Hydraulischer Teleskopzylinder für die Kippbrücke von Kipperfahrzeugen

Abstract

 Der zum Hochschwenken der Kippbrücke eines Kipperfahrzeugs bestimmte hydraulische Teleskopzylinder ist ein Gleichlaufzylinder, in dem im Ringraum 70, 75 über jedem Kolben 10, 19 hydraulische Flüssigkeit eingeschlossen ist und über einen Überströmkanal 71 Verbindung mit dem Arbeitsraum 73, 77 des nächstinneren Zwischenrohres 8, 18 hat. Der Zentralplunger 22 ist als Rohr ausgebildet und der über seinem Kolben 23 gelegene Ringraum 80 hat Strömungsverbindung mit seinem Innenraum 83, welcher durch einen Schwimmkolben 88 in einen Flüssigkeitsraum 84 und eine Druckgaskammer 85 unterteilt ist, in welcher sich ein Gas unter Druck befindet. Auf diese Weise ist der Zylinder ständig im Sinne des Einfahrens beaufschlagt und fährt nur unter Überwindung auch dieser Kräfte aus.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Teleskopzylinder zum Hochschwenken des Kastenaufbaus von Kipperfahrzeugen. Es geht dabei vorzugsweise um Dreiseitenkipper, deren Kippbrücke um drei wählbare Achsen, nämlich nach links, hinten oder rechts, gekippt werden kann, aber auch um einfache Muldenkipper, mit nur einer Kippmöglichkeit um eine hintere Querachse zum Kippen der Mulde nach hinten.

[0002] Bekannte Hydraulikzylinder für diesen Zweck sind Teleskopzylinder, bei denen nur das Ausfahren aktiv unter der Druckbeaufschlagung des Arbeitsraums des Außenzylinders geschieht. Das Einfahren geschieht bei Wegnahme der Druckbeaufschlagung und Freigabe des Hydraulikflüssigkeitsrücklaufs unter der Wirkung des auf dem Zentralplunger liegenden Gewichts der Kippbrücke. Eine Zugkraft im Sinne des Einfahrens erzeugt der bekannte Teleskopzylinder nicht. Damit ist die Geschwindigkeit des Einfahrens bzw. Absenkens des Kipperaufbaus begrenzt. Außerdem ist der Aufbau des Fahrzeugs, also insbesondere die Kippbrücke, in abgesenkter Stellung durch den Zylinder in keiner Richtung beaufschlagt, sondern ruht nur auf ihren Auflagerpunkten, die Spiel aufweisen, was im Fahrbetrieb Schläge und Rattern verursacht.

[0003] Dadurch, daß die bekannten Zylinder für Kipperaufbauten keine positive Kraft im Sinne des Einfahrens bzw. gegen das Ausfahren entwickeln, müssen besondere Maßnahmen vorgesehen sein, ein nicht gewolltes Weiterkippen des Aufbaus zu verhindern, wie es vorkommen kann, wenn das Ladegut beim Kippen über eine ausgestellte Bordwand abrutscht und dabei eine Schwerpunktlage einnimmt, die den Aufbau weiter zu kippen sucht. Als solche Maßnahme dient gewöhnlich ein Fangseil, von denen je eines für jede Kippmöglichkeit vorgesehen werden muß.

[0004] Für Dreiseitenkipper sind drei Schwenkbewegungsmöglichkeiten des Kippzylinders vorzusehen, die den drei möglichen Kipprichtungen der Kippbrücke entsprechen. Dies wird durch eine kugelgelenkige Abstützung des unteren Endes des Zylinders erreicht, wobei eine das untere Ende des Zylinders darstellende Kugel sich in eine fahrgestellfeste Auflagerpfanne stützt. Hierbei ist die Gefahr der Verschmutzung dieser Abstützung nachteilig: Herabfallender Schmutz und Flüssigkeiten gelangen ohne Hindernis zu den Gleitflächen dieser kugelgelenkigen Lagerung. Dadurch ist die Schmierung der Gleitflächen beeinträchtigt und es kann zu einem Fressen und zu Kaltverschweißungen kommen.

