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Spannvorrichtung für Kippaufbauten von Lastfahrzeugen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Kippaufbauten von Lastkraftwagen oder
Lastanhängern, die den Zweck hat, einen erschütterungsfreien und geräuschfreien
Lauf des Fahrzeuges zu gewährleisten.
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Die Kippbrücke hat gegenüber dem festen Fahrzeugrahmen eine gewisse
Bewegungsfreiheit, die sich nachteilig auf die Fahreigenschaften des Fahrzeuges
auswirkt. Die Kippbrücke rutscht während der Fahrt, besonders im unbeladenen Zustand,
auf dem Fahrgestellrahmen hin und her, nutzt Fahrzeugteile vorzeitig ab und erzeugt
dadurch störende Geräusche. Um diese Mängel zu vermeiden, hat man schon versucht,
die Kippbrücke durch besondere Vorrichtungen am Fahrgestell zu befestigen, durch
Vorrichtungen, welche vor dem Kippen. gelöst und geöffnet und nach dem Kippen wieder
geschlossen und gespannt werden. Die bekannten, auf den vorgenannten Zweck abgestellten
Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie von Hand bedient werden müssen. Sie erfordern
menschliche Arbeitskraft und bieten keine Sicherheit vor fehlerhafter Bedienung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung für Kippaufbauten
von Lastfahrzeugen, von Motorwagen oder Anhängern zu schaffen, welche die genannten
Nachteile nicht aufweist, Betriebssicherheit hat und einfach im Aufbau und in der
Funktion ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kraft, mit der
die Kippbrücke nach unten auf das Fahrgestell gedrückt und festgespannt wird, durch
Druckluft erzeugt und mit Hilfe
einer am Fahrgestell angebrachten,
durch Druckluftkolbenzylinder betätigten Spannvorrichtung auf die Kippbrücke übertragen
wird. Die Druckluft wird hierbei einem Druckluftvorratsbehälter, der mit einem Luftkompressor
in Verbindung steht, entnommen und über einen die Druckluftzufuhr steuernden. Absperr-
und Entlüftungshahn dem Druckluftzylinder zugeführt. Ist im Fahrzeug bereits eine
Druckluftanlage mit einem Druckluftvorratsbehälter vorhanden, z. B. eine druckluftbetriebene
Brems- oder Kippanlage, so wird sie zweckmäßig an diese angeschlossen.
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Der bewegliche Teil der Druckluftspannvorrichtung, also der Teil der
Vorrichtung, der die im Druckluftzylinder erzeugte Kraft, mechanisch übersetzt,
auf die Kippbrücke zu übertragen hat, besteht aus einem im Fahrgestell gelagerten
hakenförmigen Hebel, der mit seinem hakenförmigen Teil die Kippbrücke an einem an
ihr befestigten Zapfen faßt und nach unten auf das Fahrgestell zieht. Er ist mit
der Kolbenstange des Druckluftkolbens über ein Gelenk verbunden. Der an der Kippbrücke
befestigte Spannzapfen trägt eine Gleitbuchse, welche den Reibungswiderstand beim
Spannen verringert und die Kraftübertragung vom Spannhaken auf den Spannzapfen verbessert.
Die Innenfläche des Spannhakens ist in bezug auf seinen Drehpunkt so gekrümmt, daß
die Kippbrücke bei zunehmendem Schließungswinkel mit stetig zunehmender Kraft auf
das Fahrgestell gezogen wird. Durch geeignete Bemessung der einzelnen Organe läßt
sich leicht die gewünschte Spannkraft einstellen.
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Die Kraftübertragungsorgane sind erfindungsgemäß in der Mitte des
Fahrzeuges angeordnet, an Punkten, an denen die Kippbrücke nicht auf dem Fahrgestellrahmen
aufliegt. Zu diesem Zweck ist der Fahrgestellrahmen und die Kippbrücke so ausgebildet,
daß der Abstand von den Punkten, an denen die Kraftübertragungsorgane angeordnet
sind und an denen die Kippbrücke nach unten gezogen wird, bis zu den Punkten, an
denen die Kippbrücke auf dem Fahrgestell aufliegt und durch den Auflagerdruck nach
oben gedrückt wird, in horizontaler Richtung möglichst groß ist. Durch diese Art
der Anordnung und Ausbildung wird erreicht, daß die Kippbrücke durch die in der
Horizontalen an verschiedenen Punkten angreifenden, nach unten und nach oben gerichteten
Aktions- und Reaktionskräfte auf Biegung beansprucht und in einen Spannungszustand
versetzt wird, der unerwünschte Eigenbewegungen und Eigenschwingungen der Kippbrücke
nicht aufkommen läßt. Besonders günstig gestalten sich die Spannungsverhältnisse,
wenn zwei solcher Spannvorrichtungen in der Symmetrieebene des Fahrzeuges mit einigem
Abstand voneinander zwischen den über den Radachsen liegenden Kippzylindern angeordnet
sind. Die beweglichen Organe der beiden Vorrichtungen können hierbei mechanisch
voneinander unabhängig mit je einem Druckluftkolben verbunden sein, sie können aber
auch mechanisch miteinander starr verbunden sein und von einem Druckluftkolbenzylinder
aus betätigt werden. Die Druckluftspannvorrichtung wird zweckmäßig durch Federkraft
entspannt und geöffnet. Die beweglichen Teile der Vorrichtung stehen daher mit einer
Feder in Verbindung, die so angeordnet ist, daß sie beim Schließen der Vorrichtung
gespannt wird. Beim Nachlassen des Luftdruckes öffnet die Feder die Spannvorrichtung.
