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Schutzvorrichtung für Kratzerausleger von Portalkratzern
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schutz des Kratzerauslegers
eines Portalkratzers gegen Überlastungen durch Querkräfte.
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Während des Kratzerbetriebes sind deren Ausleger häufig erheblichen
Seitenkräften durch schlecht fließendes, z.B. backendes oder gefrorenes Gut, durch
nachrutschende Gutabschnitte, beim Verschütten des Auslegers durch einstürzende
Gurtwände und anderem unterworfen, die unzulässige Biegebeanspruchungen urld hieraus
resultierende Beschädigungen bzw. Deformierungen zur Folge haben können.
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Besonders gefährdet sind hierhei lange Kratzerausleger.
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In der Fördertechnik sind bereits bei verschiedenen Geräten mit beweglichen
Auslegern Vorkehrungen getroffen wor<Ien , uiii den Ausleger vor übermäßigen
Belastungen zu schützen.
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So ist bei einer bekannten Sicherheitsvorrichtung gegen Auflegen eines
wippbar und schwenkbar auf einem Wagen angeordnet en Förderbandauslegers, dessen
Wippseil mit seinem einen Ende direkt oder indirekt mit einem am Wagen der Schwenkachse
<les Förderbandauslegers plazierten Gelenk verbunden ist, an der Unterseite des
Bandauslegers an seinem einen Ende eine Lichtquelle angebracht, die einen Lichtstrahl
in eine am anderen Ende befindliche Selenzelle scndet, welche in der Weise geschaltet
ist, daß bei Unterbrechen der so gebildeten Lichtschranke der Wipprnotor
und
der Schwenkmotor des Förderbandauslegers ausgeschaltet werden (DE-PS 1 018 231).
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E3ei einer anderen bekannten Sicherheitsvorrichtung gegen Auflegen
eines wipp- und schwenkbar auf einem Wagen angeordneten Förderbandauslegers, dessen
Wippseil mit seinem einen Ende mit einem am Wagen angeordneten Auslegerträger verbunden
ist, ist zwischen <lem Wippseil und dem Auslegerträger ein elektrischer Schalter
so angeordnet, daß dieser den Wippmotor und den Schwenkmotor bei Entlasten des Wippseiles
ausschaltet, wobei die Betätigungsvorrichtung für den elektrischen Schalter dergestalt
ist, daß das Ausschalten erfolgt, sobald die Spannung im Wippseil einen in Abhängigkeit
von der Belastung des Förderbandauslegers einstellbaren Wert unterschreitet (DE-PS
1 083 184).
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Bekannt ist auch eine Sichertleitsvorricllturlg für Bagger und ähnliche
Tagebaugeräte mit beweglichen Auslegern wie Eimerleitern, Bandauslegern, Schaufelradauslegern
und dergleichen gegen die Fahrwerke des Gerätes ungleichmäßig belastende Verschiebungen
des Geräteschwerpunktes infolge Auflegens des Auslegers auf den Boden, die eine
Schaltvorrichtung umfaßt, welche in Abhängigkeit von der infolge Auflegens des Auslegers
auf den Boden bewirkten Entlastung der Auslegertragseile in Aktion tritt und den
Motor des Auslegereinziehwerkes stillsetzt oder seine Drehrichtung umkehrt, so daß
der Ausleger angehoben bzw. eingezogen wird (DE-Ps 735 629).
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Stand der Technik ist weiterhin eine für Geräte mit heb- und senkbarem
Ausleger wie Schaufelradbagger und dergleichen bestimmte Sicherheitsvorrichtung,
die beim Aufsetzen des Auslegers auf den Boden den Antrieb des Auslegerhubwerkes
abschaltet oder in der Drehrichtung umschaltet und bei der zum Schalten des Hubwerkantriebes
an wenigstens einen jener Gurtstäbe des Gerätgerüstes, dessen Beanspruchung sich
beim Aufsetzen des Auslegers auf den Boden ändert, ein auf die Beanspruchung des
Gurtstabes ansprechender Impulsgeber, etwa ein Dehnungsmeßstreifen, angeordnet ist
(DE-PS 1 051 208).
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Zum Stand der Technik gehört ferner eine Überlastungsschutzvorrichtung
für Kratzerausleger, bei welcher am Ausleger selbst mindestens ein auf Kraft- oder
Längenänderungen ansprechender Signalgeber angebracht ist, welcher bei Überschreiten
einer vorgegebenen Kraft oder Länge ein Signal zum Ab- oder Umschalten eines oder
mehrerer Kratzertriebwerkes abgibt; hierbei ist entweder der Signalgeber in ein
Zugmittel eingefügt, welches seitlich am Ausleger entlang gespannt und an dessen
Kopf und Fuß befestigt ist, oder der Signalgeber ist zwischen den beiden Teilen
eines geteilten Auslegerfußendes angeordnet (DE-GM 7 713 496).
