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Räum-, Schürf- oder Reinigungsvorrichtung, insbesondere für wasser-
oder abwassertechnische Anlagen Die Erfindung betrifft eine Räum-, Schürf- oder
Reinigungsvorrichtung, insbesondere für wasser- oder abwassertechnische Anlagen,
mit einem hin- und herverfahrbaren Fahrgestell, das einen Antrieb mit umkehrbarer
Drehrichtung aufweist, und mit mindestens einem am Fahrgestell zwischen zwei Betriebsstellungen
schwenkbar gelagerten Räumwerkzeug, das jeweils bei Fahrtrichtungumkehr des Fahrgestells
in die der neuen Fahrtrichtung zugeordnete Betriebsstellung geschwenkt wird.
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Ein bevorzugt er Anwendungsfall einer derartigen Vorrichtung ist
ein Rechenreiniger für in Wasser- oder Abwassergerinnen angeordnete Rechen. Der
Rechenreiniger besitzt einen Wagen, der parallel zu den annähernd lotrecht angeordneten
Stäben des Rechens auf- und abverfahrbar ist und eine Reinigungsharke trägt, die
bei der Aufwärtsfahrt zwischen die Rechenstäbe eingreift, um angeschwemmtes Rechengut
nach oben zu räumen und den Rechen dadurch zu reinigen. Bei der Abwärtsfahrt muß
die Harke eine vom Rechen abgehobene Stellung einnehmen. Bei den bisher bekannten
Konstruktionen wird das Ein- und Ausschwenken der Harke an den Umkehrpunkten des
Wagens entweder durch einen zusätzlichen Schwenkantrieb, z.B. mit Seilsteuerung,
oder durch ortsfeste Führungskulissen, mit denen Steuerorgane für das Schwenken
des Harkenträgers zusammenwirken, bewirkt.
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Ein anderer Anwendungsfall sind Schlammräumvorrichtungen, z.B. für
Abwasserklär- oder -absetzbecken, Schlammtrockenbeete od.dgl., mit einem von einer
verfahrbaren Brücke getragenen Schlammräumschild, das in der einen Fahrtrichtung
auf den Beckenboden abgesenkt ist und den Schlamm vor sich herschiebt, während er
bei der Rückwärtsfahrt der Brücke angehoben ist.
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Auch hier hat man bisher für das Heben und Senken des Räumschildes
in der Regel eigene Hubantriebe, z.B. Spindelhubwerke, verwendet. Auch ortsfeste
Anschläge, gegen die das Schwenkgestänge des Räumschildes anfährt, um durch die
Fahrbewegung hochgeschwenkt zu werden, sind bekannt.
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Neben diesen bevorzugten Anwendungsgebieten gibt es noch zahlreiche
andere Anwendungsfälle, in denen ein hin- und herverfahrbares Fahrgestell ein Räum-
oder Schürfwerkzeug trägt, das während der Rückwärtsfahrt eine andere Betriebsstellung
einnehmen soll als während der Hinfahrt. Bekannt sind z.B.
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Kratzförderer mit hin- und herbewegten, nur während der Hinbewegung
in das Fördergut eingreifenden Kratzern oder Mitnehmern, Sandklassierer, bei denen
Förderorgane den Sand periodisch auf einer Schrägfläche nach oben fördern und periodisch
freigeben, hin- und hergehende Bodenschürfvorrichtungen od.dgl.
