DE1074616B - Kippvorrichtung fur Ein- oder Mehrseitenkipper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kippvorrichtung für Ein-oder Mehrseitenkipper, insbesondere für Schienenbahnen.

Bei derartigen Kipp fahrzeugen ist es üblich, die zum Kippen des Wagenkastens erforderliche Energie in einem Arbeitsspeicher zu speichern und diesem bei Bedarf wieder zu entnehmen. Für den Arbeitsspeicher, für die Art seiner Aufladung und für die Weiterleitung der in ihm gespeicherten Energie zum Wagenkasten sind die verschiedensten Systeme bekannt.

Bei einer bekannten Kippvorrichtung besteht der Arbeitsspeicher aus einem Druckluftgefäß, das aus einer stationären Druckluftquelle oder einer durch den gesamten Wagenzug durchlaufenden Druckluftleitung aufgeladen wird. Die in dem Druckluftgefäß gespeicherte Druckluft wird zum Kippen einem oder mehreren pneumatischen Hubzylindern für den Wagenkasten zugeleitet. Eine solche Kippeinrichtung hat den Nachteil, daß bei Undichtigkeiten des Druckluftbehälters, die sich bei dem rauhen Betrieb-, dem Kippwagen ausgesetzt sind, erfahrungsgemäß häufig einstellen, das Innere des Speichers sich bis auf Atmosphärendruck entspannen kann, so> daß unter Umständen, insbesondere nach längerem Stehen des Kippfahrzeuges mit gefülltem Arbeitsspeicher, ein Kippen des Wagenkastens ohne Zuhilfenahme äußerer Kraftquellen, die häufig nicht zur Verfügung stehen, nicht mehr möglich ist.

Es ist ferner eine Kippeinrichtung für einen Kraftfahrzeuganhänger bekannt, die wahlweise durch eine Motor- oder durch eine Handpumpe angetrieben werden kann. Als Kraftspeicher dient hier ebenfalls ein Druckluftgefäß. Die Hubzylinder des Wagenkastens arbeiten hydraulisch. Die sie speisende Hydraulikpumpe ist für Handbetrieb gebaut und bemessen. Zu ihrem Antrieb ist ein pneumatischer Motor vorgesehen, der mit dem Antriebshebel der Handpumpe lösbar verbunden ist und aus dem Druckluftgefäß gespeist wird. Falls einmal keine Druckluft in dem Druckluftgefäß zur Verfügung steht, wird die Kupplung zwischen dem pneumatischen Motor und der Handpumpe gelöst und die Pumpe von Hand betätigt. Die Notwendigkeit einer solchen Handbetätigung wird immer dann gegeben sein, wenn durch die bereits erwähnten, im Betrieb häufig nicht zu vermeidenden Undichtigkeiten des Druckluftbehälters oder der ihn steuernden Ventile keine oder nicht genügend Druckluft für den Kippvorgang zur Verfügung steht. Die Möglichkeit einer solchen Handbetätigung ist aber auf verhältnismäßig kleine Kippfahrzeuge entsprechend geringer Ladefähigkeit beschränkt, weil bei einem größeren Kippfahrzeug, wie sie beispielsweise im Schienenverkehr verwendet werden, die für einen Handantrieb Kippvorrichtung
für Ein- oder Mehrseitenkipper

Anmelder:
Vereinigte Westdeutsche Waggonfabriken

Aktiengesellschaft,
Köln-Deutz, Deutz-Mülheimer Str. 131

Dr.-Ing. Julius Ulsamer_r Junkersdorf bei Köln,

und Anton Höhner, Bergisch Gladbach,

sind als Erfinder genannt worden

des Kippvorganges erforderliche Zeit viel zu groß ware.

