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Hydraulisch-mechanische Zweiseiten-Kipp- und Rückholvorrichtung für
Waggonkipper Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kippen und Rückholen der
Mulden von Kippfahrzeugen. uiid zwar der Bauart, bei der die Mulde, nachdem sie
aus ihrer Beladestellung geringfügig herausgebracht, d. h. angekippt ist, selbsttätig
unter dem Gewicht der Ladung weiterkippt.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, deren Ziel es vor allein ist,
den gesamten Kipp- und Rückholvorgang zu automatisieren, die aber nicht allen an
eine solche Vorrichtung zu stellenden Bedingungen. wie h.r#)ßte Hinfach'heit,
Sicherheit usw., gleichzeitig gerecht werden, insbesondere dann nicht, wenn es sich
um sehr große zu kippende Gewichte handelt, die eine besondere Beherrschung der
auftretenden Kräfte und Stöße, unbedingte Rückschlagsicherheit und Einsparung von
Energieaufwand erfordern, gleichzeitig aber auch eine vollautomatische Bedienung,
so daß die Vorrichtung von beliebigen :Personen ohne Gefahr betätigt werden kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung benutzt, um den vorgenannten Forderungen
gerecht zu werden, folgende Einzelmerkmale: einen hydraulischen Antrieb, bestehend
aus zwei miteinander starr gekuppelten, einseitig beaufschlagtenArbeitskolben, einen
mechanischen Kippteil, bestehend aus zwei um eine gemeinsame, quer zur Kippmulde
angeordnete Achse drehbaren Wellenstücken, die an ihren Außenenden über Imker und
Stützen auf die Kippmulde wirken und
die an ihren inneren Stirnenden
Kupplungsscheiben tragen, die durch Federn mit der gemeinsamen vom Doppelarbeitskolben
gedrehten, mittleren Kupplungsscheiben im Eingriff gehalten und die jedes für sich
allein durch Verstellkolben gegen die Feder jeweils auf der zu kippenden Seite ausgerastet
werden; eine handbetätigte Steuerung mit drei Einzelsteuerschiebern, z. B. Drehschiebern
mit o-Stellung (entsprechend Rückholung) ,und je einer Stellung für links- bzw.
rechtsseitige Kippung, deren einem ein zusätzlicher Ablaßhahn zugeordnet ist, der
durch die Handbetätigung in Sperrstellung gebracht wird und durch die in ihrer Beladestellung
stehende Mulde auf Ablaß geschaltet ist; eine Drossel, die den Durchstrom des beim
freien Kippen von einem der Arbeitskolben verdrängten Öles drosselt und die von
der Mulde beim Erreichen der Kippendstellung geschlossen wird, einen geschlossenen
Behälter zur Aufnahme des beim freien Kippen verdrängten, über die Drossel abströmenden
,Öles und einen Kolbenschieber in der Hauptzuleitung zwischen Oldruckerzeuger (Pumpe)
und Steuerung, der durch eine Feder in Absperrstellung gehalten und der durch die
Ausrastung der Kupplung des mechanischen Kippteiles auf Durchlaß gesteuert wird.
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Das Grundprinzip sei nachstehend an einer schematisch gehaltenen perspektivischen
Darstellung (Abb. i) der Kippteile und an einem Plan (Abb.2) der hydraulischen Teile
der Gesamtvorrichtung erläutert.
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Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Waggonkipper,
dessen Mulde 3 an der Unterseite eine Rollkurve 28 trägt, die auf der Rollbahn 29
des Fahrgestelles des Fahrzeuges aufruht. Nach einem leichten Ankippen der Mulde
aus ihrer horizontalen Beladestellung kippt sie von selbst weiter bis in die durch
irgendwelche Sperrmittel gegebene. Endkipplage.'Der mechanische Teil des Triebwerkes
besteht aus einer in der Quermittelebene im Fahrzeugrahmen gelagerten Welle 4, auf
welcher zwei Hohlwellenstümpfe 5 und 6 drehbar angeordnet sind. Jeder dieser Hohlwellenstümpfe
trägt einen Lenker 7, an dessen freiem Ende ein Stützlenker 8 angelenkt ist, der
in der Nähe des Seitenrandes der Mulde an dieser angreift. .'1n den beiden einander
zugekehrten, etwa in der Wagenlängsmittelebene befindlichen Stirnenden dieser Wellenstümpfe,
ist eine Kupplung, bestehend aus den Teilen 9, io und 12, vorgesehen. Die Kupplungsscheiben
9 und io können, wie durch Doppelpfeil angedeutet ist, verschoben und mit der mittleren
Kupplungsscheibe 12 in und außer Eingriff gebracht werden (die Art der Verstellung
der beiden Scheiben 9 und io, die in Wirklichkeit fest auf den Wellenstümpfen sitzen,
wird weiter unten noch erläutert). Die mittlere Kupplungsscheibe 12 ist die Antriebsscheibe,
die über eine Kolbenstange ,3o durch den Doppelkolben 1-2 gedreht wird. Sind die
beiden Kupplungsscheiben 9 und io mit der mittleren Scheibe 12 im Eingriff und ist,
wie später erläutert, eine Verstellung des Kolbens 1-2 nicht möglich, so ist die
Mulde über die Wellen-Stümpfe 5 und 6, die Lenker 7 und die Stützen 8 in ihrer Lage
blockiert, d. h. bei der Fahrt des Waggonkippers starr mit dem Fahrgestell verbunden.
