DE19959799A1

DE19959799A1 - Kolben-Zylinder-Vorrichtung

Info

Publication number: DE19959799A1
Application number: DE1999159799
Authority: DE
Inventors: Roland Zangl; Rutger Dautel
Original assignee: DAUTEL GmbH
Current assignee: DAUTEL GmbH
Priority date: 1999-12-11
Filing date: 1999-12-11
Publication date: 2001-06-13

Abstract

Eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung als hydraulisch oder pneumatisch betreibbares System mit zumindest einem Kolben-Zylinder-Aggregat (10), wobei insbesondere der jeweils erforderliche Hubweg zwischen Kolben und Zylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) zum Bewegen, Kippen oder dergleichen von an das Kolben-Zylinder-Aggregat (10) angeschlossenen Bauteilen (52, 56) über eine Steuereinrichtung (12) steuerbar ist oder automatisch gesteuert wird, insbesondere zum Kippen einer um eine Drehachse (54) gelenkig kippbaren Ladeeinrichtung (52) eines Kipperfahrzeugs (50), zeichnet sich dadurch aus, dass eine Dämpfungseinrichtung (20) auf das Kolben-Zylinder-Aggregat (10) einwirkt, die die Wirkung von Stoßkräften auf das Kolben-Zylinder-Aggregat (10) beziehungsweise die angeschlossenen Bauteile (52) dämpft.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder- Vorrichtung als hydraulisch oder pneumatisch betreibbares System mit zumindest einem Kolben-Zylinder-Aggregat, wobei insbesondere der jeweils erforderliche Hubweg zwischen Kolben und Zylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats zum Bewegen, Kippen oder dergleichen von an das Kolben-Zylinder- Aggregat angeschlossenen Bauteilen über eine Steuerein richtung steuerbar ist oder automatisch gesteuert wird, insbesondere zum Kippen einer um eine Drehachse gelenkig kippbare Ladeeinrichtung eines Kipperfahrzeugs.

Bei Ladeeinrichtungen von Kipperfahrzeugen ist man bestrebt, den Ladeaufbau aus Wirtschaftlichkeitsgründen nach dem Leichtbauprinzip zu gestalten. Dies kann mitunter zu Problemen bei Beladen von Kippern führen. Insbesondere das Beladen mit sehr schwerem Ladegut, beispielsweise Stein- oder Felsblöcken, kann zu plastischen Verformungen des Kipperaufbaus führen, da in der Regel die Stein- und Felsblöcke nicht sanft auf dem Ladeaufbau abgelegt werden sondern aus nicht unerheblicher Höhe von dem Beladegerät in den Ladeaufbau geworfen werden. Dabei treten enorme Stoßkräfte beim Aufprall der Blöcke auf die Ladeeinrichtung beziehungsweise den Kipperboden auf. Dadurch kann es zu den erwähnten plastischen Verformungen des Kipperbodens kommen, was auf Dauer dessen Funktionalität beeinträchtigt. So können Beulen entstehen, was unerwünscht ist, da man bestrebt ist, den Kipperboden möglichst glatt zu halten, um beim Entladen ein problemloses Herausgleiten des Ladeguts zu gewährleisten. Die plastischen Verformungen können sogar so weit gehen, dass Risse auftreten.

STAND DER TECHNIK

In dem Prospekt der Firma DAUTEL, NUTZLAST-KIPPER, Ausgabe 1/98 sind Nutzlastfahrzeuge mit kippbarer Ladeeinrichtung beschrieben, wobei der Kippvorgang mittels einer über eine Steuereinrichtung ansteuerbare Kolben-Zylinder-Vorrichtung umgesetzt wird. Im Beladezustand liegt die Ladeeinrichtung auf der Trageinrichtung (Fahrzeugrahmen) des Nutzlast fahrzeugs auf.