Eine weitere bekannte Kippeinrichtung ist auf rein mechanischer Grundlage aufgebaut. Als Kraftspeicher dient ein Federspeicher, der durch einen auf der Achse befestigten Doppelnocken über ein mechanisches Klinkenschaltgetriebe gespannt wird, wenn der Wagen in Bewegung ist. Die Feder des mechanischen Kraftspeichers gibt ihre Energie unmittelbar an den Wagenkasten ab. Diese Kippeinrichtung hat den Nachteil, daß der Federspeicher und die zugehörige Spannvorrichtung mehrfach vorhanden sein müssen, da es ohne großen mechanischen Aufwand kaum möglich sein dürfte, mit einem einzigen Speicher für einen Wagenkasten auszukommen. Die Spannvorrichtung ist so ausgebildet, daß die Feder in jedem Falle auf eine bestimmte Kraft gespannt wird. Beim Kippen wird diese Kraft durch Lösen von Sperrgliedern schlagartig auf den Wagenkasten übertragen, und zwar ganz unabhängig von dem jeweiligen Beladezustand des Wagenkastens. Bei geringer Beladung können auf diese Weise riesige Massenkräfte auftreten, denen die vorhandenen Verbindungselemente unter Umständen nicht gewachsen sind. Auch unterliegen die mechanischen Spannelemente für den Federspeicher einem verhältnismäßig großen Verschleiß. Da die Feder des Federspeichers in etwa lotrechter Richtung angeordnet werden muß, um komplizierte Umlenkvorrichtungen

909 728/14-

für die Weitergabe der gespeicherten Kraft an den Wagenkasten zu vermeiden, ist die Bauhöhe des Federspeichers und damit die in ihm speicherbare Energie stark beschränkt.

Bei einer weiteren bekannten Kippvorrichtung wird S als Kraftspeicher wiederum ein Druckluftgefäß verwendet, das über eine Leitung mit dem oberen, mit Luft gefüllten Teil eines Druckflüssigkeitsbehälters in Verbindung steht. Die Füllung des Druckluftgefäßes erfolgt dadurch, daß mittels einer von der Fahrzeugachse angetriebenen Druckflüssigkeitspumpe Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter hineingedrückt wird, wobei die in diesem enthaltene Luft in das Druckluftgefäß überströmt und dort einen Überdruck erzeugt. Um den Wagenkasten zu kippen, wird die zu dem Druckflüssigkeitsgefäß, das unter dem gleichen Überdruck steht wie der pruckluftbehälter, führende Leitung über ein Umschaltventil mit den hydraulischen Hubzylindern des Wagenkastens verbunden. Auch hier besteht die Gefahr einer unbeabsichtigten Entleerung des Druckluftspeichers, insbesondere bei längerem Stehen des Fahrzeuges. Außerdem muß ein Druckflüssigkeitsbehälter vorgesehen werden, der nochmals etwa das gleiche Volumen aufweist wie der Druckluftbehälter, und das Volumen des letzteren muß, wenn _a5 allzu hohe Speicherdrücke vermieden werden sollen, verhältnismäßig groß ausgeführt werden, um die erforderliche Energie speichern zu können. Durch die unmittelbare Berührung zwischen unter Druck stehendem Öl und unter Druck stehender Luft besteht die Gefahr, daß die Druckflüssigkeit Luft absorbiert, insbesondere bei den stoßenden und rüttelnden Bewegungen des Fahrzeuges, und diese Luft bei ihrer Entspannung unter Schäumen wieder abgibt, was zu Betriebsstörungen der Kippeinrichtung führen kann.

Alle vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Kippeinrichtungen werden, ausgehend von der bekannten Vorrichtung, bei der die zum Kippen des Wagenkastens erforderliche Energie einem Arbeitsspeicher aus einer stationären Druckluftquelle oder einer durch den gesamten Wagenzug durchlaufenden Druckluftleitung zugeführt und diesem bei Bedarf entnommen und einem oder mehreren Hubzylindern für den Wagenkasten zugeleitet wird, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß als Arbeitsspeicher ein an sich bekannter mechanischer, aus Federn aufgebauter Speicher vorgesehen ist, der von einer in an sich bekannter Weise aus der Druckluftquelle oder -leitung pneumatisch angetriebenen hydraulischen Pumpe über einen hydraulischen Zylinder gespannt wird und seine Energie unter Entspannung der Federn an die Hubzylinder abgibt.