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In allen vorgenannten Fällen stellen die zusätzlichen Antriebs- und/oder
ortsfesten Führungseinrichtungen, mit denen das Schwenken des Werkzeuges aus der
einen in die andere Betriebsstellung bewirkt wird, teure, aufwendige, zum Teil gegen
Verschmutzungen anfällige oder wegen ihres Platzbedarfs nachteilige Einrichtungen
dar. Zu berücksichtigen ist, daß derartige Einrichtungen das Räumschild nicht nur
im Augenblick der Fahrtrichtungsumkehr umschwenken, sondern auch während der gesamten
Hin- oder Herfahrt in der betreffenden Betriebsstellung halten müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art
zu schaffen, bei der das Umschwenken des Räumwerkzeuges in die der jeweiligen Fahrtrichtung
zugeordnete Betriebsstellung und das Halten in der betreffenden Betriebsstellung
mit der gegebenenfalls erforderlichen Anpreßkraft ohne ortsfeste
Führungskulissen,
zusätzliche Antriebseinrichtungen oder ähnliche aufwendige Zusatzeinrichtungen erfolgt.
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Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art dadurch
gelöst, daß der Antrieb an dem Fahrgestell um seine Antriebswelle schwenkbar gelagert
und mit dem Räumwerkzeug unmittelbar oder über eine Kraftübertragung derart verbunden
ist, daß das auf ihn wirkende, seinem Antriebsdrehmoment entge gengerichte te Gegendrehmoment
das Räumwerkzeug in Richtung auf die der jeweiligen Antriebsrichtung zugeordnete
Betriebsstellung belastet.
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Hierdurch wird erreicht, daß sich der für die Hin- und Herfahrt vorgesehene
Antrieb beim Antreiben der Räder des Fahrgestells gegen das Räumwerkzeug abstützt
und dadurch auf dieses eine Kraft ausübt, welche das liäumwerkzeug zu Beginn der
jeweiligen Fahrt in die neue Betriebsstellung schwenkt und es während der gesamten
Fahrt in dieser Betriebsstellung festhält.
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Dadurch wird ohne Zusatzeinrichtungen das selbsttätige Umschwenken
des ##~erkzeugs und sein gleichmäßiger Andruck in die jeweilige Arbeitsstellung
bzw. an die zu bearbeitende Fläche, die auch gekrümmt oder wellig sein kann, erreicht.
Die Tatsache, daß die das äumwerkzeug belastende Kraft um so größer ist, je größer
der von dem Antrieb zu überwindende Fahrwiderstand ist, wirkt sich in vielen Anwendungsfällen
vorteilhaft aus. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Fahrtrichtungsumkehr
unter Verschwenken des Werkzeugs an jedem beliebigen Punkt der Fahrstrecke erfolgen
kann, was bei ortsfesten Führungskulissen od.dgl. nicht möglich ist.
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Je nach der speziellen Konstruktion und Anwendung der Vorrichtung
kann es sein, daß das zum Umschwenken des Werkzeuges benötigte Drehmoment größer
ist als das für den Antrieb des Fahrgestells benötigte und somit als Gegendrehmoment
zur Verfügung stehende Drehmoment. Um in solchen Fällen trotzdem das Umschwenken
des Räumwerkzeuges lediglich durch das Gegendrehmoment
des Antriebs
bewerkstelligen zu können, müssen Maßnahmen getroffen werden, um entweder das für
das Umschwenken des Werkzeuges erforderliche Drehmoment zu verringern oder das vom
Antrieb ausgeübte Drehmoment zu vergrößern. Ersteres kann z.B.
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geschehen durch Wahl einer geeigneten mechanischen Kraftübersetzung
in der Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Räumwerkzeug. Vorzugsweise wird jedoch
der Weg gewählt, das Antriebs- und damit auch das Gegendrehmoment zu erhöhen, indem
man eine zeitweise zur Wirkung bringbare Brems- oder Blockiereinrichtung für die
Räder des Fahrgestells vorsieht. Wenn es sich z.B. um ein auf- und abwärtsverfahrbares
Fahrgestell wie bei einem Rechenreiniger handelt, wird die Bremseinrichtung während
der Abwärtsfahrt zur Wirkung gebracht, damit auch bei der Abwärtsfahrt der Antrieb
ein Drehmoment aufbringen muß.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Brems- oder Blokkiereinrichtung
selbsttätig bei jeder Fahrtrichtungsumkehr in Eingriff zu bringen und so lange in
Eingriff zu halten, bis das Räumwerkzeug die der neuen Fahrtrichtung zugeordnete
Betriebsstellung erreicht hat. Dies bedeutet also, daß dem Fahrgestell erst dann
freie Fahrt gegeben wird, wenn das Umsohwenken des Räumwerkzeuges bereits vollzogen
ist und ein erhöhter Drehmomentbedarf hierfür nicht mehr besteht. Selbstverständlich
können zusätzliche einfache Einrichtungen wie Einrastklinken, ortsfeste Anschläge
od.dgl. vorgesehen sein, um das Schwenken des Räumwerkzeuges zu unterstützen und/oder
das Räumwerkzeug in der jeweiligen Betriebsstellung zu arretieren.
