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Vorrichtung zur Gewinnung von unter Druck
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formbaren Materialien, wie beispielsweise Torf, Lehm bzw. Ton, abqesetzter
Klärschlamm und dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zur Gewinnung von unter
Druck formbaren Materialien, wie beispielsweise Torf, Lehm bzw. Ton, abgesetzter
Klärschlamm und dgl. geeignet ist und aus einem Baggerfahrzeug mit Ausleger bzw.
Stiel besteht an dessen freiem Ende über eine Drehachse eine Schürfeinrichtung in
Form eines Hohlzylindersegments, das mit seitlichen Wänden und einem radial gerichteten
rechteckigen Boden ein Stück bildet, und eine in ihren Abmaßen denen des rechteckigen
Bodens etwa entsprechende Platte angelenkt ist die mit einem oder je einem hydraulischen
Antrieb verbunden sind.
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Hierzu ist aus der DE-AS 28 30 902 ein Baggertieflöffel bekannt, der
durch einen hydraulischen Antrieb und einer Verbindungslasche zwischen einer Arbeits-
und Ausschüttstellung verstellbar am Löffelstiel angeordnet ist und einen innerhalb
des Löffels drehbar gelagerten Auswerfer aufweist, welcher über einem am Löffel
schwenkbar gelagerten Hebel entsprechend der Winkelstellung des Löffels zum Löffelstiel
zwischen seiner zurückgezogenen Füllstellung und seiner vorgeschobenen Ausschüttstellung
schwenkbar ist.
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Bei derartigen Baggertieflöffeln kann mittels des Auswerfers nur die
Gesamtmenge des in den Baggertieflöffel eingeschürften Gutes auf einmal daraus entfernt
werden, ohne daß eine Formgebung dieses Gutes eintritt oder überhaupt beabsichtigt
ist.
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Es konnte damit die Aufgabe nicht gelöst werden, ein von einer Schürfeinrichtung
aufgenommenes Gut unter Formgebung aus dieser Schürfeinrichtung zu entfernen.
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Diese Aufgabe löst die eingangs definierte Vorrichtung, wenn die rechteckige
Platte als gegen den rechteckigen
Boden der Schürfeinrichtung schwenkbare
Druckplatte ausgebildet ist und der rechteckige Boden Öffnungen aufweist.
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Die Vorrichtung der Erfindung kann als Schürfeinrich tung einen Löffel,
Lader oder Greifer aufweisen, wobei diese Formen der Schürfeinrichtungen einen nahezu
oder vollständig rechteckigen Boden haben müssen.
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Zu der Vorrichtung der Erfindung gehört ein Baggerfahrzeug, das mit
einem in herkömmlicher Weise angetriebenen und steuerbaren, vorzugsweise geländegängigen
Fahrwerk ausgestattet ist. Dieses Baggerfahrzeug muß mit einem um eine vertikale
Achse seitlich schwenkbaren Aufsatz versehen sein, der einen vertikal schwenkbaren
Ausleger trägt. Dieser Ausleger kann Gelenke aufweisen, mittels derer die fahrzeugfernen
Teile des Auslegers in bezug auf dessen Hauptachse zusätzlich vertikal oder seitlich
verschwenkt werden können. Am freien Ende des Auslegers kann in herkömmlicher Weise
eine Drehachse befestigt sein, an der als Schürfeinrichtung.
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ein Löffel oder eine Schaufel angelenkt ist, die über ein Hebelsystem
mit einem meist hydraulischen Antrieb verbunden sind, der am Ausleger befestigt
ist.
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Ebenso kann an dem freien Ende des Auslegers eine Traverse für einen
Greifer angelenkt sein, der in der Traverse volierbar aufgehängt ist und unterhalb
der Traverse eine Drehachse aufweist, an der die Greiferschalen angelenkt sind,
Diese Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind für sich in ihrer Zuordnung und
Wirkung vorbekannt, so daß hierfür Patentschutz nicht in Anspruch genommen wird.