[0005] Soweit die Druckmittelzufuhr zu den bekannten Kippzylindern über einen Schlauch erfolgt oder - bei getrenntem Rücklauf - sogar mehrere Schlauchanschlüsse erforderlich sind, muß auch dies als nachteilig angesehen werden, und zwar wegen der Empfindlichkeit und Verletzbarkeit solcher Schlauchleitungen. Diese können abreißen, durch Steinschlag beschädigt werden, durchscheuern oder bei fortgeschrittener Alterung einfach platzen.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kippzylinders für Kipperaufbauten, insbesondere die Kippbrücke eines Dreiseitenkippers, der den jeweils durch die Druckbeaufschlagung des Hauptkolbens erreichten bzw. durch die Absperrung der Druckmittelzufuhr zu dessen Arbeitsraum eingenommenen Ausfahrzustand auch gegenüber Zugkräften zuverlässig beibehält. Dadurch soll die Betriebssicherheit wesentlich erhöht werden, indem besondere Maßnahmen, wie Fangseile u.U. ganz entbehrlich werden. Im Fahrbetrieb des Kipperfahrzeugs soll der Teleskopzylinder Zugkräfte entwickeln, die die Kippbrücke an ihre Auflagerpunkte auf dem Fahrgestell heranzieht, sodaß Rattern und Stoßbelastungen vermieden sind. Der Erhöhung der Betriebssicherheit sollen auch die Vermeidung von Schlauchanschlüssen und die Verhinderung einer Verschmutzung der Gelenkabstützungen dienen.

[0007] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die in den Patentansprüchen angegebenen Ausbildungen.

[0008] Der erfindungsgemäße Teleskopzylinder ist dabei als an sich bekannter Gleichlaufzylinder ausgebildet, d.h. er besitzt einen Außenzylinder, wenigstens ein mit seiner Außenfläche als Kolbenstange und mit seiner Innenfläche als Zylinder wirkendes Zwischenrohr und einen Zentralplunger, wobei jedes Zwischenrohr einen Kolben aufweist, vor dem sich ein flüssigkeitsgefüllter Ringraum befindet, der über einen nahe vor dem Kolben mündenden Überströmkanal mit dem unter dem Kolben des nächstinneren Zwischenrohrs bzw. unter dem Zentralplunger gelegenen Arbeitsraum Verbindung hat. Bei dieser Ausbildung fahren bei einer Druckbeaufschlagung des Kolbens des äußeren Zwischenrohrs alle Zwischenrohre und der Zentralplunger zwangsweise synchron aus. Solche hydraulischen Teleskop-Gleichlaufzylinder sind z.B. bei hydraulischen Aufzügen bekannt.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Teleskopzylinder für die Kippbrücke eines Kipperfahrzeugs;

Fig. 2 den Schnitt nach Linie 11-11 aus Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt nach Linie 111-111 aus Fig. 1.

[0010] Der hydraulische Teleskopzylinder besteht aus einem Zylindermantel 1 mit einem in dessen unteres Ende eingeschraubten Boden 2 und in das obere Ende eingeschraubten Einschraubring 3, in den ein Dichtungsring 4 und ein Führungsring 5 eingesetzt sind.

[0011] Im Zylindermantel 1 gleitet ein erstes Zwischenrohr 8, das mit seiner Außenfläche als Kolbenstange des Zylindermantels 1 wirkt und an dessen unterem Ende ein Kolben 10 mit Kolbenboden 11 angeschraubt ist. Dieser schließt den über dem Zylindermantelboden 2 gelegenen Arbeitsraum 6 des Zylindermantels 1 ab. Der Kolben 10 trägt nicht mit Bezugszeichen versehene Dichtungs- und Führungsringe.

[0012] In ähnlicher Weise ist in das erste Zwischenrohr 8 ein zweites Zwischenrohr 18 mit Kolben 19 eingesetzt.

[0013] Im zweiten Zwischenrohr 18 gleitet ein als Innenrohr 22 ausgebildeter Zentralplunger mit einem Kolben 23 am unteren Ende und einer in sein oberes Ende eingeschraubten Kugelkopfbaueinheit 25, deren Kugelkopf 26 in einer an der Kippbrücke des Kipperfahrzeugs befestigten Fassung 27 gehalten ist. In dieser ist oberhalb des Kugelkopfs 26 eine dämpfende Antifriktionseinlage 28 eingesetzt, durch die diese Lagerstelle wartungsfrei wird.

[0014] Das untere Ende des hydraulischen Teleskopzylinders ist auf einer mit dem Fahrgestell des Kipperfahrzeugs befestigten Halbkugelstütze 30 gehalten und ist auf dieser in den drei bei einem Dreiseitenkipper notwendigen Richtungen schwenkbar. Hierzu hat der Zylindermantelboden 2 eine der Halbkugelstütze 30 entsprechende Ausnehmung 32, mit der er auf dieser gleitet. Eine nicht mit Bezugszeichen versehene Antifriktionszwischenlage macht auch diese Gleitpaarung wartungsfrei.