In dem Prospekt der Firma DAUTEL, NUTZLAST-HINTERKIPPER, Ausgabe 1/98 ist ein Hinterkipper beschrieben, der eine in Form eines gerundeten U's ausgebildete Kippmulde besitzt. Die Trageinrichtung ist ebenfalls in Form eines gerundeten U's ausgebildet und bereichsweise formschlüssig zu der Kippmulde vorhanden. Dadurch ist die Kippmulde so elastisch ausgebildet, dass sie beim Beladen auftretende Stoßbelastungen federnd aufnimmt und somit wie eine Blattfeder reagiert. Dadurch können plastische Verformungen weitestgehend vermieden werden. Die Herstellung eines derartigen doppelwandigen Systems ist jedoch recht aufwendig.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder- Vorrichtung, insbesondere zum Einsatz im Bereich von Kipper- Aufbauten von Nutzlastfahrzeugen, anzugeben, die wirtschaftlich hergestellt werden kann und die das Auftreten von plastischen Verformungen an angeschlossenen Bauteilen bei hohen Stoßkräften deutlich reduziert, wenn nicht gar gänzlich ausschließt.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Vorrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Vorrichtung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass eine Dämpfungseinrichtung auf das Kolben-Zylinder-Aggregat einwirkt, die die Wirkung von auf das Kolben-Zylinder-Aggregat beziehungsweise die angeschlossenen Bauteile einwirkenden Stoßkräften dämpft.

Eine den jeweiligen Gegebenheiten problemlos anpassbare Vorrichtung zeichnet sich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dadurch aus, dass die dämpfende Wirkung der Dämpfungseinrichtung über die Steuereinrichtung sperr beziehungsweise entsperrbar ausgebildet ist.

Eine, insbesondere für Kipperaufbauten, besonders bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die dämpfende Wirkung der Dämpfungseinrichtung bei Erreichen eines vorgebbaren Hubwegs des Kolben-Zylinder-Aggregats, insbesondere über die Steuereinrichtung, aktivierbar ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante, die eindeutig zuordenbare geometrische Konstruktionsabmessungen bei Stoßbeanspruchung gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Niveau-Regulierungseinrichtung vorhanden ist, die den vorgegebenen Hubweg bei dämpfender Wirkung der Dämpfungseinrichtung unter Belastung wieder einstellt.

Die Dämpfungseinrichtung kann bevorzugt als Drosseleinheit oder allgemein als Stoßdämpfer ausgebildet sein.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung, die eine erhebliche Menge der bei Beaufschlagung mit schwerem Ladegut entstehenden Stoßenergie vernichtet und damit plastische Verformungen der an das Kolben-Zylinder-Aggregat anschließenden Bauteile zuverlässig verhindert, zeichnet sich dadurch aus, dass die Dämpfungseinrichtung sowohl eine Dämpfungseinheit als auch eine Federeinheit aufweist.

Je nach konstruktiven Platzverhältnissen kann die Dämpfungseinheit zwischen dem freien Ende des Kolbens des Kolben-Zylinder-Aggregats und des anschließenden Bauteils oder zwischen dem freien Ende des Zylinders des Kolben- Zylinder-Aggregats und des anschließenden Bauteils angeordnet sein.

Eine konstruktiv besonders einfach umzusetzende und platzsparende bevorzugte Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dämpfungseinheit unabhängig von deren Anordnung bei Stoßbelastung aktiviert wird oder parallel zu zumindest einem Kolbenringraum des Kolben-Zylinder-Aggregats angeordnet oder geschaltet ist.

