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Die Erfindung betrifft die Übertragung
bzw. den Transfer von flüssigen
oder gasförmigen
fluiden Produkten, zwischen einer Basis und einem mobilen Reservoir,
z. B. einer Zisterne, die sich an Bord eines Lastkraftwagens oder
auf einem Eisenbahnwaggon befindet.
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Diese fluiden Produkte können von
sehr unterschiedlichen Arten sein, z. B. jedoch nicht beschränkend Erdölprodukte,
wie z. B. Benzin oder verflüssigtes
Petroleumgas (GPL) oder chemische Produkte, insbesondere Säuren oder
Lösungsmittel.
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In der Praxis sind diese fluiden
Produkte hauptsächlich
flüssig,
jedoch sind sie im Allgemeinen im Gleichgewicht mit einer gasförmigen Phase
in einer An und Weise, dass es exakter ist, von fluiden Produkten
zu sprechen, eher als von liquiden Produkten zu sprechen; es kommt
vor, dass es notwendig ist, diese zwei liquiden und gasförmigen Phasen getrennt
zu transferieren.
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In der Praxis gibt es verschiedene
Arten von Zisternen, welche angepasst sind, an Bord von verschiedenen
Trägertypen
(Lastkraftwagen oder Waggon) aufgenommen zu werden. Andererseits
sind die Zisternen mit Verbindungsflanschen ausgestattet, welche
dafür bestimmt
sind, mit Übertragungsrohren von
liquiden Produkten verbunden zu werden, welche sich auf sehr unterschiedliche
Weise an dem Körper
dieser Zisternen befinden können.
Schließlich erweist
es sich als praktisch unmöglich,
sicherzustellen, dass ein mobiler Träger, wie z. B. Lastkraftwagen oder
Waggon, der eine Zisterne trägt,
immer exakt in die gleiche Konfiguration im Verhältnis zu einer Basis gebracht
wird, wenn eine Transfer- bzw. Übertragungsoperation
notwendig wird.
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Dies ist der Grund, warum die Verbindung zwischen
der Basis einerseits und dem Verbindungsflansch des mobilen Reservoirs
andererseits nur verwirklicht werden kann durch eine Vorrichtung,
welche eine gewisse Deformierungsfähigkeit aufweist. Die Übertragungsvorrichtungen
von fluiden Produkten, welche häufig Übertragungsarm
oder Lade-/Entladearm genannt werden, sind somit von zwei möglichen Typen:
Entweder weisen sie einen flexiblen Teil auf, was gegebenenfalls
Probleme einer Alterungsbeständigkeit
darstellt, oder sie sind aus einer Aufeinanderfolge von mindestens
zwei röhrenförmigen Stücken gebildet,
welche aneinander angelenkt sind.
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Die Übertragungsarme von fluiden
Produkten müssen
demnach während
der Vorbereitung einer Übertragungsoperation
in einer Art und Weise in der Praxis in eine geeignete Konfiguration
gebracht werden, um ein freies Ende dieses Armes (das andere Ende
ist im Allgemeinen permanent an der Basis verbunden) in Bezug zu
dem Verbindungsflansch der betroffenen Zisterne zu bringen. Diese
Operation wird im Allgemeinen durch eine Bedienperson ausgeführt und
es ist wünschenswert,
dass diese nicht gezwungen ist, zu beträchtliche Kräfte einzusetzen. Es sei hier
präzisiert,
dass eine motorgetriebene Steuerung eines Übertragungsarms von liquiden Produkten,
welche jede Kraft von Bedienpersonen vermeidet, dennoch schwierig
umzusetzen ist, unter Berücksichtigung
der Schwierigkeit, auf automatisierte Weise das freie Ende des Armes
präzise
in Bezug zu dem Verbindungsflansch zu bringen; dies setzt eine große Kontrolle
des Steuerautomats der Armkonfiguration voraus und demnach eine
gegebenenfalls langwierige und kostspielige Ausbildung des Bedieners.
In jedem Falle bringt eine derartige, motorisierte Steuerung beträchtliche
Kosten mit sich.
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Zum Vermeiden, dass eine Bedienperson beträchtliche
Kräfte
während
dem manuellen Betätigen
eines Übertragungsarms
von liquiden Produkten einsetzen muss, sind schon verschiedene Arten
von Gleichgewichtsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die dafür bestimmt
sind, mindestens teilweise die Veränderungen des Moments um die
Anlenkungsachsen (im Wesentlichen um die horizontalen Achsen auf
Grund der Erdanziehung) zu kompensieren, welche durch die Verschiebungen
von Massen während
der Veränderungen
der Konfiguration der Rohrstücke
des Armes um die Achsen herum erzeugt werden.
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Eine erste Kategorie einer Gleichgewichtsvorrichtung
verwendet ein oder mehrere Gegengewichte, welche gegenüberliegend
des Teils des Armes befestigt sind, das ins Gleichgewicht zu bringen ist.
Diese gänzlich
wirksame Lösung
erweist sich dennoch in der Praxis als sperrig.
