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Hub-Kipp-Vorrichtung zum Entleeren
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von Behältern Die Erfindung betrifft -eine Hub-Kipp-Vorrichtung zum
Entleeren von Behältern, insbesondere zum Entleeren von Müllbehältern in den Sammelbehälter
eines Müllfahrzeugs, mit einem Gelenkviereck und einem daran angreifenden, am Sammelbehälter
abgestützten Druckmittelzylinder, wobei die Basis des Gelenkvierecks zu einem nahe
der Unterkante der Einschüttöffnung am Sammelbehälter angelenkten Schwenkarm verlängert,
die Koppel des Gelenkvierecks mit einer Aufnahme für den zu entleerenden Behälter
versehen und ferner ein Anschlag zum Begrenzen der Schwenkbewegung der Lenker und
zum Einleiten der Bewegung des Schwenkarms vorgesehen ist.
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Hub-Kipp-Vorrichtungen dieser Art sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen
bekannt (DE-AS-1 201 756, 1 240 776, 2 146 653, 1 192 583, 1 266 213 und'DE-OS 2
654 542). Sie finden insbesondere an Müllfahrzeugen Verwendung und sind
am
Fahrzeugheck unterhalb der Einschüttöffnung des Sammelbehälters angeordnet. Gegenüber
anderen Ausführungsformen, bei denen der Müllbehälter bzw. dessen Aufnahme in Schienen
geführt ist, haben die eingangs genannten Vorrichtungen den Vorteil geringerer Störempfindlichkeit,
geringerer Verschmutzungsgefahr und - wegen der geringeren Reibung im Bewegungssystem.niedrigere
Antriebsleistung. Bei einer Gruppe dieser bekannten Vorrichtungen (DE-AS 1 192 583,
1 201 756, 1 240 776, 2 146 653) sind die Hubbewegung des Müllbehälters und die
etwa bei Erreichen der Einschütt-Öffnung einsetzende Kippbewegung des Müllbehälters
antriebsmäßig getrennt. So findet zunächst durch Verschwenken des Gelenkvierecks
mittels eines Druckmittel zylinders die Hubbewegung und anschließend durch Verschwenken
des die Basis des Gelenkvierecks bildenden Schwenkarms mittels eines weiteren Hubzylinders
die Kippbewegung des Müllbehälters statt. Zu diesem Zweck ist der Schwenkarm entweder
mit seinem der Einschüttöffnung nahen Ende an einer Schwenkwelle befestigt, auf
die der zweite Antrieb wirkt, oder aber greift dieser zweite Druckmittelzylinder
am Schwenkarm selbst an, der dann als Hebel wirkt. Sämtliche Druckmittelzylinder
arbeiten dabei jeweils als Schubzylinder.
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Von Nachteil ist hierbei insbesondere die Tatsache, daß jede Hub-Kipp-Vorrichtung
wenigstens zwei Antriebe aufweisen muß, die über eine entsprechende Folgesteuerung
gekoppelt werden müssen. Der Kostenaufwand liegt auf der Hand. Zudem ergeben sich
Schwierigkeiten bei der Anordnung der beiden in unterschiedlichen Richtungen wirkenden
Druckmittelzylinder. Schließlich müssen aus Platzgründen die Hebel arme, an denen
die Druckmittel zylinder angreifen, kurzgehalten werden, so daß sich ungünstige
Kraftübertragungsverhältnisse bzw. entsprechend aufwendige Antriebe ergeben.