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch in Frontansicht, teilweise geschnitten,
eine Rechenreinigungsvorrichtung gemäß der wrfindullg.
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Fig. 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht gemäß II-II in Fig.
1.
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Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht gemäß III-III in Fig. 1.
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Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach V-V von Fig. 4.
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Fig. 6 bis 9 zeigen schematisch verschiedene andere Anwendungsfälle
der Erfindung.
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Fig. 10 und il zeigen in schematischer Seitenansicht eine Bodenschlammräumvorrichtung
in zwei verschiedenen Betriebsstellungen.
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Fig. 12 zeigt in Draufsicht eine Einzelheit der Räumvorrichtung gemäß
Fig. 10 und 11.
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Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem Wasser- oder Abwassergerinne, dessen
Boden in Fig. 2 bei 13 angedeutet ist, ein Rechen angeordnet, der aus parallelen,
gegen die Lotrechte etwas geneigt angeordneten Stäben 11 besteht und vom Wasser
in Richtung des Pfeiles 12 angeströmt wird. Um den Rechen periodisch von angeschwemmten
Verunreinigungen zu reinigen, ist eine Harke 5 vorgesehen, deren Zinken 14 zwischen
die Stäbe 11 eingreifen können. Um die Harke 5 parallel zu dem Rechen auf und ab
verfahren zu können, sind parallel zu den Stäben 11 rechts und links zwei Führungsschienen
15 angeordnet, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich, U-förmiges Profil haben und an deren
Flanschen je ein Fahrgestell 3 mit Laufrollen 18 geführt ist (vgl. auch Fig. 3).
Die beiden Fahrgestelle 3 sind drehbar, aber axial unverschiebbar auf einer sie
verbindenden Antriebswelle 4 angeordnet und bilden mit dieser zusammen den verfahrbaren
Wagen für die Harke 5. An den Enden der Antriebswelle 4 sitzen drehfeste Zahnräder
19, die in Zahnstangen 20 an dem einen Flansch der Führungsschienen 15 eingreifen.
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Als Antrieb für die Antriebswelle 4 ist ein Motor 1 mit Getriebe
2 vorgesehen. Diese Antriebseinheit ist nicht, wie bei bekannten Konstruktionen,
mit dem Fahrgestell 5 starr verbunden, sondern um die Antriebswelle 4 verschwenkbar.
Ebenfalls auf der Antriebswelle 4 schwenkbar gelagert sind zwei Schwenkarme 7, die
an ihrem Ende die sie verbindende Harke 5 tragen. Mit einem der Schwenkarme 7 ist
die Antriebseinheit 1, 2 mittels Schrauben 21 fest verbunden.
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Die Drehrichtung der Antriebseinheit 1, 2 ist umkehrbar, entweder
durch Umpolen des Motors 1 oder durch Andern der Ausgangsdrehrichtung des Getriebes
2. Diese Drehrichtungsumkehr kann in an sich bekannter Weise durch das Zusammenwirken
von ortsfesten und am Fahrgestell vorgesehenen Schaltnocken jeweils an den Umkehrpunkten
der Auf- und Abwärtsfahrt der Fahrgestelle 3 erfolgen.
