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Vorrichtung zur Höheneinstellung der Zuggabel von Lastanhängern Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höheneinstellung der Zuggabel von Lastanhängern
nach Patent 9o3 417. Sie ermöglicht das mühelose Anheben und die genaue Einstellung
der Zugöse auf die Höhe des Kupplungsmaules des jeweiligen Zugmittels und somit
ein gefahrloses An- und Abkuppeln von Lastanhängern.
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Nach dem Hauptpatent wird die Höheneinstellung der Zuggabel durch
ein pneumatisches Gestänge erreicht, das an der Zuggabel angelenkt ist und sich
am Fahrzeugrahmen abstützt. In das Gestänge ist ein Druckluftzylinder eingeschaltet,
dessen Kolben die Heb- und Senkimpulse auf die Zuggabel überträgt.
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Die zusätzliche Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Druckluftanschluß und dem Druckkolben zwei durch ein Mehrzweckventil verbundene
Kammern geschaltet sind, wobei die dem Druckkolben benachbarte Kammer vollständig
und die an den Druckluftanschluß anschließende Kammer zum Teil mit einem flüssigen
Druckmittel, z. B. Öl, gefüllt ist. Von den beiden Kammern kann eine Kammer außerhalb
des Druckzylinders untergebracht sein und die zweite zugleich den Füllraum des Zylinders
bilden. Man kann aber auch beide Kammern im Druckzylinder unterbringen. Zwischen
Druckluftanschluß und Druckkolben entsteht so ein flüssiges Druckmittelpolster,
das beim Ausfall der Druckluft gesteuert vom Mehrzweckventil den Druckkolben und
damit die Zuggabel in beliebigen Höhenstellungen abfängt.
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Diese Lösung hat den Vorzug, daß die Zuggabel auch beim Nichtvorhandensein
von Druckluft von Hand in die gewünschte Stellung gebracht werden kann und diese
Stellung, wenn sie losgelassen wird, selbsttätig beibehält. Ferner wird verhütet,
daß
beim Ankuppeln die Zuggabel plötzlich nach unten schlagen und
dadurch den Bedienungsmann gefährden kann. Sie wird mit Hilfe eines automatischen
Mehrzweckventils in ihrer jeweiligen Stellung festgehalten. Dabei spielt es keine
Rolle, ob diese Stellung beim Abkuppeln durch selbständiges Anheben mittels Druckluft
oder durch Anheben von Hand erreicht worden ist. Ebenso kann die Zuggabel mit dieser
Einrichtung von Hand gesenkt werden. Durch die Verbindung des automatischen Regelventils
für das flüssige Druckmittelpolster mit einem Überdruckventil lassen sich auch alle
während der Fahrt auftretenden Drücke auf die Zuggabel ausgleichen und Überlastungen
der Abstützvorrichtung vermeiden bzw. wird deren Auftreten von vornherein verhindert.
-Solche Drücke würden z. B. auftreten, wenn der Vorderwagen eine tiefe Bodenrinne
überfährt und dadurch das Kupplungsmaul die Zuggabel des folgenden Anhängers kräftig
nach unten drückt.
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Aufbau- und Wirkungsweise der Vorrichtung werden an Hand der Zeichnung
weiter erläutert. Dabei zeigt Fig. I ein Beispiel für das teleskopartig verlänger-
und verkürzbare Druckgestänge; Fig. 2 die Anbringung des Druckgestänges zwischen
Zuggabel und Fahrzeugrahmen des Anhängers. Die Zuggabel ist dabei abgesenkt und
die Bodenfreiheit von mindestens 2o cm in jedem Falle gewährleistet.
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Fig. 3 zeigt Druckgestänge und Zuggabel im angehobenen Zustand, Fig.
4 das Mehrzweckventil im geschlossenen Zustand in vergrößerter Darstellung, Fig.
5 das Mehrzweckventil mit geöffnetem Überdruckventil in vergrößerter Darstellung;
Fig. 6 bis 8 zeigen die verschiedenen Stellungen des Dreiwegehahnes für die Druckluftsteuerung
(Öffnen = Heben der Zuggabel, Schließen = Stillstand der Zuggabel, Entlüften = Senken
der Zuggabel) sowie die Stellung bei Bedienung von Hand und während der Fahrt.
