DE10002018C2 - Aufklappbarer Federbogen mit Mittenabstützung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aufklappbaren Federbogen mit Mittenabstützung für einen kontinuierlichen, knickfreien Übergang im Bereich des Drehpunktes heb- und senkbarer Brücken-, Rampen- oder Auslegerkonstruktionen.

Brückenähnliche heb- und senkbare Konstruktionen sind von Schiffs- bzw. Bootsanlande­ stellen, Laderampen, Provisorien im Straßenbau aber auch von heb- und senkbaren Auslegern von Losgutförderanlagen bzw. Losgutfördergeräten her bekannt.

Allen gemeinsam ist der Nachteil, dass an der gelenkigen Verbindungsstelle des heb- und senkbaren Teils mit dem festen Teil der Konstruktion ein mehr oder minder starker Knick entsteht. Dem begegnet man u. a. mit Übergängen, die am festen Teil der Konstruktion scharnierartig angeschlossen sind und auf dem heb- und senkbaren Teil der Konstruktion 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 eine Verbesserung sein, das Problem wird dadurch aber nicht eliminiert. 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 solchen Fällen häufig eine Zwischenübergabe im Bereich des Knickes installiert.

Maßnahmen der vorbeschriebenen Art verringern das Problem, lösen es jedoch nicht grund­ sätzlich. Der zusätzliche Investitions- und Wartungsaufwand ist oft unverhältnismäßig hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, für alle vorgenannten Konstruktionen bzw. Anwendungsfälle eine universell einsetzbare Vorrichtung zu gestalten, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet, indem sie im Bereich der gelenkigen Verbindung einen völlig gleichförmigen Übergang gewährleistet. Diese Vorrichtung soll ferner so beschaffen sein, dass ihr Einbau keinen zusätzlichen Raumbedarf und damit keine "toten" Investitionen erfordert. 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 Lösung der Aufgabe wird eine Blattfeder gemäß Patentanspruch 1 mittig zum Ausleger- bzw. Brückendrehpunkt angeordnet, wobei die Federlängsachse im gestreckten Zustand zweckmäßigerweise durch den Drehpunkt geht. Die Blattfeder ist an beiden Enden mit der Brücken- bzw. Auslegerkostruktion verbunden. An einem Ende ist sie fest eingespannt, während sie am anderen Ende zwecks Längenausgleich in einer Führung gleitet. Bogenförmig gespannt wird die Feder zwangsläufig, sobald sich der Ausleger bzw. bewegliche Brückenteil absenkt. Solange keine Nutz- bzw. Verkehrslasten einwirken, nimmt die Feder dabei über ihre gesamte Länge eine konstante Krümmung an, wie sich aus den allgemein anerkannten Regeln der Elastizitätstheorie ableiten lässt. Nutzlasten führen zu einer Abweichung von der Ideal­ form, was technisch aber ohne weiteres beherrschbar ist.

Noch ein weiteres Problem gilt es zu lösen: Außer den üblichen Betriebstellungen von Auslegern bzw. beweglichen Brückenteilen ergibt sich häufig die Notwendigkeit besonderer Außerbetriebstellungen, d. h. Ausleger bzw. beweglicher Brückenteil müssen zwecks Freigabe der darunter befindlichen Verkehrsfläche genügend weit angehoben werden können. Die erfindungsgemäße Lösung nach Patentanspruch 1 und 3 besteht darin, dass die Blattfeder zweiteilig gestaltet wird, wobei beide Teile durch ein scharnierartiges Kreuzstück verbunden werden. Die Besonderheit des Kreuzstückes besteht erfindungsgemäß darin, dass es sich nur nach oben, also bei über die Horizontale angehobenem Ausleger öffnet, während es in der abgesenkten Auslegerstellung, d. h. unterhalb der Horizontalen zur starren Verbindung wird, wodurch sich die Blattfeder konvex spannt.

Um größere Nutzlasten aufnehmen zu können, wird die Blattfeder mittig, d. h. am vorbe­ schriebenen Kreuzstück gestützt. Das geschieht erfindungsgemäß durch einen besonderen Stützmechanismus, der die Blattfeder immer in der geometrisch richtigen Position stützt, d. h. in der Position, die der unbelastete Federbogen ungestützt einnehmen würde. Der Stütz­ mechanismus kann wahlweise durch mechanische Elemente, aber auch mittels elektrisch gesteuerter Verstelleinrichtungen oder Hydraulikzylindern realisiert werden. Die Erfindung sieht vor, dass der Erfindungsgegenstand im allgemeinen paarweise in Brücken, Rampen oder Auslegern eingesetzt wird. Bei schmalen Übergängen kann u. U. auch ein einzelner Federbogen genügen. Bei breiten Übergängen und/oder hohen Belastungen können mehrere Federbögen parallel zueinander angeordnet werden.

Die Vorteile der Erfindung liegen sowohl in ihrem wirtschaftlichen Nutzen als auch im technischen Komfort gegenüber bekannten Systemen. Dynamische Kräfte, wie sie bei dis­ kontinuierlichen Übergängen auftreten, werden vermieden. Im Ergebnis führt das zu leichteren, kostengünstigeren Konstruktionen.