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Eine andere Kategorie einer Gleichgewichtsvorrichtung
setzt Federn ein, z. B. Torsionsfedern aus Stahl, am Häufigsten
zylindrische Schraubenfedern, die an der Drehverbindung bzw. Drehkupplung
oder am Innern derselbigen angehängt
sind; es kann sich auch um Torsionsfedern aus Stahl handeln in einer archimedischen
Spirale oder einer hyperbolischen Spirale. Diese Vorrichtungen können durch
die
US-A-4 537 233 dargestellt werden.
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Eine andere Kategorie einer Gleichgewichtsvorrichtung
verwendet eine Kompressionsfeder aus Stahl, die häufig entlang
dem Teil des Armes angeordnet ist, das ins Gleichgewicht zu bringen
ist oder in einem Gerät,
das Gleichgewichtskasten oder Federkasten genannt wird, das an dem
ins Gleichgewicht zu bringenden Arm befestigt ist (siehe z. B.
US-A-3
086 552 ).
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Eine noch andere Kategorie einer
Gleichgewichtsvorrichtung verwendet Zugfedern aus Stahl, die häufig ebenfalls
entlang dem Arm angeordnet sind. Eine andere Konfiguration einer
Gleichgewichtsvorrichtung verwendet Schraubenspindeln, z. B. mit
Stickstoff, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch.
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Selbstverständlich schließen sich
die verschiedenen Arten eines Insgleichgewichtbringens nicht aus
und es ist schon vorgeschlagen worden, mehrere Gleichgewichtstypen
an ein und demselben Übertragungsarm
zu kombinieren.
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Diese verschiedenen Lösungen haben
ihre eigenen Vor- und Nachteile. Man kann jedoch zusammenfassend
feststellen, dass es derzeit keine Gleichgewichtsvorrichtung gibt,
die gleichzeitig effektiv, wenig Raum einnehmend, zuverlässig und
kostengünstig
ist, dies alles über
eine große
Ausfederung bzw. Verstellung. So ist es z. B. so, dass das Vorhandensein
von Gegengewichten (siehe oben) eine wirksame Gleichgewichtssetzung
sicherstellt in einer großen
Vielfältigkeit
von möglichen
Positionen, jedoch zum Preis eines großen Raumbedarfs; was die anderen
Lösungen
betrifft, ist die Qualität
eines Insgleichgewichtbringens im Allgemeinen wirklich approximativ
bzw. annähernd,
insbesondere wenn der in Betracht gezogene Übertragungsarm dafür bestimmt
ist, eine beträchtliche
Verstellung zuzulassen, in der Praxis beiderseits einer horizontalen
Ruhe-Konfiguration (es gibt nicht immer eine Symmetrie beiderseits
dieser horizontalen Konfiguration) und erweist sich häufig, zu
Risiken eines schlechten Funktionierens zu führen, wegen der bewegten Teile. Schließlich ist
die Gesamtverstellung, in welcher das Gleichgewicht zufriedenstellend
ist, im Allgemeinen maximal 40° bis
50°.
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Die Erfindung hat als Aufgabe, diese
genannten Nachteile zu vermeiden.
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Sie schlägt hierfür einen angelenkten Übertragungsarm
von fluiden flüssigen
oder gasförmigen Produkten,
vor, welcher aufweist: zwei Rohrstücke, welche miteinander durch
eine Drehkupplung einer horizontalen Achse verbunden sind, und von
denen das eine, das beweglich in Drehung um diese horizontale Achse
ist, eine winkelmäßige Referenzkonfiguration
aufweist, in welcher es trotz der Schwerkraft im Gleichgewicht ist;
und eine Gleichgewichtseinrichtung zum Kompensieren von Veränderungen
einer Wirkung der Schwerkraft auf dieses bewegliche Rohrstück in Abhängigkeit
von der Ausrichtung von diesem hinsichtlich der Vertikalen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Gleichgewichtseinrichtung zwischen einem
Referenzabschnitt, der fest in Bezug auf die Drehachse der Drehkupplung
ist, und einem Verbindungsabschnitt des beweglichen Rohrstücks, welcher
in einem konstanten Abstand, der nicht null ist, von der Drehachse
vorgesehen ist, montiert ist, und eine Feder aufweist, welche gespannt
ist, den beweglichen Abschnitt in seine winkelmäßige Referenzkonfiguration
zurückzubringen,
wobei diese Feder in einer Weise vorgesehen und montiert ist, auf das
bewegliche Rohrstück
direkt oder indirekt eine Kraft im Wesentlichen proportional und
im Wesentlichen parallel zu dem Abstand zwischen diesem Verbindungsabschnitt
und der Stelle, in welche dieser Verbindungsabschnitt gelangt, wenn
das bewegliche Stück
in seiner winkelmäßigen Referenzkonfiguration
ist, anzulegen, wobei diese Feder in einer Ruhestellung ist, wenn
das bewegliche Stück
in einer Gleichgewichtskonfiguration in Bezug zu der Achse der Drehkupplung
ist.
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Es sei hier daran erinnert, dass
der Fachmann die Gewohnheit hatte, die Gleichgewichtsvorrichtungen
ausgehend von einer Zwischenkonfiguration innerhalb der Gesamtverstellung
in einer Weise zu entwerfen, um die Feder in zwei Richtungen zu belasten,
unter Nutzung einer gewissen Symmetrie des Verhaltens der Feder
und somit unter Maximieren der Winkelamplitude einer Effektivität dieser
Feder (eine Feder behält
im Allgemeinen lineare Eigenschaften in einem begrenzten Bereich
um ihre Ruheposition herum). Dagegen lehrt die Erfindung, diese Referenzkonfiguration
unabhängig
(ja sogar außerhalb)
des Verstellbereichs zu wählen.