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Durch die starre Verbindung zwischen der Antriebseinheit 1, 2 und
den Schwenkarmen 7 für die Harke 5 stützt sich der Antrieb beim Antreiben der Welle
4 gegen die Harke 5 ab. Bei der Aufwärtsfahrt der Harke muß der Antrieb an der Welle
4 ein Antriebsdrehmoment entsprechend dem Pfeil 22 in Fig. 2 erzeugen, so daß auf
den Antrieb selbst, die Schwenkarme 7 und die Harke 5 ein Gegendrehmoment in Richtung
des Pfeiles 23 wirkt.
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Durch dieses Gegendrehmoment wird die Harke 5 gegen die Stäbe 11 gedrückt,
so daß ihre. Zinken 14 zwischen diese eingreifen und das angeschwemmte Rechengut
erfassen und nach oben befördern. Je größer die Masse des angeschwemmten Rechengutes
ist, desto größer ist der vom Antrieb bei der Aufwärtsfahrt zu überwindende Fahrtwiderstand,
und entsprechend wächst über das Gegendrehmoment 23 auch die Kraft, mit der die
Harke 5 gegen den Rechen 11 und das Rechengut angepreßt wird.
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Bei der Abwärtsfahrt darf die Harke nicht an dem Rechen 11 anliegen,
sondern muß eine vom Rechen 11 abgehobene, in Fig. 2 strichpunktiert angedeutete
Stellung 5' einnehmen. Dies geschieht
dadurch, daß sich bei der
Abwärtsfahrt die Richtung des Antriebdrehmomentes 22 und damit auch des Gegendrehmomentes
23 umkehren, so daß das-Gegendrehmoment 23 die Harke 5 in Richtung auf die Stellung
5' belastet. Allerdings muß dafür gesorgt sein, daß die Drehmomente bei der Abwärtsfahrt
auch tatsächlich groß genug sind, um die Harke 5 abzuheben. Mit anderen Worten muß
dafür gesorgt werden, daß der Antriebsmotor 1 auch während der abwärtsfahrt tatsächlich
Antriebsleistung aufbringen muß. Eine solche Bremswirkung kann beispielsweise durch
geeignete Selbsthemmung in dem Getriebe 2 oder durch ein zusätzlich nachgeschlepptes
Kabel erfolgen.
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Eine bevorzugte Zusatzeinrichtung zum Ausüben einer Bremswirkung
bei der Abwärtsfahrt zeigt Fig. 4 und 5. Hier ist an 43 dem Fahrgestell 3 ein Bremsring
starr befestigt, mit dem eine auf der Welle 4 angeordnete Bremstrommel 24 zusammenwirkt.
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Durch eine Freilaufeinrichtung (schematisch angedeutet durch eine
Klinke 25) wird dafür gesorgt, daß die Bremstrommel 24 von der Antriebswelle 4 nur
in der einen Drehrichtung, nämlich bei Abwärtsfahrt, mitgenommen wird.
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Die abgehobene Betriebslage 5', in welche die Harke 5 durch das Gegendrehmoment
des Antriebs bei der Abwärtsfahrt geschwenkt wird, kann festgelegt sein durch die
mit zunehmender Ausschwenkung zunehmende Gewichtsbelastung der Harke 5 oder vorzugsweise
durch entsprechende Anschläge an den Fahrgestellen 3.
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Die Fig. 6 bis 9 deuten schematisch an, wie das erfindungsgemäße
Prinzip Anwendung finden kann in den verschiedensten Fällen, in denen ein Räum-,
Kratz oder Schürfwerkzeug zwei verschiedene, je einer Fahrtrichtung zugeordnete
Betriebsstellungen haben kann. In allen Zeichnungen ist mit 8 die Bahn bezeichnet,
längs der das nur durch ein Rad D angedeutete Fahrgestell hin- und herverfahrbar
ist, 1 ist der Antrieb, 5 das mit ihm starr verbundene Werkzeug, 9 bzw. 9' die Arbeitsfläche,
gegen die das Werkzeug bei Fahrt in der einen Richtung angepreßt werden soll, und
10 deutet eine die Fahrt strecke begrenzende Führungskulisse an.