Ein wesentlicher erfinderischer Gedanke besteht auch darin, erkannt zu haben, dass eine oben beschriebene Kolben- Zylinder-Vorrichtung für Ladeeinrichtungen von Nutzlast- Kipperfahrzeugen eingesetzt werden kann. Dies ermöglicht besonders wirtschaftliche Lösungen. Ein Kolben-Zylinder- Aggregat ist im Normalfall immer vorhanden, um die Kippbewegung der Ladeeinrichtung auszuführen. Durch die erfindungsgemäße Idee ist es nun möglich, dieses bereits bestehende Kolben-Zylinder-Aggregat in einfacher Art und Weise derart abzuwandeln beziehungsweise zu modifizieren, dass zusätzlich eine Dämpfungseinrichtung vorhanden ist. Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Fahrzeug beziehungsweise die erfindungsgemäße Verwendung dadurch aus, dass bei einer vorgegebenen Beladestellung der Ladeeinrichtung des Fahrzeugs über die Steuereinrichtung die Dämpfungseinrichtung aktiviert ist, wobei die Beladestellung durch ein von der Steuereinrichtung veranlasstes geringes Ausfahren des Kolben-Zylinder-Aggregats um einen vorgegebenen Hubweg definiert ist, sodass in Beladestellung die Ladeeinrichtung ihre Belastung beim Beladen über das Kolben-Zylinder-Aggregat und die Drehachse an die Trageinrichtung abgibt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet dadurch aus, dass die Dämpfungseinrichtung über die Steuereinrichtung so angesteuert wird, dass sie nur in Beladestellung aktiviert ist.

Der Hubweg des Kolben-Zylinder-Aggregats ist dabei so bemessen, dass die beim Beladen von schwerem Ladegut auftretenden Stoßkräfte vermindert werden. Zudem wird bevorzugt eine Niveau-Regulierungseinrichtung eingesetzt, die während des Beladens immer wieder die voreingestellte Beladeposition der Ladeeinrichtung einstellt, wodurch die stoßenergievernichtenden Verformungen der Dämpfungsein richtungen während des Beladevorgangs ausgeglichen werden.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkma le sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbei spiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Wei se miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Wei terbildungen derselben werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und er läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen den Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in be liebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

Fig. 1 schematische Seitenansicht eines Nutzlast- Kipperfahrzeugs mit einem über eine Steuereinrichtung angesteuerten Kolben-Zylinder-Aggregat mit Dämpfungs einrichtung in Entladestellung,

Fig. 2 schematische Darstellung des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 in Transportstellung der Ladeeinrichtung,

Fig. 3 schematische Darstellung des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 in Beladeposition, das heißt bei teilweise ausgefahrenem Kolben-Zylinder-Aggregat und aktivierter Dämpfungseinrichtung,

Fig. 4, 5, 6 stark schematisierte Darstellungen eines auf eine Ladeeinrichtung einwirkenden Kolben-Zylinder- Aggregats mit unterschiedlicher Anordnung einer Dämpfungseinrichtung.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Ein in Fig. 1 stark schematisiert dargestelltes Kipperfahrzeug 50 weist eine Trageinrichtung 56, insbesondere Hilfsrahmen, für den Fahrzeugaufbau auf. Führerhaus 60 und Trageinrichtung 56 sind auf Rädern 58 gelagert. In dem Heckbereich des Hilfsrahmens ist eine Drehachse 54, senkrecht zur Blattebene, vorhanden, an die eine Ladeeinrichtung 52 angelenkt ist.

Zwischen der Ladeeinrichtung 52 beziehungsweise dem Kippaufbau und der Trageinrichtung 56 beziehungsweise dem Hilfsrahmen ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat 10 mit einem teleskopierbar ausfahrbaren Kolben 14 und einem Zylinderrohr 16 vorhanden. Der Kolben 14 ist unterseitig an die Ladeeinrichtung 52 angelenkt. Das Zylinderrohr 16 ist verschiebefest an der Trageinrichtung 56 befestigt. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 10 ist über ein in den Figuren nicht in allen Einzelheiten dargestelltes hydraulisches System beaufschlagbar, derart, dass über eine Steuerein richtung 12 der Hubweg H des Kolbens 14 gesteuert werden kann. Ist der Kolben 14 ganz ausgefahren, so befindet sich die Ladeeinrichtung 52 in Entladestellung (Fig. 1).

Es ist auch möglich, dass das Aggregat an einer Vorsprung einheit angreift, die an der in Fahrtrichtung vorderen Stirnwand der Ladeeinrichtung vorhanden ist.

Ist der Kolben 14 ganz eingefahren, so befindet sich die Ladeeinrichtung 52 in Transportstellung (Fig. 2).