Der Einsatz des Erfindungsgegenstandes in Losgutförderanlagen mit Muldenfördergurt, wie Verladebrücken, Geräten mit heb- und senkbarem Bandausleger etc. erspart teure Zwischen­ übergaben, 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 Überbeanspruchung infolge unzulässig hoher Randdehnung, wodurch eine längere Nutzungsdauer dieses teuren Investitionsgutes erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil wird bei Geräten mit heb- und senkbarem Bandausleger erreicht. Bedingt durch die Kinematik des Stützmechanismus wird die Blattfeder beim Anheben des Auslegers leicht konkav gebogen, was besonders der ökonomischen Gestaltung von Losgutfördergeräten mit Bandausleger zugute kommt, da Auslegerstellungen oberhalb der Horizontalen bis zum Auftreten abhebender Gurtkräfte noch als Betriebsstellung genutzt werden können. Damit kommt man mit entsprechend geringeren Bauhöhen und mithin Kosten für die Geräte aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Den eingangs beschriebenen, unbefriedigenden Stand der Technik am Beispiel einer Anlandestelle, d. h. einer Brücke mit festem (3) und heb- und senkbarem Brückenteil (2), dem beide Brückenteile verbindenden Gelenk (1) sowie dem Übergang (4).

Fig. 2 Das vereinfachte Prinzip des Federbogens mit Darstellung von zwei Anwendungs­ beispielen. Die linke Seite der Draufsicht zeigt ein Beispiel mit einem Fahrbahnbelag, die rechte Seite ein Beispiel mit Muldengurtförderer, bestehend aus dem Muldenfördergurt und den diesen tragenden Tragrollenstationen. Die Bauelemente werden auf die Federn (1) zweckmäßigerweise geklemmt, um Querschnittsminderungen durch Schraubenlöcher zu vermeiden. Die Feder wird an Ihren Enden in Einspannvorrichtungen (2, 3) gehalten. Eine der beiden Einspannvorrichtungen (2) klemmt die Feder fest ein während sie in der anderen (3) zwecks Längenausgleich gleiten kann. Die Einspannungen können nach den Regeln der Mechanik als Ersatzkräftepaare F₁/F₁' und F₂/F₂' aufgefasst werden, die in die Feder ein über die gesamte Länge konstantes Biegemoment einleiten, was bei konstantem Federquerschnitt einen über die gesamte Länge konstanten Biegeradius ρ zur Folge hat.

Fig. 3 Den Erfindungsgegenstand gemäß den Patentansprüchen 1 bis 7, wie er aus den Erkenntnissen der Fig. 2 entwickelt wurde.

Die beiden Blattfederhälften (1) und (2) sind durch das Kreuzstück (3) mit einander ver­ bunden. Das eine Ende der Feder mündet in einer festen Einspannung (4), während das andere zwecks Längenausgleich in einer Gleit- oder Rollenführung (5) gelagert ist. Die Zeichnung zeigt die Lösung mit Gleitführung. Der Stützmechanismus, dessen Aufgabe in der Beschreibung erläutert wurde, besteht aus der mit dem festen Brückenteil verbundenen Führung (7), dem Gleitstück (6), dem Pleuel (8), der Zugstange (9) sowie den zugehörigen Achsen und Zubehörteilen. Dieser Aufbau entspricht der mechanischen Ausführung des Stützmechanismus, wie in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 3 veranschaulicht ferner, dass die Federlängsachse in der gestreckten Position durch den Brücken- bzw. Auslegerdrehpunkt geht, d. h. in dieser Position kommen auch Ausleger­ drehpunkt und der Drehpunkt des Kreuzstückes zur Deckung. Bei Auslegerbewegungen nach unten wird das Kreuzstück zur starren Verbindung, wobei die Feder sich konvex spannt. Bei Bewegung nach oben öffnet sich das Kreuzstück und erlaubt ein ungehindertes Anheben des Auslegers in die Außerbetriebstellung. Die dabei auftretende leicht konkave Verformung der Feder ist beabsichtigt; dadurch werden Betriebstellungen auch oberhalb der horizontalen Auslegerstellung ermöglicht.

Claims (7)

1. Aufklappbarer Federbogen mit Mittenabstützung für einen kontinuierlichen, knickfreien Übergang im Bereich des Drehpunktes heb- und senkbarer Brücken-, Rampen- oder Auslegerkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweiteilige Blattfeder, deren beide etwa gleich lange Teile durch ein scharnier­ artiges Kreuzstück verbunden sind, an ihren äußeren Enden mittels Einspannvorrichtungen an der Brücken- bzw. Auslegerkonstruktion befestigt ist, wobei die Blattfeder durch einen mechanisch, elektromotorisch oder hydraulisch betätigten Stützmechanismus am Kreuz­ stück unterstützt wird.

2. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Einspannvorrichtungen die Blattfeder fest, die andere zwecks Längen­ ausgleich gleitend oder rollengelagert mit der Brücken- bzw. Auslegerkonstruktion verbindet.

3. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scharnierartige Kreuzstück bei Aufwärtsbewegung des Auslegers bzw. beweg­ lichen Brückenteils zum freibeweglichen Gelenk, bei Abwärtsbewegung hingegen zur starren Verbindung wird.

4. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Blattfeder im gestreckten Zustand durch den Brücken- bzw. Auslegerdrehpunkt geht, wobei der Gelenkpunkt des Kreuzstückes sich mit dem Ausleger- bzw. Brückendrehpunkt deckt und die beiden Einspannvorrichtungen in Blattfeder­ längsachse liegen.

5. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmechanismus, - durch entsprechende Wahl der Anlenkpunkte und Hebel­ verhältnisse -, die Blattfeder immer in der geometrisch richtigen Position stützt, d. h. in der Position, die der unbelastete Federbogen ungestützt einnehmen würde.

6. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbogen, - bedingt durch die Kinematik des Stützmechanismus -, bei aufwärts gerichteter Auslegerstellung eine leicht konkave Form annimmt.

7. Aufklappbarer Federbogen nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbogen sowohl einzeln als auch paarweise, in breiten oder hochbelasteten Bauwerken auch zu mehreren parallel, eingesetzt werden kann.