Die erfindungsgemäße Kombination verbindet die mit Federspeichern erzielbaren Vorteile unter Ausschaltung der bei Anwendung solcher Speicher bisher auftretenden Nachteile mit den Vorteilen hydraulischer Übertragungen. Als verbindendes Glied ist gewissermaßen das hydraulische System anzusehen, dessen Spannung durch den pneumatischen Motor aufgeladen, in dem mechanischen Arbeitsspeicher gespeichert und g₀ über den Kolben des Hubzylinders unmittelbar zur Durchführung des Kippvorganges verwendet wird. Das unelastische hydraulische Druckmittel arbeitet gleichzeitig mit zwei verschiedenartigen elastischen Mitteln, nämlich einerseits Druckluft und andererseits einer mechanischen Feder zusammen. Die verschiedenen, einzeln bekannten Mittel werden in vorteilhafter Weise entsprechend ihren unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt: Die im Eisenbahnbetrieb überall verfügbare Druckluft wird zum Aufladen des Energiespeichers herangezogen, die Eigenschaft der mechanischen Federn, ihre Spannung praktisch verlustlos über unbegrenzte Zeiträume zu erhalten, wird zur Speicherung der Energie eingesetzt, und die Verwendung von Druckflüssigkeit bietet eine einfache Möglichkeit, die gespeicherte Energie an jeder beliebigen Stelle des Fahrzeuges und in jeder gewünschten Richtung zur Arbeitsleistung zu verwenden. Die Druckluft und die Druckflüssigkeit sind völlig getrennt, so daß die Druckluft durch Anordnung eines Wasserabscheiders, in dem die Luft durch einen wasserbindenden Stoff, z. B. Glykol, hindurchgeführt wird, völlig trocken gehalten werden kann und keine Gefahr einer Vereisung der mit der Druckluft in Berührung kommenden Teile der Anlage vorliegt.

An dem Federkraftspeicher kann eine Sperrvorrichtung angebracht werden, durch die er in gespannter Lage arretiert werden kann. Dadurch wird verhindert, daß selbst bei gewissen Undichtigkeiten des hydraulischen Systems der Kraftspeicher sich auch bei sehr langer Nichtbenutzung entspannen kann. Diejenige Druckflüssigkeitsmenge, die bis zur Entlastung des unter Druck stehenden Flüssigkeitssystems- auf den Außendruck infolge der Kompressibilität des Druckmittels und der Elastizität der Druckleitungen aus dem Drucksystem austritt, ist sehr gering. Erforderlichenfalls kann man diese geringe Menge durch eine besondere, von Hand oder mit beliebigen Antriebsmitteln betriebene hydraulische Förderpumpe, z. B. eine handelsübliche Diesel-Einspritzpumpe, wieder in die Druckflüssigkeitsleitung hineinfördern, wobei der Federkraftspeicher wieder kraftschlüssig mit der hydraulischen Anlage verbunden und die Sperrvorrichtung des Federkraftspeichers entlastet wird, wodurch ihr Lösen erleichtert wird.

Es ist zweckmäßig, die Kippvorrichtung mit Druckflüssigkeitsanschlüssen zu versehen, durch die die Hubzylinder unmittelbar mit einer stationären Druckflüssigkeitsquelle verbunden werden können. In ähnlicher Weise kann man auch einen Druckluftanschluß vorsehen, durch den der Antriebsteil der pneumatischhydraulischen Pumpe unmittelbar mit einer stationären Druckluftquelle verbunden werden kann.

Weitere Merkmale dieser Erfindung gehen aus der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor. Die Zeichnung zeigt schematisch eine Kippvorrichtung mit zwei Hubzylindern.

In der Zeichnung sind die hydraulischen Hubzylinder für den Wagenkasten mit 2 a und 2 b bezeichnet. Der Kraftspeicher 36 besteht aus Stahlfedern, die an ihrem einen Ende sich am Wagenrahmen abstützen und mit ihrem anderen Ende über eine Stange mit einem Kolben verbunden sind, der in dem hydraulischen Zylinder 38 verschiebbar ist. Die Spannung der Federn erfolgt durch Zuleitung von Druckflüssigkeit durch die Leitung 16. Der Zylinder 38 kann über die Leitungen 37 und 27 mit den hydraulischen Hubzylindern 2 a und 2 b verbunden werden. Beim Spannen des Kraftspeichers wird der Kolben im Zylinder 38 so weit verschoben, bis er die Mündung 39 der Überströmleitung 40 freigibt, die zu einem Druckmittelgefäß 14 führt. Sodann wird die Druckflüssigkeit nur noch über die Leitungen 16 und 40 und das Druckmittelgefäß 14 umgewälzt. Die Überströmleitung 40 dient außerdem zur Rückführung von am Kolben des Zylinders 38 vorbeigetretenem Lecköl. Das Steuerventil 41 verbindet die Zuleitung 27 zu den Hubzylindern 2 α und 2 b wahlweise mit der Entnahmeleitung 37 des Zylinders 38 oder mit der Rückflußleitung 20 zum Druckmittelgefäß 14.

