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Eisenbahnhubkipper mit Zwischenrahmen und hydraulischen Hubeinrichtungen
Das Hauptpatent 1083 845 betrifft einen Eisenbahnhubkipper mit Zwischenrahmen und
hydraulischen. Hubeinrichtungen sowie mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Kippwinkels
in Abhängigkeit vom Ladegewicht und dessen jeweiliger Schwerpunktlage durch Abwägen
des Druckes in den Hubzylindern gegenüber dem Druck in den Kippzylindern.
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Die Einrichtung zur Begrenzung des Kippwinkels ist dabei so ausgebildet,
daß zwischen der Druckleitung eines der beiden Hubzylinder und der Druckleitung
des zugeordneten Kippzylinders ein die Druckölversorgung des Kippzylinders regelndes
Ventil vorgesehen ist, das einen unter dem Hubzylind'e:rdruck stehenden ersten Kolben
aufweist, der sich über eine Regelfeder auf einen zweiten, vom Kippzylinder beaufschlagten
Kolben abstützt, der den Zustrom des Druckmittels zum Kippzylinder in der Weise
überwacht, daß er den Eintritt des Druckmittels in den Kippzylinder bei abnehmendem
Druck im Hubzylinder freigibt. Bei abnehmendem Druck im Kippzylinder und bei nicht
entsprechendem Absinken des Druckes im Hubzylinder wird jedoch mit Hilfe der Feder
der Zustrom von Druckflüssigkeit zu den Kippzylindern gesperrt. Dabei ist das die
Druckölversorgung des Kippzylinders regelnde Ventil durch eine Leitung überbrückt,
die durch ein in Abhängigkeit vom Kippwinkel des Behälters betätigtes Ventil absperrbar
ist.
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Diese Anordnung hat sich bewährt und die Möglichkeit geschaffen, die
Standsicherheit des Fahrzeugs bis zum maximalen Kippwinkel des Fahrzeugkastens beim
Entladen zu gewährleisten.
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Die vorliegende Erfindung ergänzt die Einrichtung nach dem Hauptpatent
insofern, als, sie das zusätzliche Ventil einspart, das bei einem bestimmten Kippwinkel,
beispielsweise 20°, die überbrückungsleitung absperrt. Hierdurch wird die Sicherheit
beim Kippen erhöht; denn die Einrichtung zur Begrenzung des Kippwinkels arbeitet
nunmehr vom ersten Augenblick des Hebens an, während sie nach dem Hauptpatent erst
nach Absperren der Überbrückungsleitung voll wirksam wurde. Dies kann auch bei geringeren
Kippwinkeln bereits von Bedeutung sein, weil beispielsweise durch Untersuchungen
festgestellt wurde; daß bei Hubkippern mit einem angenommenen maximalen Hub von
1,6 m im ungünstigsten Falle, also bei einer Ladung mit hochliegendem Schwerpunkt,
bereits bei einem Kippwinkel von 25° die Stabilitätsgrenze erreicht ist.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Eisenbahnhubkipper mit Zwischenrahmen
und hydraulischen Hubeinrichtungen der eingangs genannten Art in der Einrichtung
ein Vorsteherkolben vorgesehen, der durch den Druck in der Kippzylinderleitung entgegen
der Kraft einer durch eine unter dem Hubzylinderdruck stehenden und gegen die Kraft
einer zusätzlichen Feder wirkenden Kolbeneinrichtung beaufschlagten Regelfeder verschiebbar
ist und den Zu-und Abiluß der Druckflüssigkeit aus der Druckkammer eines Kolbenschiebers
steuert, der, unter der Kraft einer Feder stehend, den Zustrom von Druckflüssigkeit
zu den Kippzylindern regelt, wobei die Kraft der den Vorsteuerkolben und die Kolbeneinrichtung
beeinflussenden Federn derart auf den Druck in der Kippzylinderleitung abgestimmt
ist, daß beim Nachlassen desselben, beispielsweise durch Verlagerung des Lastenschwerpunktes
auf die Kippseite oder starkem Winddruck in Kipprichtung, der Vorsteuerkolben durch
die Federkraft verschoben und darauffolgend der Kolbenschieber nach Entlastung seiner
Druckkammer die Druckmittelzufuhr zu den Kippzylindern sperrt.
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Die Einrichtung zur Begrenzung des Kippwinkels arbeitet also vom ersten
Augenblick an.
Um sicherzustellen, daß die Einrichtung auch ahne
Öldruck einsatzbereit ist, d: h. sofort bei Einsetzen von Öldruck arbeiten kann,
ist am Wagenkasten ein durch eine Feder belastetes Druckstück vorgesehen, das in
nicht gekippter Lage des Wagenkastens den Vorsteuerkolben entgegen der Kraft der
Regelfeder in einer Stellung hält, in der die Verschiebedruckkammer des Kolbenschiebers
mit der Pumpendruckleitung verbunden ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 den schematischen Vertikalschnitt durch einen Hubzwischenrahmen
mit eingebauter Druckwaage gemäß 1-I in Fig. 2, Fig. 2 den Schnitt entlang II-II
in Fig. 1, Fig. 3 ein Schema der Druckwaage bei aufsitzendem Wagenkasten in ungekipptem
Zustand; wobei die Kippbewegung bereits eingeleitet ist, Fig. 4 .ein Schema der
Druckwaage bei gekipptem Wagenkasten während des Kippvorganges, Fig. 5 ein Schema
der Druckwaage bei gekipptem Wagenkasten in durch de Kippsicherung gestopptem Zustand.
