Kipper Die Erfindung bezieht sich auf einen Kipper, mit einer auf einem Fahrgestell um mindestens eine Kipp- achse schwenkbar gelagerten Ladebrücke und minde stens einer am Fahrgestell um eine zur Kippachse par allele Achse schwenkbar gelagerten hydraulischen oder pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit, welche einen mit dem Kolben verbundenen Kippstempel aufweist, der an seinem oberen Ende mittels eines Gelenkkopfes an der Unterseite der Ladebrücke angelenkt ist.
Es sind Zwei-Seiten-Kipper mit einer druckluft-be- triebenen Zylinder-Kolben-Einheit der eingangs erläu terten Art bekannt, bei denen das obere Ende des Kippstempels an einem Gelenk an der Unterseite der Ladebrücke angebracht ist, welches Gelenk als Schwenkachse einen parallel zur Kippachse verlaufen den Bolzen aufweist. Das obere Ende des Kippstem- pels ist mittels einer Lasche oder einer Laschengabel, durch deren Bohrung der Gelenkbolzen hindurchge steckt ist, an der Ladebrücke angelenkt.
Eine derartige Anlenkung des Kippstempels an der Ladebrücke ist zwar konstruktiv einfach, hat jedoch eine Reihe wesentlicher Nachteile. Wenn die zu kippende Lade brücke nämlich nicht mit einer vollständig gleichmässig verteilten Last beladen ist, verwindet sich die Lade brücke beim Hochfahren des Kippstempels, sobald die Ladebrücke nurmehr auf der Kippachse und auf dem oberen Ende des Kippstempels aufliegt. Durch diese Verwindung der Ladebrücke besteht dauernd die Ge fahr,
dass der Gelenkbolzen in den Bohrungen der Gelenklaschen am oberen Ende des Kippstempels ver klemmt wird, und dadurch beim Ausfahren des Kipp- stempels Störungen eintreten, und unter Umständen ein Kippen der Ladebrücke unmöglich wird. Bei dem bekannten Kipper ist daher die Gelenkverbindung zwi schen dem Kippstempel und der Ladebrücke mecha nisch sehr hoch beansprucht und einem grossen Ver schleiss unterworfen. Aus den vorstehenden Gründen kommt es oft zu Betriebsstörungen.
Dadurch entstehen hohe Kosten für Reparatur und Nutzungsausfall. Die Gelenkverbindung bei dem bekannten Kipper bean- sprucht ausserdem wegen der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Mindestabmessungen für Bolzen und Laschen in Höhenrichtung gesehen relativ viel Platz, so dass die Bauhöhe des gesamten Kippers relativ gross wird.
Es, sind ausserdem Kipper der eingangs erläuterten Art mit einer ölhydraulischen Zylinder-Kolben-Einhelt bekannt, bei denen der Kippstempel an seinem oberen Ende einen Kugelkopf aufweist, welcher in einer Kugelpfanne an der Unterseite der Ladebrücke gehal tert ist. Der Zylinder ist an seinem unteren Ende eben- falls mit einem Kugelkopf versehen, welcher in einer Kugelpfanne am Fahrgestell gelagert ist. Eine derartige Anlenkung des Kippstempels und des Zylinders mittels in Kugelpfannen gelagerten kugeligen Köpfen gewähr leistet zwar eine allseitige Schwenkbarkeit, ist jedoch in Herstellung und Montage sehr kostspielig und daher unwirtschaftlich.
Die Kugelköpfe und Kugelpfannen müssen mit grosser Präzision gefertigt werden und sind daher sehr teuer. Die Anlenkung mittels Kugelköpfen: ist nur wirksam, wenn sowohl der Zylinder als auch der Kippstempel mittels eines Kugelkopfes gelagert ist. Die Verwendung nur eines Kugelkopfes am oberen Ende des Kippstempels zusammen mit einer einfachen Schwenklagerung des Zylinders ist für den Ausgleich von Verwindungen der Ladebrücke beim Kippen nur dann wirksam, wenn alle Bauteile äusserst präzise zu einander ausgerichtet sind. In jedem anderen Falle er gibt sich bei Verwendung nur eines Kugelkopfes beim Verwinden der Ladebrücke oft ein Klemmen des Kipp- stempels in seiner Führung im Zylinder und damit un ter Umständen ein Klemmen des Kolbens im Zylinder.
