DE2406342C3 - Scherenhebevorrichtung, insbesondere für Kippfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scherenhebevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer bekannten Scherenhebevorrichtung dieser Art (FR-PS 14 93 042) sind die Enden sämtlicher Träger unabhängig voneinander gelagert und die Hubvorrichtung greift zwischen den Enden des oberen Trägers an.

Bei einer derart aufgebauten Scherenhebevorrichtung kann die erforderliche Verwtndungssteifigkeit nur durch eine entsprechend kräftige Dimensionierung der Träger erreicht werden. Außerdem sind an der Anlenkstelle der Hubvorrichtung zwischen den Enden des oberen Trägers besonders kräftige Verstärkungen erforderlich. Das ergibt eine schwere und sperrige Scherenhebevorrichtung. Solche bekannten Scherenhebevorrichtungen sind in einer Weise konstruiert, welche von der Annahme ausgeht, daß die Ladung auf der Ladefläche entweder quer zu der Längsmittellinie der Ladefläche ausgeglichen ist oder daß im Fall des Vorhandenseins eines Querungleichgewichts die Ladefläche ausreichend starr ist, um dem Ungleichgewicht entgegenzuwirken. Die letztere Annahme ist in vielen Fällen zwar berechtigt, jedoch kann eine in Querrichtung unausgeglichene Belastung der Ladefläche, die ausreicht, um eine Verwindung oder relative Verlagerung des vorderen Endes der Ladefläche während des Hebens hervorzurufen, einen fortschreitend zunehmenden Instabilitätszustand erzeugen, weil die durch die unabgeglichenen Belastungskräfte hervorgerufene Verlagerung oder Ladeflächenverwindung so gerichtet ist daß die Kräfte durch die Verlagerung vergrößert werden. Die fortschreitend zunehmende Instabilität kann sich schnell einem Grad nähern, der das Fahrzeug zum Umstürzen bringt

Die Ladefläche ist auf dem Fahrzeugrahmen durch

ein Heckgelenk montiert, welches an oder nahe bei dem hinteren Ende der Ladefläche angeordnet ist Die Scherenhebevorrichtung ist mit der Ladefläche an einer Stelle gekuppelt die um ein beträchtliches Stück hinter dem Vorderende der Ladefläche liegt um mit einem minimalen Hub der hydraulischen Hubvorrichtung die Ladefläche maximal zu kippen. Folglich ist während des Hebens ein beträchtlicher Teil des vorderen Endes der Ladefläche nur durch das Rahmenwerk der Ladefläche abgestützt. Außerdem sind die Quer- oder Seitenabmes sungen der Scherenhebevorrichtung kleiner als die Breite der Ladefläche. Aufgrund dessen erzeugt eine unausgeglichene Ladung eine Torsionskraft um die Längsmittellinie der Ladefläche und außerdem eine Kraft, die bestrebt ist, das vordere Ende der Ladefläche in bezug auf ihr hinteres Ende seitlich zu verlagern. Jede seitliche Verlagerung, die durch eine unausgeglichene Ladung hervorgerufen wird, führt aber dazu, daß der Schwerpunkt der unausgeglichenen Ladung weiter von der ursprünglichen Mittellinie des Systems weg

so verschoben wird, wodurch folglich der wirksame Hebelarm dieser Kraft vergrößert wird und damit die Drehverlagerung weiter zunimmt. Bei Zunahme der Drehverlagerung wird durch Schwerkraft eine Verschiebung der Ladung in einer Richtung hervorgerufen, die das Ausmaß des Ungleichgewichts und damit die Querverlagerung weiter vergrößert Diese Nachteile ließen sich zwar durch einen steiferen Aufbau der Scherenhebevorrichtung oder der Ladefläche vermeiden, aber nur auf Kosten eines wesentlich größeren

Gewichts, was unerwünscht ist

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Scherenhebevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art relativ leicht und trotzdem verwindungssteif und torsionsstarr auszubil den, was durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 geschieht.

Durch das gegenseitige Verbinden der beiden parallelen unteren Träger mittels der durchgehenden

Gelenkrohr zu einem Viereckrahmen ergibt sich ohne nennenswerte Gewichtserhöhung eine besonders verwindungssteife Scherenhebevorrichtung. Durch die Anlenkung der Kolbenstangen der Hubvorrichtung an dem an der Ladefläche angelenkten Ende des oberen Trägers wird eine besondere Versteifung desselben überflüssig und bei gleicher Arbeitsleistung ist eine geringere Hubkraft erforderlich. Die Scherenhebevorrichtung nach der Erfindung ist gegenüber den einleitend beschriebenen Verwindungen der Ladefläche bei seitlich unausgeglichener Ladung äußerst widerstandsfähig.

