DE10002018A1

DE10002018A1 - Aufklappbarer Federbogen mit Mittenabstützung

Info

Publication number: DE10002018A1
Application number: DE2000102018
Authority: DE
Inventors: Peter Peters
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: DE10002018C2

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, im Bereich des Drehpunktes heb- und senkbarer Brücken-, Rampen- oder Auslegerkonstruktionen mit einfachen Mitteln einen völlig gleichförmigen, knickfreien Übergang zu schaffen. DOLLAR A Die Erfindung ist leicht zu realisieren, da außer einem seit langem bekannten Maschinenelement, nämlich einer (geteilten) Blattfeder (Fig. 3, Teile 1 und 2) nur einige wenige ergänzende Teile benötigt werden, und zwar eine feste Einspannung (4), eine gleitende Einspannung (5) und ein scharnierartiges Kreuzstück (3). DOLLAR A Ein Stützmechanismus (Fig. 3, Teile 6, 7, 8, 9) sorgt dafür, daß der Federbogen in jeder Betriebsstellung des beweglichen Brückenteils bzw. Auslegers in der geometrisch richtigen Position mittig abgestützt wird. Die Halbierung der Stützweite ermöglicht entsprechend höhere Nutzlasten. DOLLAR A Die Kinematik des Stützmechanismus hat besonders für die Losgutförderung einen beachtlichen Vorteil. Da sich der Federbogen bei angehobener Auslegerstellung konkav biegt, können Auslegerstellungen > 0 DEG bis zum Auftreten abhebender Gurtkräfte noch als Betriebsstellung genutzt werden. Das ermöglicht Einsparungen an Bauhöhe und mithin an Kosten des Fördergerätes und der zu fördernden Einrichtungen (niedrigere Bandbrücken). DOLLAR A Das scharnierartige Kreuzstück (Fig. 3, Teil 3), dessen Gelenkpunkt sich bei gestreckter Blattfeder mit dem Brückendrehpunkt deckt (geringster Längenausgleich erforderlich), ermöglicht durch kraftfreies Aufklappen nach oben eine hohe Außerbetriebstellung ...

Description

Brückenähnliche heb- und senkbare Konstruktionen kennt man von Schiffs- bzw. Bootsanlandestellen, Laderampen, Provisorien im Straßenbau aber auch von heb- und senkbaren Auslegern von Losgutförderanlagen bzw. Geräten.

Allen gemeinsam ist, daß an der gelenkigen Verbindungsstelle (Fig. 1, Teil 1) des heb- und senkbaren Teils (2) mit dem festen Teil (3) je nach Neigung des heb- und senkbaren Teils ein mehr oder minder starker Knick entsteht. Dem begegnet man u. a. mit Übergängen (4), die am festen Teil der Rampe, Anlande stelle etc. scharnierartig angeschlossen sind und auf dem heb- und senkbaren Teil gleitend aufliegen. Der Knick wird dadurch zwar "entschärft", aber letztlich durch zwei kleinere Knicke ersetzt.

Das mag für das Überfahren dieser Konstruktionen mit luftbereiften Fahrzeugen zwar weniger gravierend sein; befriedigend ist das ganz sicher nicht. Und im Falle einer Losgutförderanlage wäre das völlig unakzeptabel, da die als Transportmittel eingesetzten gemuldeten Fördergurte keinerlei Knicke oder abrupte Übergänge vertragen bzw. darauf mit vorzeitigem Verschleiß reagieren. Als simpelste Art der Abhilfe wird in diesem Falle häufig eine Zwischenüber gabestelle im Bereich des Knickes installiert.

Maßnahmen der vorbeschriebenen Art verringern das Problem, lösen es aber nicht grundsätzlich. Der zusätzliche Investitions- und Wartungsaufwand ist oft un verhältnismäßig hoch.

Ziel der Erfindung ist es, für alle eingangs genannten Konstruktionen bzw. Anwendungsfälle eine universell einsetzbare Vorrichtung zu gestalten, die im Bereich der gelenkigen Verbindung einen völlig gleichförmigen Übergang ge währleistet. Diese Vorrichtung soll ferner so beschaffen sein, daß ihr Einbau keinen zusätzlichen Raumbedarf und damit keine "toten" Investitionen erfor dert. Auch der nachträgliche Einbau in bereits vorhandene Konstruktionen ist damit grundsätzlich möglich. Folgekosten durch ständigen Wartungsaufwand werden durch die Einfachheit der Vorrichtung weitgehend vermieden.