[0015] Zur Zugkraftübertragung ist in den Zylindermantelboden 2 ein Halterohr 34 eingeschraubt, das durch einen T-Schlitz 36 der Halbkugelstütze 30 in deren Inneres ragt. Die Schenkel des T-Schlitzes 36 verlaufen entsprechend den erforderlichen Schwenkmöglichkeiten. An der dem Zylindermantelboden 2 gegenüberliegenden Innenfläche der Halbkugelstütze 30 liegt eine Gegenkalotte 38 an, durch die das Halterohr 34 greift und sich mit einem Bund gegen deren untere Fläche stützt, wobei eine Federscheibe 40 zwischen diesen Anschlagflächen eingelegt ist. Das untere Ende des Halterohrs 34 endet in einem Auge 44, dessen Mittelpunkt mit dem Zentrum der Kugelfläche der Halbkugelstütze 30 zusammenfällt.

[0016] Die Beaufschlagung des Arbeitsraums 6 des Zylindermantels 1 unter dem Kolben 10 mit der von einer Hydraulikpumpe gelieferten Druckflüssigkeit geschieht durch das Halterohr 34, durch dessen Auge 44 ein Seitenschenkel eines Winkelkanalstücks 50 greift und mittels eines Federrings 51 gehalten ist. Dieses stellt eine kardanische Strömungsverbindung zwischen einem Anschlußstutzen 52 der Halbkugelstütze 30 und dem Teleskopzylinder her und besteht aus einem mittigen Seitenschenkel 54, der in Querrichtung mittig durch das Zentrum der Halbkugelstütze 30 verläuft, einem in gleicher Richtung verlaufenden außermittigen Seitenschenkel 55 und einem diese verbindenden Jochabschnitt 56. In diesen verlaufen Kanäle, deren Enden durch Stopfen 58 verschlossen sind. Über eine Querbohrung hat der Kanal des mittigen Seitenschenkels 54 Strömungsverbindung mit dem Kanal des Halterohrs 34. Im außermittigen Seitenschenkel 55 ist eine Wandbohrung ausgeführt, durch die ein in den Anschlußstutzen 52 der Halbkugelstütze 30 eingesetzter, in dessen Inneres ragender Einleitstutzen 60 in den Kanal des außermittigen Seitenschenkels 55 abgedichtet mündet.

[0017] Die beschriebene Anordnung ermöglicht die notwendigen Schwenkbewegungen des Teleskopzylinders. Bei einem Kippen der Kippbrücke um eine Querachse nach hinten muß auch der Teleskopzylinder um die Querachse 62 schwenken, was durch die Drehbeweglichkeit des Auges 44 um den mittigen Seitenschenkel 54 ermöglicht ist. Bei einem Kippen der Kippbrücke um eine in Fahrtrichtung verlaufende Längsachse nach links oder rechts muß auch der Teleskopzylinder um die Längsachse 64 schwenken, was durch die Drehbarkeit des Winkelkanalstücks 50 um den Einleitstutzen 60 ermöglicht ist.

[0018] Im normalen Betrieb beaufschlagt die in den Anschlußstutzen 52 eingeleitete und über das Winkelkanalstück 50 und das Halterohr 34 in den Arbeitsraum 6 gelangende Druckflüssigkeit den Kolben 10 des ersten Zwischenrohrs 8 und bewirkt dessen Ausfahren. In weitere Räume gelangt diese Druckflüssigkeit nicht; bei Druckentlastung und Einfahren des ersten Zwischenrohrs 8 wird die Flüssigkeit wieder zurück in das Speisesystem verdrängt.

[0019] Der oberhalb des Kolbens 10 gelegene Ringraum 70 ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und hat über einen Überströmkanal 71 Strömungsverbindung mit dem Arbeitsraum 73 des ersten Zwischenrohrs 8, d.h. dem unter dem Kolben 19 des zweiten Zwischenrohrs 18 gelegenen Arbeitsraum 73. Bei einem Ausfahren des ersten Zwischenrohrs 8 wird die Hydraulikflüssigkeit aus dem sich verkleinernden Ringraum 70 in den Arbeitsraum 73 verdrängt und beaufschlagt den Kolben 19 des zweiten Zwischenrohrs 18, sodaß auch dieses aus dem ersten Zwischenrohr 8 ausfährt. Es versteht sich, daß die Querschnittsflächen des Ringraums 70 und des Arbeitsraums 73 so abgestimmt sind, daß bei einem vollständigen Ausfahren des ersten Zwischenrohrs 8 auch das vollständige Ausfahren des zweiten Zwischenrohrs 18 erreicht ist.