Ein Allsführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Muldenkippers, dessen Ladefläche in einem Zustand von extrem unausgeglichener Ladung angehoben ist,

Fig.2 schematisch die Verwindungen, die in der Ladefläche des Muldenkippers von F i g. 1 vorhanden sind,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer Scherenhebevorrichtung nach der Erfindung,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Scherenhebevorrichtung von F i g. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht der in F i g. 4 dargestellten Scherenhebevorrichtung,

F i g. 6 einen Querschnitt auf der Linie 6-6 in F i g. 5,

F i g. 7 ein Schema einer herkömmlichen Scherenhebevorrichtung und

Fig.8 ein Schema der in Fig.3 dargestellten Scherenhebevorrichtung nach der Erfindung.

Die Darstellungen in den F i g. 1 und 2 sollen die Auswirkungen zeigen, die eine seitlich unausgeglichene Belastung der kippbaren Ladefläche eines Kippfahrzeuges hat Das Problem wird hier zwar in bezug auf eine seitlich unausgeglichene Ladung auf der Ladefläche untersucht, ein ähnliches Problem kann sich jedoch bei einer ausgeglichenen Ladung ergeben, wenn das Kippen auf einem Abhang oder auf einer Fläche, die quer zu dem Fahrzeug geneigt ist, ausgeführt wird oder wenn ein Teil einer haftenden Ladung in der oberen Ecke des Kippkastens hängenbleibt. Das Problem wird zwar durch eine unausgeglichene Belastung der Ladefläche hervorgerufen, es wird jedoch noch verstärkt, wenn der Grad des Ungleichgewichts der Ladung so groß ist, daß eine Verwindung der Ladefläche hervorgerufen wird.

Die beiden Hauptverwindungen, die durch eine seitlich unausgeglichene Belastung hervorgerufen werden, sind in F i g. 2 schematisch dargestellt Zum einen handelt es sich um eine Querverlagerung L des vorderen Endes F der Ladefläche in bezug auf das hintere Ende, wobei anfangs davon ausgegangen wird, daß das hintere Ende im wesentlichen feststeht, weil es durch das Heckgelenk mit dem Fahrzeugrahmen oder Chassis gekuppelt ist Zusätzlich zu der Querverlagerung L ruft eine seitlich unausgeglichene Ladung außerdem eine Drehverlagerung Thervor, die sich in einer Verdrehung des vorderen Endes F der Ladefläche in bezug auf das hintere Ende R um die Längsmittellinie der Ladefläche äußert Diese beiden Auswirkungen oder die Verlagerung, die durch eine ursprünglich unausgeglichene Ladung hervorgerufen wird, vergrößern den Grad des Ungleichgewichts und führen dazu, daß eine weitere Verlagerung in derselben Richtung erzeugt wird. Die Querverlagerung L verschiebt den Schwerpunkt der Ladung weiter von der ursprünglichen Längsmittellinie des Systems weg und vergrößert folglich ihren wirksamen Hebelarm, was zu einer Zunahme der Drehverlagerung Tführt. Die Zunahme der Drehverlagerung T vergrößert weiter die auf die Seitenwand der Ladefläche ausgeübte Querkraft und vergrößert damit die die Querverlagerung hervorrufende Kraft

Außerdem kann sich der Fahrzeugrahmen wegen der Einzelaufhängung seiner Hinterräder neigen, was ein Neigen des Heckgelenks ermöglicht und die Drehverlagerung der Ladefläche weiter vergrößert

ίο Obige Darlegungen zeigen, daß, wenn eine Verlagerung oder Verwindung bzw. Formänderung der Ladefläche auftritt das Bestreben besteht, eine weitere Verlagerung hervorzurufen, so daß sich ein fortschreitend zunehmender Instabilitätszustand einstellen kann.

Das kann sich sehr schnell ereignen, so daß der Fahrer nicht in der Lage ist, das Umstürzen seines Lastwagens zu verhindern.

