EP2275764A1 - Vorrichtung zur Positionierung eines Materialkorbs - Google Patents

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EP2275764A1
EP2275764A1 EP09164630A EP09164630A EP2275764A1 EP 2275764 A1 EP2275764 A1 EP 2275764A1 EP 09164630 A EP09164630 A EP 09164630A EP 09164630 A EP09164630 A EP 09164630A EP 2275764 A1 EP2275764 A1 EP 2275764A1
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EP
European Patent Office
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material basket
melting furnace
basket
opening
crane
Prior art date
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EP09164630A
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English (en)
French (fr)
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EP2275764B1 (de
Inventor
Michael Schmid
Ulrich Schmieder
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to ES09164630T priority patent/ES2383053T3/es
Priority to AT09164630T priority patent/ATE555357T1/de
Priority to RU2012103846/02A priority patent/RU2522056C2/ru
Priority to US13/382,670 priority patent/US20120257949A1/en
Priority to PCT/EP2010/056759 priority patent/WO2011003656A1/de
Priority to CN201080030649.8A priority patent/CN102472584B/zh
Priority to BR112012000286A priority patent/BR112012000286A2/pt
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0025—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
    • F27D3/0027—Charging vertically with corbs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C17/00—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports
    • B66C17/06—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports specially adapted for particular purposes, e.g. in foundries, forges; combined with auxiliary apparatus serving particular purposes
    • B66C17/08—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports specially adapted for particular purposes, e.g. in foundries, forges; combined with auxiliary apparatus serving particular purposes for charging treatment chambers, e.g. furnaces, kilns, ovens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
    • F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0069—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities the device being suspended, e.g. from a crane

Definitions

  • the invention relates to a device for positioning a deflectable material basket at a feed opening of a melting furnace, a melting furnace having a shaft with a feed opening and a shaft slide for opening and closing the feed opening, a method for positioning a deflectable material basket and another method for feeding a melting furnace.
  • Various methods are known for filling a melting furnace with charge material to be melted. Often material baskets are used as transport facilities for the charging material, which are conveyed by means of a crane to a feed opening of the melting furnace.
  • the charging material which comprises, for example, in the case of a metal melting furnace predominantly scrap, but also additives and the like, is emptied into the feed opening and melted in the furnace.
  • the material basket When transporting a material basket from a loading station, in which an empty material basket is filled with charging material to the melting furnace, the material basket usually hangs freely on a crane rope. Due to the sideways movement and deceleration in the region of the feed opening, a deflection of the material basket occurs, which leads to a swinging or oscillation of the material basket. This makes it difficult to position the material basket correctly and quickly over the feed opening.
  • German patent no. 560,041 already discloses a charging device for melting furnaces, which reduces a deflection, and consequently a swinging or a pendulum movement of a moving through a crane feed container or material basket.
  • This is the raised hopper supported against the vehicle of the crane and virtually rigidly connected to this, so that a swing or commuting during transport can not occur.
  • the thus fixed feed container is transported to emptying in this position.
  • a change in the distance between the crane vehicle and the feed container is no longer so that the rails of the crane and / or the feed opening must be arranged in order to approach the feed container directly to the feed opening and to fill the batch can.
  • deflectable material basket here describes that the material basket has a suspension that allows a horizontal deflection in at least two directions, preferably all directions. This includes, for example, a cable suspension, chain suspension, pendulum suspension and the like.
  • the guardrail system of the device according to the invention allows a particularly fast and uncomplicated start-up of a deflectable material basket to a relative to the crane arbitrarily arranged feed opening.
  • the oscillation or oscillation of the material basket occurring when the material basket starts up is absorbed and stopped by the guard rail system.
  • the downtime of the furnace is reduced, with up to about one minute of time per Chargiervorgang can be saved. This corresponds approximately to an increase in production of 3 to 5%.
  • the at least one locking device of the guard rail system reliably prevents a deflection of the material basket during the emptying of the charging material, so that damage to the loading opening or arranged in the region of the feed opening components through the material basket is omitted.
  • the stop may be part of such a locking device or be arranged separately therefrom.
  • Positioning of the material basket is not only in the case in which the material basket is fixed horizontally in all directions immovably in the device, but also when the material basket remains horizontally movable in the locked position with a small clearance.