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Die erfindungsgemäß einzusetzende Schürfeinrichtung kann als Löffel
oder Schaufel ausgebildet sein, die mit einer Oberkante an der am freien Ende des
Auslegers befestigten Drehachse angelenkt ist.Wenn die erfindungsgemäß einzusetzende
Schürfeinrichtung als Greifer ausgebildet ist, so wird von den beiden Greiferschalen
nur eine auf der Drehachse unterhalb der Traverse belassen. Wesentliche Voraussetzung
für die Eignung dieser an sich vorbekannten Schürfeinrichtungen zum erfindungsgemäßen
Verwendung ist, daß diese Schürfeinrichtungen, d.h. Löffel, Schaufel oder Greiferschale,
zumindest annähernd die Form eines Hohlzylindersegments haben, das mit seitlichen
Wänden in Kreissegmentform und einem radial gerichteten, rechteckigen Boden ein
Stück bildet. Weiter muß erfindungsgemäß auf der Drehachse, an der diese Schürfeinrichtung
mit einer ihrer die Öffnung dieser Schürfeinrichtung begrenzenden Kanten angelenkt
ist, eine in ihren Abmaßen denen des rechteckigen Bodens etwa entsprechende Platte
angelenkt sein.
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Bekanntermaßen sind die an dem freien Ende eines Baggerauslegers schwenkbar
angeordneten Schürfeinrichtungen über ein Hebelsystem mit einem meist am Ausleger
befestigten hydraulischen Antrieb verbunden, der über das Hebelsystem die Schürfeinrichtung
steuerbar zu schwenken vermag.
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Erfindungsgemäß soll die in ihren Abmaßen denen des rechteckigen Bodens
der Schürfeinrichtung entsprechende und an der Drehachse der Schürfeinrichtung angelenkte
rechteckige Platte als gegen den rechteckigen Boden der Schürfeinrichtung wirkende
Druckplatte ausgebildet sein. Hierzu kann diese Druckplatte auf ihrer dem rechteckigen
Boden abgewandten Oberfläche mit Verstärkungsrippen versehen sein. Auf dieser Oberfläche
muß
auch ein Hebelsystem angreifen, das mit einem hydraulischen Antrieb so verbunden
ist, daß das Hebelsystem unter der Wirkung dieses Antriebs relativ zu dem rechteckigen
Boden der Schürfeinrichtung zu schwenken und in Richtung dieses Bodens Druck auszuüben
vermag.
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Zusätzlich muß erfindungsgemäß der rechteckige Boden der Schürfeinrichtung
Öffnungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorteilhaft zur Gewinnung von
Torf, Lehm bzw. Ton oder ähnlichen formbaren Materialien aus ihren natürlichen Lagerstätten
eingesetzt und ist ebenso zur Behandlung von abgesetztem Klärschlamm oder anderen
Schlämmen geeignet. Zum arbeitstechnischen Einsatz wird die Druckplatte aus der
Schürfeinrichtung herausgeschwenkt und die Schürfeinrichtung mit dem Schürfgut in
herkömmlicher Weise gefüllt. Nachdem die Schürfeinrichtung aus dem anstehenden Schürfgut
heraus über einem Ablagerungsort geschwenkt ist, wird mittels eines hydraulischen
Antriebs über ein Hebelsystem die Druck platte auf die Füllung der Schürfeinrichtung
aufgelegt und unter Druck in die Schürfeinrichtung hineingepreßt. Dadurch wird das
in der Schürfeinrichtung befindliche formbare Material aus den Öffnungen im Boden
der Schürfeinrichtung aus dieser unter Formgebung herausgepreßt.
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Durch diesen Vorgang wird das in der Schürfeinrichtung befindliche
geschürfte Material verdichtet und gegebenenfalls in seinem Gehalt an freiem Wasser
vermindert.