Es ergibt sich eine Gleichgewichtseinrichtung, die wenig raumeinnehmend
ist, einfach und kostengünstig
und wirksam in einem Bereich, der ganz beträchtlich ist. Wie man es sehen
wird, ermöglicht
diese Art eines Insgleichgewichtbringens gute Leistungen einschließlich in beträchtlichen
Verstellbewegungen bzw. Ausfederungen unter Auswählen von Federn einer geeigneten
Form.
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Auf bevorzugte Weise ist das andere
Stück in
einer festen Ausrichtung in Bezug auf die Achse der Drehkupplung
(in der Praxis ist es häufig,
dass es sich um das Stück
handelt, das an der festen Basis angefügt ist) und der feste Referenzabschnitt,
mit welchem die Gleichgewichtseinrichtung verbunden ist, an einem
seiner Enden, fest verbunden ist mit diesem festen Stück. Dies
erlaubt eine Minimierung des Raumbedarfs der Gleichgewichtseinrichtung.
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Auf vorteilhafte Weise ist die Gleichgewichtseinrichtung
mit diesem festen Referenzabschnitt und an dem Verbindungsabschnitt
des beweglichen Stückes
durch Gelenke in horizontalen Achsen verbunden, was die parasitären Momente
um die Drehachse der Drehkupplung minimiert, wenn die Gleichgewichtseinrichtung
nicht nachgiebig ist. Ein anderer Fall ist interessant, in welchem
es lediglich ein einziges Gelenk, z. B. zwischen der Feder und dem
beweglichen Stück,
und eine starre Verbindung gibt.
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Es ist besonders interessant, vorzusehen, dass
der feste Referenzabschnitt im Wesentlichen gegenüberliegend,
parallel zu der Drehachse zu der Stelle angeordnet ist, in welche
der Verbindungsabschnitt des beweglichen Rohrstückes gelangt, wenn dieses in
seiner Referenzkonfiguration ist. Dies trägt dazu bei, sich einer sehr
guten Linearität
der Feder anzunähern,
in Abhängigkeit
von der Drehwinkelamplitude des ins Gleichgewicht zu bringenden Stückes. Tatsächlich variiert
der Abstand zu der Achse (Hebelarm) der Rückstellkraft, welche durch
die Feder angelegt ist in der gleichen Weise, wie der Abstand zu
der Achse des Gewichts, während
der Drehung des ins Gewicht zu bringenden Rohrstückes.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften
Möglichkeit
weist die Gleichgewichtseinrichtung die Form einer Schlaufe auf,
welche in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Ebene zu der Drehachse
angeordnet ist und elastisch deformierbar in dieser Ebene ist und zwei
Enden aufweist, welche in Ruhestellung dieser Feder beieinander
sind. Dies trägt
dazu bei, den Vorteil einer guten, zuvor genannten Linearität mit einem geringen
Raumbedarf zu kombinieren. In einer besonders einfachen Ausführungsform
weist die Feder ein U-Teil auf, das die Feder bildet, elastisch
flexibel in der Ebene der Schlaufe, und welches zwei Äste aufweist,
die durch einen gekrümmten
Abschnitt verbunden sind; und zwei Befestigungslaschen, welche diese
Zweige bis zu den Enden von dieser Gleichgewichtseinrichtung verlängern.
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Es muss hier angemerkt werden, dass
die Feder vorteilhafterweise eine einzige Schlaufe aufweist, aus
Gründen
der Einfachheit, jedoch dass man, wenn man einen größeren Platzbedarf
parallel zu der Drehachse zulässt,
Federn auswählen
kann, welche mehrere Schlaufen oder Windungen aufweisen (dies kann
eine schwächere
Steifigkeit geben, wenn dies gewünscht
ist).
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Man kombiniert eine gute Linearität mit schwachen,
parasitären
Momenten und einem geringen Raumbedarf, wenn die Gleichgewichtseinrichtung
an ihren Enden an dem festen Referenzabschnitt angefügt ist und
an dem Verbindungsabschnitt des beweglichen Rohrstücks durch
Gelenke mit parallelen Achsen zu der Drehachse der Drehkupplung.
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Die Linearität ist sehr gut, wenn die Enden der
Gleichgewichtseinrichtung gegenüberliegend, parallel
zu der Drehachse der Drehkupplung sind.
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Auf sehr allgemeine An und Weise
ist es besonders einfach, eine Feder auszuwählen, die im Allgemeinen eine
Form eines U aufweist innerhalb einer Gleichgewichtseinrichtung
irgendeiner Konstruktion. So kann es sich z. B. um eine Einrichtung
handeln, in welcher das eine der Enden der Feder an dem Verbindungsabschnitt
des beweglichen Stückes
durch einen Riemen, der über
eine Rolle läuft,
verbunden ist, die parallel zu der Drehachse gegenüber der
Stelle ist, in welcher sich der Verbindungsabschnitt des beweglichen
Rohrstückes
befindet, wenn dieses in der Referenzkonfiguration ist. Jedoch kann
die Feder ebenso eine Kompressionszugfeder sein, welche zwischen
einem Abschnitt eines Zylinders, welcher mit dem festen Stück verbunden
ist, und einem Kolben, der an dem Riemen verbunden ist, angeordnet ist
und in diesem Zylinder montiert ist.