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Die Verwendung von Druckluft zum Spannen der Kippbrücke in der vorgezeichneten
Art hat außer dem Vorteil, daß menschliche Arbeitskraft nicht erforderlich ist,
noch den Vorzug, daß die Kippbrücke infolge der guten elastischen Eigenschaften
der die Spannkraft erzeugenden Druckluft immer gleichmäßig stark vorbelastet bzw.
festgespannt ist. Die auf die Kippbrücke übertragene Kraft ist weitgehend unabhängig
von der Stellung des Kolbens und der beweglichen Teile der Vorrichtung. Dies ist
insofern von Bedeutung, als nachträgliche Veränderungen im Rahmenwerk des Fahrgestells
oder der Brücke, sofern sie in zulässigen Grenzen bleiben, die Kraftübertragung
kaum beeinträchtigen. Die Druckluftspannvorrichtung ist in hohem Maße betriebssicher.
Ihre Bedienung ist äußerst einfach; sie wird lediglich durch Betätigung eines sogenannten
Dreiwegehahns ein- und ausgeschaltet. Da der Dreiwegehahn zu seiner Betätigung keine
Kraft erfordert, sondern nur Steuerorgan ist, kann die Spannvorrichtung leicht zur
Kippvorrichtung in Abhängigkeit gebracht und halb- oder vollautomatisch durch sie
gesteuert werden. Die Möglichkeit zu einer solchen automatischen Steuerung zu haben,
ist für Lastfahrzeuge mit Kipp- und Spannvorrichtung von großem Vorteil, da durch
eine solche Abhängigkeit beider Vorrichtungen voneinander oder Steuerung der einen
Vorrichtung durch die andere eine fehlerhafte Betätigung mit Sicherheit verhindert
werden kann.
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Bei Druckluftkippung kann dies z. B. dadurch verhindert werden, daß
der die Spannvorrichtung steuernde Dreiwegehahn in der Nähe des Kippventils räumlich
so angeordnet ist, daß der zum Dreiwegehahn gehörige Bedienungshebel vor dem Kippventilbedienungshebel
liegt, wenn die Spannvorrichtung geschlossen ist, und den Kippventilhebel nur freigibt,
wenn die Spannvorrichtung geöffnet ist.
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Bei Fahrzeugen mit hydraulischer Kippvorrichtung kann die Spannvorrichtung
durch die Kippanlage erfindungsgemäß dadurch automatisch gesteuert werden, daß der
die Spannvorrichtung steuernde Dreiwegehahn durch das flüssige Druckmittel der Kippanlage
mit Hilfe eines druckempfindlichen Schaltorgans, welches an die Kippleitung angeschlossen
ist, so betätigt wird, daß die Spannvorrichtung bei steigendem Druck in der Kippleitung
sich öffnet und bei fallendem Druck sich schließt. Da das druckempfindliche Schaltorgan
so ausgebildet ist, daß es schon bei einem relativ niedrigen Druck in der Kippleitung
anspricht, wird es zu Beginn des Druckanstiegs schon die Spannvorrichtung öffnen,
und zwar bevor die Kippbrücke sich hebt. Der Ansprechdruck im Schaltorgan ist daher
stets kleiner zu halten als der Druck, der im Kippzylinder
zum
Heben der leeren Kippbrücke erforderlich ist. Um auch beim Senken der Kippbrücke,
also bei zurückfließendem Druckmittel, ein einwandfreies Funktionieren des Schaltorgans
sicherzustellen, ist es wegen des sich in der Kippleitung einstellenden Druckabfalls
zweckmäßig, das Schaltorgan leitungsmäßig in der Nähe des Kippzylinders an die Kippleitung
anzuschließen.