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Nach Fig. 2 und 3 ist das Außenende der Kolbenstange 4 am Rahmen des
Anhängers angelenkt. Der Haltezapfen 2 des Druckzylinders I ist gelenkig am Hebel
5 befestigt, welcher starr mit der Zuggabel 6 verbunden ist. Beim Eintritt der Druckluft
wird das gesamte Gestänge verlängert, dasselbe drückt so die Zuggabel 6 über den
Winkelhebel 5, um den Punkt 38 schwenkend, nach oben. Umgekehrt senkt sich die Zuggabel
6 wieder durch ihr Eigengewicht beim Ablassen der Druckluft.
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Der Druckzylinder enthält in seinem oberen Teil den Gleitraum 7 für
den Druckkolben 8 am unteren Ende der Kolbenstange 4. Der Druckkolben 8 ist mit
einer Druck- und Saugmanschette in üblicher Art gegen die Zylinderwand abgedichtet.
Die Kolbenbewegung wird, um die Bodenfreiheit der Zuggabel zu gewährleisten, an
der Kolbenstange 4 durch den Bund 9 begrenzt. Die Bodenfreiheit muß mindestens 2o
cm betragen. Eine Öffnung Io entlüftet den Zylinderraum 7. Im linken Zylinderteil
liegen zwei weitere Zylinderkammern II und I2, von denen die am Kolben 8 anschließende
Kammer II vollkommen und die Kammer I2 nur bis zu der Höhe des Druckluftanschlusses
mit einem flüssigen Druckmittel angefüllt ist. Die beiden Kammern II und I2 sind
im Ausführungsbeispiel konzentrisch ineinandergeschachtelt und durch ein Zwischenrohr
I4 voneinander getrennt. Diese Ausführung spart am meisten Raum. Man kann die beiden
Zylinderkammern auch axial hintereinander anordnen: Die beiden Zylinderkammern II
und I2 sind über ein Mehrzweckventil verbunden, das die Menge des Flüssigkeitsdruckmittels
in der Zylinderkammer II steuert und das Hinundherfließen des flüssigen Druckmittels
zwischen den Zylinderkammern II und I2 regelt. Als Flüssigkeitsdruckmittel haben
sich leichtflüssiges Öl, wie z. B. Stoßdämpferöl, Bremsflüssigkeit usw., bewährt.
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Das Mehrzweckventil hat zwei zylindrische Gehäuseteile I5 und I6,
die in die Gewindebuchse I7 am Rohr I4 unter Zwischenlage einer Dichtung I8 eingeschraubt
sind. Der rechte Gehäuseteil I6 bildet eine Ventilkammer I9, die über die Öffnung
2o mit der Zylinderkammer I2 verbunden ist. Der linke Gehäuseteil I5 bildet eine
weitere Ventilkammer 2I.
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Die Ventilkammer 2I ist über kalibrierte Öffnungen 22 mit der Zylinderkammer
i i verbunden. Das an das Gehäuseteil 15 stoßende Ende vom Gehäuseteil 16 ist als
ein ringartiger Ventilsitz 23 ausgebildet. Koaxial zu den beiden Gehäuseteilen 15
und 16 liegt ein Ventilschaft 24. Dieser Ventilschaft wird mit seinem rechten Ende
in einem Ansatz 25 des Gehäuseteiles 16 geführt und trägt einen Ventilteller 26.
Zwischen Ventilteller 26 und Ansatz 25 liegt eine Druckfeder 27. Dieselbe hebt bei
geöffneter Stellung (Fig. i) den Ventilkolben 28 von dem Ventilsitz 23 ab. Der Ventilkolben
28 bildet - bewirkt durch die Druckfeder 35 - mit dem Ventilschaft 24, dem Ventilteller
26 und der Dichtung 31 ein Ganzes.
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Einzelheiten des Ventilkolbens sind am besten aus Fig. 4 und 5 zu
:erkennen. Der Ventilkolben hat einen hülsenartigen Kolbenschaft 28 und gleitet
damit im Halse 29 des Gehäuseteils 15. Ein Ringflansch 4o am Außenende des Halsteils
29 verhindert das Vortreten des Kolbenschaftes 28 über den Halsteil 29 und begrenzt
somit das Spiel zwischen Kolbenfuß 30 mit Dichtung 31 einerseits und Ventilsitz
23 andererseits. In geschlossener Stellung ist der Ventilkolben mit seinem konisch
erweiterten Fuß 30 und der Dichtung 31 auf den Ventilsitz 23 gepreßt. Der
Kolbenfuß 3o enthält eine gegen ein Loch in der Dichtung 31 offene Kammer 32, die
über Bohrungen 33 mit der Ventilkammer 21 verbunden ist. Eine im Kolbenschaft 28
zwischen Ventilkolben und Splint oder Mutter 34 am linken Ende von Ventilschaft
24 stets gespannte Druckfeder 35 preßt den Ventilteller 26 gegen die Dichtung 31,
die sich auf dem Kolbenfuß 3o befindet, und gibt nur bei geschlossener Ventilstellung
und Überdruck in dem Zylinderraum 7 bzw.
der Zylinderkammer II den
Durchtritt der Flüssigkeit von Ventilkammer 2I zu Ventilkammer I9 und damit in die
Zylinderkammer I2 frei (Fig. 5).