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Man wird für gut befinden, dass in der
Gleichgewichtseinrichtung gemäß der Erfindung
die Äste der
Feder (ob es sich um eine U-Form oder mehr allgemein um eine Form
in einer oder mehreren Schlaufen handelt) in einer einzigen Richtung
belastet werden über
die gesamte Ausfederung bzw. Bewegung des beweglichen Stücks, vorzugsweise
in der Richtung, die einer Annäherung
entspricht (man spricht manchmal von "Kompression" der Feder mit Ästen).
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Gemäß anderen bevorzugten Vorkehrungen, gegebenenfalls
kombiniert:
- – ist die Feder, in U-Form
oder nicht, aus einem Verbundmaterial;
- – ist
die Feder, in U-Form oder nicht, mit einer Silikonhülle überzogen.
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Die Gegenstände, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung offenbart,
die beispielhaft, nicht beschränkend
in Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, in welchen:
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l eine
Vorderansicht eines Abschnitts des angelenkten Übertragungsarms von fluiden
Produkten gemäß der Erfindung
ist, wobei das Stück
des Armes, das ins Gleichgewicht zu bringen ist, horizontal ist;
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2 eine
Draufsicht dieses angelenkten Übertragungsarms
von fluiden Produkten ohne die Feder ist;
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3 eine
Seitenansicht dieses angelenkten Übertragungsarms ohne Feder
ist, wobei das Stück
des Armes, das ins Gleichgewicht zu bringen ist, in vertikaler Referenzkonfiguration
ist;
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4 eine
Vorderansicht der Feder in Schlaufenform der Gleichgewichtseinrichtung
des Arms der 1 bis 3 ist;
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5 eine
Ausführungsvariante
des Teils in Schlaufenform der 4 ist; 6 eine Ansicht von rechts
des Teils in Schlaufe aus 5 ist;
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7 ein
Prinzipschema des Arms der 1 bis 3 in der Konfiguration ist,
wo das Stück
des Arms, das ins Gleichgewicht zu bringen ist, vertikal ist;
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8 ein
Prinzipschema dieses Arms ist, in einer Konfiguration, wo das ins
Gleichgewicht zu bringende Stück
leicht in Richtung nach oben geneigt ist;
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9 ein
anderes Prinzipschema dieses Armes ist in einer Konfiguration, wo
das Stück
des Armes, das ins Gleichgewicht zu bringen ist, etwas in Richtung
nach unten geneigt ist;
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10 ein
Prinzipschema einer Ausführungsvariante
der Erfindung ist, in welcher eine Umkehrung durch eine Rolle die
Rückstellkraft
einer Feder überträgt;
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11 eine
Vorderansicht, ähnlich
zu derjenigen der 1,
ist, welche einen Abschnitt eines angelenkten Übertragungsarms gemäß einer
anderen Ausführungsform
wiedergibt; und
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12 eine
Vorderansicht eines angelenkten Arms gemäß noch einer anderen Ausführungsform
ist.
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Die 1 bis 3 stellen teilweise einen Übertragungsarm
von fluiden, flüssigen
oder gasförmigen Produkten
dar, welcher ein erstes Rohrstück 1 (in
der Praxis fest, befestigt an einer Basis), ein zweites Rohrstück 2,
eine Drehkupplung 3 einer horizontalen Achse und eine Gleichgewichtseinrichtung 4 aufweist die
mit jedem der Rohrstücke
verbunden ist, um Veränderungen
eines Momentes um die Achse der Drehkupplung (auf Grund der Erdanziehung)
zu kompensieren, während
einer relativen Drehung zwischen den Stücken um diese horizontale Achse.
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In dem wiedergegebenen Beispiel ist
das erste Rohrstück 1 vertikal
und ist an einer zweiten Drehkupplung 6 einer vertikalen
Achse angefügt. Diese
zweite Drehkupplung 6 ist ihrerseits an der Drehkupplung 3 einer
horizontalen Achse durch ein Winkelstück im rechten Winkel verbunden.
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Das zweite Rohrstück 2 ist selbst in
der in den 1 und 2 wiedergegebenen Konfigurationen horizontal.
Dieses zweite Rohrstück 2 endet
an seinem linken Ende durch ein drittes Winkelstück in 90°, bezeichnet mit 8,
welches mit der Drehkupplung 3 verbunden ist.
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Somit kann, gemäß den Winkelpositionen von
jeder der Drehkupplungen 6 und 3, das zweite Rohrstück 2 jedwede
Winkelausrichtung einnehmen (selbstverständlich im Innern einer gegebenen
Ausfederung) ebenso im Azimut, wie auch in der Höhe, in Bezug zu dem ersten
Rohrstück 1.
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Man kann tatsächlich anmerken, dass das Winkelstück 7,
welches an jeder der Drehkupplungen 3 und 6 angefügt ist,
selbst ein Rohrstück
bildet, welches an einem zweiten Rohrstück 2 durch eine Drehkupplung
einer horizontalen Achse angefügt
ist.
