DE2019544B - Überkopflader mit in der Forderbewe gung begrenzter Fordervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überkopflader mit einer aus Wippen und Wurfschaufel bestehenden Fördervorrichtung für das aufgenommene Ladegut, bei dem die Förderbewegung durch Bremsvorrichtungen begrenzt ist. die an einem Aufbau des Laders befestigt sind und mit den Wippen zusammenwirken.

Bei einem bekannten Überkopflader dieser Art (USA.-Patentschrift 2 689 660) sind die Bremsvorrichtungen lediglich mit Bremsfedern ausgerüstet. Diese Bremsfedern speichern beim Abbremsen in einem durch die Federkennlinien festgelegten Maße Energie von dem Wert Null bis zu einem durch konstruktive Merkmale des Überkopfladers begrenzten Höchstwert. Die auf diese Weise speicherbare Energie wächst mit zunehmendem Federweg. Der Länge der Bremsfedern sind jedoch konstruktive Grenzen gesetzt. Werden diese Grenzen überschritten, hebt der Überkopflader beim Abwerfen auf einer Seite von den Schienen ab. Extrem lange Bremsfedern beanspruchen zuviel Raum an dem Überkopflader. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bremsvorrichtung liegt darin, daß in der Regel das Ladegut nicht so weit geworfen werden kann, wie dies bei verhältnismäßig langen Transportwagen erforderlich ist. Weitwurf erfordert eine größere Abwurfgeschwindigkeit. Dies hat zur Folge, daß die Bremsvorrichtung Energien aufnehmen muß. die nach der Beziehung E — mv²,', mit dem Quadrat der Geschwindigkeit anwachsen. Im Federkraft-Wcg-Diagramm entspricht die durch die Bremsfeder speicherbare Energie jedoch lediglich der Dreiecksfläche zwischen Kennlinie und Abszisse. Dies genügt insbesondere heim Weitwurf nicht.

Ein anderer bekannter Überkopflader (französische Patentschrift 1 422 505) ist mit Bremsvorrichtungen ausgerüstet, von denen jede lediglich einen hydraulischen Stoßdämpfer mit Diosselbohrungen im Kolben aufweist. Der Kolben wird durch einen Arm

ίο eines dreiarmigen Hebels und eine Schaltrolle angetrieben, die in jeder Bewegungsrichtung der Laderschaufel mit einem anderen der beiden übrigen, im Abs.and voneinander angeordneten Hebelarme zusammenwirkt. Wegen dieses Abstandes bewegt sich die Wurfschaufel in beiden Richtungen ein Stück völlig ungebremst. Das führt zu unerwünschten Schlagbeanspruchungen des Laders. Nachteilig ist ferner, daß der Stoßdämpfer bei niedrigen Geschwindigkeiten seines Kolbens viel und bei höheren Geschwindigkeiten immer weniger Energie vernichtet. Diese Charakteristik ist insbesondere bei beabsichtigtem Weitwurf unbrauchbar, wie denn auch der bekannte Lader weniger zum Werfen als vielmehr zum Schütten des Ladeguts auf ein Förderband dient.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 142 730 ist ein insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmter, innerhalb einer Schraubenfeder angeordneter hydropneumatischer Teleskopstoßdämpfer an sich bekannt. Ein notwendiger und besonders verbesserter Bestandteil ist hier der Gasraum des Dämpfers. Ferner weist der Drosselventilkolben des Dämpfers beim Einwärtshub eine geringere Drosselung auf als beim Auswärtshub.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

vorerwähnten Nachteile zu vermeiden und insbesoridere die Fördervorrichtung des Überkopfladers auf dem gesamten Abbremsweg mit im wesentlichen der maximalen Federkraft gleichmäßig abzubremsen.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Bremsvorrichtung in an sich bekannter Weise aus einer mechanischen Ringfeder und einem in dieser angeordneten hydraulischen Bremselement besteht, dessen im Zylinder gleitender Kolben eine Drcsselbohrung aufweist, wobei sich die Zylinder und Federn am Aufbau des Überkopfladers abstützen, während die hinteren Enden der Kolben und Zylinder durchsetzenden Kolbenstangen durch eine Anschläge für die Wippen tragende Traverse verbunden sind und die vorderen Enden der Kolbenstangen das andere Widerlager für die Federn bilden.

