DE19752596C1 - Automatische Steinaushaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Steinaushaltung für Gewinnungsgeräte, die im Tagebau zum Abtragen steindurchsetzter Böden eingesetzt werden, durch eine kontinuierliche Erfassung der mittels dem Aufnahmeorgan aus den Böden gelösten und so in den Fördergutstrom gelangten Steine, ihre größenmäßige Bestimmung, ihr Aushalten aus dem Fördergutstrom, ihre Zwischenlagerung auf dem Gerät und ihren Abtransport vom Gerät gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ihre Anwendung ist dort vorgesehen, wo im abzutragenden und vom Tagebaugewinnungsgerät aufzunehmenden Gut in Abhängigkeit von der Größe des Tagebaugewinnungsgerätes Steine einer solchen Größe enthalten sind, die zu Störungen des Fördergutstroms oder zu Beschädigungen an den Förderanlagen, bestehend aus einem Gewinnungsgerät, einer Bandanlage einschließlich Zwischförderern und einem nachfolgend angeordneten Absetzgerät, führen können.

Um Schäden an den Gewinnungsgeräten sowie den nachfolgend angeordneten Bandanlagen und Bandabsatzgeräten zu vermeiden, werden Steine, die eine bestimmte Größe überschreiten, aus dem Fördergutstrom entfernt; sie werden ausgehalten. Das erfolgt in der Weise, daß der in den Fördergutstrom gelangte Stein zu einem möglichst frühen Zeitpunkt erkannt und danach vorzugsweise an einer Stelle, wo sich der Fördergutstrom im freien Fall bewegt, durch einen zeitweise in den Fördergutstrom geschwenkten Rost ausgehalten wird. Da diese so ausgehaltenen Steine nicht einfach vom Gerät abgeworfen werden können, weil sie den Tagebaubetrieb behindern und die Sicherheit gefährden würden, werden sie zunächst zwischengespeichert und danach gezielt abgeworfen und in herkömmlicher Weise abtransportiert.

Nach den Druckschriften DD 263 558 B5 und DD 263 559 A1 sind zwei Einrichtungen zur Steinaushaltung für Gewinnungsgeräte bekannt, bei denen die über das Fördergutaufnahmeorgan in den Fördergutstrom gelangten . Steine, sobald sie eine bestimmte Größe überschreiten, bei der Überleitung vom Aufnahmeband im freien Fall zum Auslegerband durch einen zeitweise in den Fördergutstrom eingeschwenkten Rost aufgefangen und mittels einer Schwenkbewegung aus dem Fördergutstrom herausbewegt und somit ausgehalten werden. Dieses Auffangen und Aushalten der Steine erfolgt zu einem möglichst frühen Zeitpunkt am Anfang der Flugparabel, um die Energie des Steinaufpralls so gering wie möglich zu halten. Da diese ausgehaltenen Steine nicht unkontrolliert vom Gerät abgeworfen werden können, werden diese auf einem dafür vorgesehenen Förderer zwischengespeichert und wenn bei diesem Förderer die Speicherkapazität nahezu ausgelastet ist, erst dann in einer geeigneten Situation zielgerichtet abgeworfen und in herkömmlicher Weise von einem Transportfahrzeug aufgenommen und abtransportiert. Dieses Auffangen der Steine zu einem frühen Zeitpunkt bedeutet aber auch, diese oberhalb des Drehwerkes des schwenkbaren Oberbaus zu . sammeln und danach aus dieser Höhe vom Gerät abzuwerten.