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Damit das Ventil richtig arbeitet, müssen folgende Bemessungsregeln
eingehalten werden: I. Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 22 muß kleiner sein,
zweckmäßig ein Viertel, als die Druckfläche am Kolbenschaft 29.
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2. Die Druckfeder 35 ist so stark zu bemessen, daß sie dem vom Eigengewicht
der Zuggabel über das Flüssigkeitsdruckmittel auf die Druckfläche des Kolbenschaftes
ausgeübten Druck sicher das Gleichgewicht hält und bei darüber hinausgehenden Drücken
nachgibt, so daß sich der Ventilteller 26 vom Kolbenfuß 3o, der die Dichtung 3I
trägt, abheben kann.
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3. Die Druckfeder 27 ist so stark bemessen, daß sie den Kolbenfuß
30, solange auf den Kolbenschaft 28 kein Druck ausgeübt wird, vom Ventilsitz 23
über den Ventilteller 26 abhebt.
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Die Einrichtung arbeitet mit Druckluft folgendermaßen: Die Zuggabel
sei im Ausgangszustand entsprechend Fig. 2 gesenkt und soll angehoben werden. Hierzu
verbindet man die Leitung I3 über den Dreiwegehahn 36 mit einer Druckluftquelle
(Stellung nach Fig. 6). Die Druckluft strömt dann in die Zylinderkammer I2 und drückt
das dort befindliche flüssige Druckmittel durch die Öffnung 2o in die Ventilkammer
I9. Der Ventilkolbenfuß 30 wird dort unter dem Druck des einströmenden Druckmittels
vom Sitz 23 abgehoben, so daß das Druckmittel durch die Kanäle 22 in die Kammer
II übertreten kann und den Kolben 8 und damit die Kolbenstange 4 gegen das Zylinderende
drückt. Dabei wird die Zuggabel 6 über den Winkelhebel 5, um den Drehpunkt 38 schwenkend,
angehoben.
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Sobald die Höhe des Kupplungsmaules erreicht ist, schließt man den
Dreiwegehahn 36 (Fig. 7). Das Mehrzweckventil bleibt dann in seiner Offenstellung
(Fig. I). In dieser Stellung der Zuggabel kann der Vorgang des Ankuppelns vollzogen
werden, ohne daß ein Bedienungsmann sich zwischen dem Maschinenwagen und Anhänger
befindet. Die Gefahr des Einklemmens ist damit ausgeschaltet.
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Zum Senken der Zuggabel verbindet man die Druckluftleitung I3 mit
der kalibrierten Entlüftungsöffnung 39 im Dreiwegehahn 36. Die Zuggabel drückt jetzt
unter ihrem Eigengewicht das flüssige Druckmittel aus der Kammer II über die Öffnungen
22 und die Ventilkammern 2I, I9 und die Öffnung 2o in die Zylinderkammer I2. Zugleich
entweicht die Luft über den Dreiwegehahn 36. Beim Schließen des Dreiwegehahns (Fig.
6) bleibt die Zuggabel 6 dann stehen.
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Während der Fahrt stellt man den Dreiwegehahn 36 auf Entlüftung nach
Fig. 8. Drückt das Kupplungsmaul jetzt beim Durchfahren von besonders tiefen Bodensenken
schlagartig auf die Zuggabel 6 nach unten, dann kann die Druckflüssigkeit durch
die kalibrierten Öffnungen 22 nicht rasch genug zurückströmen. Der auf die Kolbenfläche
a wirksame Druck preßt dann zunächst den Kolbenfuß 30 mit Dichtung 3I auf den Ventilsitz
23 und schließt das Ventil. Steigt der Flüssigkeitsdruck in der Zylinderkammer II
weiter an, dann überwindet das über die Bohrungen 22 und 33 zuströmende Druckmittel
den Druck der Feder 35 und hebt den Ventilteller 26 von seinem Sitz an der Dichtfläche
3I des Kolbenfußes 3o ab, so daß das Druckmittel jetzt aus der Kolbenkammer 32 über
die Ventilkammer I9 und die Öffnung 20 in die Zylinderkammer I2 zurückströmen kann.
