DE69404649T2

DE69404649T2 - Kippvorrichtung für fahrzeuge mit pulsierender plattform und bewegbarem scharnier

Info

Publication number: DE69404649T2
Application number: DE69404649T
Authority: DE
Inventors: Lyle Andrew Des Moines Ia. Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: AU6945994A; EP0699167B1; BR9406698A; CN1124946A; AU676742B2; CA2162672A1; WO1994027899A1; ES2107231T3; CA2162672C; US5360308A; EP0699167A1; GR3025230T3; DE69404649D1; CN1069087C; ATE156091T1; DK0699167T3; JPH09500349A

Description

Das Fahrzeugkippgerät meines US-Patents 3118550 vom 21. Januar 1964 ist in der Kornindustrie sehr erfolgreich gewesen. Dieses Gerät umfaßt einen Kornlastwagen auf einer Plattform, die an einem Ende mittels eines ortsfesten, vertikalen Zylinders angehoben werden kann, der an seinem oberen Ende eine Rolle aufweist, die mit einer an der Unterseite der Plattform angeordneten Führungsbahn im Eingriff steht. Die Führungsbahn ist derart angeordnet, daß der im wesentlichen nach unten gerichtete Druck der Plattform und des Wagens längs der vertikalen Achse des Zylinders wirkt, so daß die horizontal auf den Zylinder wirkenden Kräfte vermindert werden, die den Zylinder auf Biegung beanspruchen.
Andere Industrien erhalten Materialien, die sehr schwierig zu entladen sind, wie beispielsweise Getreidekörner, Holzspäne, Abfälle usw. Diese Materialien müssen unter zu großen und gefährlichen Neigungswinkeln schiefgehalten werden, damit die Ladungen losbrechen. Wenn das Material sich zu bewegen beginnt, kann es kurzzeitig in einer unkontrollierten Masse herunterkommen, wodurch Einrichtungen beschädigt und Verletzungen hervorgerufen werden können. Es sind schon Vibratoren mit dem Wagen direkt verbunden worden, um den Wagen zu schütteln und so zu versuchen, das Material zu lockern. Ein Beispiel dafür ist das US-Patent 2284226 vom 26. Mai 1942 mit dem Erfinder R.W. oglesby. Dieser Vibrator ist jedoch für den Gebrauch in Verbindung mit einem Wagen nicht geeignet, der an einem Ende durch eine anhebbare Plattform angehoben wird. Daher wird ein Vibrator benötigt, der die Plattform und den Wagen als Einheit rüttelt, die unter einem Winkel von etwa 300 angehoben wird.
Die DE-A-477305 zeigt einen Behälter 2 und eine auf Kabeln getragene Plattform 1. Ein Vibrator umfaßt u.a. einen Elektromotor, an dessen Welle rotierende Massen ungleichmäßig verteilt sind, um eine Vibration zu erzeugen. Der ganze Autoschütter oder die Plattform 1 und der Behälter oder der Wagen 2 werden gerüttelt. Es wird keine Lehre über die Bewegung der Plattform in nur einer horizontalen Richtung gegeben. Die Plattform und der Behälter werden zusammen vielmehr in allen Richtungen und nicht in nur einer horizontalen Richtung bewegt. In Fig. 2, die sich auf ein Ausführungsbeispiel bezieht, das gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 ausgebildet ist, ist die Plattform an einem Drehpunkt 11 befestigt, der eine horizontale Bewegung der Plattform absolut verhindert.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung beabsichtigt, das Material im Lastwagenkasten dadurch loszubrechen, daß eine angehobene Plattform mit dem Wagen unter einem Winkel von etwa 300 gemeinsam beeinflußt werden und daß der Plattform und damit dem Wagen horizontale Impulse erteilt werden, um einen Vorteil aus der Trägheitskraft und der Schwerkraft des bearbeiteten Materials zu ziehen, das dabei zum hinteren Ende des Wagens und dann in eine Aufnahmemulde getrieben wird.
Zwei Hydraulikzylinder, von denen jeweils einer an einer Plattformseite angeordnet ist, sind durch ein Rollengelenk mit der Plattform verbunden, um diese innerhalb der Grenzen von Anschlägen hin und her zu bewegen. Es wird ein bevorzugter Arbeitszyklus benutzt, bei dem die Pulsationszylinder die Plattform und den Wagen mit ansteigender Geschwindigkeit über eine Entfernung von etwa 7,6cm (3 Zoll) nach hinten bewegen, wonach die Bewegung hydraulisch durch die Pulsationszylinder plötzlich unterbrochen wird. Das Material bewegt sich aufgrund der Trägheit und der Schwerkraft treppenförmig weiter nach hinten und unten, wenn der Zyklus wiederholt wird. Eine Pause zwischen den Zyklen ist vorgesehen, um Schwingungen zu vermeiden.
Dieses System erlaubt ein wirksames Entladen des Wagens, ohne den Wagen um gefährlich hohe Winkel kippen zu müssen. Der Kippwinkel und die Pulsationsfrequenz hängen vom Material und dessen Fließfähigkeit ab. Die von der Plattform durchlaufene Strecke kann sich bis zu etwa 15,2cm (6 Zoll) ändern, wobei die Plattform bis zu einem Winkel von 350 gekippt werden kann. Die Maximalbelastung der Gelenkverbindungen zwischen den Pulsationszylindern und der Plattform kann etwa 18144kg (40 000 Pfund) betragen.
Wenn beispielsweise Pulsationszylinder mit einem Durchmesser von 12,7cm (5 Zoll) verwendet werden, wird der Zylinderdruck wahrscheinlich nicht 141kg/cm² (2000 Pfund/Quadratzoll) überschreiten, so daß an jedem Gelenk eine Kraft von bis zu 18144k9 (40 000 Pfund) auftritt. In typischer Weise wird eine rückwärts gerichtete Kraft von 4536k9 (10 000 Pfund) über eine Strecke von 7,6cm (3 Zoll) eine rückwärts gerichtete Geschwindigkeit von 3,2km/h (2 Meilen/Stunde) bei einem Wagengewicht von 36287k9 (80 000 Pfund) erzeugen. Das Bremsen mit einer Kraft von 18144k9 (40 000 Pfund) an jedem Gelenk unterbricht die Bewegung in 0,125 auf einer Strecke von 1,0cm (0,4 Zoll). Diese kurze Zeitspanne ist gleichbedeutend damit, daß die Last fast vertikal schiefgehalten wird.
Daraus ist zu erkennen, daß beim Bewegen des Lastwagens in Rückwärtsrichtung und beim plötzlichen Anhalten des Lastwagens die Last dazu tendiert, sich vom Boden des Wagens abzuheben und sich aufgrund des Impulsmoments und der Trägheit nach hinten zu bewegen. Wenn der Pulsationszyklus wiederholt wird, wird sich das Material aus dem Wagen stufenweise in die Aufnahmemulde bewegen. Der Wagen wird durch sein eigenes Gewicht an einer geeigneten Rücklaufsperre und/oder Radanschlägen am unteren Ende der Plattform festgehalten.