Eine weitere Einrichtung zur Steinaushaltung für Gewinnungsgeräte ist nach der Druckschrift DE 195 15 602 C1 bekannt, bei der die ausgehaltenen Steine durch ein aus mehreren unterschiedlichen Arten von Förderern bestehendes Förder- und Speichersystem von der Aushalteeinrichtung nach oben transportiert und zwischengespeichert werden. Das Aushalten der Steine erfolgt wie bei den beiden vorstehend beschriebenen bekannten Lösungen direkt nach der Fördergutabgabe vom Aufnahmeausleger in einem günstigen Bereich, weil dort die Aufprallenergie der Steine auf die Aushaltevorrichtung auf Grund der geringen Fallhöhe am niedrigsten ist. Da nach oben auf dem schwenkbaren Oberbau genügend Raum für das Förder- und Speichersystem vorhanden ist, bedeutet das Sammeln der Steine dort keine Probleme. So erfolgt dieser Prozeß in einem am Gerät günstigen Bereich über der Übergabestelle. Die Förderer des Transport- und Speichersystems können dabei so angeordnet werden, daß die Abgabe der Steine in einem Bereich vorgenommen werden kann, der außerhalb der Baugruppen des Gerätes liegt, durch die große Abwurfhöhe kann es jedoch auch hier zu Problemen kommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Steinaushaltung zu schaffen, die robust und im Aufbau einfach ist und von der die ausgehaltenen Steine gesammelt und aus einer möglichst niedrigen Höhe vom Gerät auf das Planum abgeworfen werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruch gelöst. Die Steine werden dabei in bekannter und bewährter Weise in der Gerätemitte bei der Übergabe vom Aufnahmeband auf das Zwischenband aus dem Fördergutstrom ausgehalten. Für die Erkennung der auszuhaltenden Steine ist eine automatische Einrichtung vorgesehen, die die Größe der Steine erfaßt und sie klassifiziert. Diese Einrichtung ist am Aufnahmeausleger angeordnet und auf den Fördergutstrom ausgerichtet. Die Entfernung der betreffenden Steine aus dem Fördergut- Übergabestrom vom Aufnahmeband zum Zwischenband im Bereich der Aufgabeschurre des Zwischenbandes erfolgt direkt oberhalb der Pralltrommeln des Aufgabetisches durch eine zeitweise in Eingriff gebrachte Steinaushaltung. Die Aufprallenergie wird durch die schräge Anordnung des Fangrostes verringert. Die Steine werden vom Fangrost zum Steinschacht geleitet und fallen durch diesen auf den schräg angeordneten Pralltisch. Er bremst so ebenfalls die Fallgeschwindigkeit der Steine. Zur besseren Aufnahme der zu erwartenden Stöße ist er federnd gelagert. Es ist außerdem möglich, ihn mit einer elastischen Oberfläche zu versehen und so die Dämpfungswirkung noch zu erhöhen. Des weiteren kann der Pralltisch konkav gewölbt ausgeführt werden, um so die Dämpfungswirkung nach unten zunehmend zu erhöhen. Vom Pralltisch rutschen die Steine auf einen besonders stabilen Förderer, auf das Plattenband. Von diesem Plattenband werden die Steine auf das Austragssammelband durch eine schrittweise programmierte Fahrweise übergeben. Plattenband und Austragssammelband befinden sich bezogen auf die Richtung ihrer Förderwege in der Draufsicht rechtwinklig zueinander. Die Gutübergabe vom Plattenband ist in der Mitte des Austragssammelbandes vorgesehen. Das Austragssammelband ist reversierbar. Um die Arbeitsweise des Gewinnungsgerätes nicht zu behindern, werden die Steine immer in Fahrtrichtung gesehen hinter dem Gerät abgeworfen. Deshalb ist die Bewegung des Austragssammelbandes immer der Fahrtrichtung des Gewinnungsgerätes entgegen gerichtet. Nach jeder Steinaufnahme rücken Plattenband und Austragssammelband um das Maß eines Steines plus einem Mindestabstandsmaß in die vorgesehene Abwurfrichtung weiter. Das Austragssammelband ist im unteren Bereich des Unterbaus zwischen den Fahrwerksgruppen so angeordnet, daß die Steinabgabe in einem ausreichend großen Abstand vom Fahrwerk erfolgen kann.

An beiden Enden des Austragssammelbandes ist ein Anstoßpendelbalken mit Schalter angeordnet, der bei einer Berührung mit dem ersten vorderen Stein anspricht. Damit wird signalisiert, daß die Speicherkapazität erschöpft ist. Die gesamte Steinaushaltung wird dann abgeschaltet. Somit können die Steine nicht unbeabsichtigt vom Gerät abgegeben werden. Eine solche Schaltung ist aus Sicherheitsgründen erforderlich. Diese Anstoßpendelbalken können auch in einem Anstand von der Abwurftrommel des Austragssammelbandes so eingebaut werden, daß noch ein oder zwei Steine aufgenommen werden können, um im Falle weiterer ausgehaltener Steine keine Unterbrechung des Abbau- und Förderprozeßes hinnehmen zu müssen.

Wenn der Steinspeicher geleert werden soll, wird der mit dem Anstoßpendelbalken gekoppelte Schalter überbrückt und die Steine werden nach einem Signal durch eine Betätigung des Austragssammelbandes und des Plattenbandes vom Gerät gezielt und überwacht abgeworfen. Dabei braucht der Förderbetrieb nicht unterbrochen zu werden.