[0020] In gleicher Weise ist der über dem Kolben 19 gelegene Ringraum 75 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und über einen Überströmkanal mit dem Arbeitsraum 77 des zweiten Zwischenrohrs 18 verbunden, sodaß das Ausfahren des zweiten Zwischenrohrs 18 aus dem ersten Zwischenrohr 8 zwangsweise ein Ausfahren des Innenrohrs 22 aus dem zweiten Zwischenrohr 18 bewirkt.

[0021] Zum Ausgleich von Flüssigkeitsverlusten in den Arbeitsräumen 73 und 77 sind im Boden 11 des Kolbens 10 und im Boden des Kolbens 19 Ausgleichs-Rückschlagventile 13 vorgesehen, die mittels vom Boden der nächstgrößeren Einheit aufragender Stifte 14 im völlig eingefahrenen Zustand entsperrt sind. Auf diese Weise können Flüssigkeitsverluste auch in den normalerweise vom Speisesystem getrennten Räumen durch dieses ausgeglichen werden.

[0022] Auch der oberhalb des Kolbens 23 des Innenrohrs 22 befindliche Ringraum 80 ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und hat über einen Überströmkanal 81 Verbindung mit dem Innenraum 83 des Innenrohrs 22. In diesem sitzt gleitend ein Schwimmkolben 88, der den Innenraum 83 in einen Flüssigkeitsraum 84 und eine Druckgaskammer 85 unterteilt. In diese mündet ein Ladekanal 90, der durch die Kugelkopfbaueinheit 25 verläuft und an seiner Austrittsstelle im Kugelkopf 26 mittels eines Stopfens 91 verschlossen ist. Im Ladekanal 90 ist ein Rückschlagventil 93 vorgesehen.

[0023] Bei einem Ausfahren des Innenrohrs 22 aus dem zweiten Zwischenrohr 18 wird Hydraulikflüssigkeit aus dem sich verkleinernden Ringraum 80 durch den Übströmkanal 81 in den Flüssigkeitsraum 84 verdrängt, sodaß sich der Schwimmkolben 88 relativ zum Innenrohr 22 nach oben bewegt und das eingeschlossene Gas in der Druckgaskammer 85 weiter komprimiert.

[0024] In jeder Ausfahrstellung des beschriebenen Teleskopzylinders hält das komprimierte Gas in der Druckgaskammer 85 die Hydraulikflüssigkeit im Flüssigkeitsraum 84 und dem Ringraum 80 unter Druck, sodaß der Kolben 23 des Innenrohrs 22 im Sinne des Einfahrens beaufschlagt ist. Dies hat zur Folge, daß auch die Flüssigkeit im Arbeitsraum 77 und dem Ringraum 75 unter Druck steht und den Kolben 19 des zweiten Zwischenrohrs 18 im Sinne des Einfahrens beaufschlagt. Dies wiederum hält die Flüssigkeit im Arbeitsraum 73 und dem Ringraum 70 unter Druck, was den Kolben 10 des ersten Zwischenrohrs 8 im Sinne des Einfahrens beaufschlagt. Dadurch geschieht ein Ausfahren des Teleskopzylinders nur unter Überwindung dieser entgegenwirkenden Kräfte durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Arbeitsraums 6. Wenn dieser drucklos ist, entwickelt der Teleskopzylinder im nicht vollständig eingefahrenen Zustand Zugkräfte. In jedem Ausfahrzustand sind die Bauteile des Zylinders in beiden Richtungen beaufschlagt und dadurch in ihrer Stellung exakt fixiert.

[0025] Der Einbau des Teleskopzylinders im Kipperfahrzeug erfolgt derart, daß er bei abgesenkter Kippbrücke nicht völlig eingefahren ist, sondern noch Zugkräfte entwickelt, sodaß die Kippbrücke elastisch auf ihre Auflager am Fahrgestell herangezogen ist und dadurch das in diesen vorhandene Spiel im Fahrbetrieb nicht zu Stoßbeanspruchungen und Rattererscheinungen führen wird.