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Die zweite Gruppe der bekannten Hub-Kipp-Vorrichtungen (DE-AS 1 266
213, DE-OS 2 654 542), auf die sich die Erfindung vornehmlich bezieht, kommt mit
einem einzigen Druckmittelzylinder aus, indem zunächst das Gelenkviereck seine Schwenkbewegung
(Hubbewegung des Müllbehälters) durchführt. Dabei wird gegebenenfalls der die Basis
des Gelenkvierecks bildende Schwenkarm bereits mitgenommen. Das Gelenkviereck läuft
schließlich gegen einen Anschlag an, so daß die weitere Kraft des Druckmittelzylinders
nur noch auf den Schwenkarm wirkt, der die abschließende Kippbewegung des Müllbehälters
durchführt. Auch hier arbeiten die Druckmittelzylinder als Schubzylinder. Im einen
Fall (DE-AS 1 266 213) ist der Schubzylinder an einer unterhalb der Hub-Kipp-Vorrichtung
am Fahrzeug bzw. am Sammelbehälter angeordneten Konsole abgestützt, welche die Bodenfreiheit
erheblich beeinträchtigt. Er greift im mittleren Bereich des oberen Lenkers des
Gelenkvierecks an, so daß die Kräfte in diesen Lenker eingeleitet werden. Die Viergelenkführung
sowie der Schwenkarm und dessen Lagerung müssen also nicht nur die Führungskräfte,
sondern zusätzlich auch noch die Reaktionskräfte des Druckmittelzylinders aufnehmen.
Im übrigen ist das Gelenkviereck nochmals über weitere Hebelarme geführt, um nach
der Schwenkbewegung des Gelenkvierecks die des Schwenkarms für die abschließende
Kippbewegung zubesorgen.Bei der anderen bekannten Ausführung (DE-OS 2 654 542) greift
der Druckmittelzylinder an einer rückwärtigen Verlängerung des unteren Lenkers an.
Im übrigen ist er zwischen Schwenkarm und Sammelbehälter etwa vertikal angeordnet.
Hier wiederum ergeben sich sehr kurze Hebelarme und entsprechend ungünstige Übertragungsverhälternisse.
Im übrigen werden das gesamte Gelenkviereck und der Schwenkarm mit dem Gewicht
des
Müllbehälters und seiner Füllung belastet. Auch beim abschließenden Schwenken des
Schwenkarms (Kippbewegung des Müllbehälters) ist die wirksame Hebellänge zwischen
dem Angriffspunkt des Schubzylinders und der Anlenkung des Schwenkarms sehr kurz.
Beide Ausführungen erfordern aus Festigkeitsgründen entsprechend hohe konstruktive
Massen, die vor allem bei Müllfahrzeugen, bei denen die Hub-ipp-Vorrichtungen am
Heck, also weit hinter der Hinterachse angeordnet sind, zu einer ungünstigen zusätzlichen
Hinterachsbelastung des Fahrzeugs, die deshalb unerwünscht ist, weil Müllfahrzeuge
aus wirtschaftlichen Gründen eine hohe Nutzlast haben sollen und daher leicht gebaut
sind.
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Ausgehend von der eingangs angedeuteten und zuletzt geschilderten
bekannten Hub-Kipp-Vorrichtung mit einem einzigen Antrieb für den gesamten Entleervorgang
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kräfteverhältnisse zu optimieren und
die konstruktiv notwendigen Massen zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckmittelzylinder
als Zug zylinder arbeitet und an der Koppel des Gelenkvierecks angreift, und daß
seine Abstützung an dem Sammelbehälter so angeordnet ist, daß - in der Ausgangslage
der Vorrichtung - die Anlenkung des Schwenkarms zwischen Anrgriffspunkt und Abstützung
des Druckmittelzylinders liegt.