Die Einrichtung zur Steinerkennung wird in einer bestimmten Entfernung zur Steinaushalteeinrichtung am Aufnahmeausleger angeordnet. In Abhängigkeit von der Bandgeschwindigkeit und der benötigten Zeit für das Einschwenken des Austragsrostes wird eine Zeitverzögerung ermittelt, die bewirkt, daß der Austragsrost erst dann in den Fördergutstrom eingeschwenkt wird, wenn der erkannte Stein diesen Bereich erreicht hat. Durch ein Zeitglied wird der Austragsrost so lange im Fördergutstrom gehalten, bis der Stein sicher in den Steinschacht geleitet worden ist. Danach wird er sofort wieder in die Ausgangsstellung bewegt, um nicht mit den Zinken des Fangrostes Rieselgut in unnötiger Weise aus dem Schüttgutstrom abzuleiten.

Während des Aushaltevorgangs fällt der größte Teil des Schüttgutes zwischen den Zinken des Austragsrostes hindurch. Das Rieselgut, das dennoch durch die Aufprallflächen mit den Steinen nach außen gelangt, würde zu Verschmutzungen führen, wenn es nicht entfernt werden würde. Dazu wird der Pralltisch siebartig ausgeführt. Durch die damit geschaffenen Öffnungen gelangt das Rieselgut auf eine extra dafür vorgesehene Rinne. Diese Rinne ist als Schwingförderer ausgebildet und verhindert einmal, daß das Rieselgut sich auf der Rinne sammelt und weiterhin, daß es auf die Raupenfahrwerke fällt. Von ihr gelangt das Rieselgut zielgerichtet in den Bereich zwischen die Raupenfahrwerke. Von dort kann es bei Bedarf ebenso wie die Steine mit herkömmlichen Mitteln aufgenommen und entfernt werden.

Die Steinaushalteeinrichtung ist robust und funktionssicher. Durch die schräge Anordnung des Austragsrostes wird die Aufprallenergie der Steine verringert und sie werden von selbst ohne weitere Hilfsmittel aus den Fördergutstrom gelenkt. Der Abwurf der Steine vom Sammelband erfolgt aus einer niedrigen Höhe, wodurch dieser besser lokalisiert und überwacht werden kann. Der relativ kurzzeitige Eingriff des Austragssrostes bewirkt, daß nur wenig Rieselgut aus den Fördergutstrom geleitet wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Schaufelradbaggers mit der örtlichen Zuordnung der Baugruppen der automatischen Steinaushaltung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 einen Schnitt der Fördergutübergabe vom Aufnahmeband auf das Zwischenband in der Mitte des Schaufelradbaggers in einer Seitenansicht und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Steinaushalteeinrichtung.

In Fig. 1 ist ein mit einer automatischen Steinaushaltung ausgerüsteter Schaufelradbagger in seinem prinzipiellen Aufbau mit den Hauptbaugruppen Raupenfahrwerk 1, fester Unterbau 2, schwenkbarer Oberbau 3, Schaufelradausleger 4 mit dem als Schaufelrad ausgebildeten Aufnahmeorgan 5 und dem schwenkbaren Bandgerüst 6 dargestellt. Der Schaufelradausleger 4 ist um seine Drehmitte 7 schwenkbar. Das Fördergut wird vom Schaufelrad 5 aufgenommen, gelangt von diesem auf das Aufnahmeband 8, von wo es im Bereich der Drehmitte 7 nach Fig. 2 im freien Schüttgutstrahl auf das darunterliegende Zwischenband 9 fällt. In diesem Übergabebereich wird die Aushalteeinrichtung für die mit dem Schüttgut aufgenommenen Steine 10 angeordnet. Sie besteht nach Fig. 3 aus dem schwenkbaren Fangrost 11, mit der oberen und unteren Fangrostklappe 11a und 11b. Beide Fangrostklappen 11a und 11b sind gegenüberliegend, jedoch höhenversetzt angeordnet und um die waagerechten, parallel zueinander angeordneten Achsen 12a und 12b aus der senkrechten Ausgangsstellung in die schräge Aushaltestellung hinein schwenkbar. Jede der Fangrostklappen 11a und 11b besteht aus mehreren Zinken, damit in der Aushaltestellung die Steine 10 aufgefangen werden, das Schüttgut jedoch hindurch fallen kann. Die Schwenkbewegung wird durch jeweils ein als Pneumatikzylinder ausgebildetes Betätigungselement 13a und 13b erzeugt. In der Aushaltestellung bilden die Oberflächen beider Fangrostklappen 11a und 11b eine gemeinsame schräge Ebene. An der niedrigsten Stelle dieser Neigung befindet sich ein senkrecht nach unten führender Schacht 14. Unterhalb dieses Schachtes 14 ist ein federnd gelagerter stabiler Pralltisch 15 mit einer schräg geneigten und durch gleichmäßig verteilte Öffnungen als Sieb ausgebildeten Oberfläche angeordnet. Unter diesem Pralltisch 15, jedoch über der senkrecht unter dem Pralltisch befindlichen Raupe des Raupenfahrwerkes 1, ist ebenfalls in geneigter Lage befindet sich eine als Schwingförder ausgebildete Rieselgutrinne 16. Dem Pralltisch 15 folgt auf seiner unteren Seite ein als Plattenband 17 ausgebildeter stabiler Förderer mit von dem Pralltisch wegführenden und abweichend von der Waagerechten leicht nach oben führendem Förderweg. Am Ende dieses Förderabschnittes ist rechtwinklig dazu ein reversierbares Austragsband 18 mit einem waagerecht verlaufenden Förderweg so angeordnet, daß sich die Fördergutübergabe vom Plattenband 17 etwa in der Mitte des Förderweges befindet. An den beiden Enden des Austragsbandes 18 ist jeweils ein Anstoß-Pendelbalken 19 mit einem Schalter angeordnet.