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Hierzu kann der rechteckige Boden der Schürfeinrichtung als Sieb-
bzw. Lochplatte ausgebildet sein, durch deren Öffnungen das geschürfte Material
in Strangform austritt. Soll das geschürfte Material mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nur in seinem Gehalt an freiem Wasser vermindert werden, kann es vorteilhaft
sein,
den als Sieb- oder Lochplatte ausgebildeten Boden der Schürfeinrichtung auf der
Innenseite mit einem Filtertuch zu bespannen. In einem solchen Fall kann auch die
Druckplatte als Sieb- oder Lochplatte ausgebildet sein, die mit einem Filtertuch
bespannt sein kann. Durch das Verkleinern des Winkels zwischen Druckplatte und rechteckigem
Boden der Schürfeinrichtung wird das von der Schürfeinrichtung aufgenommene Material
verdichtet und in seinem Wassergehalt gemindert. Das in dieser Weise abgepreßte
Material kann nach dem Herausschwenken der Druck platte in herkömmlicher Weise aus
der Schürfeinrichtung entfernt werden.
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Für die Erzeugung von Strängen mit rundem oder eckigem Querschnitt
aus einem unter Druck formbarem Material, wie beispielsweise Torf oder Ton bzw.
Lehm, hat sich eine Ausbildung der Schürfeinrichtung bewährt, wie sie in Figur 1
als Beispiel schematisch dargestellt ist.
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Danach ist an dem freien Ende eines Auslegers 1 eine Drehachse 2 befestigt,
an der die Schürfeinrichtung 4 - hier ein Baggerlöffel - und die Druckplatte 5 angelenkt
sind. Die Schürfeinrichtung 4 ist über ein Hebelsystem 6 mit dem hydraulischen Antrieb
7 verbunden, während an der äußeren Oberfläche der Druckplatte 5 die Kolbenstange
eines anderen hydraulischen Antriebs 8 angreift. Beide hydraulischen Antriebe sind
an dem Ausleger 1 befestigt.
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Der rechteckige Boden der Schürfeinrichtung 4 weist in der Nähe der
Kante, die der Drehachse 2 gegenüberliegt, im Abstand nebeneinander und parallel
zu dieser Kante eine Mehrzahl von Öffnungen 9 auf, die auf der Außenseite des rechteckigen
Bodens der Schürfeinrichtung 4 von einem Kalibriermundstück umgeben sind.
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Im Betrieb wird die Schürfeinrichtung 4 auf das zu schürfende Material
aufgesetzt und mittels des Antriebs 7
über das Hebelsystem 6 so
um die Drehachse geschwenkt, daß sich die Schürfeinrichtung 4 mit dem zu schürfenden
Material füllt. Anschließend wird die Druckplatte 5 mittels des hydraulischen Antriebs
8 auf die Oberfläche der Füllung der Schürfeinrichtung 4 aufgelegt und die Schürfeinrichtung
4 mit dem Ausleger 1 aus der Schürfstellung in die Ablagestellung gebracht, worauf
die Druckplatte 5 in die Schürfeinrichtung 4 hineingedrückt und das darin befindliche
Material durch die Öffnungen 9 als geformte Materialstränge herausgepreßt wird.
Hierbei bestimmt die Form des Querschnitts der Öffnungen 9 bzw. der der Kalibriermundstücke
die äußere Form der Stränge des geschürften Materials.
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Anstelle des gesonderten hydraulischen Antriebs 8 kann gemäß Figur
2 auch ein Hebelsystem 21 treten, das die Druckplatte 5 mit dem hydraulischen Antrieb
7 der Schürfeinrichtung uerbindet.
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Figur 3 stellt als Beispiel eine andere Alternative der Erfindung
schematisch dar. An dem Ausleger 31 eines nicht dargestellten Baggerfahrzeugs ist
die Drehachse 32 befestigt, an der die Schürfeinrichtung 34 - hier ein Lader - und
die Druckplatte 35 angelenkt sind. Die Schürfeinrichtung 34 ist mit dem hydraulischen
Antrieb 37 verbunden, der an dem Ausleger 31 befestigt ist. Die äußere Oberfläche
der Druckplatte 35 ist über das Hebelsystem 33 mit dem hydraulischen Antrieb 38
verbunden.
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In ihrer Funktion entspricht diese Alternative der Erfindung im wesentlichen
der in Figur 1 dargestellten.