  • a small clearance is understood to mean that the material basket can move horizontally in each direction by a maximum of up to 50 mm, in particular by a maximum of up to 30 mm, in the locked state in the device.
  • the at least two crash barriers are arranged at a distance and at least partially parallel to one another in such a way that the material basket can be guided along the guard rails between them to the at least one stop.
  • the at least two crash barriers bound the material basket in this embodiment on both sides, so that a lateral deflection is prevented.
  • the at least two guardrails may alternatively or in combination therewith be arranged at a distance from one another and at least in regions such that the material basket can be guided along the guardrails between the latter and at least one stop, wherein the distance between the guardrails is in the direction of the at least one stop reduced. This is particularly advantageous if a swing or pendulum movement of the material basket between the crash barriers to be slowed down.
  • the at least one stop of the guard rail system prevents further forward movement of the material basket, so that it is preferably restricted on two sides by crash barriers and on a third side by the stop in his freedom of movement.
  • the at least one locking device is advantageously designed such that components of the at least one locking device and the material basket are interlocking and / or intermeshing.
  • the at least one locking device fixes the material basket on the crash barrier system such that its freedom of movement is also limited in the direction of a fourth side. A horizontal deflection of the material basket at the loading opening is no longer possible by snapping or meshing of the material basket in the at least one locking device.
  • the at least one locking device comprises at least two vertically arranged sleeve-like zones, in which pins arranged perpendicular to the material basket can be introduced.
  • pins on the guard rail system and sleeve-like zones can also be located on the material basket, etc.
  • other interlocking or interlocking systems which are arranged on the material basket and on the device and operate according to a key-lock principle, can be used without problems ,
  • the device further comprises a hopper for receiving the material basket, which is arranged between the guard rail system and the feed opening.
  • the hopper should complete the load slow down the fall of the charging material and steer the case in the desired direction.
  • the funnel has a funnel flap on one side. This is preferably located on the side of the funnel, from which the material basket is approached.
  • the hopper flap is preferably mechanically or hydraulically actuated.
  • the funnel flap is opened and lowered at the same time, the material basket is inserted into the funnel and the funnel flap is closed again. This allows an arrangement of the bottom portion of the material basket within the hopper. This prevents parts of the load from being emptied next to them instead of into the melting furnace when the material basket is emptied.
  • the funnel is carried out without a funnel flap, the funnel is preferably arranged or suspended between the loading opening and the guard rail system such that the material basket can be easily moved over the funnel, at least during the start-up procedure.
  • a height-adjustable funnel has proven itself.
  • a smelting furnace having a hopper with a feed opening and a sheath slide for opening and closing the feed opening and equipped with the device according to the invention has proved to be particularly advantageous.
  • the melting furnace is a metal melting furnace, in particular an electric arc furnace.
  • the charging material used for a metal smelting furnace is predominantly scrap.
  • the device is preferably arranged on the melting furnace above the feed opening.
  • the feed opening are vertically below the device so that the load can fall directly into it.
  • the device can also be laterally offset above the feed opening, wherein the charging material is guided via a chute into the feed opening.
  • the material basket is moved between the at least two crash barriers in the direction of the at least one stop.
  • the guardrails could be arranged such that they support the material basket only on one side and lead. In this case, the material basket would not move between, but only along the crash barriers and lean against them.
  • the material basket after step c) is still fully supported by the crane. This reliably prevents the material basket from detaching itself from the crane suspension and consequently can not be removed quickly after emptying.
  • the procedure of positioning the material basket opposite the feed opening before opening the shaft pusher saves time for the charging process and increases the production efficiency of the melting furnace.
  • the charging process can be repeated until the capacity of the melting furnace for the melt produced from the charge material is reached.
  • the melting furnace is a metal melting furnace in the form of an arc furnace
  • the energy input into the electric arc furnace is interrupted before opening the shaft slide.
  • the at least one bottom flap on the material basket is preferably actuated mechanically, pneumatically or hydraulically.
  • a bottom flap can be formed not only in the form of a continuous plate, but also with openings and / or subdivisions.
  • the material basket on a curved bottom portion which is formed by two laterally swing away bottom flaps.
  • FIG. 1 shows a device 1, which serves for positioning a deflectable material basket 100 over a feed opening 203 of a melting furnace 200 (see here Figures 2 and 3 ).