Die wirksame Querschnittsfläche der Drosselbohrung bestimmt zusammen mit der Strömungsgeschwindigkeit in der Drosselbohrung und der Art dei Hydraulikflüssigkeit, z. B. öl. Wasser oder Emul sioncn aus Öl und Wasser, die Kennlinie des hydrau lischen Bremselements. Es wird die Tatsache ausge nutzt, daß die Kennlinie des hydraulischen Brcmsele tnents im wesentlichen mit entgegengesetzter Steigunj wie die Kennlinie der Bremsfeder verläuft. Wird da her die Bremskraft des hydraulischen Bremselement so eingestellt, daß sie zu Beginn des Abbremswege gleich oder etwa gleich der maximalen Federkral der Bremsfeder ist, ergibt sich durch das hydrau lische Bremselement ein beim Abbremsen vernichl barer Energieanteil, der dem durch die Bremsfedc

speicherbaren F.ncrgieanteil gleich oder annähern gleich ist. Die durch das Bremsorgan aufnehmbar Energie ist durch diese Überlagerung und den pai allelen Einsät/ von Bremsfedern und hydraulischei

P κ-ρ--.element auf das Doppelte gesteigert. Ferner erg.'.i sich eine sehr einfache, robuste und betriebssichere Bauweise, die zudem wenig Raum beansprucht. Die Fördervorrichtung des Überkopfladers v. ^;-d schonend aber dennoch so bestimmt abgebicmsL daß das Ladegut auch verhältnismäßig weit t .■ .> i.irfen werden kann.

Nach einer AuiPührungsform der Erfindung stehen ι- . Zylinder über ein Rückschlagventil mit einem PMickspeicher in Verbindung. Auf diese Weise kann (I:- Volumen der Hydraulikflüssigkeit des hydrau-1 ;'ien Bremselemenis konstant gehalten werden. 1 :i!uelle Leckflüssigkeit wird selbsttätig ergänzt. ¹ ■..- Kennlinie des hydraulischen Bremselements

.': dadurch konstant gehalten. Anderenfalls würde <". Kennlinie durch in die Hydraulikflüssigkeit einc'ringende kompressible Gase verfälscht.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfino :.'·■>.g weist der Druckspeicher einen Zylinder mit t! in fliegend gelagertem Kolben auf, wobei die eine K ibenseite mit Flüssigkeit aus den Zylindern und c-: andere Kolbenseite mit Druckluft, z. B. aus der Crucklufthauptleitung, beaufschlagt ist. Auf diese v-'iise läßt sich der Kompensationsdruck der Hydrau-' '.flüssigkeit leicht und genau aufrechterhalten.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel :'■ ·■:■ Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Überopfladers mit einer erfindungsgemäßen Abbrems-. -'richtung.

F i g. 2 die Draufsicht auf den Überkopflader gemäß Fig. 1.

F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt durch tue Abbremsvorrichtung in vergrößerter Darstellung

F i g. 4 ein Kraft-Weg-Diagramm mit den Kennlinien der Br.msfeder und des hydraulischen Bremsiements.

In Fig.1 ist ein Überkopflader 10 mit einem Fahrgestell 13, einem Aufbau 15 und einer Wurfschaufel 17 dargestellt, die an zwei Wippen 18 und 19 befestigt ist. Die Wippen 18 und 19 wälzen sich mit Kufen. z.B. 21, auf entsprechenden Schienen 23 und 25 (vgl. Fig. 2) ab. Die Wippen 18 und 19 sind ferner durch ein Joch 27 miteinander verbunden, an dem eine Antriebskette 28 angreift. Jede Wippe 18 und 19 ist ferner mit einem Puffer, z.B. 31, versehen, der in der in F i g. 1 strichpunktiert dargestellten Abwurfstellung der Wurfschaufel 17 jeweils in Berührung mit einem Anschlag 33 und 34 (vgl. F i g. 2) tritt. Die Anschläge 33 und 34 sind an einer Traverse 36 befestigt, die seitlich jeweils mit einer Mutter 38 und 39 an dem einen Ende 40 und 41 einer Kolbenstange, /.. B. 43 in Fi g. 3. eines Bremsonians 45 und 47 befestigt ist. Wenn die Puffer, z. B. 31. auf die Anschläge 33 und 34 der Traverse 36 atiftrcffen, weicht die Traverse 36 in F i g. 2 nach rechts um einen bestimmten Weg aus. Zu diesem Zweck sind in dem Aufbau IS Ai'sweichschiitze, z. B. 50 in F i g. I. vorgesehen.