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Durch den Angriff des Zugzylinders an der Koppel, die zugleich die
Aufnahme für den Behälter aufweist, wird nur diese mit den Zugkräften des Druckmittelzylinders
belastet, während die anderen Teile des Gelenkvierecks von Antriebskräften frei
bleiben und im wesentlichen nur der Führung des Behälters dienen. Der Angriffspunkt
des
Zug zylinders wird dabei vorzugsweise so gelegt, daß er sich nahe dem Schwerpunkt
des Behälters befindet. Durch entsprechende Anordnung des Anschlags, gegen den das
Gelenkviereck vor der Schwenkbewegung des Schwenkarms anläuft, läßt sich ferner
gewährleisten, daß auch im letzten Bewegungsabschnitt, der eigentlichen Entleerbewegung
des Behälters, die Reaktionskräfte der Abstützung am Anschlag ausschließlich oder
vornehmlich in die Koppel eingetragen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
daß die Schwenkachse des Schwenkarms, die nahe der Unterkante der Einschüttöffnung
angeordnet ist, keine nennenswerten Kräfte in den Sammelbehälter bzw. das dort angeordnete
Rutschblech einträgt, so daß dort keine umfangreichen konstruktiven Maßnahmen zur
Aussteifung der Blechkonstruktion des Sammelbehälters notwendig sind - im Gegensatz
zum Stand der Technik, wo sämtliche Reaktionskräfte des Antriebs und Stützkräfte
im unteren Bereich des Sammelbehälters aufzunehmen sind. Dieser Vorteil wird dadurch
noch verstärkt, daß die Abstützung des Druckmittelzylinders - von seinem Angriffspunkt
an der Koppel aus gesehen - oberhalb der Anlenkung des Schwenkarms, also wiederum
außerhalb dieses unteren Bereichs liegt.
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Es ist zwar bei einer gattungsähnlichen Vorrichtung (DE-AS 2 146 653)
bekannt, das Gelenkviereck lediglich durch einen Zugzylinder anzutreiben und diesen
im Bereich des unteren Gelenks der Koppel angreifen zu lassen, jedoch erfordert
diese Ausführungsform einerseits einen zusätzlichen Schwenkantrieb für den Schwenkarm,
andererseits ist der Druckmittelzylinder nahe der Schwenkachse abgestützt, so daß
sämtliche Reaktions- und Stützkräfte im Bereich der Unterkante der Einschüttöffnung
vom Sammelbehälter aufgenommen werden müssen. Bei einer gattung fremden Vorrichtung
(DE-OS 1 913 812) ist zwar ein einziger Zugzylinder vorgesehen, der die Hub- und
Kippbewegung
des Behälters durchführt und einerseits oberhalb der
Einschüttöffnung am Sammelbehälter abgestützt, andererseits nahe der Aufnahme des
Behälters angreift, jedoch erfordert diese Konstruktion eine aufwendige Führung
des Behälters in Schienen, der zudem während der Kippbewegung aus den Schienen freigesetzt
werden muß. Bei dieser Konstruktion müssen deshalb erhebliche Reibungskräfte in
Kauf genommen werden. Auch ist sie störanfällig und verschmutzungsgefährdet.
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In bevorzugter Ausführung der Erfindung liegt die Abstützung des Druckmittelzylinders
nahe der Oberkante der Einschüttöffnung des Sammelbehälters. Durch diese Ausbildung
werden sämtliche Kräfte der Hub-Kipp-Vorrichtung großflächig in den rückwärtigen
Bereich des Sammelbehälters bzw. in den dort vorhandenen Schttungsrahmen und das
Fahrzeugheck eingeleitet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,
daß an der Koppel des Gelenkvierecks ein zu dem zu entleerenden Behälter vorragender
Ansatz angeordnet ist, an dem der Druckmittelzylinder angreift.
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Damit wird der Angriffspunkt des Druckmittelzylinders weiter in Richtung
auf den Behälter bzw. dessen Schwerpunkt verlagert, so daß sich die Kräfteverhältnisse
noch günstiger gestalten.
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Zweckmäßigerweise ist der untere Lenker des Gelenkvierecks länger
ausgebildet als der obere Lenker, so daß die Kippbewegung des Behälters bereits
während dessen Hubbewegung einsetzt. Dies führt in Verbindung mit der Anordnung
des Angriffspunktes des Druckmittelzylinders an der Koppel dazu, daß gegenüber den
bekannten Lösungen ein gleichmäßigerer Verauf in der Beschleunigung der Last gegeben
ist, wodurch wiederum die Beanspruchung
der gesamten Vorrichtung
geringer ist und die Führung des Behälters durch die Behälteraufnahme sicherer wird.