1 074 οίο

Die Erzeugung des Drucköls zur Spannung des Kraftspeichers wird durch eine hydraulische Pumpe 13 besorgt, die durch einen Druckluftmotor 12 angetrieben wird. Die Druckluft wird dem Motor 12 über einen Ausschalthahn 7, einen Wasserabscheider 10 und eine Glykolvorlage 11 zugeführt. Die Pumpe 13 entnimmt dem mit einer Entlüftungsleitung 21 versehenen Druckmittelbehälter 14 über die Zuleitung 15 Flüssigkeit und fördert sie durch die Leitung 16 in den Zylinder 38 des Kraftspeichers 36. Die Druckluft wird einer durch den gesamten Wagenzug durchlaufenden Druckluftleitung 4 entnommen, die über Ventile 5 und Schlauchleitungen 6 mit den Nachbarwagen verbunden wird. Die Druckluft kann wahlweise auch der zu einer stationären Druckluftquelle führenden Leitung 24, die mit Anschlüssen 25 und 26 versehen ist, entnommen werden. In den Anschlüssen 25 und 26 sind Rückschlagventile eingebaut, die ein Entweichen von Druckluft bei Betrieb der Anlage aus der Druckluftleitung 4 verhindern.

Das Kippen des Wagenkastens kann auch unter Heranziehung einer äußeren, stationären Druckflüssigkeitsquelle erfolgen. Zu diesem Zweck sind eine Zuleitung 44 und eine Rückleitung 49 vorgesehen, die mit Anschlüssen 29 und 30 bzw. 31 und 32 versehen sind. Der Umschalthahn 43 verbindet bei Entnahme der Druckflüssigkeit aus dem Federkraftspeicher 36 die Leitung 50 mit der Leitung 27, während er bei Heranziehung einer stationären Druckflüssigkeitsquelle die Leitung 27 mit der Zuleitung 44 verbindet. Die Betätigung des Umschalthahns 43 erfolgt zwangläufig über die Verbindung 46 bei Hochheben einer der beiden Klappen 45, die vor den beiden Anschlüssen 29 und 31 bzw. 30 und 32 für die stationäre Druckflüssigkeitsquelle angebracht sind. Vor Anschließen der Druckflüssigkeitsquelle an die genannten Anschlüsse muß die Klappe 45 hochgehoben werden, wobei der Umschalthahn 43 zwangläufig in die richtige Stellung gebracht wird. Der Rückfluß der Druckflüssigkeit in die Rückfluß leitung 49 beim Zurückkippen des Wagenkastens wird durch den Umschalthahn 42 gesteuert, der mit dem Steuerventil 41 durch die Verbindung 51 zwangläufig gekoppelt ist, so daß die Steuerung der gesamten Anlage durch einen einzigen Betätigungshebel erfolgen kann. Beim Kippen +5 des Wagenkastens ist der Umschalthahn 41 geschlossen. Nachdem der Wagenkasten seine äußerste Kippstellung erreicht hat, strömt das Drucköl von der Druckflüssigkeitsquelle über ein Überdruckventil 34 und eine Kurzschluß leitung 35 zum Rückfluß ans chluß 31 bzw. 32 zurück. In den Anschlüssen 29,30,31 und 32 sind federbelastete, in die Leitungen hinein öffnende Rückschlagventile vorgesehen, die beim Anschließen der Druckleitung und der Rückflußleitung der Druckflüssigkeitsquelle aufgestoßen werden und bei nicht angeschlossener Druckflüssigkeitsquelle das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Hydrauliksystem der Anlage verhindern.