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Die Gleichgewichtseinrichtung 4 ist
mit jedem dieser Rohrstücke 2 und 7 verbunden.
Die Gleichgewichtseinrichtung ist demnach indirekt mit dem Rohrstück 1 verbunden
ist, jedoch in dem Maße, wenn
die Drehkupplung 6 eine Vertikale Achse aufweist, dass
keine Gleichgewichtskraft notwendig ist, um die Veränderung
einer Winkelposition zu berücksichtigen
während
einer Drehung dieser Drehkupplung.
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Diese Gleichgewichteinrichtung ist
im Wesentlichen aus einer Feder 10 gebildet, hier in einer im
Allgemeinen U-Form, welche zwei Äste 11 und 12 aufweist,
die hier in der Ruhekonfiguration der Feder parallel zu einander
sind, und deren zwei Enden 11A und 12A jedes an
einem in der Stücke 2 und 7 durch Befestigungslaschen 15 und 16 jeweils
verbunden sind.
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Auf vorteilhafte Weise ist jedes
der Enden 15A und 16A dieser Befestigungslaschen
an seinem jeweiligen Stück
um eine Achse herum angelenkt, parallel zu der Achse der Drehkupplung.
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Diese Montage durch Anlenkung von
Enden der Feder an den jeweiligen Stücken wird hier mittels Drehzapfen
oder Stiften 13 und 14 realisiert, welche Aufnahmen
durchqueren, die in diesen Enden der Befestigungslaschen vorgesehen
sind.
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Somit sind, wie dies aus 3 hervorgeht, wenn das Rohrstück 2,
das ins Gleichgewicht zu bringen ist, in einer Referenzkonfiguration
ist, in welcher es natürlich
im Gleichgewicht ist, hier in einer vertikalen Ausrichtung, die
Drehzapfen 13 und 14 in vorteilhafter Weise gegenüberliegend,
parallel zu der Achse der Drehkupplung, das heißt sie sind mindestens annähernd in
der Verlängerung
zueinander.
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Somit sind, wie dies aus der 4 hervorgeht, welche die
Feder 10 isoliert und demnach in Ruhestellung wiedergibt,
die Enden 15A und 16A der Befestigungslaschen,
in welchen die Aufnahmen vorgesehen sind, welche die Drehzapfen 13 und 14 aufnehmen,
beieinander angeordnet, vorzugsweise der eine an der Seite des Anderen,
in einer Weise, dass die Aufnahmen konzentrisch sind.
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In einer nicht wiedergegebenen Ausführungsform
können
die Enden der Äste
der Feder, um z. B. die Einstellung der elastischen Rückstellung, welche
durch eine gegebene Feder realisiert wird, zu erlauben, in Abhängigkeit
von den Bedürfnissen, eine
Mehrzahl von Aufnahmen für
das Aufnehmen eines Organs aufweisen, dass seiner Verbindung mit dem
Rohrstück
jeweils bestimmt ist, z. B. der zuvor genannte Stift 13 oder 14.
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Die Befestigungslaschen 15 und 16 sind
in dem Beispiel der 4 an
den Enden der Äste
der Feder 10 angesetzt auf der inneren Seite von dieser. Dies
entspricht einer Federkonstruktion, in welcher das Material, welches
die Äste 11 und 12 und
den Bodenabschnitt, welcher sie verbindet, bildet, von dem Material,
welches die Befestigungslaschen 15 und 16 bildet,
verschieden sein kann, die anderen Beanspruchungen bzw. Belastungen
ausgesetzt werden, als denjenigen, welche sich an der Feder im eigentlichen Sinne
anlegen, da es von der Feder gefordert ist, gute elastische Eigenschaften
aufzuweisen und insbesondere dauerhaft der Alterung zu widerstehen und
gegebenenfalls gegenüber
beträchtlichen,
klimatischen Schwankungen, wohingegen das Material, welches die
Laschen 15 und 16 bildet, Belastungen bzw. Beanspruchungen
genügen
muss, die insbesondere verbunden sind mit einer guten Widerstandsfähigkeit
gegen Abnutzung, da es die innere Oberfläche dieser Aufnahmen ist, die
alle Reibungen hervorrufen, die mit dem Funktionieren der Gleichgewichtseinrichtung
in ihrer Gesamtheit verbunden sind.
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Der eine und/oder der andere der
Blöcke 15 und 16 kann
außen
an der Feder befestigt sein.
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In einer Variante, die in den 5 und 6 wiedergegeben ist, weist die Feder,
bezeichnet als 10' (und
damit die Gleichgewichtseinrichtung, von der sie das Wesentliche
Teil ist) die Form einer Schlaufe bzw. Windung auf, welche in einer
Ebene, im Wesentlichen rechtwinklig, zu der Drehachse der Drehkupplung
angeordnet ist. Diese Schlaufe wird hier aus einem einzigen Stück gebildet,
dessen Enden beieinander angeordnet sind (siehe 6).