Beschreibung der Zeichnungen

-Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Lastwagens auf einer Plattform, die in angehobener und abgesenkter Stellung dargestellt is,
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Plattform der Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gelenkver bindung zwischen dem Pulsationszylinder und dem hinteren Ende der Plattform,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestell ten Gelenkverbindung längs der Linie 4-4 in Fig.
Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Verbindung zwischen dem Pulsationszylinder und dem hinteren Ende der Plattform,
Fig. 6 zeigt einen Querchnitt der Gelenkverbindung zwischen dem Pulsationszylinder und dem hinteren Ende der Plattform längs der Linie 6-6 in Fig. 4,
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Gelenkverbindung längs der Linie 7-7 in Fig. 4,
Fig. 8 zeigt ein Schema der hydraulischen Schaltung zum Betrieb des Systems,
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht eines Teils der Plattform während des Anhebens, die sich in Vorwärtsstellung befindet,
Fig. 10 zeigt eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht, bei der die Plattform sich in Vorwärtsstellung befindet, aber vorbereitet ist, sich rückwärts zu bewegen, wobei das langsame Beschleunigen der Plattform und das darauffolgende, schnelle Abbremsen der Plattform zu einer Rückwärtsbewegung des Wagens, zu einem Losbrechen des Materials vom Wagen und zu einer Entladung des Materials führt,
Fig. 11 zeigt ein Schaubild zur Darstellung der Beschleunigung und der Geschwindigkeit während eines vollständigen Pulsationszyklus und
Fig. 12 zeigt ein Schaubild zur Darstellung der Gelenkbewegungs strecke während eines Pulsationszyklus.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die Plattform gemäß der Erfindung für Fahrzeuge ist in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet. Wie zu erkennen ist, steht auf ihr eine Zugmaschine 12 mit einem Anhänger 14, der so positioniert ist, daß das Ladungsmaterial in eine Aufnahmemulde 16 über einen Rost 18 entladen werden kann. Das vordere Ende der Plattform wird von einem ortsfesten Träger 20 getragen. Ein befestigter, vertikaler Zylinder 22 steht mit der Plattform etwa in deren Mitte im Eingriff. Dieser Zylinder hebt die Plattform in die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage. Die Einzelheiten des vertikalen Zylinders 22 und dessen Eingriff in eine Kurvenbahnvorrichtung 24 sind in den Figuren 9, 10 gezeigt und vollständiger in meinem Patent 3118550 bechrieben. Kurz gesagt weist der Zylinder 22 an seinem oberen Ende eine Rolle 26 auf, die derart mit der gebogenen Führungsbahn 24 im Eingriff steht, daß die Kräfte größtenteils auf den Zylinder längs der vertikalen Zylinderachse wirken, so daß die den Zylinder auf Biegung beanspruchenden Horizontalkräfte auf ein Kleinstmaß gebracht werden.
Das hintere Ende der Plattform ist mit zwei seitlich im Abstand angeordneten Pulsationszylindern 30 mittels einer Rollengelenkanordnung 31 verbunden, wie aus den Figuren 1 und 5 zu ersehen ist. Gemäß den Figuren 3 und 5 sind die Pulsationszylinder 30 an einem Ende mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Platten 32 verbunden, die selbst wieder mit einer aufrechtstehenden Gelenkstütze 34 verbunden ist, welche mittels Schraubverbindungen 38 an einem Fundament 36 verankert ist. Das vordere Ende des Zylinders 30 ist mittels eines Bolzens 40 mit einem Gabelkopf 42 verbunden, an den zwei Seitemplatten 44 anschließen. Ein Bolzen 48 verbindet eine mit einer Öse versehene und nach hinten aus der Plattform 10 ragende Scheide 46 mit den Seitenplatten 44. Der Bolzen 48 ragt aus den Seitenplatten 44 hervor und nimmt an den herausragenden Enden Rollen 50 auf. Die Rollen bewegen sich in Schlitzen 52, die in einem Paar aus ortsfesten, im Abstand voneinander angeordneten Platten 54 vorgesehen sind. Die Schlitze 52 bestimmen die Bewegungsgrenzen. Der Gabelkopf 42 und die Seitenplatten 44 werden mittels vertikal im Abstand und auf den Platten 32 angeordneter Führungsplatten 55 und mittels des Bolzens 48 und dessen Rollen 50 horizontal geführt, die in den horizontalen Schlitzen 52 gleiten. Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, sind Abdeckplatten 56 mit Schrauben 58 an den Platten 32 befestigt.