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Der Erfindung oblieyt die Aufgabe, bei Portalkratzern die Kratzerausleger
vor unzulässigen Seitenkräften zu schützen und bleibende Deform ierungen auszuschließen.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß entlang des
der Kratzerauslegerspitze benachbarten Portalbeins an beiden Längsseiten des Kratzerauslegers
un<i init geringem Abstand zu ihm je ein Zugmittel vorgesehen ist, welches mit
Vorspannung am Kratzerportal befestigt ist und dem mindestens ein auf Längen oder
Kraftänderungen ansprechendes Überwachungsorgan zugeordnet ist, das an den Schaltkreis
des Fahrwerksmotors angeschlossen ist.
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Übersteigt während des Kratzerbetriebes die auf den Kratzerausleger
wirkende Seitenkraft die vorgegebene Grenze, so wird er innerhalb der Elastizitätsgrenze
aus gelenkt und tibt seinerseits auf das in Fahrtrichtung hinter ihm lieyende Zugmittel
eine entsprechende Querkraft aus, die das Zugmittel zur Seite hin verformt und die
Zugspannung in ihm derrnaßen erhöht, daß das Überwachungsorgan anspricht und den
Fahrwerkslnotor ausschaltet; ein Anwachsen der Seitenkraft über das vorgegebene
Maß hin-aus ist auf diese Weise zuverlässig ausgeschlossen.
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In Weiterausgestaltung der Erfindung dienen als Zugmittel zwei Seile
oder Seilstränge und sind seitlich am Kratzerportal zwei Konsolen angebracht, zwischen
denen die Seile bzw. Seilstränge mit einem der Breite des Kratzerauslegers entsprechenden
Abstand zueinander gespannt sind.
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Damit zum einen während der Arbeitsbewegung des Kratzerauslegers die
Kratzbleche an den umlaufenden Kratzerketten mit den Zugmitteln nicht in Berührung
kornmen können und zum anderen die Schutzvorrichtung uneingeschränkt auch in den
untersten Stellungen des Kratzerauslegers nahe dem Lagerplatzboden wirksam ist,
ist nach einem anderen Erfindungsmerkmal das vordere Ende des Kratzerauslegers an
beiden Längsseiten mit formsteifen Kraftübertragungsgliedern besetzt, deren Dimensionen
in Längs- und Querrichtung nes Kratzerauslegers so bemessen sind, daß sie in allen
Arbeitsstellungen des Kratzerauslegers von den Zugmitteln flankiert werden. Eine
ftir die Anforderungen des praktischen Betriebes günstige Ausbildungsform der Kraftübertragungsglieder
besteht hierbei in zwei auf den Längsseiten des Krltzerauslegers angebrachten, in
dessen Längsrichtung sicherstreckenden Leisten rnit quer oder schräg gerichtetem
Bügel oder Schenkel an ihrer n der r Kratzerauslegerspitze zugewandten Ende. Die
Leisten liegen seitlich vor den Kratzblechen der Kratzerkette und kommen deshalb
bereits mit allen Zugmitteln in Berührungskontakt, bevor die Kratzbleche mit letzteren
kollidieren könnten.
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Der Biigel oder Schenkel jeder Leiste, der mit dem Kratzerausleger
eine starre Einheit bildet, sorgt für die erforderliche seitliche Überdeckung zwischen
Zugmitteln einerseits und Kratzerausleger andererseits, wenn der Kratzerausleger
nahe des Lagerplatzbodens das Gut abräumt.
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Zum Vorspannen der Seile bzw. Seilstränge wird zweckrnäßig wenigstens
ein einstellbarer Kraftspeicher benutzt, wobei zurn Einstellen der Kraft an einer
der Konsolen Stellmittel angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung
dienen als Kraftspeicher eine Feder oder ein Federpaket und als Stellmittel eine
Stellspindel mit Stellmutter, wobei die Stellspindel mit dem zugeordneten Seil verbunden
und an der Konsole geführt ist und zwischen Stellmutter und Konsole die Feder bzw.
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das Federpaket aufnimmt. Die Stellspindel kann vorteilhaft gleichzeitig
zum Auslösen von Schaltfunktionen herangezogen werden, indem sie mit einem Schaltelement,
etwa einem Schaltnocken oder Schaltlineal, besetzt wird, dem wenigstens ein mit
dem Fahrwerksmotor verbundener
Endschalter zugeordnet ist.