Eine Scherenhebevorrichtung, welche insbesondere so aufgebaut ist, daß sie sich Quer- und Torsionsverlage rangen der oben genannten Art widersetzt ist in den Fig.3 bis 6 dargestellt Sie weist gemäß Fig.3 vier Hauptteile auf, und zwar einen Viereckrafimen 10, einen oberen Träger 34, eine hydraulische Hubvoi richtung 14 und eine Drehzapfenanordnung 16, die die Hubvorrich tung mit dem Viereckrahmen 10 verbindet

Der Viereckrahmen 10 weist zwei starre Gelenkrohre 18 und 20 auf, die durch zwei parallele, mit Abstand voneinander angeordnete untere Träger 22 und 24, welche einen in Fig.6 gezeigten hohlkastenartigen Querschnitt haben, fest miteinander verbunden sind. Verstärkungseckbleche 26 und 28 (vgl. Fig.4) sind zwischen die Gelenkrohre und die unteren Träger geschweißt, um den selbständig starren, insgesamt rechteckigen Viereckrahmen zu schaffen, bei welchem die Achsen der Gelenkrohre 18 und 20 koplanar und parallel zueinander angeordnet sind. Der Viereckrahmen 10 ist insbesondere so aufgebaut, daß er gegen Kräfte äußerst widerstandsfähig ist, die bestrebt sind, die gegenseitige Parallelität der Achsen der Gelenkroh re 18 und 20 zu beseitigen, insbesondere Verdrehungs kräfte, die bestrebt sind, zwischen den beiden Gelenkrohrachsen eine Torsionsverlagerung ähnlich der in F i g. 2 dargestellten Torsionsverlagerung Thervorzurufen. Der Widerstand gegen eine Torsionsbewegung dieser Art wird hauptsächlich durch die Querschnittsform der unteren Träger 22 und 24 geschaffen. Ihr geschlossener Rohrquerschnitt besitzt gegenüber Kräften, die bestrebt sind, die unteren Träger um ihre Längsachse zu verdrehen, eine beträchtliche Steifigkeit.

Die Kombination aus den Eckblechen 26 und 28 und der hohen Festigkeit der unteren Träger 22 und 24 gegen Querbiegung setzt Kräften, die bestrebt sind, die Gelenkrohre 18 und 20 seitlich oder in axialer Richtung gegeneinander zu verschieben, einen äußerst hohen

Widarslancientgegen.

Der obere Träger 34 ist ebenfalls so aufgebaut, daß er selbständig starr und äußerst widerstandsfähig gegen Dreh- und Querverlagerungskräfte der oben genannten Art ist. Der obere Träger 34 weist zwei starre

Gelenkrohre 30 und Λ2 auf, die durch ein einzelnes Teil

12, welches einen in Querrichtung erweiterten, in F i g. 6 am besten sichtbaren hohlkastenartigen Querschnitt hat, starr miteinander verbunden sind.

Verstärkungsbleche 36 und 38 (vgl. F i g. 4) werden bei

dem oberen Träger 34 ebenfalls verwendet. Die Gelcnkrohre das hoh'.kastenartige Teil 12 und die Eckbleche sind miteinander verschweißt. Das Gelenkrohr 30 ist so dimensioniert, daß es das

Gelenkrohr 18 des Viereckrahmens 10 drehbar und ineinanderschiebbar aufnimmt, um den Viereckrahmen und den oberen Träger 34 drehbar miteinander zu kuppeln. Das Gelenkrohr 30 wird auf das Gelenkrohr 18 aufgeschoben, bevor letzteres in den Viereckrahmen 10 eingebaut wird. Zwei an das Gelenkrohr 18 angeschweißte Halteflansche 40 halten das Gelenkrohr 30 in axial zentrierter Lage auf dem Gelenkrohr 18.

Gemäß Fig.5 ist der zu dem Gelenkrohr 30 entgegengesetzte Endteil 42 des oberen Trägers 34 abgewinkelt, so daß das Gelenkrohr 32 oberhalb des Viereckrahmens 10 liegt, wenn die Scherenhebevorrichtung geschlossen ist.

Die Drehzapfenanordnung 16 ist an der Unterseite des Viereckrahmens 10 durch zwei insgesamt dreieckige Aufhängeplatten 44 befestigt, die an die Unterseite der unteren Träger 22 bzw. 24 angeschweißt sind. Querverlaufende Lagerrohre 46, die in miteinander fluchtende Bohrungen in den Aufhängeplatten 44

flr\/4 njikiiwni

auf, die an dem Hauptkörper der Drehzapfenanordnung 16 starr befestigt sind. Zwei Zylinder 50 (Fig. 3) der hydraulischen Hubvorrichtung 14 sitzen in Löchern 52 (Fig.4) der Drehzapfenanordnung 16. während die Kolbenstangen 54 unmittelbar neben den Eckblechen 38 mit der Außenfläche des Gelenkrohres 32 jeweils durch einen Lagerring 56 gekuppelt sind.