  • the device 1 comprises a guard rail system, which here has two horizontally oriented guard rails 2, 3, which act as a lateral guide for the material basket 100, two stops 4a, 4b, to which the material basket 100 along the two guard rails 2, 3 can be performed and two locking means 5a, 5b, by means of which the material basket 100 can be locked relative to the loading opening 203.
  • the device 1 here also has a funnel 6, which however is only optionally available.
  • the hopper 6 has on one side a hopper flap 6a, which is movable by means of hydraulic lifting cylinders 7a, 7b and in the opened state allows the retraction into or extension of the material basket 100 from the device 1.
  • the crash barriers 2, 3 In the area of the funnel flap 6a, the crash barriers 2, 3 have sections 2b, 3b whose spacing decreases in the direction of the stops 4a, 4b. This facilitates the threading of the material basket 100 between the crash barriers 2, 3. Subsequently, the crash barriers 2, 3 further sections 2a, 3a, which run parallel or substantially parallel to each other.
  • FIG. 2 shows the device 1 according to FIG. 1 above a shaft pusher 202 in an exploded view.
  • the shaft slide 202 covers a feed opening 203, which belongs to a melting furnace 200, not shown here for the sake of clarity (compare FIG FIG. 3 ).
  • the shaft slide 202 may be hydraulically, pneumatically or mechanically operable to open and close the feed opening 203.
  • FIGS. 3 to 5 show in a side view the sequence of a method for positioning a deflectable material basket 100 over a feed opening 203 of a melting furnace 200 or for feeding the furnace 200, with a device 1 according to FIG. 1 Is provided.
  • the device 1 is here above the feed opening 203, so that the material basket 100 retracted into the device 1 is located vertically above the feed opening 203.
  • the material basket 100 is transported by means of a crane 50 in the form of a overhead crane, which has a gantry crane 50a on a running rail system 60 with a trolley 50b, in the direction of the melting furnace 200 (see arrow).
  • the material basket 100 hangs on a hook cross member 52, which is fastened to crane cables 51 and can be deflected horizontally in all directions, so that during transportation and emptying of the material basket 100, oscillation or pendulum movement of the material basket 100 can occur.
  • the material basket 100 has two bottom flaps 102a, 102b, which can be hydraulically opened and closed.
  • two pins 101a, 101b are respectively arranged on each side of the material basket 100.
  • the pins 101b, which first reach the device 1, are locked in the locking devices 5a, 5b of the device 1.
  • the other two pins 101a are used, for example, when the material basket 100 is rotated by 180 degrees into the device 1.
  • the melting furnace 200 shown only schematically is located on a furnace platform 300 and has a shaft 201 with the charging opening 203 (see FIG. 2 ), which is closed with the shaft slide 202.
  • the material basket 100 is according to FIG. 3 moved by means of the crane 50 with open hopper flap 6a to the crash barriers 2, 3 of the device 1 and along the crash barriers 2, 3 between them in the direction of the stops 4a, 4b moves until the stops 4a, 4b reaches the device 1 and the movement of the Material basket 100 is stopped by this.
  • FIG. 4 shows the material basket 100 and the shaft pusher 202 according to FIG. 3 after retracting the material basket 100 in the Device 1.
  • the material basket 100 is retracted into the device 1 up to the stops 4a, 4b.
  • the funnel flap 6a was closed behind the material basket 100 again.
  • the area can be seen, in which the locking device 5b is located.
  • the pin 101b of the material basket 100 is located above a sleeve-like zone of the locking device 5b, which is bounded on one side by the stopper 4b and on the other side by a stopper element 8. In the region of the locking device 5a, not visible here, another pin of the material basket is in the same position.
  • the material basket 100 is then lowered by means of the crane 50 (see arrow above material basket 100).
  • the material basket 100 is locked by means of the locking devices 5a, 5b above the charging opening 203 of the melting furnace 200.
  • the pins 101b on the material basket 100 engage in the sleeve-like zones of the locking devices 5a, 5b, so that movement of the material basket 100 against the direction of retraction into the device 1 is prevented by the stopper element 8 of each locking device 5a, 5b.
  • the material basket 100 is now fixed by the guardrails 2, 3 and the locking devices 5a, 5b, in detail the stops 4a, 4b and the respective stopper element 8, in the horizontal direction against a deflection.