Durch Lösen einer der Kupplungsscheiben, z. B. der Kupplungsscheibe,9, wird bei
Betätigung des Doppelkolbens 1-2 der Wellenstumpf 6 über die Kupplungsscheibe io
mitgenommen und die Mulde auf dieser Seite gesenkt, was möglich ist, da die Kupplungsscheibe
9 nicht im Eingriff ist, der Wellenstumpf 5 auf der anderen Seite sich also auf
der Querwelle ,¢ lose drehen kann. Zur Längsverschiebung der Kupplungsscheiben 9
und io ist, wie aus Abb. 2 ersichtlich, über eine Stange 31 ortsfest am Fahrgestell
ein Kolben 13 bzw. 14 im Hohlwellenstumpf5 bzw.6 geführt. Zwischen diesen Kolben
und einer Querwandung 32 im Wellenstumpf ist ein Zylinderraum 23 geschaffen. Wird
in diesen Zylinderraum ein Druckmittel eingeführt, so bewegt sich die Scheibe 32
nach außen und nimmt dabei den Wellenstumpf 5 mit. Die auf dem inneren Wellenstumpfende
sitzende Kupplungsscheibe 9 wird ausgerastet. Die Scheiben 32 auf beiden Seiten
des Fahrzeuges stehen unter dem Druck von Federn i i, so daß, wenn der Druck im
Zylinderraum 23 unter ein bestimmtes Maß absinkt, beide Kupplungsscheiben 9 und
io mit der mittleren Kupplungsscheibe 12 eingerastet sind.
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Der Hauptantrieb erfolgt an der mittleren Kupplungsscheibe 12 übet
die Kolbenstange 30 und den Doppelkolben 1-2. Dieser Doppelkolben arbeitet
'in einem Arbeitszylinder 33 mit in Längsrichtung des Wagens liegender Zylinderachse,
und zwar beiderseits einer Trennwand 34, in welcher die Verbindungsstange der Kolben
dicht geführt ist, so daß also beide Kolben in besonderen Zylinderräumen einseitig
beaufschlagt sind. Hinter dem Kolben i ist noch ein weiterer Zylinderraum 35, dessen
Funktion späterhin erläutert wird.
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Zur Hydraulik gehören fernerhin eine Pumpe 20, die aus dem Pumpensumpf
27 einflüssiges Druckmittel, z. B. Öl, fördert, weiter ein Kolbenschieber 18, der
die Leitung i9 öffnet bzw. schließt. Der Kolben 18 steht einerseits unter dem Druck
einer Feder 21, andererseits mit seinem Zylinderraum 24 unter dem Druck des Öles.
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15 ist ein Steuerschieber, bestehend aus drei einzelnen Drehschiebern
151, 152, 153 und einem zusätzlichen Ablaßhahn 1,5Q, der dem Drehschieber 151 zugeordnet
'ist. Die Drehschieber i51 152 und 153 sind nur gemeinsam verstellbar. Der Ablaßhahn
wird dagegen nur bei der Betätigung der Drehschieber und Umschaltung aus deren Mittelstellung
nach links bzw. rechts mitgenommen; seine Rückstellung wird dagegen unabhängig von
den Drehschiebern durch die Mulde gesteuert. 16 ist ein Drosselventil, welches über
ein Gestänge 36 betätigt wird. 17 ist ein geschlossener Kessel, in welchen das Öl
über die Drossel 16 einströmen kann, wobei es die in dem Kessel 17 befindliche
Luft komprimiert. In den Kessel ragt ein Standrohr 37, das über ein besonders gebautes
Ventil 38 nach dem Pumpensumpf 27 entleeren kann. 39 ist ein Ventil, das durch einen
Anschlag 4o am Wellenstumpf
5 bzw. 6 gesteuert, und zwar geöffnet
wird, wenn die Kupplungsscheiben 9 bzw. io vollkommen ausgerastet sind.