Im Betrieb befindet sich das Rollengelenk 31 in der Vorwärtstellung, bis der gewünschte Kippwinkel erreicht ist. Dann werden die Pulsationszylinder 30 (deren Kolbenstangen) zurückgezogen, so daß die Plattform auf den Rollen 26 und 50 aus der voll ausgezogen gezeichneten Stellung in die gestrichelt gezeichnete Stellung zurückgerollt wird, wie aus Fig. 10 zu erkennen ist. Die Pulsationszylinder 30 beschleunigen die Plattform 10 und das Fahrzeug nach hinten und bremsen diese dann plötzlich bis zum Stillstand ab. Das Material auf dem Boden des Anhängerkastens wird, wie in Fig. 10 durch Pfeile 60 angedeutet ist, treppenförmig nach hinten zur Aufnahmemulde 16 verfrachtet. Abhängig vom Material im Anhänger kann das Material in Wirklichkeit zeitweilig vom Boden gelöst sein, während die Schwerkraft in Verbindung mit dem Impulsmoment und der Trägheit das Material nach unten und hinten bewegt.
Eine genauere Analyse des Pulsationszyklus ist aus den Figuren 11 und 12 zu erkennen, in denen der Zyklus mit dem Durchlauf der Strecke von A nach B beginnt. Die Beschleunigung während dieser Rückwärtsstrecke ist konstant, so daß die gewünschte Maximalgeschwindigkeit ohne größere Materialzusammenballung auf dem schrägen Boden erreicht wird. Ein Ausrollen oder eine leichte Bremsung erfolgt von B nach C während der Verstellung der Ventile, um die Positionen der mechanischen Toleranzen umzukehren. Damit sollen die Stoßbelastungen der Gelenkelemente und die Geräusche vermindert werden. Von C nach D erfolgt ein plötzliches, hydraulisches Abbremsen der Last bis zum Stillstand. Dabei bewegt das Material sich über den Anhängerkastenboden, wobei das Material in die Luft fliegen kann, wenn der Stillstand schnell genug erreicht wird und die Plattform genügend schräggestellt ist. Beim bekannten Entladen ist der Sinus des Kippwinkels ein Maß dafür, wie das Kippen den Widerstandsfaktor für die Entladung vermindert. Mit einer Last bei einem Winkel von 30º und einer Bremskraft, die dem Gewicht der gesamten, sich bewegenden Last (Ladung plus Lastwagen plus Plattform) entspricht, bewegt sich die Last nach hinten und unten, nachdem die Bewegung des Lastwagens und der Plattform unterbrochen worden ist. Das Material wird zum Stillstand gebracht, wenn seine Bewegungsenergie durch Reibung am Lastwagen absorbiert worden ist. Von D nach E erfolgt eine Rückkehrbeschleunigung, um eine konstante, niedrige Rückkehrgeschwindigkeit von E nach F zu erzeugen. Bei F tritt eine Pause ein, bevor der nächste Zyklus beginnt. Diese Pause wird zur Steuerung der Gesamtentladungsrate und zur Vermeidung von Schwingungen benutzt. Der Gelenkbewegungsweg ist in Fig. 12 dargestellt.
Aus Fig. 8 ist zu erkennen, daß die Pulsationszylinder 30 von einem Motor 62 angetrieben werden, der mit einer Pumpe 64 verbunden ist, welche wiederum mit einem Rohrverteiler 66 zur Erzeugung horizontaler Impulse (HPM) verbunden ist. Der Motor 62 treibt auch eine Pumpe 68 an, die über ein Sicherheitsventil 70 mit einem Rohrverteiler 72 verbunden ist, welcher wiederum über ein Bremsventil 74 mit dem vertikalen Zylinder 22 verbunden ist. Der Rohrverteiler 72 versorgt ein Paar aus Rücklaufsperrzylindern 76 mit Energie, die mit Radrücklauf sperren 78 (Anschlägen) verbunden sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Ein zweiter Motor 80 ist mit einer Pumpe 82 verbunden, die an ein Sicherheitsventil 84 angeschlossen ist. Diese Gruppe kann als Reserve oder zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Rücklaufsperrzylinder 76 und des vertikalen Zylinders 22 benutzt werden. Die Rücklaufsperre 78 kann am Boden der Plattform drehbar angeordnet sein, so daß der Lastwagen über diese Rücklaufsperre fahren kann.