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Bei Fahrzeugen mit pneumatischer Kippvorrichtung kann die Spannvorrichtung
durch die Kippanlage grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise gesteuert werden
wie bei solchen mit hydraulischer Kippung. Da aber vom Beginn des Druckanstiegs
an bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Spannvorrichtung vollständig geöffnet ist, eine
gewisse Zeit vergeht, kann bei ungeeigneter Dimensionierung der Spannvorrichtung
der Fall eintreten, daß der Kippzylinderkolben die Brücke infolge des schnell ansteigenden
Druckes im Kippzylinder schon zu einem Zeitpunkt zu heben versucht, an dem die Spannvorrichtung
noch nicht ganz geöffnet ist. Um dies zu vermeiden, wird noch vorgeschlagen, in
dem Teil der Kippleitung, der sich zwischen dem Kippzylinder und dem Anschlußpunkt
zum Schaltorgan befindet, noch einen Sicherheitsabsperrhahn anzuordnen, der mit
der Spannvorrichtung verbunden ist und durch sie so betätigt wird, daß er nur geöffnet
ist, wenn die Spannvorrichtung ganz offen ist. Ist die Spannvorrichtung geschlossen,
so ist auch der Sicherheitsabsperrhahn geschlossen. Ist der Sicherheitsabsperrhahn
aber zu, so kann die Kippvorrichtung nicht in Tätigkeit treten, gleichgültig ob
und wie lange der vor dem Sicherheitsabsperrhahn liegende Zweig der Kippleitung
schon unter Druck steht oder nicht. Die Spannvorrichtung kann auf diese Weise durch
die Kippanlage automatisch gesteuert werden, ohne daß Fehler im zeitlichen Ablauf
der Bewegungsvorgänge zu befürchten sind.
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Es zeigt Abb. i einen Querschnitt durch einen Lastanhänger mit eingebauter
Spannvorrichtung, Abb. 2 die Spannvorrichtung, Abb. 3 eine Seitenansicht des an
der Kippbrücke angebrachten Spannzapfens mit der Gleitbuchse, Abb. 4 die Vorderansicht
des Spannzapfens, Abb. 5 den Spannhalten, Abb.6 das Fahrgestell des Lastanhängers
mit eingebauter Spannvorrichtung von oben, Abb. 7 die räumliche Anordnung des Dreiwegehahns
neben dem Kippventil und dessen Bedienungshebel bei Handsteuerung und Abb. 8 und
9 das Leitungs- und Funktionsschema der vollautomatisch gesteuerten Spannvorrichtung.
In den Abb. I bis 5 ist a das Fahrgestell und b die Kippbrücke des Anhängers. Der
Druckluftzylinder c ist am Fahrgestell befestigt. Sein Kolben d betätigt über den
Hebel e den Spannhaken f, der eine spiralförmig nach innen gekrümmte
Auflagefläche g hat. Der Hebel e mit dem Spannhaken f
sitzt auf einem
Zapfen h, auf dem er gedreht bzw. um einen bestimmten Winkel geschwenkt werden kann.
Der Zapfen h sitzt an einem inneren Querträger des Fahrgestellrahmens. Unter dem
Boden der Kippbrücke b sitzt an einer Querschiene der Spannzapfen i mit der Gleitbuchse
k. Die Auflagefläche g des Spannhaltens f ist nach innen, nach dem Drehzentrum zu
spiralig um ein bestimmtes Maß L gebogen und gibt dem Spannhaken die Wirkung eines
Drehkeils. In der Abb. i ist die Spannvorrichtung in geschlossenem, in der Abb.
2 in geöffnetem Zustand dargestellt. Im geöffneten Zustand kann die Kippbrücke b
in den Kipplagern m sowohl nach der einen als auch nach der anderen Seite gekippt
werden. Der Druckluftzylinder c steht über die Druckluftleitung n und den Dreiwegehahn
o, welcher die Druckluftzufuhr und -abfuhr steuert, mit dem Druckluftvorratsbehälter
p in Verbindung. In der in Abb. 2 dargestellten Stellung des Hahns o ist die Leitung
n nach dem Vorratsbehälter p zu gesperrt und damit die Druckluftzufuhr nach dem
Druckluftzylinder c unterbrochen. Dagegen steht der Druckluftzylinder c über den
Hahn o mit der Außenluft in Verbindung und ist entlüftet. Der Kolben d ist durch
Öffnungsfeder q zurückgeschoben, der Spannhebel e um den Öffnungswinkel geschwenkt
und damit die Spannvorrichtung geöffnet. Soll die Spannvorrichtung geschlossen und
gespannt werden, so wird der Dreiwegehahn o um einen bestimmten Winkel gedreht,
wobei nicht nur die Entlüftungsöffnung geschlossen, sondern auch die Leitung n nach
dem Druckluftvorratsbehälter p zu freigegeben und dem Zylinder c Druckluft zugeführt
wird. Der Kolben d wird daraufhin unter Überwindung der Federkraft der Öffnungsfeder
q aus dem Druckluftzylinder c herausgedrückt und unter Druck gehalten. Gleichzeitig
wird die Spannvorrichtung geschlossen und die Kippbrücke gespannt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel sind, wie in Abb. 6 dargestellt ist, zwei
Spannhaken f in der Mitte des Fahrgestellrahmens a angeordnet. Beide Spannhaken
sind über eine Rohrwelle r fest miteinander verbunden und in den beiden mittleren
Traversen des Fahrgestellrahmens gelagert. Der eine der beiden Spannhalten f ist
über den Spannhebel e an den Kolben d des Druckluftzylinders c angeschlossen. Da
beide Spannhaken mit der Welle r ein Ganzes bilden, können sie zusammen von einem
Druckluftzylinder aus betätigt werden.