  • the material basket 100 still depends completely on the crane 50, so that the crane ropes 51 remain taut and can not detach from the material basket 100.
  • the material basket 100 is fixed and can not cause damage by swinging or hunting in the region of the feed opening 203 or other adjacent components of the melting furnace.
  • the emptied basket of material 100 can be removed with open or closed bottom flaps 102a, 102b by means of the crane either upwards out of the device 1 or alternatively after lifting into the position according to FIG FIG. 4 be extended by means of the crane 50 and opening the hopper flap 6a again from the device 1 until again the position according to FIG. 3 is reached.

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  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Container Filling Or Packaging Operations (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens, einen Schmelzofen mit einer solchen Vorrichtung, ein Verfahren zur Positionierung eines Materialkorbs sowie ein Verfahren zur Beschickung eines Schmelzofens. Die Vorrichtung verhindert zuverlässig ein Schwingen oder Pendeln eines mittels eines Krans bewegten, auslenkbaren Materialkorbs beim Anfahren an den Schmelzofen und beim Entleeren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens, einen Schmelzofen, der einen Schacht mit einer Beschickungsöffnung und einen Schachtschieber zum Öffnen und Schließen der Beschickungsöffnung aufweist, ein Verfahren zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs sowie ein weiteres Verfahren zum Beschicken eines Schmelzofens.
  • Es sind verschiedene Verfahrensweisen bekannt, einen Schmelzofen mit aufzuschmelzendem Chargiergut zu befüllen. Häufig werden dabei Materialkörbe als Transporteinrichtungen für das Chargiergut eingesetzt, die mittels eines Krans bis zu einer Beschickungsöffnung des Schmelzofens befördert werden. Das Chargiergut, das beispielsweise im Falle eines Metallschmelzofens überwiegend Schrott, aber auch Zuschlagsstoffe und dergleichen umfasst, wird in die Beschickungsöffnung entleert und im Schmelzofen erschmolzen.
  • Beim Transport eines Materialkorbs von einer Beladestation, in der ein leerer Materialkorb mit Chargiergut befüllt wird, bis zum Schmelzofen hängt der Materialkorb üblicherweise frei an einem Kranseil. Aufgrund der Seitwärtsbewegung und des Abbremsens im Bereich der Beschickungsöffnung tritt eine Auslenkung des Materialkorbs auf, die zu einem Schwingen oder Pendeln des Materialkorbs führt. Dies erschwert eine korrekte und zügige Positionierung des Materialkorbs über der Beschickungsöffnung.
  • Die deutsche Patentschrift Nr. 560 041 offenbart bereits eine Beschickungsvorrichtung für Schmelzöfen, die eine Auslenkung, und in Folge ein Schwingen bzw. eine Pendelbewegung eines mittels eines Krans bewegten Beschickungsbehälters oder Materialkorbs vermindert. Dazu wird der angehobene Beschickungsbehälter gegen das Fahrzeug des Krans abgestützt und quasi starr mit diesem verbunden, so dass ein Schwingen oder Pendeln beim Transport nicht auftreten kann. Der derart fixierte Beschickungsbehälter wird bis zur Entleerung in dieser Position transportiert. Eine Veränderung des Abstands zwischen dem Kranfahrzeug und dem Beschickungsbehälter erfolgt nicht mehr, so dass die Laufschienen des Krans und/oder die Beschickungsöffnung entsprechend angeordnet sein müssen, um den Beschickungsbehälter unmittelbar an die Beschickungsöffnung anfahren und das Chargiergut einfüllen zu können.