Durch die Notwendigkeit eines Kugelkopfs am oberen Ende des Kippstempels und eines weiteren Kugelkop fes am unteren Ende des Zylinders ergibt sich eine grosse Bauhöhe für die Kugelkopflagerung. Daher ist die Kugelkopflagerung nur bei ölhydraulisch betriebe nen Zylinder-Kolben-Einheiten verwendet worden, weil dort die Möglichkeit besteht, den Kippstempel teleskop- artig zusammenschiebbar auszubilden. Nur so wird eine erträgliche Bauhöhe erreicht. Hierzu ist aber ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich, wel cher sehr unwirtschaftlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kipper der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welcher einfach, robust und wirtschaftlich aufgebaut ist, im Betrieb zuverlässig und störungsfrei arbeitet und eine geringe Bauhöhe aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass der Gelenkkopf eine obere Druckplatte, wel che an der Ladebrücke befestigt ist, und eine untere Druckplatte, welche am oberen Ende des Kippstempels befestigt ist, aufweist, wobei die Druckplatten im Ab stand voneinander verlaufen und an ihren einander zugewandten Seiten je eine parallel zur Kippachse ver laufende, trogförmige Rille aufweisen, welche Rillen einander zugewandt sind und in welchen Rillen eine die Druckplatten im Abstand voneinander haltende Kugel frei gelagert ist, dass der Gelenkkopf weiter eine Halte- und Führvorrichtung für das obere Ende des Kippstempels aufweist,
in der das obere Ende des Kippstempels so gehaltert und geführt ist, dass die un tere Druckplatte stets gegen die Kugel und damit die Kugel gegen die obere Druckplatte gedrückt ist, und die obere Druckplatte relativ zur unteren Druckplatte um die Kugel um eine parallel zur Kippachse und durch den Kugelmittelpunkt verlaufende ideelle Achse frei kippbar ist, jedoch um eine quer zur Längsachse der Rillen verlaufende ideelle Achse nur um kleine Beträge gegen die Wirkung von elastischen Stützele menten kippbar ist, und dass in dem Gelenkkopf im Bereich der Enden der Rillen der Druckplatten An schläge vorgesehen sind, welche ein Herauslaufen der Kugel an den Rillenenden verhindern.
Der Gelenkkopf des erfindungsgemässen Kippers kann infolge seiner Ausbildung als sich entsprechend seiner Beanspruchung selbsttätig einstellendes Gelenk wirken, welches nicht nur um :eine parallel zur Kipp- achse verlaufende Hauptachse, sondern infolge der Verwendung einer Kugel auch in allen anderen Rich tungen des Raumes um einen geringen Betrag schwenkbar ist. Beim Hochfahren des Kippstempels wird die Ladebrücke und damit die obere Druckplatte relativ zur unteren Druckplatte um die parallel zur Kippachse und durch den Kugelmittelpunkt verlau fende Achse gekippt.
Falls beim Hochheben der Lade brücke eine Verwindung derselben infolge ungleich- mässiger Verteilung der Ladung auf der Ladefläche eintritt, nimmt der Gelenkkopf des erfindungsgemässen Kippers diese Verwindung ohne Verklemmung auf, da die Halte- und Führvorrichtung in dem Gelenkkopf Kippbewegungen der Ladebrücke und damit der oberen Druckplatte relativ zur unteren Druckplatte um eine quer zur Kippachse verlaufende ideelle Achse ermöglicht. Dabei können die elastischen Stützelemente in dem Gelenkkopf elastisch deformiert werden, so dass die obere Druckplatte mit der unteren Druckplatte in einer quer zur Kippachse verlaufenden Blickrichtung gesehen einen spitzen Winkel bildet.
Die in den Rillen der Druckplatten gelagerte Kugel lässt diese Relativbe wegung der Druckplatten ohne weiteres zu. Sie kann sich bei dem Gelenkkopf des erfindungsgemässen Kip pers zwischen den Druckplatten längs der Rillen selbst tätig so einstellen, dass eine Übertragung der Kräfte vom Kippstempel auf die Ladebrücke ohne Klemmung des Kippstempels in seiner Führung im Zylinder erfol gen kann. Die elastischen Stützelemente können so ausgebildet sein, dass sie nur sehr geringe Bewegungen der Ladebrücke um eine quer zur Kippachse verlau fende Achse zulassen.
Beispielsweise können die Stützelemente als Hart gummielemente mit sehr geringem Federweg oder als sehr kräftige Tellerfederpakete ausgebildet sein. Die Stützelemente können an der Halte- und Führvorrich tung und damit mittelbar an der Ladebrücke befestigt sein und können andererseits in der Weise an dem oberen Ende des Kippstempels angreifend .angeordnet sein, dass sie einer Kippbewegung der Ladebrücke um eine quer zur Kippachse verlaufende ideelle Achse ent gegenwirken. Der Gelenkkopf des erfindungsgemässen Kippers ist im Betrieb äusserst robust und zuverlässig.