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Der Wagenkasten 1 ruht in ungekipptem Zustand in festen Gelenken 2
auf den Kolben 3 der Kippzylinder 5, die senkrecht im Hubzwischenrahmen angeordnet
sind. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den Hubzwischenrahmen so auszuführen,
daß die beiden Hubzylinder 6 und 7 in .einer Flucht angeordnet und zu einem Zylinder
zusammengefaßt sind und damit einen Teil des den Wagenkasten tragenden Raumtragwerkes
bilden. In diesem Falle hat der Hubzylinder also eine doppelte Aufgabe; denn er
dient zum Heben und gleichzeitig als Obergurt des als Sprengwerk ausgebildeten Hubzwischenrahmens.
Die Enden der Hubzylinder sind durch steife Holme 8 und 9 mit den oberen Querträgern
4 und den unteren Anlenkpunkten 10 und 11 der Kippzylinder verbunden. Die unteren
Anlenkungen 10 und 11 der Kippzylinder untereinander sind durch Zugstangen
12, die als Untergurte des Tragwerkes dienen, verbunden. An die Gelenke 10 und 11
sind weiterhin Stützhebel 13 und 14 angelenkt, die mit Rollen 15 beweglich
auf dem Untergestell 16 ruhen. An den dritten Ecken 17 und 18 der als räumliche
Dreiecke ausgebildeten Stützhebel 13 und 14 greifen die Kolbenstangen 19 und 20
der Hubzylinder an. Am Hubzwischenrahmen sind weiterhin die Druckwaage 26, der Steuerventilkasten
33, die Pumpe 34 und der Motor 35 gelagert, die, wie noch näher beschrieben werden
soll, durch Leitungen verbunden sind.
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Am Wagenkasten 1 ist eine Feder 24 angeordnet, die in
ungekipptem Zustand des Wagenkastens einen Stößel 25, der einen an der Unterseite
konisch geformten Kolben 21 trägt, in die Druckwaage 26 drückt. Von der Druckwaage
26 führt eine Leitung 27 zu den beiden Kippzylindern 5. Zwei weitere Leitungen 28
und 29 verbinden die Druckräume der beiden Hubzylinder 6 und 7 mit der Druckwaage.
Eine Leitung 32 führt von der Pumpe 34 mit dem Motorkasten 35 über den Steuerventilkasten
33 zur Druckwaage 26, und eine Leitung 36 verbindet die Waage mit dem Pumpensumpf
37. Die Betätigung der Steuerventile des Steuerventilkastens 33 erfolgt vorzugsweise
von der Stirnseite des Fährzeuges aus über Wellen mit Kardangelenken od. dgl.
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In der Druckwaage schließt .sich an die Leitung 32 eine Leitung 22
an, die ständig geöffnet ist und die Verbindung mit einem Hohlraum 23 hat, in dem
ein dreistufiger Vorsteuerkolben 30 und der konisch geformte Kolben 21 gleiten.
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Vom Hohlraum 23 zweigen eine Leitung 38 zu einem Zylinder
40 und eine Leitung 27 a zur Leitung 27 zu den Kippzylindern 5, eine
weitere Leitung 39 zum Zylinder 40 sowie eine Leitung 36 zum Pumpensumpf ab. In
dem Zylinder 40 gleitet ein Kolbenschieber 52, der sich über eine beliebige
Verbindung gegen eine Feder 53 abstützt, die beispielsweise durch ein Gehäuse 41
gehalten und in ihrer Zusammendrückung begrenzt wird. Der dreistufige Vorsteuerkolben
30 stützt sich mit einer Nase gegen eine Platte 55, die in einem Hohlraum 42 zwischen
einer Anlagefläche 43 und Anschlägen 44 verschieblich ist. Die Platte 55 wird von
einer Feder 56 gehalten, die sich gegen eine in. einem Raum 45 verschiebbar angeordnete
Platte 58 abstützt. Im Raum 45 ist eine Feder 57 zwischen Anschlägen 46 und der
an der Nase eines Steuerkolbens 59 anliegenden Platte 58 eingespannt. Der Kolbenschieber
59 wird über Stifte ,60 und 61 und die Leitungen 28 und 29 vom Druck in den Hubzylindern
beaufschlagt.
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Die Leitung 22 führt in ihrem oberen Teil um den zylinderförmigen
Hohlraum 23 und die Leitung 27 a um den Zylinder 40 herum.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:
In Normallage drückt der Wagenkasten 1 über die Feder 24 den Stößel 25 nach unten,
der den an der Unterseite konisch geformten Kolben 21 in gleicher Richtung bewegt.