Zur Erreichung dieser Zielsetzung wird eine Blattfeder mittig zum Ausleger- bzw. Brückendrehpunkt angeordnet (Fig. 2), wobei die Federlängsachse im gestreckten Zustand zweckmäßigerweise durch den Drehpunkt geht. Die Blattfeder ist an beiden Enden mit der Brücken- bzw. Auslegerkonstruktion verbunden. Am rechten Ende ist sie fest eingespannt, während das linke Ende zwecks Längenausgleich in einer Führung gleiten kann. Bogenförmig gespannt wird die Feder zwangsläu fig, sobald sich der Ausleger bzw. das linke Brückenteil absenkt.

Da die Einspannungen an den Enden der Feder als Ersatzkräftepaare aufgefaßt werden können (in Fig. 2 als F₁, F₁' und F₂, F₂' dargestellt), die in die Feder ein über die gesamte Länge konstantes Biegemoment einleiten, ist auch der Radius ρ der gebogenen Feder über die gesamte Federlänge konstant, wie aus der Elastizitätslehre bekannt:

wobei
ρ = Biegeradius (cm)
M = Biegemoment (Ncm)
E = Elastizitätsmodul des Federwerkstoffs (N/cm²)
I = Trägheitsmoment des Federquerschnittes in der Biegeebene (cm⁴)

Die Idealform ρ = konstant hat die Feder jedoch nur, solange außer dem durch die Senkbewegung verursachten negativen Biegemoment keine äußeren Kräfte ein wirken. Unter Einwirkung von ständigen Lasten (wie Fahrbahnbelag) und Verkehrs- bzw. Nutzlasten ergeben sich Abweichungen von der Idealform. Symmetrische Lasten wirken hierbei stabilisierend, solange die Feder eine konvexe Form hat und sich dadurch wie ein stützendes Gewölbe verhält. Beim Übergang in die ge streckte Lage verliert die Feder diese Stützwirkung. Damit sie nicht unzuläs sig stark durchbiegt, wird sie durch einen Stützmechanismus, der durch die Hub- bzw. Senkbewegung des Auslegers betätigt wird, in der Mitte immer in der geometrisch richtigen Position gestützt (s. hierzu Fig. 3).

Gemäß Darstellung Fig. 3 besteht der Stützmechanismus aus dem Gleitstück (6), der Gleitführung (7), dem Pleuel (8), der Zugstange (9) sowie den zugehörigen Achsen und Zubehörteilen. Gemäß der Erfindung kann, wo dies zweckmäßiger er scheint, der Stützmechanismus durch ein hydraulisches (Zylinder) oder ein mo torisch betriebenes Verstellgerät ersetzt werden, das von der Hub- bzw. Senk bewegung des Auslegers entsprechend angesteuert wird.

Ein weiteres Problem ist zu lösen: Außer den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestell ten Betriebsstellungen ergibt sich häufig noch die Notwendigkeit einer beson deren Außerbetriebstellung des Auslegers bzw. beweglichen Brückenteils, d. h. dieser muß zwecks Freigabe der darunter befindlichen Verkehrsfläche genügend weit angehoben werden können, wie in Fig. 3 dargestellt.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß der gestützte Mittel punkt der Blattfeder als nach oben aufklappbares Gelenk gestaltet wird. Dieses "Kreuzstück" (3) wird, wie Fig. 3 zeigt, bei negativer Auslegerneigung (α < 0°) zur starren Verbindung, wodurch die Blattfeder sich konvex spannt.

Bei positiver Auslegerneigung (α < 0°) hingegen klappt das Kreuzstück auf und ermöglicht das ungehinderte Hochziehen des beweglichen Brückenteils bzw. des Auslegers. Bedingt durch die Kinematik von Gleitstück, Pleuel und Zugstange (Fig. 3, Teile 6, 8, 9) wird die Blattfeder hierbei konkav gebogen, was beson ders der ökonomischen Gestaltung von Stetigfördergeräten zugute kommt, da Auslegerstellungen oberhalb von 0° bis zum Auftreten abhebender Gurtkräfte noch als Betriebsstellung genutzt werden können. Damit kommt man mit entspre chend geringeren Bauhöhen und mithin Kosten für die Geräte aus.