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Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung die Alternative der Erfindung,
nach der die Schürfeinrichtung 44 in Form einer Greiferhalbschale über die Schwenkachse
42 und die Traverse 40
an dem Ausleger 41 befestigt ist. An der
Drehachse 42 ist außerdem die Druckplatte 45 angelenkt, die ebenso wie die Schürfeinrichtung
44 über die Stange 43a mittels der Stange 43b an der Außenseite des Zylinders des
hydraulischen Antriebs 47 befestigt ist, dessen Kolbenstange 48 die Drehachse 42
trägt.
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In praktischer Anwendung wird die Schürfeinrichtung 44 in geöffnetem
Zustand, d.h, mit vollständig ausgefahrener Kolbenstange 48, auf das zu schürfende
Material aufgesetzt, dann durch partielles Einziehen der Kolbenstange 48 die Schürfeinrichtung
44 gefüllt und gleichzeitig diese Füllung mit der Druckplatte 45 abgedeckt.
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Nachdem die gesamte Anordnung über den Ablageplatz geschwenkt ist,
wird durch weiteres Einziehen der Kolbenstange 48 in den hydraulischen Antrieb der
Inhalt der Schürfeinrichtung 44 durch die mit Kalibriermundstücken versehenen Öffnungen
49 zu Strängen geformt herausgedrückt.
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Die Kalibriermündstücke, die auf der äußeren Oberfläche des rechteckigen
Bodens der Schürfeinrichtung 4 die darin befindlichen Öffnungen 9 umgeben, können
rechteckigen oder runden Querschnitt haben, je nach dem, welche äußere Form der
ausgepreßten Stränge des Schürfmaterials gewünscht ist.
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Figur 5 stellt schematisch ein Beispiel der Anordnung der Öffnungen
9 in dem rechteckigen Boden einer Schürfeinrichtung 4 dar, die mit einer Kante an
der Drehachse 2 angelenkt ist. Die Öffnungen 9 sind an der der Drehachse 2 gegenüberliegenden
Kante des rechteckigen Bodens der Schürfeinrichtung 4 angeordnet und weisen vorteilhaft
auf der inneren Oberfläche der Kalibriermundstücke eine Mehrzahl von radial gerichteten
Messern 50 auf, deren Breite geringer ist als die
halbe lichte
Weite des jeweiligen Kalibriermundstückes, wenn die Oberfläche des durch die Öffnung
9 austretenden Materialstrangs, beispielsweise zur Verbesserung der Verdunstung
der dem Material innewohnenden Feuchtigkeit, vergrößert werden soll.
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Zur Homogenisierung des von der Schürfeinrichtung 4 aufgenommenen
Schürfgutes kann es vorteilhaft sein, innerhalb der Schürfeinrichtung 4 Mischeinrichtungen
60 vorzusehen, wie in Figuren 6 und 7 in beispielhaften Ausführungsformen dargestellt.
In Figur 6 ist eine Schürfeinrichtung 4 gezeigt, die vor den in der Nähe der Kante
des rechteckigen Bodens befindlichen tiff nungen 9 und parallel zu dieser Kante
eine Mischeinrichtung 60 nach Art des Doppelwellenmischers aufweist, der durch einen
nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt wird. Wie Figur 7 zeigt, können
diese Mischeinrichtungen 70 auch senkrecht zu der Kante des rechteckigen Bodens
der Schürfeinrichtung 4 gerichtet sein, -zu der die Öffnungen 9 parallel angeordnet
sind. Auch diese Mischeinrichtungen 70 können mittels nicht dargestellter Motore
angetrieben werden.
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Selbstverständlich können auch beide Anordnungen von Mischeinrichtungen
60 und 70 gleichzeitig in einer Schürfeinrichtung 4 vorgesehen sein.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, sowohl auf der dem rechteckigen
Boden der Schürfeinrichtung 4 zugewandten Oberfläche der Druckplatte 5 als auch
auf der inneren Oberfläche des rechteckigen Bodens gerade Führungsleisten 81 anzuordnen,
die parallel zueinander verlaufen. Diese Anordnung wird in Figur 8 als beispielhafte
Ausführungsform gezeigt. Die Führungsleisten 81 erstrecken sich von der Kante in
unmittelbarer Nähe der Drehachse 2 zur gegenüberliegenden
Kante.