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Die zwei Rohrstücke 7 und 8 + 2,
welche durch die Drehkupplung einer horizontalen Achse, bezeichnet
mit 3, verbunden sind, sind jedes beiderseits dieser Drehkupplung
mit Befestigungsklötzen 20 und 21 ausgestattet,
welche Drehzapfen 13 und 14 aufweisen. Diese sind
Vorteilhafterweise in solch einer Art und Weise geformt, dass die
Feder im Wesentlichen in einer rechtwinkligen Ebene zu der Achse
der Drehkupplung angeordnet ist, d. h. in einer vertikal rechtwinkligen
Ebene zu der Ebene der 2,
oder in einer parallelen Ebene zu der Ebene der 1.
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Somit können, wie dies aus den Figuren
hervorgeht, diese Klötze,
was die Lasche 20 betrifft, aus zwei Platten 20A und 20B gebildet
sein, die im rechten Winkel miteinander verbunden sind und eine
Platte 20C, welche den Drehzapfen 13 trägt, sowie
in vorteilhafter Weise einen Anschlag 22 für die Feder
oder ihre Befestigungslaschen. Was die andere Befestigungslasche 21 betrifft,
ist sie aus einer Schelle 23 gebildet, die einen Abschnitt
des beweglichen Rohrstückes 2 einklemmt
und den Drehzapfen 14 trägt.
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Tatsächlich können sehr verschiedene Modalitäten für die Montage
der Feder in U-Form ausgewählt
werden. So kann gemäß einer
nicht dargestellten Variante der Klotz 20 an einem Winkelstück 8 befestigt
werden, das in der unmittelbaren Nähe der Drehkupplung 3 angeordnet
ist.
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Die Tatsache, dass zwei Äste der
Feder 10 oder 10' sich
vorzugsweise im Wesentlichen in einer gleichen Ebene, rechtwinklig
zu der Drehachse der Drehkupplung 3 befinden, hat als Vorteil,
das Auftreten von Kräften,
welche nicht reine Momente um die Achse sind, zu vermeiden auf Grund
des Vorhandenseins der Gleichgewichtseinrichtung.
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Die Feder ist vorteilhafterweise
aus einem Verbundmaterial realisiert. Es handelt sich z. B. um Glas-
oder Karbonfasern, die durch Harz umgeben sind und in ein Werkzeug
(Gießform)
gelegt werden, um die endgültige
U-Form durch Erwärmung
zu erhalten. Die aus der Erwärmung
herauskommende Feder geht in die Endbearbeitungsphase durch Entgraten,
Entbearbeiten, Aufsetzen einer gegebenenfalls vorhandenen Endbearbeitungshülle aus
Silikon (oder anderem, je nach der Verfügbarkeit auf dem Markt).
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Tatsächlich ist diese Feder vorteilhafterweise mit
einer Silikonhülle überzogen,
die geeignet ist, das das U-förmige
Teil bildende Material wirksam gegenüber äußerer verschiedener Angriffe
zu schützen.
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Es ist aufgetreten, dass die Verwendung
von Federn vom zuvor genannten Typ, insbesondere unter Auswählen eines
Verbundmaterials, es erlaubte, die Gleichgewichtsmomente der Übertragungsarme von
liquiden Produkten zu und von Lastwägen oder Waggons in einem ziemlich
großen
Bereich von einigen daNn bis einigen tausend daNn abzudecken, ja sogar
mehr. Die Verwendung einer Feder gemäß der Erfindung ermöglicht es
demnach die Ergonomie der Arbeitsstelle einer Bedienperson einer
Beladung oder einer Entladung von Lastkraftwagen oder Waggons mit
liquiden Produkten deutlich zu verbessern. In der Praxis, abhängig von
den Bedürfnissen
und den Eigenschaften der verfügbaren
Federn in einem gegebenen Bereich ist es möglich, mehrere Federn nebeneinander,
parallel zu montieren, in der Praxis unter Verwendung der gleichen
Anlenkungsachsen.
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7 bis 9 verdeutlichen auf schematische Weise
das Prinzip eines ins Gleichgewichtbringens einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
In der Konfiguration des natürlichen
Gleichgewichts (vertikales Stück
zu der 7) ist die Feder
in Ruhekonfiguration, wobei ihre Enden im Wesentlichen übereinander liegen,
parallel zu der Drehachse in einem Abstand zu dieser. Wenn das Stück 2,
das ins Gleichgewicht zu bringen ist, in Richtung nach rechts geneigt
wird, beginnen die Äste
der Feder, sich zu überkreuzen (man
sagt, dass die Feder komprimiert wird) und eine Rückstellkraft
wird durch die Feder auferlegt, in einem Abstand zu der Achse, die
von dieser Neigung abhängt;
man kann jedoch zeigen, dass die Variierungen des Abstandes ähnlich zu
den Variierungen des Abstandes zu der Achse des Gewichts auf diesem
Stück 2 sind.
Diese Eigenschaft wird in einem großen Bereich aufrechterhalten,
bis zu einer in Richtung nach unten geneigten Konfiguration des
Stücks (siehe 9).