Von der in Fig. I voll ausgezogen gezeigten Aufnahmestellung der Wurfschaufel 17 bis zu deren in F i g. I strichptinktt<;,Tter Abwurfstellung und anschließend nach dem Abwurf bewegt sich das Haufwerk auf einer in F i g. 1 strichpunktiert dargestellten Kurve 53. Das Haufwerk wird auf diese Weise in einen an den Überkopflader 10 angekuppelten Wiiorn 55 Beworfen.

Der Überkopflader 10 wird mit Druckluft betrieben, die ihm durch eine Drucklufthauptleitung 57 zugeführt wird. Der Antrieb der Wurfmechanik erfolat durch einen Druckluft-Kolbenmotor 58 in Sternbauweise.

Im Betrieb gilt folgende Formel:
G-a = F_mux ■ b.

ίο Die Größen G, α und b sind in F i g. 1 veranschaulicht. G ist das Gewicht des Überkopfladers ohne Haufwerk in der Wurfschaufel 17; α ist der waagerechte Abstand von der Senkrechten durch den Gesamtschwerpunkt S von der in Fig. I als Punkt bezeichneten Kipplinie 60, und b ist der senkrechte Abstand von der Kipplinie 60 bis zu der die Anschläge 33 und 34 verbindenden Linie. Bei dem Gesamtschwcipunkt S handelt es sich in diesem Fall um den Gesamtschwerpunkt ohn Haufwerk in der Wurfschaufel 17 und bei gemäß F i £. 1 gehobener, strichpunktierter Wurfschaufel 17.

Aus dieser Beziehung wird ersichtlich, daß bei Überschreitung von F_max der Überkopflader 10 um die Kifjplinie 60 gemäß F i g. 1 im Uhrzeigersinn kippt. F_max ist in Fig. 4 auf der Ordinate eingetragen.

Der Aufbau 15 kann sich gegenüber dem Fahrgestell 13, ausgehend von der in Fig. 2 gezeigten Normalstellung, nach beiden Seiten um je 40- seit-Hch drehen.

F i g. 3 zeigt den Aufbau des Bremsorgans 45 in vergrößerter Darstellung. Die Kolbenstange 43 trägt an ihrem anderen freien Ende 65 einen Federteller 66. auf dem sich eine schraubenförmige Bremsfeder 68 abstützt, die mit ihrem anderen Ende auf einem mit einem Zylinder 70 fest verbundenen .Stützring 73 aufruht. Der Stützring 73 ist mit Schrauben 75 an einer Konsole 77 befestigt, die ihrerseits an dem Aufbau 15 befestigt ist. Der Stützring 73 trägt ferner ein Schutzrohr 80, das mit einem Flansch 81 an dem Stützring 73 mit nicht dargestellten Schrauben festgezogen ist.

Der Zylinder 70 ist an seinem rechten Ende mit einer Dichtung 83 und an seinem linken Ende mit einer Dichtung 85 gegenüber der Kolbenstange 43 abgedichtet. Ein Kolben 87 auf der Kolbenstange 43 ist mit einer schräg von einer Kolbenseite zur anderen verlaufenden Drosselbohrung 88 versehen, welche die in dem Zylinder 70 befindliche Hydrai'likflüssigkeit von der einen auf die andere Kolbenseite überströmen läßt.

Die Stirnplatte 90 des Schutzrohrss 80 ist mit einer Schnüffclbohrung 91 für den Dvuckausgleich im Inneren dc\ Schutzrohres 80 versehen.
Der Innenraum des Zylinders 70 steht über einen Verbindungskaiial 93. eine Hydraulikleitung 94 und ein Rückschlagventil 95 mit einem Druckspeicher 97 in Verbindung. Der Druckspeicher weist einen Zylinder 99 und einen darin fliegend und abgedichtet geführten Kolben 100 auf. Oberhalb des Kolbens 100 befindet s'ch Hydraulikflüssigkeit 101. und unterhalb des Kolbens 100 steht Druckluft 102 aus der Drucklufthauptleitung 57 an.