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Die Wirkungsweise der Hydraulik ist folgende: Zur Einleitung des Kippvorganges
werden die I)rehs@hiel>er i 5i, 15, und 153 gemeins4m aus der dargestellten
Lage um einen bestimmten Winkel nach links bzw. rechts verdreht, entsprechend der
gewünschten Kipprichtung. Es sei angenommen, die Drehschieber seien rechtsherum
gedreht worden.
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13eiml?inschalten der Pumpe fördertdiese0lüber die Leitung i9. Da
der Kolbenschieber i8 zunächst noch in der dargestellten Sperrstellung steht, ist
das (51 gezwungen, über die vor dem Kolbenschieber abzweigende Leitung 22, (las
Rfckschlagventil 4i, den Drehschieber i 51 und die Leitung 42 in den Zylinderraum
23 zu fließen. Unter dem Druck des Öles wird die Scheibe 32 gegen den Druck der
Feder i i nach außen geschoben, der Wellenstumpf 5 und damit die Kupplungsscheibe
9 mitgenommen, so (laß also die Kupplung zwischen 9 und 12 ausgerastet wird und
der Wellenstumpf 5 sich frei auf der Welle 4-4 drehen kann. Der zurückweichende
Wellenstumpf öffnet bei völlig ausgerasteter Kupplungsscheibe 9 .durch den Anschlag
40 das Ventil 39. Hierdurch wird von der Leitung 42 über die Umgeliungsleittnlg
43 und die Leitung 28 Druck auf den Kolbenscliielxr 1 8 gegeben, der gegen die Feder
21 zurückgedrückt wird und den Durchgang der Leitung r9 freigibt. Die Folge davon
ist, daß das (las N an der I'timl)e weitergefördert wird, nunmehr hinter dein Kolbenschieber
18 über die Leitung i9, den Drehschieber 153 und die Leitung 5o in den Zylinderraum
44 des Arbeitszylinders 33 zwischen Trennwand 34 und Kolben i einströmt. Hierdurch
wird der Kolben i nach hinten gedrückt. Diese Bewegung überträgt sich über die Kolbenstange-3o
auf den mittleren Kupplungsteil 12, der nun, (la die Kupplungsscheibe io im Gegensatz
zur Kupplungsscheibe 9 eingerastet ist, den Wellenstumpf 6 verdreht und die Kippmulde
3 auf der linken Seite anhebt, was möglich ist, da die Kupplungsscheibe 9 ausgerastet
und der Wellenstumpf 5 daher frei drehbar ist. Sowie die A'ful(le um einen kleinen
\\'inkel aus der waagerechten Lage angekippt ist, tritt (las selbsttätige Kippen
unter dem Gewicht der Ladung ein. Die Kolbenstange 30 wird hierdurch in der
durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung bewegt, und es werden die Kolben i und
2 zurückgeschoben. Das hinter dem Kolben 2 im 7ylinderraum 45 des ;1rbeitszylinders
stehende öI muß entweichen. Das von dem Kolben 2 aus dem Zylinderraum 45 herausgedrückte
01 strömt über den Drehschieber 1,32 nach dem Drosselventil 16, wird hier
gedrosselt und strömt dann in denÖlkessel 17. Durch die Drosselung in dem
Drosselventil 16 wird (las selbsttätige Kippen abgebremst, so daß ein stoßfreies
1n-Kippendstellung-Gehen der Mulde gesichert ist. "Zugleich wird durch das in den
Ölkessel 17 einströmende öl die über dem 01 befindliche Luft komprimiert.
Zusätzlich fördert nun noch der Kopien i die Luft aus dem hinter ihm liegenden Zylinder
3i.iber das Rückschlag- und Ansaugventil 46 und die Leitung 47 in den Ölkessel.
In den anderen Zylinderraum 44 muß 01 nachströmen. Wenn die Pumpe 2o noch
arbeitet, bringt diese das notwendige öl; wenn die Pumpe bei Beginn der Selbstkippung
abgeschaltet wurde, was (las Normale sein wird, wird 01 von dem Kolben i
über das Rückschlagventil 25 und die Leitung 26 aus dem Pumpensumpf 27 angesaugt.
Feim Einlaufen der Mulde in die Kippendstellung wird von der Mulde über das Gestänge
36 die Drossel 16 vollkommen geschlossen. Die Mulde ist in ihrer Endstellung festgehalten
und gegen ein Rückschlagen gesichert.