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Fig. 6 entspricht im Prinzip der Rechenreinigungsvorrichtung gemäß
Fig. 1 bis 3, d.h. das Werkzeug 5 wird gemäß Fig. 6a bei der Hinfahrt (in der Zeichnung
von links nach rechts) durch das Gegendrehmoment des Antriebes 1 nach unten gegen
die Arbeitsfläche 9 gedrückt, während es nach Fig. 6b bei der Rückfahrt (von rechts
nach links) durch das nun entgegengesetzt wirkende Gegendrehmoment von der Arbeitsfläche
9 abgehoben wird.
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Gemäß Fig. 7 ist ein ttzweischneidigestt Werkzeug vorgesehen, welches
bei der Hinfahrt (Fig. 7a) durch das Gegendrehmoment des Antriebes gegen eine Arbeitsfläche
9 angepreßt wird, während es bei der Rückfahrt (Fig. 7b) durch das Gegendrehmoment
gegen eine andere, zur ersten parallele Arbeitsfläche 9' gepreßt wird und nun an
dieser eine Reinigungs-, Räum- oder Schürfwirkung ausübt.
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Fig. 8 veranschaulicht einen Fall, bei dem ein wiederum "zweischneidiges"
Werkzeug bei der Hinfahrt (Fig. 8a) und bei der Rückfahrt (Fig. 8b) an jeweils der
gleichen Arbeitsfläche 9 anliegt, wobei es bei der Umkehr der Fahrtrichtung jeweils
so geschwenkt wird, daß es in beiden Fahrtrichtungen eine gegenüber dem Fahrgestell
3 nachgeschleppte Stellung einnimmt und deshalb bei jeder Fahrtrichtung vom Antriebsgegendrehmoment
in der richtigen Richtung belastet wird.
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Fig. 9 veranschaulicht eine Räum- oder Schürfvorrichtung, die ebenfalls
in beiden Fahrtrichtungen die gleiche Arbeitsfläche 9 bearbeitet und zu diesem Zweck
zwei starr miteinander verbundene Werkzeuge 5, 5' aufweist, die starr mit dem Antrieb
1 verbunden sind und von dessen Gegendrehmoment in jeder Fahrtrichtung so belastet
werden, daß abwechselnd das eine Werkzeug 5 abgesenkt und das andere 5' angehoben
ist, und umgekehrt.
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Fig. 10, 11 und 12 zeigen eine Bodenschlamm-Räumvorrichtung für ein
Abwasserklär- oder -absetzbecken. Auf dem Rand 30 des Beckens ist ein Fahrgestell
3 mit Rädern 32 verfahrbar. Mit einem entsprechend ausgebildeten Fahrgestell auf
dem anderen Beckenrand ist das Fahrgestell durch eine Antriebswelle 4 zu einer verfahrbaren
Brücke vereinigt. Die Antriebswelle 4 und damit die auf ihr sitzenden Antriebsräder
32 sind angetrieben durch einen aus Motor und Getriebe bestehenden Antrieb 1. An
Stützen 31, die vom Fahrgestell 3 nach unten ragen, ist das
Räumwerkzeug
5 in Form eines Bodenräumschildes um eine horizontale Achse 38 schwenkbar gelagert.
Anschläge 39 an der Stütze 31 legen den Schwenkweg des Räumwerkzeuges 5 zwischen
der in Fig. 10 gezeigten Räumstellung und in der in Fig. 11 gezeigten, hochgeschwenkten
Ruhestellung fest.
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Der Antrieb 1 ist auf der Antriebswelle 4 frei schwenkbar gelagert
und starr mit einer Seil- oder Kettentrommel 33 verbunden, um die ein Seil- oder
Kettenzug 37 läuft, der an zwei mit dem Räumwerkzeug 5 starr verbundenen Schwenkhebeln
40 verankert ist.