Am Schaufelradausleger 4 ist eine Einrichtung 20 zum Erkennen von Steinen in einem Fördergutstrom angebracht. Sobald diese Einrichtung einen Stein 10 im Fördergutstrom erkannt hat, der eine bestimmte Größe überschreitet, wird dies durch die Auswerteeinheit erkannt und die Steinaushaltung wird durch ein Signal an die Steuereinheit aktiviert. In Abhängigkeit vom Weg, den der Stein 10 bei einer bestimmten Fördergeschwindigkeit noch bis zur Aushalteeinrichtung zurückzulegen hat, werden die Fangrostklappen 11a und 11b aus ihrer senkrechten Ausgangsstellung zeitverzögert in ihre Aushaltestellung gebracht. Während das Schüttgut hindurch auf das Zwischenband 9 fällt, wird der Stein 10 ausgehalten. Er ändert seine Fallrichtung in Richtung des Steinschachtes 15 und gelangt so durch diesen auf den Pralltisch 15. Währenddessen wird die Aushalteeinrichtung wieder in die Ausgangsstellung gebracht. Wie schon durch das Auftreffen auf den Fangrost 11 wird die Fallenergie des Steins 10 durch das Auftreffen auf den Pralltisch 15 ein weiteres Mal gedämpft. Der Stein 10 gelangt dann auf das Plattenband 17. Durch den leicht nach oben führenden Förderweg wird die Geschwindigkeit des Steines 10 der des automatisch kurzzeitig zugeschalteten Plattenbandes 17 angepaßt. Das Plattenband 17 bewegt sich automatisch mit dem aufgenommenen Stein 10 um eine Steinbreite plus eines zwischen den Steinen vorgesehenen Abstandes weiter. Ist der erste Stein 10 am Ende des Plattenbandes angelangt, wird er an das Austragssammelband 18 in dessen Mitte übergeben. Die Förderrichtung ist abhängig von der Fahrrichtung des Schaufelradbaggers und erfolgt stets entgegengesetzt dazu, weil die Steine 10 hinter dem Gerät abgeworfen werden sollen. Durch dieses automatische Nachrücken der Steine 10, nachdem ein weiterer Stein 10 ausgehalten wurde, wirken das Plattenband 17 in seiner ganzen Länge und das Austragssammelband 18 in seiner halben Länge als Speicher. Sobald der erste Stein 10 den Pendelbalken 19 erreicht und diesen ausgelenkt hat, wird die gesamte Steinaushaltung abgeschaltet und signalisiert "Speicherkapazität erschöpft". Die gespeicherten Steine 10 können nun durch eine Betätigung des Austragssammelbandes 18 und des Plattenbandes 17 gezielt vom Gerät abgeworfen werden.

Das mit ausgehaltene Rieselgut fällt durch den Pralltisch 15 auf die als Schwingförderer ausgebildete Rieselgutrinne 16, von wo es ebenfalls gezielt in den Bereich zwischen den Raupenfahrwerken 1 geleitet und auf das Planum abgegeben wird.

Durch die Steinaushaltung zu einem frühen Zeitpunkt gleich nach dem ersten Förderabschnitt ist es nur erforderlich, den Auslegerförderer und nicht den ganzen nachfolgenden, aus mehreren Förderern bestehenden Förderweg verstärkt auszuführen.