Sobald daher in dem Innenraiim des Zylinders 70 das HydraitlikfUissigkeitsvolumen z. B. durch Lecken abnimmt, wird der Kolben 100 durch das Druckluftpolster 102 in Fig. 3 nach oben verschoben und drückt eine Kompensationsmenge Hydraulikfliissig-

keit durch den Kanal 93 in den Innenraum des Zylinders 70.

In dem Kraft-Weg-Diagramm der F i g. 4 ist der Koordinatenursprungspunkt mit 105 bezeichnet, von dem aus die Kennlinie 106 der Bremsfeder 68 linear bis zu einem Punkt 107 ansteigt, der durch den maximalen Eremsweg s_mttX des Bremsorgans 45 bestimmt ist. Die durch die Bremsfeder 68 speicherbare Energie entspricht also in Fig. 4 der Fläche des Dreiecks 105, 107 und 108, wobei 108 der Fußpunkt auf to der Abszisse senkrecht unter dem Punkt 107 ist.

Die Kennlinie 110 des hydraulischen Bremselements 113 verläuft von einem F_mnx entsprechenden Punkt 115 auf der Ordinate schwach nach unten gekrümmt bis zu dem Punkt 108 auf der Abszisse bei s_max. Die durch das hydraulische Bremselement 113 vernichtbare Energie entspricht der annähernd dreieckigen Fläche 105,115 und 108 in F i g. 4.

Bei Ordinatenaddition der beiden Kennlinien 106 und 110 ergibt sich eine Gesamtkennlinie 117 und damit eine Gesamtbremsenergie, die der Fläche zwischen den Punkten 105. 108. 107 und 115 entspricht. Wie die Gesamtkennlinie 117 zeigt, hat man also durch die Kombination der Bremsfeder 68 mit dem hydraulischen Bremselement 113 über den gesamten Bremsweg von 105 bis s_max im wesentlichen die maximale Bremskraft F_max zur Verfugung. Insbesondere beim Beginn der Abbremsung der Wurfschaufel 17 und ihrer Wippen 18 und 19, also bei 105 in F i g. 4, ist von großer Bedeutung, daß sofort die maximale Bremskraft F_max zur Verfügung steht, damit die Wurfschaufel 17 und die Wippen 18 und 19 schlagartig verzögert werden und sich das Haufwerk völlig aus der Wurfschaufel 17 löst.

Die Lage des Punktes 115 auf der Ordinate in F i g. 4 läßt sich durch Kalibrierung der Drosselbohrung 88 und durch Festlegung der physikalischen Kennwerte der Hydraulikflüssigkeit vorbestimmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Überkopflader mil einer aus Wippen und Wurfschaufel bestehenden Fördervorrichtung für das aufgenommene Ladegut, bei dem die Förderbewegung durch Bremsvorrichtungen begrenzt ist. die an einem Aufbau des Laders befestigt sind und mit den Wippen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bremsvorrichtung in an sich bekannter Weise aus einer mechanischen Ringfeder (68) und einem in dieser angeordneten hydraulischen Bremselement (113) besieht, dessen im Zylinder (70) gleitender Kolben (87) eine Drosselbohrung (88) aufweist, wobei sich die Zylinder und Federn am Aufbau (77. 15) des Überkoofladers (10) abstützen, während die hinteren Εκάεπ (40, 41) der Kolben und Zylinder durchsetzenden Kolbenstangen (43) durch eine Anschläge (33, 34) für die Wippen (18,19) tragende Traverse (36) verbunden sind und die vorderen Enden (65) der Kolbenstangen (43) das andere Widerlager für die Federn bilden.

2. Überkopflader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (70) über ein Rückschlagventil (95) mit einem Druckspeicher (97) in Verbindung stehen.

3. Überkopflader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (97) einen Zylinder (99) mit darin fliegend gelagertem Kolben (100) aufweist, wobei die eir.e Kolbenseite mit Flüssigkeit (101) aus den Zylindern und die andere Kolbenseite mit Druckluft (102), z. B. aus der Drucklufthauptleitung (57), beaufschlagt ist.