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In den Zeichnungen ist <itt Ausführungsbeispiel der Schutzvorrichtung
nach der Erfindung wiedergegeben, das nachfolgend beschrieben wird.
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Es zeigen Fig. 1 Eine Seitenansicht eines mit der erfindungsgemäßen
Schutzvorrichtung ausgestatteten Portalkratzers, Fig. 2 eine Draufsicht auf den
Portalkratzer nach Fig. 1, Fig. 3 das eine Ende des Zugmittels der Schutzvorrichtung
mit den Stell- uncl Spannmitteln sowie dem Schaltelernent samt Endschalter litt
größeren Maßstab und Fig. 4 das zur Schutzvorrichtung des Portalkratzers nach den
Fig. 1 u. 2 gehörende Blockschaltbild.
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Der Portalkratzer besteht im wesentlichen aus einem zur Mittelebene
symetrisch aufgebauten Portal 1 und einem Kratzerausleger 2. Das Portal 1 besitzt
zwei Portalbeine 3,4 tiiit je einem Fahrbalken 5 bzw. 6, der sich über mehrere Laufräder
7 bzw. 8 auf einer Schiene 9 bzw. 10 abstützt, die entlang des Lagerplatzbodens
11 verlegt ist. Das Portalbein 4 weist oberhalb seines Fahrbalkens 6 einen seitlichen
Anbau 12 mit zwei Lagerböcken 13, 14 auf, die eine Achse 15 aufnehmen, auf welcher
der Kratzerausleger 2 schwenkbeweglich gelagert ist. Auf der Achse 15 und einer
Achse 16 an der Kratzerauslegerspitze sind je zwei Kettenräder 17 bzw. 18 für die
Kratzerketten 19 gelagert, deren Kratzbleche nicht dargestellt sind. Die beiden
Kettenräder 17 werden durch einen Antrieb üblicher Bauart in der bekannten Weise
tmgetrieben (nicht veranschaulicht). Der Kratzerausleger 2 hängt unter Vermittlung
eines gelenkig nilt ihm verbundenen Gehänges 20 an einem Seil 21 und kann mit Hilfe
einer
Winde 22 ausgelegt oder eingezogen werden. Die Winde 22 ist
auf einer am Portalbein 4 seitlich vorgesehenen Konsole 24 angeordnet. Das Seil
21 ist von der Trommel 23 der Winde 22 über Seilrollen 25, 26,27 auf einer Achse
28 in einer Konsole 29 sowie über Seilrollen 30 und 31 auf einer Achse 32 des Gehänges
20 zu einer ebenfalls auf der Achse 32 angeordneten Seilhülse 33 geführt. Die Konsole
29 ist oben am Portal 1 an dessen dem Kratzerausleger 2 zugekehrten Seite angebracht
und nirnmt ihrerseits die in zwei Lagerböcken 34 abgestützte Achse 28 auf (Fig.
2).
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Der Portalkratzer ist mit einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung
ausgerüstet. Hierfür sind entlang des der Kratzerauslegerspitze benachbarten Portal
heins 3 an beiden Längsseiten des Kratzerauslegers 2 und mit geringem Abstand zu
ihm je ein Zugmittel in Form eines Seilstranges 35a bzw. 35b vorgesehen. I)ie Scilsträn(Jc
35a, 35b sind Teil eines Seiles 35, welchcs von einer ortsfesten Seilhülse 3G über
zwei Seilrollen 37,38 zu einer ortsveränderlichen Seilhülse 39 geführt ist (Fig.
2). Die Seilhülse 36 ist in einem Lagerbock 40 schwenkbeweglich gelagert, der auf
einer seitlich am Portalbein 3 angeordneten und fest mit diesem verbundenen Konsole
41 befestigt ist. Die Seilrollen 37, 38 werden je von einem Rollenhalter 42 bzw.
43 aufgenommen, der seinerseits schwenkbeweglich auf einer Achse 44 angeordnet ist,
welche in einem an der Konsole 29 angebrachten Lageransatz 45 abgestützt ist. Die
ortsveränderliche Seilhülse 39 ist durch einen Bolzen 46 rnit einer Stellspindel
47 gelenkig verbunden, die in einem Rohrstück 48 steckt, welches die Konsole 41
schräg durchdringt und mit dieser verschweißt ist (Fiy. 2 + 3).
