumsteuerung
bewirkt, durch welche die Druckölpumpe 8 ausgekuppelt und das Umsteuerventil 9 im
Sinne eines selbsttätigen Absenkens der Ladebrücke umgesteuert wird.
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Macht eine Beladung der Ladebrücke des Kipperfahrzeuges mit einem
feuchten, leicht an der Ladebrücke haftenbleibendem Gut, z. B. feuchtem Lehm, ein
»Ausschütteln« der gekippten Ladebrücke notwendig, so braucht nach der vollständigen
Ausschwenkung der Ladebrücke lediglich der Druckknopfschalter 33 in kurzen Abständen
aufeinanderfolgend mehrmals betätigt zu werden. Da die Anlage schon unmittelbar
nach der Freigabe des selbsttätig gesteuerten Druckknopfschalters 41 wieder betriebsbereit
ist, bewirkt ein solches Wiedereinschalten des Druckknopfschalters 33 ein sofortiges
erneutes Ausschwenken auch schon dann, wenn sich die Ladebrücke aus ihrer ausgeschwenkten
Stellung nur wenig abgesenkt haben sollte. Aus dieser Wirkungsweise geht also hervor,
daß das »Ausschütteln« beliebig oft wiederholt werden kann.
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Ein gleiches Ausschütteln der Ladebrücke läßt sich auch in allen anderen
Kippstellungen erreichen, wenn unmittelbar nach Betätigung des Ausschalt-Druckknopfschalters
37 wieder der Einschalt-Druckknopfschalter 33 und diese beiden Schalter abwechselnd
so lange aufeinanderfolgend betätigt werden, bis die Ladebrücke genügend ausgeschüttelt
ist.