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Man muss anmerken, dass das Prinzip,
welches in den 7 bis 9 wiedergegeben ist, nicht
erfordert, dass die Feder in der Konfiguration der 1 montiert sein muss. So zeigt 10 eine Konfiguration, welche
die gleichen Eigenschaften aufweist, in der jedoch die Feder 10 (ohne
die Befestigungslaschen) zwischen einem festen Referenzabschnitt 100,
vorzugsweise durch Anlenkung, montiert ist und dem Ende eines Riemens 101,
der über
eine Rolle 102 geht und an seinem anderen Ende an einem Punkt
des Stückes 2 verbunden
ist, das gegenüberliegend
der Stelle der Rolle 102 in die Konfiguration eines natürlichen
Gleichgewichts des Stückes
gelangt.
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Es sei ebenso angemerkt, dass aus
Gründen der
Vereinfachung die Stelle des Drehzapfens 14 an dem Stück im Wesentlichen
in einer Weise ausgerichtet ist, um die longitudinale Achse dieses
Stückes zu
unterbrechen, jedoch ist diese Stelle bezüglich dem Stück irgendeine
in dem Moment, dass der Befestigungspunkt der Feder (oder die Stelle
der Rolle) gegenüber
dieses Drehzapfens in der Konfiguration des natürlichen Gleichgewichts ist.
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Die Erfindung führt somit zu einem ins Gleichgewicht
bringen, das viel wirksamer ist, als die einfache Unterstützung, welche
durch die bekannten Vorrichtungen erbracht wird, wobei sie gleichermaßen einfach,
zuverlässig
und kostengünstig
ist. Die erhaltene Gleichgewichtseinstellung ist tatsächlich sehr
nahe zu dem ins Gleichgewicht bringen einer sehr guten Qualität, wie es
durch Gegengewichte realisiert wird, bei dem jedoch zuvor gesagt
wurde, dass es zu einem störenden
Raumbedarf während den
Betätigungen
führt.
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In den Zeichnungen ist die Gleichgewichtseinrichtung,
welche durch die Erfindung vorgeschlagen wird, im großen Maßstab wiedergegeben.
Es muss jedoch angemerkt werden, dass bezüglich der Gesamtheit eines Übertragungsarms
von liquiden Produkten, welcher mehrere Stücke bzw. Rohrstücke aufweisen
kann, und von denen lediglich ein Teil in den 1 bis 3 wiedergegeben
ist, die Erfindung zu einem stark niedrigeren Raumbedarf führt, als
bei den bekannten Lösungen.
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Durch ihre Befestigung bringt die
Gleichgewichtseinrichtung, wie sie hier durch die Erfindung vorgeschlagen
wird, keine Zusatzlast an dem Teil, das ins Gleichgewicht zu bringen
ist, im Vergleich mit einem Kasten mit Federn.
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Es ist aufgetreten, dass die Gleichgewichtseinrichtung,
welche oben vorgeschlagen wird, in einer Ausfederung bzw. Verstellung
von 35° oberhalb und
85° unterhalb
der horizontalen Referenzposition ein quasi perfektes Gleichgewicht
des Armes ermöglicht
(bei weniger als einem Kilogramm im Absolutwert).
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Vor allem wenn man zum Realisieren
der Feder ein Verbundmaterial verwendet, ist das Gewicht dieser
Feder viel geringer als die Gesamtheit von bekannten Gleichgewichtssystemen.
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Hinsichtlich der Sicherheit kann
diese Feder nicht zerbrechen während
der Arm zurückfällt, unter seinem
Eigengewicht, so wie dies während
Versuchten festgestellt werden konnte, sogar unter Hinzufügen von
starken Zusatz- bzw. Überlasten
an dem Arm: Diese Feder kann sich verschlechtern, jedoch nicht zu
einem Punkt, dass die Last plötzlich
fallen gelassen wird. Gegebenenfalls können Anschläge vorgesehen sein, um die
Annäherung
(d.h. den Abstand) der Äste
der Feder zu begrenzen.
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Man kann anmerken, dass bei der ganzen Ausfederung
bzw. Verstellung die Feder in einer einzigen Richtung (der Kompression)
belastet wird; selbstverständlich
kann sie nur auf Zug belastet werden in einer, nicht wiedergegebenen
Variante.
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Die Befestigung der vorgeschlagenen
Einrichtung ist einfach umzusetzen und erfordert kein besonderes
Werkzeug.
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Die oben beschriebene Einrichtung
hat sich als wenig anfällig
gegenüber
gewöhnlichen,
klimatischen Temperaturveränderungen
erwiesen. Sie ist außerdem
aufgrund ihrer Konzeption (insbesondere wegen der Verbundeigenschaft
des U-Teils) wenig anfällig gegen
ultraviolette Strahlungen. Es ist somit kein Schutzanstrich erforderlich.
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Aufgrund der Einfachheit des Konzepts
reduziert die Gleichgewichtseinrichtung der Erfindung sehr deutlich
das Bedürfnis
von Austauschteilen.
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Man kann anmerken, dass diese Montage mit
mehreren Federn, welche parallel montiert sind, verwendet werden
kann, wobei so das Erhalten eines größeren Gleichgewichtsmoments
ermöglicht
wird.
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11 gibt
teilweise einen Übertragungsarm wider,
welcher ein erstes Stück 51 (in
der Praxis fest) aufweist, das an einer Basis befestigt ist, ein
zweites Rohrstück 52,
eine Drehkupplung 53 einer horizontalen Achse und eine
Gleichgewichtseinrichtung 54. Dieser Übertragungsarm ist ähnlich zu
demjenigen der 1 bis 3 und analoge Elemente bzw.