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Die Stellspindel 47 hat an ihrem der Seilhülse 39 abgekehrten Ende
einen glatten Zapfen 47a und daran angrenzend einen Abschnitt mit Gewinde 47b. Die
Stellspindel 47 nimmt zwischen zwei Federtellern 49,50 ein Tellerfederpaket 51 auf,
das mit Hilfe einem -itif <lis Gewinde 47b geschraubten Stellmutter 52 mit Kontermutter
53 derart gegen das Rohrstück 18 bzw. die Konsole 41 gespannt ist, daß die beiden
Seilstränge 35a, 35b des Seiles 35 eine bestimmte Vorspannung haben. Auf dem Zapfen
47a der Stellspindel 47 ist ein Schaltnocken 54 angeordnet, der einstellbar
durch
eine Schraube 55 fixiert ist. Dem Schaltnocken 54 sind zwei Endschalter 56, 57 so
zugeordnet, daß siw beide von ihm betätigt werden können, wenn die Stellspindel
47 entsprechende Axialbewegungen ausführt. Gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 4 ist
der Endschalter 56 mit einer Signallampe 58 verbunden, welche die Betriebsbereitschaft
der Schutzvorrichtung anzeigt. Der Endschalter 57 ist in Reihenschaltung an drei
Zeitrelais 59, 60, 61 angeschlossen, von denen das erste Zeitrelais 59 z. B. auf
10 sec., das zweite Zeitrelais 60 auf z. B. 20 sec. und das dritte Zeitrelais 61
auf z. B. 30 sec. eingestellt ist. Der Endschalter 57 hat Verbindung über das Zeitrelais
59 mit einer unzulässige Belastungen des Kratzerauslegers 2 anzeigenden Signallampe
62, über die Zeitrelais 59 und 60 mit dem Antriebsmotor 63 des nicht näher dargestellten,
bekannten Fahrantriebs des Portals 1 sowie über die Zeitrelais 59, 60 und 61 mit
einem Schütz 64, das den Hauptstromkreis des Portalkratzers zugeordnet ist und diesen
öffnet oder schließt.
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Die Schutzvorrichtung urnfaßt ferner forrnsteife Kraftübertragungsglieder
am Kratzerausleger. Sie bestehen aus je einer auf jeder Längsseite des Kratzerauslegers
2 angebrachten Leiste 65 bzw. 66 mit einem fest mit ihr verbundenen Bügel 67 bzw.
68 auf ihrem der Kratzerauslegerspitze zugekehrten En<le. Jede der Leisten 65,
66 ist auf mehreren Zwischenblechen 69 festgeschweißt, die in Abständen seitlich
auf dem Kratzausleger 2 aufgesetzt, fest rnit ilim verbunden und so bemessen sind,
daß die beiden Leisten 65, 66 die Kratzbleche der Kratzerketten 19 seitlich überragen.
Querstreben 70 und Diagonalstäbe 71 verbinden <lie l>eiden Bügel 67, 68 miteinander
und versteifen sie in Querrichtung des Kratzerauslegers 2. Die Länge der Leisten
65, 66 und die Höhe ihrer Bügel 67, 68 sind so bemessen, daß in allen Arbeitsstellungen
des Kratzerauslegers 2 die Leisten oder die Bügel oder beide von den Seilsträngen
35a, 35b flankiert werde, d.h.
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stets zwischen letztercn liegen.
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Arbeitsweise der Schutzvorrichtung: Während des Abräumens der Halde
72 fährt der Portalkratzer an ihr entlang hin und her, wobei vor jeder Vorwärtsfahrt
und jeder Rückwärtsfahrt der Kratzerausleger 2 um Schnittiefe abgesenkt wird. Die
in Richcr, tung des Pfeiles 73 mit den Kratzketten 19 umlaufenden Kratzbleche transportieren
das Gut hinab zurn Haldenfuß uiid über die Kante des Lagerplatzbodens 11, von wo
es auf ein Abförderband 74 fällt und von diesem abgefördert wird. Bei diesem Abräumvorgang
wird der Kratzerausleger 2 seitlich in das Gut hineinbewegt, wenn das Portal 1 auf
den Schienen 9, 10 verfährt.
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Hält sich die auf den Kratzerausleger 2 wirkende Seiten- bzw. Querkraft
innderhalb der vorgegebenen Grenze, so ist die von der jeweils in Fahrtrichtung
hinten liegenden Leiste 65 bzw. 66 auf den Seilstrang 35a bzw.