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Es sind Müllfahrzeuge bekannt, bei denen die Aufnahme an der Hub-Kipp-Vorrichtung
so eingerichtet ist (DE-AS 2 146 653), daß sie wahlweise Müllbehälter unterschiedlicher
Größe aufnehmen kann, oder aber das Müllfahrzeug weist zwei nebeneinander angeordnete
Hub-Kipp-Vorrichtungen auf (DE-OS 26 54 542), die zur getrennten Entleerung von
Einzelbehälters dienen, aber auch mechanisch oder hydraulisch über die Druckmittelzylinder
miteinander gekoppelt werden können, um gemeinsam einen größeren Müllbehälter aufnehmen
zu können. Für ein Müllfahrzeug des letztgenannten Aufbaus ist die erfindungsgemäße
Hub-Kipp-Vorrichtung aufgrund der günstigen Kraftübertragungsverhältnisse und Krafteinleitung
in den Schüttungsrahmen besonders geeignet.
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Bei solchen Müllfahrzeugen mit zwei nebeneinander liegenden Hub-Kipp-Vorrichtungen
sind die erfindungsgemäß vorgesehenen Zugzylinder jeweils an den einander abgekehrten
Außenseiten der Hub-Kipp-Vorrichtungen angeordnet.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Zeichnung gibt jeweils nur den schüttungsseitigen
Bereich eines Sammelbehälters, z. B. eines Müllfahrzeugs, wieder.
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Hierbei zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht der Hub-Kipp-Vorrichtung
in ihrer Ausgangslage; Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht der Vorrichtung
in einer Zwischenlage;
Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht
der Vorrichtung in der Endlage beim Entleeren des Behälters und Figur 4 eine Rückansicht
auf den Sammelbehälter mit zwei Hub-Kipp-Vorrichtungen, wobei sich die links gezeigte
Vorrichtung in der Stellung gemäß Figur 1, die rechts gezeigte Vorrichtung in der
Stellung gemäß Figur 2, jedoch ohne Wiedergabe des Müllbehälters, befindet.
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Der Sammelbehälter 1, der beispielsweise zum Sammeln von Müll dient
und auf einem Fahrzeug sitzt, weist eine Einschüttöffnung 2 mit einem Rutschblech
3 auf, das zugleich die Unterkante 4 der Einschüttöffnung ? bildet. Unmittelbar
unterhalb der Unterkante ist an einer Achse 5 ein nach unten reichender Schwenkarm
6 angelenkt, der mit seinem unterem Abschnitt 7 die Basis eines Gelenkvierecks 8
bildet. Das Gelenkviereck 8 wird durch einen oberen Lenker 9, einen unteren Lenker
10 und eine Koppel 11 vervollständigt. Dabei ist der obere Lenker 9 kürzer ausgebildet
als der untere Lenker 10.
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Die Koppel 11 des Gelenkvierecks 8 weist eine Aufnahme für einen beispielsweise
tonnenförmigen Müllbehälter 12, dessen Schwerpunkt bei 13 angedeutet ist, auf. Diese
Aufnahme besteht aus ein oder mehr unteren Stützflächen 14 zum Angriff an der Mantelfläche
des Müllbehälters 12 und einem oberen Auflager 15, das im Bereich des Deckels 16
des Müllbehälters angreift, beispielsweise in eine dort vorhandene Vertiefung eingreift.
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Die Koppel 11 weist ferner einen in Richtung auf den Müllbehälter
weisenden Ansatz 17 auf, an dem bei 18 ein Druckmittelzylinder 19 gelenkig angreift.
Der Druckmittelzylinder 19 ist an seinem anderen Ende bei 20 im Bereich der Oberkante
der Einschüttöffnung 2 abgestützt bzw. aufgehängt. Das Stützlager sitzt an einem
Tragarm 21, der an der oberen dachartigen Begrenzungswand der Einschüttöffnung 2
befestigt ist.