Bezugszeichenliste

1

Raupenfahrwerk

2

Unterbau

3

schwenkbarer Oberbau

4

Schaufelradausleger/Aufnahmeausleger

5

Schaufelrad/Aufnahmeorgan

6

Bandgerüst

7

Drehmitte des Schaufelradauslegers

4

8

Aufnahmeband

9

Zwischenband

10

Stein

11

Fangrost

11

aFangrostklappe

11

bFangrostklappe

12

aSchwenkachse

12

bSchwenkachse

13

aPneumatikzylinder/Betätigungselement

13

bPneumatikzylinder/Betätigungselement

14

Steinschacht

15

Pralltisch

16

Rieselgutrinne

17

Plattenband

18

Austragssammelband

19

Pendelbalken

20

Steinerkennungseinrichtung

Claims (4)

1. Automatische Steinaushaltung für Gewinnungsgeräte, bei der die über das Aufnahmeorgan (5) in den Fördergutstrom gelangten Steine (10) größenmäßig erfaßt werden und bei Überschreitung eines maximalen Grenzwertes eine Steinaushaltevorrichtung zeitweise in Funktion gebracht wird, die sich im Bereich der Drehmitte (7) des Aufnahmeauslegers (4) befindet und zur Steinaushaltung ein aus mehreren Einzelzinken bestehender Fangrost (11) zeitweise in den Fördergutstrom hinein schwenkbar ist, von wo aus die Steine (10) auf Förderer geleitet, auf diesen zwischengespeichert und danach vom Gerät abgeworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. am Gerüst des Aufnahmeauslegers (4) eine auf den Fördergutstrom ausgerichtete Einrichtung (20) zur Erkennung und zur Größenbestimmung von Steinen (10) angeordnet ist,
• 2. diese Einrichtung (20) mit einer Steuereinheit in Verbindung steht,
• 3. durch diese Steuereinheit ein in der Fördergutübergabe vom Aufnahmeband (8) auf das Zwischenband (9) in der Drehmitte (7) des Aufnahmeauslegers (4) in den Fallstrahl des Fördergutes hinein schwenkbarer Fangrost (11), bestehend aus zwei Fangrostklappen (11a und 11b) mit Einzelzinken angeordnet sind, und beide Fangrostklappen (11a und 11b) in gegenüberliegend und zueinander parallelen höhenversetzt angeordneten Schwenkachsen (12a und 12b) über Betätigungselemente (13a und 13b) schwenkbar sind und die oberen Flächen der beiden Fangrostklappen (11a und 11b) die Steinaufprall- und Steinableitflächen sind, deren freie Enden im Zustand der Steinaushaltung gegeneinander ausgerichtet sind,
• 4. und der senkrecht nach unten weiterführende Weg der so ausgehaltenen Steine (10) seitlich von einem Steinschacht (14) begrenzt wird
• 5. und an dessen unterem Ende ein ausreichend stabiler und federnd gelagerter Pralltisch (15) mit einer ebenen schräg angeordneten Oberfläche angeordnet und als Sieb zum Aushalten von losem Rieselgut ausgebildet ist, welches von einer Rieselgutrinne (16) aufgenommen und auf das Planum gezielt abgeworfen wird und
• 6. einem Plattenband (17) und einem Austragssammelband (18), die durch schrittweise und programmierte Fahrweise für eine Steinbunkerung und einen gezielten, sicheren Abwurf der Steine zum Abtransport vorgesehen sind.

2. Automatische Steinaushaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Pralltisch (15) eine konkav geformte Oberfläche aufweist, in der die ausgehaltenen Steine (10) aus der senkrechten Fallrichtung in einer dynamisch günstigen Parabel auf das Plattenband (17) geleitet werden.

3. Automatische Steinaushaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Plattenband (17) vom Pralltisch (15) wegführend mit einem ansteigenden Förderweg angeordnet wird und der Anstiegwinkel etwa so groß ist, daß die vom Pralltisch (15) auftreffenden Steine (10) nahezu auf der Wert 0 abgebremst werden.

4. Automatische Steinaushaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zur Steinerkennung (20) unter der Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Auslegerbandes (8) am Gerüst des Aufnahmeauslegers (4) in einer solchen Entfernung von der Übergabe vom Aufnahmeband (8) auf das nachfolgende Zwischenband (9) angeordnet wird, daß bei einem für die Aussonderung erkannten Stein (10) noch genügend Reaktionszeit für das Betätigen der beiden Fangrostklappen (11a und 11b) verbleibt.