Claims

1. Kippvorrichtung für Fahrzeuge mit einer ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweisenden Plattform, einem Scharniermittel (31), das das hintere Plattformende mit einem Träger (36) drehbar verbindet, einem Kraftmittel (22), das an der Plattform zur drehbaren Anhebung und Absenkung der Plattform (10) angreift, und mit einem mit der Plattform (10) verbundenen Pulsationsmittel (30) zur Hin- und Herbewegung der Plattform (10), wenn diese sich in der angehobenen Position befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsmittel (30) derart mit der Plattform (10) verbunden ist, daß es die Plattform (10) durch einen Zyklus mit nur horizontaler Bewegung bewegt, die die Bewegung nach hinten, die plötzliche Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit und eine Rückkehr nach vorne einschließt.

2. Kippvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsmittel einen Antriebszylinder aufweist, der mit dem hinteren Plattformende verbunden ist und die Plattform hin- und herbewegt&sub1; wenn diese sich in angehobener Position befindet.

3. Kippvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (10) einen Arbeitshubweg (M) aufweist und daß in diesem Arbeitshubweg (M) ein Stoppmittel (30; 34) vorgesehen ist, das die Plattformbewegung nach hinten plötzlich begrenzt.

4. Kippvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (10) einen Hubweg durchläuft, daß das Stoppmittel (30; 34) den Antriebszylinder (30) und ein stationäres, einen Schlitz (52) bestimmter Länge aufweisendes Glied (54) umfaßt und daß das Scharniermittel (31) einen Drehbolzen (48) aufweist, der den Antriebszylinder (30) mit dem hinteren Plattformende verbindet und in dem den Schlitz aufweisenden Glied (54) aufgenommen wird, wobei der Hubweg der Plattform (10) auf die Länge des Schlitzes (52) begrenzt wird.

5. Kippvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsmittel (30) die Plattform (10) durch einen Bewegungszyklus bewegt, der die Beschleunigung nach hinten, die plötzliche Verzögerung und eine Rückkehr nach vorne umfaßt, wobei die Zeit der Bewegung nach hinten geringer als die Zeit der Bewegung nach vorne ist.

6. Kippvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsmittel (30) eine Pause veranlaßt, die nach der plötzlichen Verzögerung und vor der Wiederholung des Zyklus auftritt.

7. Verfahren zum Abladen eines Behälters auf einer um einen gewissen Winkel angehobenen Plattform (10), die mit einem Pulsationsmittel (30) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsmittel (30) derart betrieben wird, daß die Plattform (10) durch viele Zyklen von nur horizontaler Bewegung bewegt wird, die die Bewegung nach hinten, eine folgend plötzliche Verzögerung und eine Rückkehr nach vorne einschließt, wobei die Zeit der Bewegung nach hinten kleiner als die Zeit der Bewegung nach vorne ist.