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Schließlich ist unterhalb des Rutschblechs 3 am Sammelbehälter ein
Anschlag 22 befestigt, der die Bewegung des Schwenkarms 6 in der in Figur 1 dargestellten
Ausgangslage begrenzt. Ferner ist am Schwenkarm selbst nahe der Schwenkachse 5 ein
weiterer Anschlag 23 angeordnet, dessen Aufgabe noch in Zusammenhang mit der nachfolgenden
Funktionsbeschreibung erläutert wird: Der Müllbehälter 12 wird unmittelbar vor die
Hub-Kipp-Vorrichtung abgestellt und anschließend der Druckmittelzylinder 19 mit
einer bekannten Steuerung in Tätigkeit gesetzt. Dadurch wird das Gelenkviereck 8
zunächst soweit angehoben, bis das Auflager 15 in die Aussparung im Deckelbereich
16 eingreift und die Stützflächen 14 der Aufnahme zur Anlage am Mantel des Behälters
12 kommen.
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Bei der weiteren Bewegung des Gelenkvierecks läuft die Koppel 11 mit
ihrem oberen Ende gegen den genannten Anschlag 23 an, so daß das Gelenkviereck 8
in der in Figur 2 gezeichneten Position blockiert ist. Aufgrund der kürzeren Ausbildung
des oberen Lenkers 9 führt der Müllbehälter 12 eine kombinierte Hub- und Kippbewegung
durch, bis er die Position gemäß Figur 2 erreicht hat.
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Durch die Blockierung des Gelenkvierecks 8 mittels des Anschlags 23
wird die weitere Zugkraft des Druckmittelzylinders 19 auf den Schwenkarm 1 übertragen,
der sich von seinem rückwärtigen Anschlag 22 löst und eine Schwenkbewegung um die
Achse 5 durchführt, bis er die Position gemäß Figur 3 erreicht, in der sich der
Müllbehälter 12 in der Entleerposition befindet. Auch diese Position ist in bekannter
Weise durch einen Anschlag begrenzt. In dieser Position öffnet auch der Deckel 16,
so daß der Müll über das Rutschblech 3 in den Sammelbehälter fällt.
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Die Rückbewegung des Müllbehälters 12 in die Ausgangslage gemäß Figur
1 erfolgt durch umgekehrte Beaufschlagung des Druckmittelzylinders 19, wobei diese
Bewegung durch die Schwerkraft der Hub-Kipp-Vorrichtung und des Müllbehälters 12
unterstützt wird.
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Wie aus den Figuren 1 bis 3 erkennbar, liegt der Angriffspunkt 18
des Druckmittelzylinders 19 in unmittelbarer Nähe des Müllbehälters 12, so daß die
Last und die Zugkrifte des Druckmittelzylinders praktisch nur von der Koppel 11
aufzunehmen sind, während die restlichen Teile des Gelenkvierecks 8 vornehmlich
Führungsaufgaben erfüllen. Durch diese Anordnung des Angriffspunktes wird auch das
auf das Gelenkviereck wirkende Kippmoment aus der Last des Behälters 12 gering gehalten.
Ferner lassen die Figuren 1 bis 3 erkennen, daß sich der Angriffspunkt 18 des Druckmittelzylinders
19 während des gesamten Bewegungsablaufs nahe dem Schwerpunkt 13 des Müllbehälters
12 befindet.
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Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des Sammelbehälters mit zwei nebeneinander
liegenden Einschüttöffnungen 2, denen je eine Hub-Kipp-Vorrichtung zugeordnet ist,
wobei die Druckmittelzylinder 19 jeweils an den äußeren Seiten der
Einschüttöffnungen
2 angeordnet sind. Statt der gezeigten zwei Einschüttöffnungen 2 kann der Sammelbehälter
1 auch eine einzige durchgehende Einschüttöffnung aufweisen. In diesem Fall ist
es möglich, auch Großraumbehälters zu entleeren, wobei dann die beiden Hub-Kipp-Vorrichtungen
mechanisch durch eine unmittelbare Verbindung der Schwenkarme, der Gelenkvierecke
oder der Behälteraufnahmen gekoppelt werden oder aber eine Gleichlaufsteuerung für
die Druckmittelzylinder 19 vorgesehen wird.