Gemäß Fig. 3 ist die Scherenhebevorrichtung auf einem Kippfahrzeug montiert, und zwar durch Drehlagerung des Gelenkrohres 32 auf einem Anlenkzapfen 58. der an der Unterseite der Ladefläche B starr befestigt ist. Ein zweiter Anlenkzapfen 60. der auf dem Chassis C mittels Haltewinkeln 62 montiert ist. ist in dem Gelenkrohr 20 drehbar aufgenommen.

Die Anordnung der hydraulischen Hubvorrichtung 14 weicht in bezug auf den Scherenrahmen von der bei der üblichen Scherenhebevorrichtung verwendeten in einer Weise ab. die am besten aus den F i g. 7 und 8 ersichtlich ist. Die Fig. 7 und 8 zeigen schematische Diagramme der herkömmlichen Scherenhebevorrichtung bzw. der hier beschriebenen Scherenhebevorrichtung.

Gemäß F i g. 7 weist die herkömmliche Scherenhebevorrichtung eine einstufige hydraulische Hubvorrichtung H auf, die zwischen der Drehlagerung der Scherenhebevorrichtung auf dem Chassis und einem an dem oberen Träger gelegenen Punkt P angeordnet ist. Die Hubkraft LFist in Fig. 7 gleich der Kraft, die die Hubvorrichtung H entwickelt, multipliziert mit dem Verhältnis der Hebelarme A über D. Da hier der Hebelarm A verhältnismäßig klein ist. muß die Hubvorrichtung H eine beträchtliche Kraft entwickeln, um eine bestimme Hubkraft LF zu erreichen. Außerdem wird bei der in F i g. 7 gezeigten Vorrichtung ein beträchtliches Biegemoment auf den oberen Träger ausgeübt, weshalb dieser einen extrem stabilen und steifen Aufbau haben muß. Da weiter die Richtung, in welcher die hydraulische Hubvorrichtung H die Kraft ausübt, nur einen kleinen Winkel mit dem unteren Rahmen bildet, muß der untere Rahmen in extremem Maß zugfest sein.

Bei der oben mit Bezug auf die F i g. 3 bis 6 beschriebenen Scherenhebevorrichtung, die in Fig.8 schematisch dargestellt ist, ist die Hubkraft LF wiederum gleich der Kraft der hydraulischer, Hubvorrichtung /-/multipliziert mit dem Verhältnis A über D. In Fig.8 ist jedoch der Arm A verhältnismäßig lang und ermöglicht, mit einer bestimmten Kraft aus der Hubvorrichtung H eine höhere Hubkraft LF zu erzeugen als bei der Scherenhebevorrichtung von

ι F i g. 7. Außerdem wird auf den oberen Träger nur ein geringes oder überhaupt kein Biegemoment ausgeübt, da die Hydraulikkraft im wesentlichen direkt auf die Ladefläche ausgeübt wird, während die Verringerung der benötigten Hydraulikkraft bedeutet, daß der

• Viereckrahmen einen verhältnismäßig leichten Aufbau haben kann. Das ermöglicht es, der hier beschriebenen Scherenhebevorrichtung einen wesentlich leichteren Aufbau zu geben als einer herkömmlichen Scherenhebevorrichtung mit derselben Leistungsfähigkeit. Die

der Hubvorrichtung 14 ermöglicht die Verwendung dieser wirksamen Geometrie mit höherer Hubkraft LF.