In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch unterhalb des Kolben- Zylinder-Aggregats 10 eine Dämpfungseinrichtung 20 dargestellt, die über die Steuereinrichtung 12 ansteuerbar ist und dem Kolben-Zylinder-Aggregat dämpfende Eigenschaften verleiht. Dabei geht es darum, hohe auftretende Stoßkräfte zu dämpfen, um eine plastische Verformung der Ladeeinrichtung 52 zu verhindern.

Beim Beladen des Kipperfahrzeugs 50 wird nun die Ladeeinrichtung 52 durch geringfügiges Ausfahren des Kolbens 14 des Kolben-Zylinder-Aggregats 10 um einen Hubweg H1 in eine Beladestellung gebracht, die in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Dadurch ist die Ladeeinrichtung 52 geringfügig geneigt gegenüber der Trageinrichtung 56 angeordnet. In diesem Zustand ist die Dämpfungseinrichtung 20 aktiviert. Treten nun hohe Stoßkräfte beim Beladen durch Steinblöcke 62 auf, gibt infolge der Wirkung der Dämpfungs einrichtung 20 der Kolben 14 des Kolben-Zylinder-Aggregats 10 beim Aufprall des Steinblocks 62 nach, wodurch Stoßenergie vernichtet wird. Dadurch wird die Beanspruchung der Ladeeinrichtung 52 verringert.

In den Fig. 4 bis 6 sind schematisiert unterschiedliche Anordnungen einer Dämpfungseinrichtung 20 auszugsweise dargestellt. Gemäß Fig. 4 ist eine Dämpfungseinrichtung 20 vorhanden, die als Schwingungsdämpfer ausgebildet ist. Die Dämpfungseinrichtung 20 weist eine Dämpfungseinheit 22 und eine Federeinheit 24 auf. Die im Wesentlichen horizontale Transportstellung der Ladeeinrichtung 52 ist durch die Gerade I symbolisch dargestellt. Die Entladestellung ist in den Fig. 4 bis 6 gestrichelt und mit dem Bezugszeichen IV versehen dargestellt.

Die Dämpfungseinrichtung 20 ist zwischen dem Zylinderrohr 16 des Kolben-Zylinder-Aggregats 10 und der Trageinrichtung 56, die in Fig. 4 als festes Lager symbolisch dargestellt ist, angeordnet beziehungsweise geschaltet. Beim Beladen wird nun wie folgt vorgegangen. Zunächst wird der Kolben 14 des Kolben-Zylinder-Aggregats 10 um das Hubmaß H1 ausgefahren. Dieses Hubmaß H1 ist in den Fig. 4 bis 6 stark vergrößert dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu verbessern. In Wirklichkeit ergibt sich das Hubmaß H1 aus der nötigen Dämpfung und einem für die Beladung sinnvollen maximalen Kippwinkel. Diese Drehung ist in Fig. 4 symbolisch als Pfeil D1 dargestellt. Wird nun die Ladeeinrichtung 52 beladen, dämpft die Dämpfungseinrichtung 20 auftretende Stoßkräfte und gleichzeitig gibt sie aufgrund ihrer elastischen Nachgiebigkeit etwas nach. Dadurch neigt sich die Ladeeinrichtung 52 aufgrund der Nachgiebigkeit der Dämpfungseinrichtung 20 zurück in Richtung der Lage I bis zur Lage III, was in Fig. 4 symbolisch durch den Pfeil D2 dargestellt ist.

Eine in den Fig. 4 bis 6 nicht näher dargestellte Niveau- Regulierungseinrichtung veranlasst nunmehr, dass der Kolben 14 des Kolben-Zylinder-Aggregats 10 wiederum etwas ausgefahren wird, bis er wieder das Hubmaß H1 erreicht, das heißt die Beladeposition II wieder erreicht ist.

Bei dem in Fig. 5 schematisch dargestellten Detail ist die Dämpfungseinrichtung 20 parallel zum Kolben-Zylinder- Aggregat 10 geschaltet beziehungsweise angeordnet.