  • In der Praxis ist ein derartiges Vorgehen meist nicht möglich. So ist es in der Regel aufgrund der örtlichen Gegebenheiten erforderlich, den Materialkorb mittels des Krans anzuheben, über eine bestimmte Strecke zu transportieren und anschließend wieder abzusenken. Zumindest beim Absenken hängt der Materialkorb frei am Kranseil oder an Ketten und es kommt zu einer Auslenkung, die ein Schwingen oder eine Pendelbewegung bewirkt. Eine ungleichmäßige Beladung führt zudem zu einem Schiefhängen des Materialkorbes. Eine zügige und gleichzeitig exakte Positionierung des Materialkorbs gestaltet sich demnach nach wie vor als schwierig. Schließlich führt auch das Entleeren des Materialkorbs zu einer Auslenkung des Materialkorbes, wobei enorme Schäden im Bereich der Beschickungsöffnung und deren Peripherie verursacht werden können.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens gelöst, die ein an der Beschickungsöffnung angeordnetes Leitplankensystem umfasst, das
    • mindestens zwei horizontal ausgerichtete Leitplanken aufweist, welche als Seitenführung für den Materialkorb fungieren,
    • mindestens einen Anschlag aufweist, bis zu dem der Materialkorb entlang der mindestens zwei Leitplanken führbar ist, und
    • mindestens eine Arretiereinrichtung aufweist, mittels welcher eine Auslenkung des Materialkorbs an der Beschickungsöffnung verhinderbar ist.
  • Der Begriff "auslenkbarer Materialkorb" beschreibt hierbei, dass der Materialkorb eine Aufhängung besitzt, die eine horizontale Auslenkung in mindestens zwei Richtungen, bevorzugt allen Richtungen, ermöglicht. Darunter fällt beispielsweise eine Seilaufhängung, Kettenaufhängung, Pendelaufhängung und dergleichen.
  • Das Leitplankensystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht ein besonders schnelles und unkompliziertes Anfahren eines auslenkbaren Materialkorbs an eine gegenüber dem Kran beliebig angeordnete Beschickungsöffnung. Das beim Anfahren des Materialkorbs auftretende Schwingen oder Pendeln des Materialkorbs wird vom Leitplankensystem aufgefangen und gestoppt. Dadurch vermindert sich die Stillstandszeit des Schmelzofens, wobei pro Chargiervorgang bis zu etwa einer Minute an Zeit eingespart werden kann. Dies entspricht in etwa einer Produktionssteigerung von 3 bis 5%.
  • Zudem verhindert die mindestens eine Arretiereinrichtung des Leitplankensystems zuverlässig eine Auslenkung des Materialkorbes während der Entleerung des Chargiergutes, so dass eine Beschädigung der Beschickungsöffnung oder von im Bereich der Beschickungsöffnung angeordneten Bauteilen durch den Materialkorb unterbleibt. Dabei kann der Anschlag ein Bestandteil einer solchen Arretiereinrichtung sein oder auch getrennt davon angeordnet sein.
  • Eine Positionierung des Materialkorbs liegt hier nicht nur in dem Fall vor, dass der Materialkorb horizontal in allen Richtungen unbeweglich in der Vorrichtung fixiert ist, sondern auch dann, wenn der Materialkorb in der arretierten Position mit einem geringen Spiel horizontal beweglich bleibt. Unter einem geringen Spiel wird hierbei verstanden, dass der Materialkorb sich im arretierten Zustand in der Vorrichtung horizontal in jede Richtung um maximal bis zu 50 mm, insbesondere um maximal bis zu 30 mm, bewegen kann.
  • Es hat sich bewährt, wenn die mindestens zwei Leitplanken in einem Abstand und zumindest bereichsweise parallel zueinander derart angeordnet sind, dass der Materialkorb entlang der Leitplanken zwischen diesen bis zum mindestens einen Anschlag führbar ist. Die mindestens zwei Leitplanken begrenzen den Materialkorb in dieser Ausführungsform an seinen beiden Seiten, so dass eine seitliche Auslenkung unterbunden wird.
  • Die mindestens zwei Leitplanken können alternativ oder in Kombination dazu in einem Abstand zueinander und zumindest bereichsweise derart angeordnet sind, dass der Materialkorb entlang der Leitplanken zwischen diesen bis zum mindestens einen Anschlag führbar ist, wobei der Abstand zwischen den Leitplanken sich in Richtung des mindestens einen Anschlags verringert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Schwingen oder eine Pendelbewegung des Materialkorbs zwischen den Leitplanken langsam abgebremst werden soll.
  • Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn in einem ersten Abschnitt des Leitplankensystems, der mit dem Materialkorb zuerst in Berührung kommt, der Abstand zwischen den Leitplanken sich in Richtung des mindestens einen Anschlags verringert und in einem sich - in Bewegungsrichtung des Materialkorbs gesehen - anschließenden zweiten Anschnitt des Leitplankensystems die Leitplanken parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  • Der mindestens eine Anschlag des Leitplankensystems verhindert eine weitere Vorwärtsbewegung des Materialkorbs, so dass dieser bevorzugt an zwei Seiten durch Leitplanken und an einer dritten Seite durch den Anschlag in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
  • Die mindestens eine Arretiereinrichtung wird mit Vorteil derart ausgebildet ist, dass Bauteile der mindestens einen Arretiereinrichtung und des Materialkorbs ineinander greifend und/oder miteinander verzahnend sind. Die mindestens eine Arretiervorrichtung fixiert den Materialkorb so am Leitplankensystem, dass seine Bewegungsfreiheit auch in Richtung einer vierten Seite eingeschränkt ist. Eine horizontale Auslenkung des Materialkorbs an der Beschickungsöffnung ist durch Einrasten oder Verzahnen des Materialkorbs in die mindestens eine Arretiereinrichtung nicht mehr möglich.
  • Bevorzugt umfasst die mindestens eine Arretiereinrichtung mindestens zwei senkrecht angeordnete hülsenartige Zonen, in welche senkrecht am Materialkorb angeordnete Zapfen einführbar sind. Beispielweise können sich auch Zapfen am Leitplankensystem und hülsenartige Zonen am Materialkorb befinden, usw. Alternativ sind aber auch andere ineinander greifende oder miteinander verzahnende Systeme, die am Materialkorb und an der Vorrichtung angeordnet sind und nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip arbeiten, hier problemlos verwendbar.
  • Es hat sich bewährt, wenn die Vorrichtung weiterhin einen Trichter zur Aufnahme des Materialkorbs umfasst, der zwischen dem Leitplankensystem und der Beschickungsöffnung angeordnet ist. Der Trichter soll insbesondere das Chargiergut komplett aufnehmen, den Fall des Chargiergutes abbremsen und den Fall in die gewünschte Richtung lenken.
  • Insbesondere weist der Trichter dabei auf einer Seite eine Trichterklappe auf. Diese befindet sich bevorzugt an der Seite des Trichters, von der der Materialkorb angefahren wird. Die Trichterklappe ist bevorzugt mechanisch oder hydraulisch betätigbar. Beim Anfahren des Materialkorbs an das Leitplankensystem wird die Trichterklappe geöffnet und gleichzeitig abgesenkt, der Materialkorb in den Trichter eingefahren und die Trichterklappe wieder geschlossen. Dies ermöglicht eine Anordnung des Bodenbereichs des Materialkorbs innerhalb des Trichters. Dadurch wird verhindert, dass Teile des Chargierguts beim Entleeren des Materialkorbs neben den statt in den Schmelzofen gelangen.
  • Sofern der Trichter ohne eine Trichterklappe ausgeführt wird, wird der Trichter bevorzugt so zwischen der Beschickungsöffnung und dem Leitplankensystem angeordnet oder aufgehängt, dass der Materialkorb zumindest während des Anfahrvorgangs problemlos über den Trichter gefahren werden kann. Hierbei hat sich auch ein höhenverstellbarer Trichter bewährt.
  • Ein Schmelzofen, der einen Schacht mit einer Beschickungsöffnung und einen Schachtschieber zum Öffnen und Schließen der Beschickungsöffnung aufweist, und der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Schmelzofen ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Metallschmelzofen, insbesondere ein Lichtbogenofen. Als Chargiergut wird für einen Metallschmelzofen überwiegend Schrott eingesetzt.
  • Die Vorrichtung ist am Schmelzofen bevorzugt oberhalb der Beschickungsöffnung angeordnet. Dabei kann die Beschickungsöffnung sich senkrecht unterhalb der Vorrichtung befinden, so dass das Chargiergut direkt hineinfallen kann. Alternativ kann sich die Vorrichtung aber auch seitlich versetzt oberhalb der Beschickungsöffnung befinden, wobei das Chargiergut über eine Rutsche in die Beschickungsöffnung geführt wird.
  • Weiterhin hat sich ein Verfahren zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens bewährt, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    1. a) Anfahren des Materialkorbes mittels eines Krans an die mindestens zwei Leitplanken der Vorrichtung;
    2. b) Verfahren des Materialkorbes mittels eines Krans entlang der mindestens zwei Leitplanken in Richtung des mindestens einen Anschlags bis zum Erreichen des mindestens einen Anschlags; und
    3. c) Absenken des Materialkorbs mittels des Krans, wobei der Materialkorb mittels der mindestens einen Arretiereinrichtung gegenüber der Beschickungsöffnung arretiert wird.