Mit seiner Nase liegt der Kolben 21 auf dem dreistufigen Vorsteuerkolben 30 auf
und drückt ihn ebenfalls nach unten. Dabei liegt die Platte 55 an den Anschlägen
44 an, und die Feder 56, die unter Vorspannung steht, wird zusammengedrückt. Es
ist selbstverständlich, daß die Feder 24 stärker gewählt werden muß als die Feder
56. Der Vorsteuerkolben 30 gibt über die Leitungen 22 und 38 der durch die Leitung
32 von der Pumpe kommenden Druckflüssigkeit den Weg in den Zylinder 40 frei
und beaufschlagt die Seite 51 des Kolbenschiebers 52. Der Kolbenschieber 52 wird
gegen die Kraft der Feder 53 verschoben und gibt mit seiner Steuerkante 47 die Leitung
27 zu den Kippzylindern frei (Fig. 3).
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Beim Abheben des Wagenkastens durch die Kippzylinder 5 wird der bisher
unter der Kraft der Feder 24 eingedrückte konische Kolben 21 freigegeben. Der Teil
des Raumes 23, der einerseits durch die Aufschlagfläche 54 des dreistufigen Vorsteuerkolbens
30, andererseits durch den konischen Kolben 21 begrenzt wird, steht durch die Verbindung
mit der Leitung 27 über die Leitung 27a unter dem gleichen Druck, der in den Kippzylindern
herrscht. Der konische Kolben 21 wird infolgedessen bei Freigabe durch die Feder
24 nach außen gedrückt, bis er an den Anschlägen 48 zur Anlage kommt. Gleichzeitig
wird durch den Flüssigkeitsdruck der Vorsteuerkolben 30 in Richtung zur Platte 55
gedrückt, bis diese an den Anschlagen 44 gegen die Kraft der Feder 56 anliegt. Der
Kippvorgang wird also ungehindert weitergehen, nachdem der Kolben 21 seine, ursprüngliche
Lage verlassen hat.
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Sinkt infolge einer Auswanderung des Schwerpunktes der Druck in. den
Kippzylindern, während der Druck in den Hubzylindern, beispielsweise dadurch, daß
die Klappen noch nicht geöffnet sind, unverändert bleibt, wird die über den Kolben
59 und
die Platte 58 gegen die Kraft der Feder 57 zusammengedrückte
Feder 56 die Kraft des Vorsteuerkolbens 30 überwinden und denselben aus der in.
Fig. 4 gezeigten in die in Fig. 5 dargestellte Lage drücken. Die Steuerkante 49
des mittleren Ansatzes des Vorsteuerkolbens 30 sperrt dabei die Leitung 22 zum Raum
23 ab, während die Steuerkante 50 die Leitung 39 vom Zylinder 40 über die Leitung
36 zum Pumpensumpf freigibt. Der nicht mehr von dem Druck in den Kippzylindern über
die Leitung 22 beaufschlagte Kolbenschieber 52 bewegt sich unter der Kraft der Feder
53 bis zu seiner Anlage 62, wie in Fig. 5 dargestellt. Dabei strömt die Flüssigkeit
aus dem Raum 40 über die Leitung 39 und 36 ab. Die Steuerkante 47 des Kolbenschiebers
52 verschließt die Leitung 27 zu den Kippzylindern. Die Pumpe arbeitet über ein
Sicherheitsventil auf den Sumpf.
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Über die Leitung 27 bleibt der Teil des Raumes 23 zwischen dem konischen
Kolben 21 und der Aufschlagfläche 54 des Vorsteuerkolbens 30 in ständiger Verbindung
mit den Kippzylindern. Fällt der Druck in den Hubzylindern, bzw. ändert sich das
Verhältnis des Druckes in den Kippzylindern zu dem Druck in den Hubzylindern, so
daß der Druck über die Leitung 27a den Vorsteuerkolben 30 wiederum in eine Stellung
drückt, in der über die Leitungen 22 und 38 der Kolbenschieber 52 beaufschlagt wird,
so wird erneut der Fluß der Druckflüssigkeit von der Pumpe zu den Kippzylindern
freigegeben.
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Mit besonderer Sorgfalt werden die großen Abmessungen der Aufschlagflächen
und die Federkräfte in Beziehung zueinander gebracht werden müssen, wobei beispielsweise,
wie bereits erläutert, die Feder 24 stärker zu wählen ist als die Feder 56 und die
Feder 57 gleichfalls stärker als die Feder 56. Die Feder 57 ist so stark zu bemessen,
daß erst nach ihrer überwindung der Druck in den Hubzylindern auf die Druckwaage
einwirken kann. Die Feder 56, die unter Vorspannung steht, muß so ausgelegt sein,
daß sie bei Überschreiten einer Grenze, nach der die Druckwaage wirksam werden soll,
vom Vorsteuerkolben 30 zusammengedrückt werden kann. Die Kraft der Feder 53 schließlich
muß so bemessen sein, daß sie bei Absinken des Druckes den Kolbenschieber 52 zwar
betätigen kann, jedoch schon relativ geringem Druck im Zylinder 40 nachgibt.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung wird mit besonderem Vorteil bei
besonders großen Einheiten, sei es Schienen- oder Straßenfahrzeugen, Verwendung
finden.