Bei seiner Herstellung muss nicht mit höchster Präzi sion gearbeitet werden. Geringfügige Fertigungsungenau- igkeiten beeinträchtigen die Wirkungsweise nicht. Der Gelenkkopf ist deshalb besonders zur Anlenkung von Kippstempeln von druckluftbetriebenen Zylinder-Kol ben-Einheiten an eine Ladebrücke geeignet, bei wel cher der Zylinder um eine parallel zur Kippachse ver laufenden Achse schwenkbar im Fahrgestell gelagert ist.
Die Anbringung des Gelenkkopfs und die Ausrich tung gegenüber der Lagerung des Zylinders muss nicht mit höchster Präzision erfolgen, weil der Gelenkkopf durch seine Konstruktion kleine Ungenauigkeiten in der Ausrichtung ohne weiteres ausgleichen kann. Der Gelenkkopf nimmt sehr wenig Platz in Anspruch, so dass sich bei dem erfindungsgemässen Kipper eine sehr geringe Bauhöhe erzielen lässt.
In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine druckluftbetrie bene Zylinder-Kolben-Einheit einschliesslich Gelenk kopf eines erfindungsgemässen Kippers, Fig.2 eine Seitenansicht des Gelenkkopfs nach Fig. 1 in einer zur Schnittebene von Fig. 1 senkrechten Richtung, Fig.3 und Fig.4 schematische Darstellungen des Gelenkkopfs und seiner Ausgleichsbewegung bei einer Verwindung der Ladebrücke um eine quer zur Kipp- achse verlaufende Achse.
In Fig. 1 ist der Gelenkkopf eines erfindungsge- mässen Kippers zusammen mit einer druckluftbetriebe nen Zylinder-Kolben-Einheit dargestellt. Die Zylinder- Kolben-Einheit besteht aus einem Zylinder 1, in wel chem ein Kolben 2 längsverschieblich geführt ist. An dem Kolb--n 2 ist ein Kippstempel 3 befestigt, welcher als Hohlsäule ausgebildet ist und welcher in einer Gleitbüchse 4 im Deckel 5 des Zylinders 1 längsver- schieblich geführt ist. Im Kolben 2 ist ein überström ventil 24 eingebaut, welches an dem Deckel 5 an schlägt und sich öffnet, bevcr der Kippstempel 3 zu weit nach oben ausgefahren wird.
Ausserdem ist im Deckel 5 ein überdruck-Sicherheitsventil 25 angeord net. Der Zylinder 1 ist in einem Haltering 6 befestigt, welcher seinerseits zwei diametral gegenüberliegende Lageraugen 7 aufweist, mittels derer die gesamte Zylinder-Kolben-Einheit um eine zur Kippachse paral lele Achse schwenkbar in einem nicht dargestellten Fahrgestell des Kippers gelagert ist.
Das obere Ende 3' des Kippstempels 3 ist mittels eines allgemein mit 8 bezeichneten, erfindungsgemäs- sen Gelenkkopfs an der Unterseite einer Ladebrücke 9 angelenkt. Die Ladebrücke 9 ist auf dem Fahrgestell gelagert und wahlweise um eine von zwei parallel zu- einander längs der beiden Längsränder des Fahrgestells verlaufenden Kippachse kippbar. Der in dem Beispiel erläuterte Kipper ist also als Zwei-Seiten-Kipper ausge bildet.
Der erfindungsgemässe Gelenkkopf 8 weist eine obere Druckplatte 10 auf, welche unter Zwischenschal tung eines Profils 11 mit hutförmigem Querschnitt an der Unterseite der Ladebrücke 9 befestigt ist. Weiter hin weist der Gelenkkopf eine untere Druckplatte 12 auf, an deren Unterseite ein Schraubring 13 ange schweisst ist, und welche auf das obere Ende 3' des Kippstempels 3 luftdicht aufgeschraubt ist. Die Druck platten 10 und 12 verlaufen im Abstand voneinander und weisen an ihren einander zugewandten Seiten je eine parallel zur Kippachse verlaufende, trogförmige Rille 14 bzw. 15 auf. Die Rillen 14 und 15 sind, einan der zugewandt.
Zwischen den Druckplatten 10 und 12 ist in den Rillen 14 und 15 eine Kugel 16 frei gelagert, welche die Druckplatten 10 und 12 im Abstand von einander hält. Die Rillen 14 und 15 haben je einen Kreissegment Querschnitt, wobei der Radius der Kreis segmente dem Radius der Kugel 16 entspricht. Auf diese Weise liegt die Kugel 1-6 auf relativ grossen Be rührungszonen an der unteren Druckplatte 12 und an der oberen Druckplatte 10 an.