Bei der Darstellung in Fig. 6 ist die Dämpfungseinrichtung 20 zwischen der Kolbenstange 14 und der Unterseite der Ladeeinrichtung 52 angeordnet. Eine Anordnung an der vorderen Stirnseite der Ladeeinrichtung ist auch möglich.

Claims

1. Kolben-Zylinder-Vorrichtung als hydraulisch oder pneumatisch betreibbares System mit zumindest einem Kolben-Zylinder-Aggregat (10), wobei insbesondere der jeweils erforderliche Hubweg (H) zwischen Kolben und Zylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) zum Bewegen, Kippen oder dergleichen von an das Kolben-Zylinder- Aggregat (10) angeschlossenen Bauteilen (52, 56) über eine Steuereinrichtung (12) steuerbar ist oder automatisch gesteuert wird, insbesondere zum Kippen einer um eine Drehachse (54) gelenkig kippbaren Ladeeinrichtung (52) eines Kipperfahrzeugs (50), dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungseinrichtung (20) auf das Kolben-Zylinder- Aggregat (10) einwirkt, die die Wirkung von Stoßkräften auf das Kolben-Zylinder-Aggregat (10) beziehungsweise die angeschlossenen Bauteile (52) dämpft.

2. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dämpfende Wirkung der Dämpfungseinrichtung (20) über die Steuereinrichtung (12) sperr- beziehungsweise entsperrbar ist.

3. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dämpfende Wirkung der Dämpfungseinrichtung (20) bei Erreichen eines vorgebbaren Hubwegs (H1) des Kolben- Zylinder-Aggregats (10), insbesondere über die Steuerein richtung (12), aktivierbar ist.

4. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niveau-Regulierungseinrichtung vorhanden ist, die den vorgegebenen Hubweg (H1) bei dämpfender Wirkung der Dämpfungseinrichtung (20) unter Belastung wieder einstellt.

5. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung eine Drosseleinheit aufweist.

6. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung als Stoßdämpfer ausgebildet ist.

7. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (20) eine Dämpfungseinheit (22) und eine Federeinheit (24) aufweist.

8. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (20) zwischen dem freien Ende des Kolbens des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) und dem angeschlossenen Bauteil (52) angeordnet ist.

9. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (20) zwischen dem Zylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) und dem angeschlossenen Bauteil (56) angeordnet ist.

10. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (20) unabhängig von deren Anordnung bei auftretender Stoßbelastung aktiviert wird oder parallel zu zumindest einem Kolbenringraum des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) angeordnet oder geschaltet ist.

11. Verwendung einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche innerhalb eines Kipperfahrzeugs (50) zum Kippen der Ladeeinrichtung (52) um eine Drehachse (54) von einer im Wesentlichen horizontalen Transportstellung (I), aufgelagert auf der Trageinrichtung (56) des Fahrzeugs (50), in eine geneigte Abladestellung (IV) und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Beladestellung (II) der Ladeeinrichtung (52) des Fahrzeugs (50) über die Steuereinrichtung (12) die Dämpfungseinrichtung (20) aktiviert ist, wobei die Beladestellung (II) durch ein von der Steuereinrichtung (12) veranlasstes geringes Ausfahren des Kolben-Zylinder-Aggregats (10) um einen vorgegebenen Hubweg (H1) definiert ist, sodass in Beladestellung (II) die Ladeeinrichtung (52) über das Kolben-Zylinder-Aggregat (10) gedämpft gelagert ist.

12. Verwendung einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (20) nur in Beladestellung (II) aktiviert ist.

13. Verwendung eines Kolben-Zylinder-Aggregats nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Beladestellung (II) infolge Beladung der Ladeeinrichtung (52) und der Nachgiebigkeit der Dämpfungseinrichtung (20) durch die Niveau-Regulierungs einrichtung jeweils ausgeglichen wird.

14. Verwendung eines Kolben-Zylinder-Aggregats nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat mittig, insbesondere frontseitig mittig, unter der Trageinrichtung (56) angeordnet ist.