Diese Führungsleisten 81 sollen die Bewegung der Torfmasse beim Verdichten in der
Schürfeinrichtung in Richtung Öffnung 9 lenken. Um außerdem eine grobe Vormischung
der Torfmasse zu erreichen, hat es sich bewährt, zwischen den Führungsleisten 81
Turbulenzleisten 82 anzubringen, deren Längsachsen mit den Längsachsen der Führungsleisten
81 einen spitzen Winkel einschließen.
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Das mit der erfindungsgemäßen Schürfeinrichtung ausgerüstete Bagger
fahrzeug läßt sich mit besonderem Vorteil zur Gewinnung von Torf aus natürlichen
Lagerstätten einsetzen. Figur 9 zeigt schematisch eine Ausführungsform dieser Verwendung
als Beispiel. Danach wird das Bagger fahrzeug 91 längs der Feldkante 92 auf der
Arbeitsfläche 93 bewegt und die Torfmasse mit der Schürfeinrichtung 4 aus dem Schürfgraben
95 aufgenommen.
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Anschließend wird der Baggerausleger 96 auf die andere Seite über
die Ablagefläche 97 geschwenkt. Ablagefläche 97 und Arbeitsfläche 93 befinden sich
vorzugsweise auf gleicher Ebene, Die von der Schürfeinrichtung 4 aufgenommene Torfmasse
wird dicht über der Ablagefläche 97 strangförmig aus der Schürfeinrichtung 4 herausgepreßt,
wobei die Schürfeinrichtung 4 so ausgerichtet wird, daß die Torfstränge als gerade
Stränge, vorzugsweise im Winkel von 450 oder 900, zur Feldkante 92 abgelagert werden.
In diesem Sinne wird der Schürfgraben 95 in seiner gesamten Länge ausgehoben, bis
das Baggerfahrzeug 91 am Ende des Schürfgrabens 95 angelangt ist. Nach dem Antrocknen
der ersten Lage Torfstränge wird das Bagger fahrzeug 91 in entgegengesetzter Richtung
längs der Feldkante 92 bewegt, wobei die Schürfeinrichtung 4 beim Auspressen der
Torfstränge so ausgerichtet wird, daß die Torfstränge im rechten Winkel zu den beim
vorherigen Arbeitsgang abgelegten Torfsträngen auf diesen abgelegt werden. Wird
die erste Lage Torfstränge im Winkel von 900 zur Feldkante
92 abgelegt
und die folgenden Lagen jeweils im Winkel von 900 zueinander, so wird eine Anordnung
der Torfstränge erhalten, wie sie im Profil in Figur 10 abgebildet ist. Wird die
erste Lage Torfstränge im 0 Winkel von 45 zur Feldkante abgelegt, so wird die in
Figur 11 im Profil dargestellte Anordnung der Torfstränge erhalten. Durch dieses
Ablage-Verfahren ist gewährleistet, daß zwischen den Strängen genügend große Hohlräume
vorhanden sind, die das Trocknen der Torfstränge ermöglichen. Nach diesem Ablage-Verfahren
lassen sich bis zu 30 Lagen und mehr Torfstränge je nach Durchmesser und Länge der
Stränge und Arbeitsbereich des Baggers übereinander stapeln, die anschließend gesammelt
und an anderer Stelle zum vollständigen Trocknen ungeordnet ausgelegt werden können,
soweit noch erforderlich.
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Der Vorteil dieser Arbeitsweise liegt insbesondere darin, daß die
Torfstränge unmittelbar nach der Gewinnung und Pressung eine größere spezifische
Oberfläche aufweisen als die nach herkömmlichen Steck~ verfahren gewonnenen Torfsoden
und dementsprechend erheblich schneller als diese an der Luft trocknen.
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Zudem wird die spez. Oberfläche der Torfstränge noch durch die Längsschnitte
vergrößert, die von den in den Öffnungen der Vorrichtung der Erfindung angeordneten
radial gerichteten Messern beim Herauspressen der Torfmasse in die Oberfläche der
Torfstränge geschnitten werden.