Dadurch wird eine gleichmässige Überleitung der vom Kippstempel 3 kommenden Kräfte von der unteren Druckplatte 12 in die Kugel 16 und von der Kugel in die obere Druck platte 10 erreicht. Die mechanische Beanspruchung der einzelnen Teile des Gelenkkopfs ist dadurch besonders günstig, und es ergibt sich eine hohe Lebensdauer.
Der Gelenkkopf weist weiter eine Halte- und Führ- vorrichtung für das obere Ende 3' des Kippstempels 3 auf. In dieser Halte- und Führvorrichtung ist eine Platte 17 mit einer zentralen Ausnehmung 18 vorgese hen, durch welche das obere Ende 3' des Kippstempels 3 mit einem ein Schwenken des Kippstempels zulassen den Spiel hindurchnagt. Die Platte 17 ist zusammen mit den seitlich nach aussen gebogenen Randflanschen 11" des hutförmigen Profils 11 an zwei Trägern 19 angeschraubt, welche zu beiden Seiten des oberen Endes des Kippstempels angeordnet und an der Unter seite der Ladebrücke 9 befestigt sind.
Die Platte 17 trägt zu beiden Seiten des Kippstempels auf ihrer Un terseite der unteren Druckplatte 12 zugewandten Seite als Halteteil je einen Führungsklotz 20. Die Führungs klötze 20 sind auf die Platte 17 beispielsweise aufge schraubt oder aufgeschweisst. Auf jeden Führungsklotz 20 ist ein elastisches Stützelement 21 aufgeschoben, welches als Klotz aus Hartgummi ausgebildet ist. Die Ausbildung der Führungsklötze 20 und der elastischen Stützelemente 21 geht aus Fig.2 klar hervor.
Jedes Stützelement 21 weist auf seiner der unteren Druck platte 12 zugewandten Seite eine gewölbte Auflageflä che 21' in Form eines Kreiszylindermantelstücks auf, wobei die Mantellinien der Auflagefläche 21' parallel zur Kippachse verlaufen. Die beiden Druckplatten 10 und 12 sind in Längsrichtung ihrer Rillen 14 und 15 gemessen länger als der Durchmesser des Kippstempels 3, so dass die untere, am oberen Ende des Kippstem pels 3 befestigte Druckplatte 12 an zwei Seiten des Kippstempels übersteht.
Die Halteteile 20 der Halte- und Führvorrichtung sind auf der Platte 17 auf denje nigen beiden Seiten des Kippstempels 3 angeordnet, an denen die Enden der unteren Druckplatte 12 seitlich über den Kippstempel überstehen. Die auf den Halte teilen 20 angebrachten elastischen Stützelemente 21 liegen an den Unterseiten der vorragenden Enden der unteren Druckplatte an und drücken die untere Druck platte 12 stets gegen die Kugel 16 und damit die Kugel 16 gegen die obere Druckplatte 10.
Die Schenkel 11' des hutförmigen Profils 11 ver laufen im Abstand neben den Enden der Rillen 14 und 15 der Druckplatten 10 und 12. Die Schenkel 11' bil den Anschläge für die Kugel 16 und verhindern ein Herauslaufen der Kugel an den Rillenenden.
Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist in die untere Druckplatte 12 ein Zuführkanal 22 für Druckluft ein gearbeitet, welcher einerseits an einem Rand 12' der unteren Druckplatte 12 in einen Anschlussstutzen 23 für eine Druckluft-Zuführleitung mündet und anderer seits an der dem Inneren des als Hohlsäule ausgebilde ten Kippstempels 3 zugewandten Fläche der Druck platte mündet. Durch diese Ausbildung wird eine äus- serst platzsparende Ausbildung der gesamten Zylinder- Kolben-Einheit einschliesslich des Gelenkkopfes er reicht.
Die Druckluftzuführung beansprucht hinsicht lich der Bauhöhe keinen zusätzlichen Platz, sondern ist im Gelenkkopf untergebracht. Damit ergibt sich eine sehr günstige niedrige Bauhöhe eines erfindungsgemäs sen Kippers mit einer Druckluft-Zylinder-Kolbenein- heit.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungs- gemässen Kippers beschrieben: Vor dem Kippen der beladenen Ladebrücke 9 wer den alle Verbindungen der Ladebrücke mit dem Fahr gestell gelöst ausser den Gelenken der Ladebrücke an der Kippachse, um die die Ladebrücke gekippt werden soll. Die Ladebrücke 9 ist dann nur noch an der Kipp- achse angelenkt und durch den Gelenkkopf 8 mit dem Fahrgestell gekoppelt.