  • Es wird dadurch ein besonders schnelles und präzises Positionieren des Materialkorbs gegenüber der Beschickungsöffnung ermöglicht.
  • Bevorzugt wird in Schritt a) der Materialkorb zwischen den mindestens zwei Leitplanken in Richtung des mindestens einen Anschlags verfahren. Alternativ könnten die Leitplanken derart angeordnet sein, dass diese den Materialkorb lediglich auf einer Seite abstützen und führen. In diesem Fall würde der Materialkorb nicht zwischen, sondern lediglich entlang der Leitplanken verfahren und sich an diese anlehnen. Vorzugsweise wird der Materialkorb nach Schritt c) weiterhin vollständig vom Kran getragen. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass der Materialkorb sich von der Kranaufhängung löst und in Folge nach dem Entleeren nicht mehr zügig abtransportiert werden kann.
  • Weiterhin hat sich ein Verfahren zum Beschicken eines Schmelzofens mit Chargiergut bewährt, der einen Schacht mit einer Beschickungsöffnung und einen Schachtschieber zum Öffnen und Schließen der Beschickungsöffnung aufweist, und der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, umfassend folgende Schritte:
    1. a) Anfahren eines auslenkbaren Materialkorbes enthaltend Chargiergut mittels eines Krans an die mindestens zwei Leitplanken der Vorrichtung;
    2. b) Verfahren des Materialkorbes mittels des Krans entlang der mindestens zwei Leitplanken in Richtung des mindestens einen Anschlags bis zum Erreichen des mindestens einen Anschlags;
    3. c) Absenken des Materialkorbs mittels des Krans, wobei der Materialkorb mittels der mindestens einen Arretiereinrichtung gegenüber der Beschickungsöffnung arretiert wird;
    4. d) Öffnen des Schachtschiebers; und
    5. e) Öffnen mindestens einer Bodenklappe am Materialkorb unter Entleerung des Chargierguts in den Schacht.
  • Durch die Vorgehensweise, den Materialkorb gegenüber der Beschickungsöffnung zu positionieren, bevor der Schachtschieber geöffnet wird, wird Zeit für den Chargiervorgang eingespart und die Produktionsleistung des Schmelzofens erhöht.
  • Anschließend wird der Schachtschieber wieder geschlossen und der entleerte Materialkorb mittels des Krans entfernt.
  • Bei Bedarf kann der Beschickungsvorgang wiederholt werden, bis die Aufnahmekapazität des Schmelzofens für die aus dem Chargiergut erzeugte Schmelze erreicht ist.
  • Im Fall, dass es sich bei dem Schmelzofen um einen Metallschmelzofen in Form eines Lichtbogenofens handelt, wird vor dem Öffnen des Schachtschiebers der Energieeintrag in den Lichtbogenofen unterbrochen.
  • Die mindestens eine Bodenklappe am Materialkorb wird bevorzugt mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt. Dabei kann eine Bodenklappe nicht nur in Form einer durchgehenden Platte, sondern auch mit Öffnungen und/oder Unterteilungen ausgebildet sein. Bevorzugt weist der Materialkorb einen gewölbten Bodenbereich auf, der durch zwei seitlich wegschwenkbare Bodenklappen gebildet ist.
  • Die Figuren 1 bis 5 sollen eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft erläutern. So zeigen
    • FIG 1
    eine Vorrichtung in dreidimensionaler Ansicht;
    FIG 2
    die Vorrichtung gemäß FIG 1 über einem Schacht- schieber in einer Explosionsdarstellung; und
    FIG 3 bis 5
    den Ablauf eines Verfahren zum Positionieren ei- nes Materialkorbs bzw. Beschicken eines Schmelz- ofens.