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Der Antrieb 1 ist in an sich bekannter Weise, z.B. durch nockenbetätigte
Schalter, die durch die Falirbewegung des Fahrgestells 3 betätigt werden, in seiner
Drehrichtung umkehrbar. Beim Antreiben der Welle 4 stützt sich der Antrieb 1 lediglich
über die Seiltrommel 33 und den Seilzug 37 an dem Räumwerkzeug 5 ab. Er übt deshalb
durch sein Gegendrehmoment auf das Räumwerkzeug 5 ein Drehmoment aus, wodurch das
Räumwerkzeug 5 in die eine oder andere Betriebsstellung an dem einen oder anderen
der Anschläge 39 belastet wird. Bei der Räumfahrt (in Fig. 10 von links nach rechts)
übt der Antrieb auf die Räder 32 ein Antriebsdrehmoment entsprechend dem Pfeil 41
aus, so daß das entgegengesetzt gerichtete Drehmoment über den Seilzug 37 das Räumwerkzeug
5 in die abgesenkte Stellung drückt. Bei der Rückfahrt (in Fig. 11 von rechts nach
links) wirken Antriebsdrehmoment 41 und Gegendrehmoment in
jeweils
entgegengesetzter Richtung, so daß der Räumschild 5 in die dargestellte, angehobene
Ruhestellung geschwenkt und während der ganzen kückfahrt dort gehalten wird.
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Damit der Antrieb 1 das zum Verschwenken des Räumwerkzeuges 5 erforderliche
Gegendrehmoment aufbringen kann, muß jeweils zu Beginn der Räum- bzw. kückfahrt
dafür gesorgt werden, daß dem Antriebsdrehmoment ein ausreichend hoher Widerstand
entgegenwirkt. Hierfür sind Bremsbacken 36 vorgesehen, die sich gegen das Antriebsrad
32 anlegen und dessen Drehung behindern können. Mit den Bremsbacken 36 drehfest
verbunden sind Steuernocken 35 vorgesehen, die mit einem an der Seiltrommel 33 starr
befestigten Mitnehmerarm 34 zusammenwirken. Die Einrichtung bewirkt so, daß jeweils
bei der Umkehr der Fahrtrichtung einer der Bremsbacken 76 sich (z.B. durch Federbelastung)
gegen das Rad 32 anlegt und dessen Drehung bremst. Damit wird erreicht, daß der
dem Antrieb 1 entgegenwirkende Widerstand ausreichend hoch ist, so daß das vom Antrieb
1 erzeugte Gegendrehmoment für das Verschwenken des Räumwerkzeuges 5 ausreichend
groß ist. Erst wenn das Raumwerkzeug 5 in die jeweils andere Betriebsstellung verschwenkt
ist, kann der Mitnehmerarm 34 an der Seiltrommel 33 über den zugehörigen Steuernocken
35 den Bremsbacken 36 wegschwenken und dadurch die unbehinderte Fahrt des Fahrgestells
3 freigeben.
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Zahlreiche Abänderungen und Ausgestaltungen der dargestellten Ausführungsformen,
insbesondere auch zur Anpassung an
andere Anwendungsfälle, sind
möglich. Insbesondere ist es möglich, das Räumwerkzeug mindestens in der einen Betriebsstellung,
vorzugsweise der Ruhestellung, durch zusätzliche Einrastklinken od.dgl. festzuhalten,
damit es nicht beim Nachlassen des vom Antrieb erzeugten Gegendrehmomentes wieder
absinkt. Ferner kann man z.B. durch gegebenenfalls verstellbare Gegengewichte dafür
sorgen, daß das zum Anheben bzw. Umschwenken des Räumwerkzeuges erforderliche Drehmoment
an das vom Antrieb tatsächlich erzeugte Drehmoment angepaßt wird.