Anschliessend wird Druck luft durch den! Zuführkanal 22 in der unteren Druck platte 12 ins Innere des als Hohlsäule ausgebildeten Kippstempels 3 eingepumpt und strömt am unteren Ende 3" des Kippstempels 3 unter den Kolben 2 und drückt diesen Kolben 2 im Zylinder 1 nach oben. Die Druckkräfte der Druckluft werden vom Kolben 2 auf den Kippstempel 3 und von dort auf die untere Druck platte 12 übertragen. Die untere Druckplatte 12 drückt auf die Kugel 16 und mittels der Kugel 16 auf die obere Druckplatte 10 und damit auf die Ladebrücke 9. Die Ladebrücke 9 wird dadurch angehoben und um die Kippachse gekippt.
Dabei wird die obere Druck platte 10 relativ zur unteren Druckplatte 12 um ein parallel zur Kippachse und durch den Mittelpunkt der Kugel 16 verlaufende Achse gekippt. Gleichzeitig rol len die gewölbten Auflageflächen 21' der elastischen Stützelemente 21 an der Unterseite der unteren Druck platte 12 ab. Die Kippbewegung der Ladebrücke 9 um die Kippachse wird also durch die Stützelemente 21 nicht gehindert. Die Stützelemente 21 sind dabei unbe lastet.
Falls die Last auf der zu kippenden Ladebrücke 9 nicht gleichmässig verteilt ist, kann es vorkommen, dass sich die Ladebrücke beim Hochheben von schwe ren Lasten verwindet. Die Ladebrücke 9 hat dabei die Tendenz, sich um eine quer zur Kippachse verlaufende Achse zu verbiegen. Die Ladebrücke 9 kann beispiels weise auf ihrer in Fig. 1 rechts liegenden Seite schwe rer sein als auf ihrer in Fig. 1 links liegenden Seite. Die Ladebrücke hat dabei die Tendenz, die obere Druckplatte 10 nach rechts gegen die untere Druck platte 12 zu neigen.
Dabei wird das linke Stützelement 21 durch den linken Träger 19 und die Platte.<B>17</B> nach oben gezogen und an die Unterseite der unteren Druckplatten 12 angepresst. Entsprechend der elasti schen Eigenschaft des elastischen Stützelements 21 verformt sich dieses mehr oder weniger stark und er möglicht dadurch eine geringfügige Schrägstellung der Druckplatten 10 und 12 relativ zueinander. Die elasti schen Stützelemente, welche im vorliegenden Beispiel aus Hartgummi hergestellt sind, sind so ausgebildet, dass auch bei hohen Kräften nur relativ geringe elasti sche Verformungen eintreten.
Durch diese Nachgiebig keit des Gelenkkopfs bei Verwindung der Ladebrücke um eine quer zur Kippachse verlaufende Achse wird erreicht, dass bei Verwinden der Ladebrücke kein Klemmen der gesamten Kippeinrichtung, insbesondere kein Klemmen des Kippstempels 3 in seiner Führung im Zylinder auftreten kann. Gleichzeitig mit dem Schrägstellen der Druckplatten 10 und 12 relativ zu einander stellt sich die Kugel 16 in den Rillen 14 und 15 selbsttätig so ein, dass die Kräfte vom Kippstempel 3 auf die Ladebrücke 9 ohne die Gefahr eines Klem- mens einzelner Teile übertragen werden.
In Fig.3 ist eine schematische Darstellung des Gelenkkopfs in un- verwundenem Zustand dargestellt. In Fig.4 ist eine schematische Darstellung des Gelenkkopfs in einer Stellung gezeigt, in die er sich einstellt, wenn die Lade brücke beim Kippen ungleichmässig belastet ist und sich verwindet.
Die Erfindung ist nicht auf das ausgeführte Beispiel beschränkt. Beispielsweise müssen die Stützelemente nicht unbedingt aus Hartgummi hergestellt sein, son dern es können als Stützelemente z. B. auch Tellerfe derpakete verwendet werden, welche auf der Platte 17 angebracht sind und an ihren der unteren Druckplatte 12 zugewandten Enden ballig geformte Auflageflächen aus Metall tragen.
Die Rillen 14 und 15 der Druck stücke 10 und 12 können anstelle kreissegmentförmi- ger Querschnitte auch beispielsweise V-förmige Quer schnitte aufweisen, doch sind dann die Anlageverhält- nisse zwischen Kugel 16 und Druckplatten nicht so günstig wie bei dem ausgeführten Beispiel.