Die Erfindung sieht vor, daß der Erfindungsgegenstand im allgemeinen paar weise in Brücken, Rampen, Auslegern etc. eingesetzt wird. Bei schmalen Über gängen kann u. U. auch ein einzelner Federbogen genügen. Bei breiten Über gängen und/oder hohen Belastungen können mehrere Federbögen parallel zuein ander angeordnet werden.

Wie der formelmäßige Zusammenhang zeigt, ist ein gleichförmiger Radius ρ nur bei konstantem Trägheitsmoment I möglich. Querschnittsschwä chungen durch Befestigungslöcher in der Blattfeder sind daher zu vermeiden. Der lamellenförmige Fahrbahnbelag wird deshalb geklemmt, wobei man auf bewährte Klemmsysteme zurückgreifen kann. Auch im Fall der Losgutförderan lage stehen gängige Klemmsysteme zur Verfügung, um die den Muldenfördergurt tragenden Rollenstühle auf dem Federbogen zu befestigen.

Neben dem technischen Komfort, den die Erfindung bietet, dürften auch die wirtschaftlichen Vorteile überzeugen, die zum Teil schon erwähnt wurden.

Generell ist zu sagen, daß durch den Einsatz der Erfindung in Rampen, heb- und senkbaren Brücken etc. dynamische Kräfte, wie sie bei diskontinuier lichen Übergängen auftreten, vermieden werden. Im Ergebnis führt das zu leichteren, kostengünstigeren Konstruktionen.

Der Einsatz der Erfindung in Losgutförderanlagen mit Muldenfördergurt, wie Verladebrücken, Geräten mit heb- und senkbarem Bandausleger etc. erspart teure Zwischenübergaben, die durch ihren Bedarf an Bauhöhe zudem das gesamte Objekt verteuern würden. Durch Wegfall von Zwischenübergaben entfällt aber vor allem ein ständiges Betriebs- und Wartungsproblem.

Der kontinuierliche Übergang schützt ferner den Muldenfördergurt vor Über beanspruchung infolge unzulässig hoher Randdehnung, wodurch eine längere Nutzungsdauer dieses teuren Investitionsgutes erreicht wird.

Claims

1. Aufklappbarer Federbogen mit Mittenabstützung für einen kontinuierlichen, knickfreien Übergang im Bereich des Drehpunktes heb- und senkbarer Brücken-, Rampen- oder Auslegerkonstruktionen gemäß Fig. 3, gekennzeichnet durch eine 2-teilige Blattfeder, deren beide, etwa gleichlange Teile (1 und 2) durch ein scharnierartiges Kreuzstück (3) verbunden und an beiden Enden mittels Einspannvorrichtungen (4 und 5) an der Brücken- bzw. Auslegerkon struktion befestigt sind, wobei die Blattfeder am Kreuzstück durch einen Stützmechanismus (6, 7, 8, 9) unterstützt wird.

2. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Einspannvorrichtungen (4 oder 5) die Blattfeder fest, die andere zwecks Längenausgleich gleitend mit der Brücken- bzw. Auslegerkon struktion verbindet.

3. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das scharnierartige Kreuzstück (3) bei Aufwärtsbewegung des Auslegers bzw. beweglichen Brückenteils (α < 0) zum freibeweglichen Gelenk, bei Abwärts bewegung (α < 0) hingegen zur starren Verbindung wird.

4. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Blattfeder (1 und 2) im gestreckten Zustand durch den Brücken bzw. Auslegerdrehpunkt geht, wobei der Gelenkpunkt des Kreuz stückes (3) sich mit dem Ausleger- bzw. Brückendrehpunkt deckt und die Ein spannvorrichtungen (4 und 5) in Blattfeder-Längsachse liegen.

5. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützmechanismus (6, 7, 8, 9) - durch entsprechende Wahl der Anlenkpunkte und Hebelverhältnisse - die Blattfeder immer in der geometrisch richtigen Position stützt, d. h. in der Position, die der unbelastete Federbogen unge stützt einnehmen würde.

6. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbogen - bedingt durch die Kinematik des Stützmechanismus - bei positiver Auslegerstellung (α < 0) eine leicht konkave Form annimmt.

7. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß er sowohl einzeln als auch paarweise, in breiten und/oder hochbelaste ten Bauwerken auch zu mehreren parallel eingesetzt werden kann.