Bezugszeichenliste

[0026] 

1 Zylindermantel

2 Zylindermantelboden

3 Einschraubring

4 Dichtungsring

5 Führungsring

6 Arbeitsraum (Zylindermantel)

8 erstes Zwischenrohr

10 Kolben

11 Kolbenboden

13 Ausgleichs-Rückschlagventil

14 Stift

18 zweites Zwischenrohr

19 Kolben

22 Innenrohr; Zentralplunger

23 Kolben

25 Kugelkopfbaueinheit

26 Kugelkopf

27 Fassung

28 Antifriktionseinlage

30 Halbkugelstütze

32 Ausnehmung

34 Halterohr

36 T-Schlitz

38 Gegenkalotte

40 Federscheibe

44 Auge

50 Winkelkanalstück

51 Federring

52 Anschlußstutzen

54 mittiger Seitenschenkel

55 außermittiger Seitenschenkel

56 Jochabschnitt

58 Stopfen

60 Einleitstutzen

62 Querachse

64 Längsachse

70 Ringraum

72 Überströmkanal

73 Arbeitsraum

75 Ringraum

77 Arbeitsraum

80 Ringraum

81 Überströmkanal

83 Innenraum

84 Flüssigkeitsraum

85 Druckgaskammer

88 Schwimmkolben

90 Ladekanal

91 Stopfen

93 Rückschlagventil

Ansprüche

1. Hydraulischer Teleskopzylinder für die Kippbrücke von Kipperfahrzeugen
mit einem auf das Fahrgestell abgestützten Zylindermantel (1), wenigstens einem mit seiner Außenfläche als Kolbenstange und mit seiner Innenfläche als Zylinder wirkenden Zwischenrohr (8, 18)
und einem an der Kippbrücke angreifenden Zentralplunger (22),
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenrohr (8, 18) einen Kolben (10, 19) aufweist, vor dem sich ein flüssigkeitsgefüllter Ringraum (70, 75) befindet, der über einen nahe vor dem Kolben mündenden Überströmkanal (71) mit dem unter dem Kolben des nächstinneren Zwischenrohres (18) bzw. unter dem Zentralplunger (22) gelegenen Arbeitsraum (73, 77) Verbindung hat,
und daß der Zentralplunger als Innenrohr (22) ausgebildet ist und einen Kolben (23) aufweist, vor dem sich ein flüssigkeitsgefüllter Ringraum (80) befindet, der über einen nahe vor diesem Kolben (23) gelegenen Überströmkanal (81) Verbindung hat mit dem Innenraum (83) des Innenrohrs,
wobei der Innenrohrinnenraum (83) mittels eines Schwimmkolbens (88) in einen Flüssigkeitsraum (84) und eine Druckgaskammer (85) unterteilt ist, und die letztere mit einem kompressiblen vorgespannten Gas gefüllt ist.

2. Hydraulischer Teleskopzylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ladekanal (90) zur Druckbefüllung der Druckgaskammer (85), der von dieser ausgehend zentral nach oben verläuft und in dem das obere Ende des Innenrohrs (22) darstellenden Kugelkopf (26) mündet,
und in dem ein Rückschlagventil (93) eingebaut ist.

3. Hydraulischer Teleskopzylinder nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein unteres Ende auf eine fahrgestellfeste Halbkugelstütze (30) abgestützt ist und hierzu im Boden (2) des Zylindermantels (1) eine sphärische Ausnehmung (32) ausgearbeitet ist, wobei zur zugkraftübertragenden Verbindung des Zylindermantelbodens (2) mit der Halbkugelstütze (30) diese als Hohlkörper mit einem den drei Schwenkbewegungen des Teleskopzylinders entsprechenden T-Schlitz (36) ausge
führt ist und eine Gegenkalotte (38) aufnimmt, und durch diese sowie den T-Schlitz (36) ein in den Zylindermantelboden (2) eingeschraubtes Halterohr (34) verläuft.

4. Hydraulischer Teleskopzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterohr (34) in den Arbeitsraum (6) des Zylindermantels (1) mündet und an seinem unteren Ende ein Auge (44) aufweist, in das mit Strömungsverbindung ein U-förmiges Winkelkanalstück (50) mit einem seiner Schenkel (54) drehbar eingesteckt ist,
wobei ein an der Halbkugelstütze (30) befestigter Einleitstutzen (60) drehbar in den anderen Schenkel (55) greift und diese Drehachse (64) rechtwinklig zur Achse (62) der ersten Drehmöglichkeit verläuft.

5. Hydraulischer Teleskopzylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Innenfläche der sphärischen Ausnehmung (32) des Zylindermantelbodens (2) eine wartungsfreie Gleitbeschichtung aufweist.

6. Hydraulischer Teleskopzylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die den Kugelkopf (26) aufnehmende Fassung (27) eine wartungsfreie Gleiteinlage (28) eingesetzt ist.

Zeichnung