Die oberhalb des Druckmittels befindliche Luft hat die Möglichkeit, über die Leitung
I3 durch die Entlüftungsöffnung 39 des Dreiwegehahnes 36 ins Freie zu entweichen.
Sobald der Druck auf die Zuggabel aufhört, wird der Kolbenschaft 28 entlastet, der
Ventilteller 26 kehrt auf seinen Sitz 3I am Kolbenfuß 30 zurück, und der
Ventilkolben verläßt unter Druck der Feder 27 den Ventilsitz 23. In dieser Stellung
kann das Druckmittel dann aus der Zylinderkammer 12 wieder in die Zylinderkammer
i i strömen. In den einzelnen Zylinderkammern kann bei dieser Lösung niemals ein
unzulässiger Druck entstehen.
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Soll die Vorrichtung ohne Druckluft von Hand bedient werden, so tritt
beim Lösen der Zuggabel aus dem Kupplungsmaul des Vorderwagens sowie beim Loslassen
nach erfolgtem Anheben auf die gewünschte Höhe folgender Vorgang ein: Unter dem
Eigengewicht der Zuggabel 6 versucht der Kolben 8 das flüssige Druckmittel durch
die Öffnungen 22 aus der Zylinderkammer i i zu drücken. Da der Gesamtquerschnitt
der Öffnungen 22 aber kleiner als die Druckfläche am Kolbenschaft 29 ist, überwiegt
der Druck auf den Kolbenschaft 28. Dadurch wird der Kolbenfuß 30 sofort kräftig
gegen den Ventilsitz 23 gepreßt und das Ventil geschlossen. Dieser Vorgang wird
dadurch beschleunigt, daß während der Bewegung des Kolbenfußes in Richtung auf den
Ventilsitz der Durchlaß am konisch eingezogenen Fuß des Gehäuseteiles 15 ständig
verengt wird und sich dadurch der Druck der Flüssigkeit auf die Druckfläche a zwangläufig
verstärkt.
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In der jetzt erreichten Stellung des Ventils ist der von der Feder
35 ausgeübte Druck auf den Ventilteller 26 kräftiger als der vom Kolben 8 über das
Druckmittel auf die Druckfläche des Ventiltellers 26 an der Kolbenkammer 32 ausgeübte
Gegendruck. Das Überdruckventil bleibt also geschlossen. Ein weiteres Zurückströmen
des Druckmittels in die Zylinderkammer 12 ist dadurch ausgeschlossen. Die Zuggabel
bleibt deshalb sofort in ihrer jeweiligen Lage stehen. , Erst wenn der Druck auf
den Kolben B künstlich, z. B. durch Druck von Hand auf die Zuggabel ein wenig verstärkt
wird, überwindet der Flüssigkeitsdruck den Gegendruck der. Feder 35 und hebt den
Ventilteller 26 von seinem Sitz ab. Das Druckmittel kann dann von der Zylinderkammer
i i in die Zylinderkammer 12 zurückströmen, und die Zuggabel wird langsam weiter
gesenkt (Fig.5). Voraussetzung dazu ist natürlich, daß der Dreiwegehahn 36 auf Entlüftung
steht und die Luft aus der Zylinderkammer 12 entweichen kann (Fig. 8).
Ebenso
ist in der Entlüftungsstellung des Dreiwegehahns nach Fig. 8 auch das Anheben der
Zuggabel 6 von Hand möglich. Die Saugwirkung des Kolbens 8 führt dabei das flüssige
Druckmittel aus der Zylinderkammer I2 über das offene Ventil in die Zylinderkammer
II nach. Beim Loslassen der Zuggabel in einer beliebigen Stellung wiederholt sich
der oben geschilderte Vorgang und stellt die Zuggabel sofort fest.
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Ein Herabfallen der Zuggabel wird also ganz unabhängig davon, ob Druckluft
verfügbar ist oder nicht, in jedem Falle vermieden. Die Zuggabel läßt sich außerdem
durch einfaches Loslassen ohne jede Hebelbetätigung in jeder beliebigen Höhenlage
feststellen. Den Dreiwegehahn für die Druckluftsteuerung bringt man zweckmäßig an
der Anhängerseite an. Die Bedienungsperson ist dann in Sichtverbindung mit dem Fahrer
der Zugmaschine, was das Einstellen der Zuggabel und das schnelle und genaue Kuppeln
sehr erleichtert.