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35b ausgeübte Querkraft entsprechend gering und damit auch die in
den Seilstrang 35a oder 35b wir-ksarne Zugkraft nur so groß, daß ihr die Federkraft
des entsprechend vorgespannten T ellerfederpakets 51 die Waage hält und die Stellspindel
47 und der atif ihren Zapfen 47a sitzende Schaltnocken 54 jene Stellung haben, wie
sie in Fig. 3 veranschaulicht ist, d. h., der Endschalter 56 ist vorn Schaltnocken
54 betätigt und hält den Stromkreis zu der die Betriebsbereitschaft anzeigenden
Signallampe 58 geschlossen; der Endschalter 57 ist nicht betätigt.
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Steigt dagegen die auf den Kratzerausleger 2 während des Abräumvorganges
wirkende Seitenkraft über die vorgegebene Grenze an, die ein Verbiegen desselben
bzw. bleibende Deformierungen zur Folge haben könnte, etwa aufgrund verhärtetex
oder ge gefrorener Stellen in der halde 72, so erzeugt die von der in diesen Fall
aktiven leiste 65 oder 66 bzw. ihrem Bügel 67 bzw. 68 auf den zugeordneten Seilstrang
35 a oder 35b ausgeübte Querkraft in den Seilsträngen 35a, 35b eine Zugkraft, welche
die Federkraft des Tellerfederpaketes 51 überwindet und die Stellspindel 17 samt
Schaltnocken 54 - mit Bezug auf Fig. 3 - nach rechts bewegt, so daß der Endschalter
57 betätigt wird. Dieser legt die Zeitrelais 59, 60 und 61
an Spannung.
Hält die besagte übermäßige Querkraft auf den Kratzerausleger 2 an, d.h. der Endschalter
57 bleibt betätigt, so schaltet zuerst das Zeitrelais 59 nach der an ihm eingestellten
Zeit die Signallampe 61 ein, welche dem Kratzerführer den Gefahrenzustand meldet.
Dann schaltet nach Ablauf der eingestellten Zeit das Zeitrelais 60 den Antriebsmotor
63 des Fahrwerks des Portals 1 aus. Der Kratzer bleibt stehen, seine Kratzwerkzeuge
arbeiten aber weiter und räumen das Gut vott der Halde ab, so daß der Kratzerausleger
2 normalerweise nun frei kommt und die übermäßige Seitenkraft verschwindet bzw.
reduziert wird. Folglich liißt auch die Querkraft auf die Seil stränge 35a, 35b
und damit auch die Zugkraft in letzteren nach1 und die Federkraft des Tellerfederpaketes
51 zieht die samt Schaltnocken 54.
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Stellspindel 47 nach links, wodurch der Endschalter 57 im entgegengesetzten
Sinn betätigt wird und die Zeitrelais 59, 60,61 wieder von Spannung trennt, so daß
das Zeitrelais 59 die Signal lampe 62 ausschaltet und das Zeitrelais 60 den Antriebsmotor
63 des Fahrwerks wieder einschaltet und der Portalkratzer seine Fahrt fortsetzt.
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Hält dagegen trotz Stillsetzens des Fahrwerks die Überlast auf den
Kratzerausleger 2 weiter an, etwa weil die Kratzwerkzeuge den Kratzerausleger nicht
schnell genug freiräumen, d. h. der Endschalter 57 bleibt durch den Schaltnocken
54 im Sinne Zeitrelais 59his61 einschalten betätigt, so wird schließlich das dritte
Zeitrelais 61 nach der eingestellten Zeit wirksam, welches das Schütz 64 von Spannung
trennt, das seinerseits den Hauptstromkreis des Portalkratzers unterbricht und damit
sämtliche Antriebe des Kratzers ausschaltet. Bleihcnde Deformierungen bzw. ein Verbiegen
des Kratzerauslegers werden auf diese Weise vermieden. Es ist dabei egal, ob der
Kraftangriff auf den Seilstrang 35a oder auf den Seilstrany 35h erfolgt, da sie
Teil ein und desselben Seiles 35 und miteinander verbutiden sind.
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Die in den Zeichnungen dargestellte und vorangehend beschriebene Ausführungsform
der Schutzvorrichtung nach der Erfindung ist lediglich ein Beispiel; diese Ausführungsform
kann noch verschieden abgewandelt werden.
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So können z. B. statt der beiden Seilstränge eines einzigen Seiles
zwei voneinander völlig getrennte Seile zwischen den Konsolen 29 und 41 gespannt
werden, denen je ein Kraftspeicher zugeordnet wird und die je für sich Stellrnittel,
Schaltelemente un<l Endschalter haben. Der Kraftspeicher, die Stellmittel und
ebenso die elektrischen Schaltelemente können durch andere geeignete Mittel,wie
sie handelsüblich sind, ersetzt werden.
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L e e r s e i t e