Ein weiterer Vorteil, den die hier beschriebene Scherenhebevorrichtung gegenüber dem in Fig. 7 dargestellten herkömmlichen Aufbau bietet, ist die auf ein Minimum verringerte Gesamthöhe der Scherenhebevorrichtung in ihrer geschlossenen Stellung. Um einen ausreichend langen Hebelarm A zu erreichen, wenn die ^herenhebevorrichtung geschlossen ist, muß in Fi g. 7 der Drehpunkt P von dem Drehpunkt, der die beiden Rahmen miteinander kuppelt, vertikal versetzt sein. Um einen ausreichend langen Hebelarm A zu erreichen, ist es gewöhnlich erforderlich, einige der Querrahmenteile auf der Unterseite der Ladefläche B (vgl. F i g. 3) wegzuschneiden, damit freier Raum für den angehobenen Drehpunkt P geschaffen wird. Bei der hier beschriebenen Scherenhebevorrichtung kann der gekröpfte Endteil 42 des oberen Trägers 34 so angeordnet werden, daß er in den Zwischenraum zwischen benachbarten Querrahmenteilen der Ladefläche hineinragt, so daß es nicht notwendig ist, von irgendwelchen Querrahmenteilen etwas wegzuschneiden, um freien Raum zu schaffen.

Ein Hauptmerkmal der hier beschriebenen Scherenhebevorrichtung ist die Quer- und Drehsteifigkeit des mit dem oberen Träger 34 zusammengebauten Viereckrahmens 10. Der Viereckrahmen 10 und der obere Träger 34 sind jeweils so aufgebaut daß sie in s.ich und für sich quer- und drehsteif sind. Außerdem bringt die große Lagerfläche zwischen den Gelenkrohren 30 und 18. die den Viereckrahmen mit dem oberen Träger verbinden, eine Verbindung mit sich, in weL.ier Torsionskräfte über eine beträchtliche Fläche verteilt sind, während die Halteflansche 40 sich einer Querverschiebung der beiden Gelenkrohre in bezug aufeinander widersetzen. Folglich sorgt in der zusammengebauten Scherenhebevorrichtung die Quer- und Drehsteifigkeit für einen beträchtlichen Grad an Widerstand gegen Quer- oder Torsionsverlagerung der Ladefläche der in den F i g. I und 2 dargestellten Art.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Scherenhebevorrichtung, insbesondere für Kippfahrzeuge mit einem Chassis und einer auf demselben montierten kippbaren Ladefläche, mit zwei parallelen und mit Abstand voneinander angeordneten unteren Trägern, die an ihren einen Enden am Chassis angelenkt sind, mit einem oberen Träger, der an einem Ende an den anderen Enden der beiden unteren Träger und an seinem anderen Ende an der Ladefläche angelenkt ist, und mit einer hydraulischen Hubvorrichtung, die an den beiden unteren Trägern angebracht ist und mit ihren Kolbenstangen drehbar an dem oberen Träger angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die. beiden unteren Träger (22, 24) an ihren Enden jeweils über ein durchgehendes Gelenkrohr (18,20) zu einem geschlossenen Viereckrahmen (10) starr miteinander verbunden sind und daß der obere Träger (34) an jedem Ende ein durchgehendes Gelenkrohr ζ2α, 32) hat von denen das eine Gelenkrohr [3U) auf dem Gelenkrohr (18) des Viereckrahmens (10) gelagert ist, während an dem anderen Gelenkrohr (32) die Kolbenstangen (54) der Hubvorrichtung (14) angreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Träger (34) aus einem starren hohlkastenartigen Teil (IZ/besteht

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlkastenartige Teil (12) einen geraden Hauptteil, der an einem Ende an dem einen Gelenkrohr (3W befestigt ist, und einen vertikal geneigten Endteil (42) aufweist, der von dem anderen Ende des Haupueils ausgeht und an dem anderen Gelenkrohr (32) befestigt ist

4. Vorrichtung nach einem der /. nsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzapfenanordnung (16) für die Hubvorrichtung (14) so an dem Viereckrahmen (10) befestigt ist, daß ihre Achse (48) zu den Achsen der Gelenkrohre (18, 20, 30, 32) parallel ist und unterhalb der gemeinsamen Ebene der Achsen der unteren Träger (22,24) liegt

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Anlenkzapfen (60), der von dem Gelenkrohr (20) des Viereckrahmens (10) drehbar aufgenommen und an dem Chassis (C) gelagert ist, und durch einen weiteren Anlenkzapfen (58), der von dem anderen Gelenkrohr (32) des oberen Trägers (34) drehbar aufgenommen und an der Ladefläche (^gelagert ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfenanordnung (16) einen Hauptkörper, Aufhängeplatten (44), die an die Unterseite der unteren Träger (22,24) angeschweißt sind, Lagerrohre (46) in den Aufhängeplatten und Stummelachsen (48), die an dem Hauptkörper starr befestigt und in den Lagerrohren gelagert sind, hat