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Zur Rückholung der Mulde werden die Drehschieber gemeinsam wieder
in die in der Zeichnung eingetragene Stellung zurückgedreht. Unter dem Druck im
ölbehälter 17 wird das öl über das Rückschlagventil 48, den Drehschieber i52 in
den Zylinder 45 gedrückt, der Kolben also aus seiner hinteren Stellung in der Nähe
der Trennwand entgegen (lern in der Kolbenstange 30 eingetragenen Pfeil nach
vorn gedrückt. Diese Bewegung wird über die Kolbenstange 3o auf den mittleren Kupplungsteil
12 übertragen, die eingerastete Scheibe io und der Wellenstumpf 6 werden mitgenommen,
wodurch dieMulde zurückgeholt wird. Das zwischen der Trennwand 34 und dem Kolben
i @im Zylinderraum 44 befindliche öl entweicht beim Rückgang des Kolbens 2 über
die Leitung 5o, den Drehschieber 153 und über die Leitung 26 in den Pumpensumpf.
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An der . Stellung der Kupplungsscheiben ändert sich während dieser
Vorgänge nichts, da der Druck nach wie vor auf dem. Zylinderraum 23 liegt. Diese
Verhältnisse ändern sich erst beim Einlauf der =Mulde in ihre waagerechte Lage,
da hierdurch der zusätzliche Ablaßhahn 15" auf Ablaß gesteuert wird, wodurch die
Leitung 42 an die Leitung 49 gelegt und der Zylinderraum 23' auf Ablaß in den Pumpensumpf
27 geschaltetwird. Unter demDruck der Feder i i geht die Kupplungsscheibe 9 wieder
in Einraststellung mit der mittleren Kupplungsscheibe 12 zurück. Über das Ventil
39, die Leitungen 28, 43 und 42, den Drehschieber 151 und den zusätzlichen Ablaßhahn
15" ist der Zylinderraum 24 des Kolbenschiebers 18 ebenfalls auf Ablaß geschaltet,
so daß die Feder 21 den Kolben 18 in die in der Abb. 2 dargestellte Ausgangsstellung
zurückschiebt.
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Für die Kippung der Mulde 3 nach der anderen Seite hin werden die
Drehschieber nach links verstellt, so daß der Druck von der Ölpumpe 20 über die
Leitungen 19, 22, das Rückschlagventil 41 auf den zur Kupplungsscheibe io gehörigen
Zylinderraum 23 zwischen der Scheibe 14 und der Scheibe 32 einwirkt, wodurch der
Wellenstumpf 6 und damit die Kupplungsscheibe io ausgerastet wird, während die Kupplungsscheibe
9 eingerastet bleibt. Nach dem Ansprechen des Kolbenschiebers strömt das Öl von
der Pumpe über die Leitung i9 nicht mehr über den Drehschieber 153 zum Zylinderraum
44, sondern über den Abzweig kurz vor den Drehschiebern auf den Drehschieber 152
und von da aus
über die Leitung 51 in den Zylinderraum 45; so daß
die Kippung nunmehr nach der anderen Seite hin erfolgt.
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Durch das Zupumpen von 01 könnte der Ölspiegel im Ölbehälter
17 über ein zulässiges Maß ansteigen, so daß der Überdruck zur Rückholung der Mulde
zu groß würde. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist im Ölbehälter ein Standrohr 37 entsprechend
dem gewünschten Ölstand eingebaut, welches über ein Ventil 38 mit dem Pumpensumpf
27 in Verbindung; steht. Dieses Ventil hat eine besondere Funktion. Es soll während
des Rückholvorganges, wenn der Druck im Ölbehälter 17 steigt und auch Öl in den
Behälter strömt, den Olablaß verschließen.
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Es soll aber andererseits nach beendetem Rückholvorgang die Möglichkeit
geben, den Ölspiegel auf die gewünschte Höhe abzusenken. Es wird, um diese beiden
Funktionen zu erfüllen, zweckmäßig rnit zwei verschieden starken Federn ausgerüstet,
von denen die stärkere auf den leim Riickliolvorgang auftretenden Höchstdruck von
etwa 5 bis 7 Atm. abgestimmt ist, während die andere schwächere Feder auf einen
Überdruck von etwa 0,2 Atm. eingerichtet ist, wobei über ein Steuergestänge die
schwächere Feder während des Kipp-und Rückholvorganges ausgeschaltet wird. Das Steuergestänge
ist beeinflußt entweder von der \lulde selbst oder von der Kupplung, und zwar derart,
daß die schwächere Feder nur bei beiderseits eingerasteten Kupplungsscheiben 9 und
1o und die stärkere Feder nur bei außer Eingriffstellung der beiden Kupplungsscheiben
wirksam ist.