Teile dieses Armes werden durch Bezugszeichen bezeichnet, welche
von denjenigen der 1 bis 3 unter Hinzufügung der
Zahl 50 hervorgehen.
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So ist das erste Stück 51 an
einer zweiten Drehkupplung 56 einer vertikalen Achse verbunden, das
selbst mit der Drehkupplung 53 durch ein Winkelstück 57 in
rechtem Winkel verbunden ist.
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Die Gleichgewichtseinrichtung 54 ist
mit jedem der Rohrstücke 52 und 57 verbunden.
Sie ist im Wesentlichen aus einer Feder 60 gebildet, welche zwei Äste 61 und 62 aufweist,
deren Enden 61A und 62A jedes mit jeweils einem
der Stücke 52 und 57 durch
Befestigungslaschen 65 und 66 verbunden sind.
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Im Unterschied zu der Ausführungsform
der 1 bis 3 ist ein einziges der Enden
der Befestigungslaschen an seinem jeweiligen Rohrstück angelenkt.
Dies stellt sicher, dass in jeder Konfiguration des beweglichen
Arms die Feder eine festlegbare Ausrichtung aufweist.
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In dem dargestellten Beispiel ist
es das Ende 65A, das mit dem beweglichen Stück verbunden
ist, welches bei 64 an der Lasche 71 dieses beweglichen Stückes angelenkt
ist, wohingegen das Ende 66A, das mit dem festen Stück verbunden
ist, mit diesem fest verbunden ist. Durch Vergleich mit den 1 bis 3 kann die Befestigungslasche 66 gleichzeitig
die Befestigungslasche der Feder und die des festen Stückes bilden.
In einer nicht wiedergegebenen Variante ist es das Ende 66A,
welches starr mit seinem Stück verbunden
werden kann.
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Das Ende 62A der Feder ist
so in einer vorbestimmten Ausrichtung blockiert, die vorzugsweise diejenige
ist, welche es einnimmt, wenn die Feder in Ruhestellung ist, wobei
das bewegliche Stück
in seiner Referenzkonfiguration ist.
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Die Feder 60, ihre Befestigungslasche 65 und
die Lasche 71 sind in einer Arbeitskonfiguration wiedergegeben.
In dieser 11 erscheint
außerdem,
in gestrichelter Linie, die Ruhekonfiguration dieser Elemente; man
stellt fest, dass die Anlenkung 64 der Befestigungslasche 65 somit
in bevorzugter Weise gegenüber
der festen Befestigungslasche 66 ist.
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12 gibt
einen anderen Übertragungsarm wieder,
entsprechend dem Prinzipschema der 10,
lediglich was die Struktur der verwendeten Feder betrifft.
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Der Arm weist ein vertikales Stück 81 auf, das über eine
Kupplung 86 mit einem Winkelstück 87 verbunden ist,
das über
ein Gelenk 83 einer horizontalen Achse mit einem beweglichen
Stück 82 verbunden
ist.
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Die Gleichgewichtseinrichtung 84 weist
ein Federsystem 90 auf, das hier durch einen Schaft 91 mit
einem Kabel 92 verbunden ist, das über ein Umkehrelement 93,
wie z. B. eine Rolle, verläuft
und in 94 mit dem beweglichen Stück
verbunden ist. Diese Befestigungszone 94 ist vorzugsweise
gegenüberliegend
von dem Umkehrelement in der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration
des beweglichen Stücks.
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In dem in Betracht gezogenen Beispiel
weist das Federsystem 90 einen Zylinder 90A auf,
fest verbunden mit dem Stück 81 (und
demnach axial fest in Bezug zu dem Zwischenstück 87, an welchem
das bewegliche Stück
angelenkt ist) und einen Kolben 90B, axial beweglich in
diesem Zylinder gegen eine Kompressionsfeder 90C. Der Schaft
bzw. die Stange ist hier fest verbunden mit diesem Kolben. 12 gibt eine Zwischenkonfiguration
wieder; die Feder ist in der natürlichen
Gleichgewichtskonfiguration des Stückes 82 in Ruhestellung.
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Auf bevorzugte Weise ist der Zylinder
mit dem Stück 81 durch
drehende Schellen 81A verbunden, wobei sie diesem Zylinder
ermöglichen,
der Drehung des Stückes 87 zu
folgen. In einer nicht wiedergegebenen Variante ist dieser Zylinder
fest an dem Stück 87 befestigt.
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In allen wiedergegebenen Fällen ist
die Feder konstruiert und in einer Weise montiert, um an dem beweglichen
Rohrstück
(in einer Position, welche in einem konstanten Abstand nicht gleich
null zu der horizontalen Drehachse angeordnet ist), direkt oder
indirekt (z.B. durch ein Kabel) eine Kraft anzulegen, welche im
Wesentlichen proportionale und im Wesentlichen parallel ist zu dem
Abstand zwischen der momentanen Position von diesem Abschnitt des beweglichen
Rohrstücks
und der Stelle, in welche dieser Abschnitt gelangt, wenn das bewegliche
Rohrstück
in seiner winkelmäßigen Referenzkonfiguration (natürliches
Gleichgewicht ohne Federeinwirkung) ist.