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In Abb. 7 ist in perspektivischer Darstellung schematisch gezeigt,
wie der Dreiwegehahn o neben dem Kippventil u räumlich angeordnet ist. Der Bedienungshebel
s des Dreiwegehahns o liegt in der Stellung »geschlossen« im Schaltweg des Kippventilhebels
t, der in dieser Stellung nicht betätigt werden kann. Will man die Kippvorrichtung
in Tätigkeit setzen, so muß der Hebel s zuerst aus der Stellung »geschlossen« in
die Stellung »offen« umgelegt werden. Der Schaltweg für den Kippventilhebel
t ist dann freigegeben, und das Kippventil u
kann betätigt werden.
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Bei der vollautomatischen Steuerung der Spannvorrichtung nach Abb.
8 und 9 ist das druckempfindliche Schaltorgan z an die Kippleitung
x
angeschlossen. Es ist mit dem Dreiwegehahn o mechanisch verbunden und schaltet
ihn automatisch.
Wird dem Kippzylinder w über die Kippleitung x
Druckluft oder Drucköl zugeführt, so spricht sofort bei Beginn des Druckanstiegs
schon das Schaltorgan z an, betätigt mit Hilfe eines kleinen Kolbens den Dreiwegehahn
o und öffnet dadurch in geschilderter Weise die Spannvorrichtung. Nachdem der Druck
im Kippzylinder w auf den zum Heben der Brücke erforderlichen Wert angestiegen ist,
hebt der Kippzylinderkolben die Kippbrücke. Wird die Druckluft- oder Druckölzufuhr
zum Kippzylinder gestoppt oder das Druckmittel wieder abgelassen, so bleibt der
Druck in der Kippleitung x trotzdem noch so lange bestehen, solange die Brücke noch
gehoben und mit ihrem Gewicht auf den Kolben des Kippzylinders drückt. Ebensolange
steht auch das Schaltorgan z noch unter Druck und hält die Spannvorrichtung offen.
Erst wenn die Brücke nach dem Senken wieder auf dem Fahrgestell aufsitzt, fällt
der Druck im Kippzylinder, in der Kippleitung und im Schaltorgan, und der Kolben
des Schaltorgans z kehrt unter Einfluß einer Feder wieder in seine Ausgangsstellung
zurück, betätigt den Dreiwegehahn o und schließt die Spannvorrichtung.
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Im Leitungsschema nach Abb. 8 und 9 ist noch der Sicherheitsabsperrhahn
y in die Kippleitung x eingeschaltet. Er ist mit seinem Betätigungshebel über eine
Kupplungsstange mit dem Spannhebel e der Spannvorrichtung verbunden und wird durch
diesen so betätigt, daß er die Kippleitung x sperrt, wenn die Spannvorrichtung geschlossen
ist, und sie freigibt, wenn jene geöffnet ist. Wird der Kippleitung x nach dem Einschalten
der Kippanlage das Druckmittel zugeführt, so wird es auch dem Schaltorgan z zugeführt,
während die Zufuhr zum Kippzylinder w zunächst noch unterbrochen ist. Die letztere
bleibt zwangläufig so lange unterbrochen, bis sich die Spannvorrichtung ganz geöffnet
hat.. Es ist also bei Verwendung eines Sicherheitsabsperrhahns belanglos, welche
Zeit die Spannvorrichtung einschließlich des Schaltorgans z zum Schließen oder Öffnen
braucht. Da der Druck in der Kippleitung x an der Stelle, an der das Schaltorganangeschlossen
ist, auch beim Senken der Brücke über dem Ansprechdruck des Schaltorgans liegt,
bleibt die Spannvorrichtung auch beim Senken der Brücke noch so lange geöffnet,
bis die Brücke wieder auf dem Fahrgestell aufsitzt und der Druck in der Kippleitung
verschwindet. Der Sicherheitsabsperrhahn y sperrt die Kippleitung x also erst dann
wieder, wenn die Kippung beendet ist.