An dem Federspeicher 36 ist eine Sperrklinke 52 angebracht, durch die der Federspeicher in gespannter Lage arretiert werden kann. Falls nach längerer Nichtbenutzung der Druck in den druckführenden Leitungen 16 und 37 und dem Zylinder 38 des Federspeichers 36 durch Undichtigkeiten auf den Außendruck abgesunken ist, kann die dabei verlorengegangene geringe Druckmittelmenge durch eine kleine, von Hand oder mit beliebigen Antriebsmitteln betriebene Pumpe 53 ersetzt werden, die entweder aus einem besonderen Vorratsbehälter 54 oder aus dem Behälter 14 ansaugt. Nach Erreichen des ursprünglichen Druckes im Zylinder 38 kann durch die Sperrklinke 52 der Federspeicher 36 wieder freigegeben werden, und das Fahrzeug ist kippbereit.

Für sämtliche Unteransprüche wird nur in Verbindung mit dem übergeordneten Anspruch 1 Schutz begehrt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Kippvorrichtung für Ein- oder Mehrseitenkipper, insbesondere für Schienenbahnen, bei der die zum Kippen des Wagenkastens erforderliche Energie einem Arbeitsspeicher aus einer stationären Druckluftquelle oder einer durch den gesamten Wagenzug durchlaufenden Druckluftleitung zugeführt und diesem bei Bedarf entnommen und einem oder mehreren Hubzylindern für den Wagenkasten zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsspeicher ein an sich bekannter mechanischer, aus Federn aufgebauter Speicher (36) vorgesehen ist, der von einer in an sich bekannter Weise aus der Druckluftquelle oder -leitung pneumatisch angetriebenen hydraulischen Pumpe (12,13) über einen hydraulischen Zylinder (38) gespannt wird und seine Energie unter Entspannung der Federn an die Hubzylinder (2) abgibt.

2. Kippwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung (52), durch die der Federkraftspeicher (36) in gespannter Lage arretiert werden kann.

3. Kippwagen, nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine besondere, von Hand oder mit beliebigen Antriebsmitteln betriebene hydraulische Förderpumpe (53), z. B. eine handelsübliche Diesel-Einspritzpumpe, die in die Druckflüssigkeitsleitung (16) zum Spannen des Federkraftspeichers (36) hineinfördert.

4. Kippwagen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Förderpumpe (53) aus einem besonderen Druckflüssigkeitsvorratsbehälter (54) ansaugt.

5. Kippwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Druckflüssigkeitsanschlüsse (29, 30, 31 und 32), durch die die Hubzylinder (2) unmittelbar mit einer stationären Druckflüssigkeitsquelle verbunden werden können.

6. Kippwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Druckluftanschluß (25, 26), durch den der Antriebsteil (12) der pneumatisch-hydraulischen Pumpe (12,13) unmittelbar mit einer stationären Druckluftquelle verbunden werden kann.

7. Kippwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (41), durch das die Hubzylinder (2) wahlweise mit der Druckseite (16) der hydraulischen Pumpe (13) bzw. mit der Druckentnahmestelle (37) des Federspeichers (36) oder mit einer drucklosen, zu einem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter (14) führenden Rückflußleitung (20) verbunden werden oder gegen diese beiden Leitungen abgeschlossen werden können.

8. Kippwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltventil (43) zwangläufig bei Hochheben einer Klappe (45), die die Anschlüsse (29, 30, 31 und 32) für die stationäre Druckflüssigkeitsquelle abdeckt, die zu diesen Anschlüssen fahrende Zuflußleitung (44) mit den Hubzylindern (2) verbindet.

9. Kippwagen nach einem der Ansprüche 1 bisi 8,

dadurch gekennzeichnet, daß ein den Rückfluß zu der stationären Druckflüssigkeitsquelle steuernder Absperrhahn (42) zwangläufig mit dem Steuerventil (41) verbunden ist derart, daß der Absperrhahn geöffnet ist, wenn das Steuerventil die Hubzylinder (2) mit der Rückfluß leitung· (20) zu dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter (14) verbindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 524 992, 833 655, 515, 687 552, 659130, 618 751;

deutsche Patentanmeldung G 360111/20 c (bekanntgemacht am 23. 8.1951); belgische Patentschrift Nr. 505 890; USA.-Patentschrift Nr. 2 647 471.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©909 728/14 1.60