  • FIG 1 zeigt eine Vorrichtung 1, die zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs 100 über einer Beschickungsöffnung 203 eines Schmelzofens 200 dient (vergleiche hierzu Figuren 2 und 3). Die Vorrichtung 1 umfasst ein Leitplankensystem, das hier zwei horizontal ausgerichtete Leitplanken 2, 3 aufweist, welche als Seitenführung für den Materialkorb 100 fungieren, zwei Anschläge 4a, 4b, bis zu denen der Materialkorb 100 entlang der zwei Leitplanken 2, 3 geführt werden kann, und zwei Arretiereinrichtungen 5a, 5b, mittels welcher der Materialkorb 100 gegenüber der Beschickungsöffnung 203 arretiert werden kann. Die Vorrichtung 1 weist hier weiterhin einen Trichter 6 auf, der allerdings nur optional vorhanden ist. Der Trichter 6 weist auf einer Seite eine Trichterklappe 6a auf, die mittels hydraulischer Hubzylinder 7a, 7b beweglich ist und in aufgeklapptem Zustand das Einfahren in oder Ausfahren des Materialkorbs 100 aus der Vorrichtung 1 ermöglicht.
  • Im Bereich der Trichterklappe 6a weisen die Leitplanken 2, 3 Abschnitte 2b, 3b auf, deren Abstand in Richtung der Anschläge 4a, 4b abnimmt. Dadurch wird das Einfädeln des Materialkorbs 100 zwischen die Leitplanken 2, 3 erleichtert. Anschließend weisen die Leitplanken 2, 3 weitere Abschnitte 2a, 3a auf, die parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
  • FIG 2 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß FIG 1 über einem Schachtschieber 202 in einer Explosionsdarstellung. Der Schachtschieber 202 deckt eine Beschickungsöffnung 203 ab, welche zu einem der Übersichtlichkeit halber hier nicht dargestellten Schmelzofen 200 gehört (vergleiche FIG 3). Der Schachtschieber 202 kann zum Öffnen und Schließen der Beschickungsöffnung 203 hydraulisch, pneumatisch oder auch mechanisch betätigbar sein.
  • Die Figuren 3 bis 5 zeigen in einer Seitenansicht den Ablauf eines Verfahrens zum Positionieren eines auslenkbaren Materialkorbs 100 über einer Beschickungsöffnung 203 eines Schmelzofens 200 bzw. zum Beschicken des Schmelzofens 200, der mit einer Vorrichtung 1 nach FIG 1 ausgestattet ist. Die Vorrichtung 1 befindet sich hier oberhalb der Beschickungsöffnung 203, so dass der in die Vorrichtung 1 eingefahrene Materialkorb 100 sich senkrecht über der Beschickungsöffnung 203 befindet.
  • Der Materialkorb 100 wird mittels eines Krans 50 in Form eines Deckenkrans, der einen Portalkran 50a an einem Laufschienensystem 60 mit einer Laufkatze 50b aufweist, in Richtung des Schmelzofens 200 transportiert (siehe Pfeil). Dabei hängt der Materialkorb 100 an einer Hakentraverse 52, welche an Kranseilen 51 befestigt und horizontal in allen Richtungen auslenkbar ist, so dass beim Transport und Entleeren des Materialkorbs 100 ein Schwingen oder eine Pendelbewegung des Materialkorbs 100 auftreten kann.
  • Der Materialkorb 100 weist zwei Bodenklappen 102a, 102b auf, die hydraulisch geöffnet und geschlossen werden können. Weiterhin sind an jeder Seite des Materialkorbs 100 jeweils zwei Zapfen 101a, 101b angeordnet Jeweils die Zapfen 101b, die die Vorrichtung 1 zuerst erreichen, werden in den Arretiereinrichtungen 5a, 5b der Vorrichtung 1 arretiert. Die beiden anderen Zapfen 101a kommen beispielsweise zum Einsatz, wenn der Materialkorb 100 um 180 Grad gedreht in die Vorrichtung 1 eingefahren wird.
  • Der lediglich schematisch dargestellte Schmelzofen 200 befindet sich auf einer Ofenplattform 300 und weist einen Schacht 201 mit der Beschickungsöffnung 203 (siehe FIG 2) auf, welche mit dem Schachtschieber 202 verschlossen ist.
  • Der Materialkorb 100 wird gemäß FIG 3 mittels des Krans 50 bei geöffneter Trichterklappe 6a an die Leitplanken 2, 3 der Vorrichtung 1 herangefahren und entlang der Leitplanken 2, 3 zwischen diesen in Richtung der Anschläge 4a, 4b bewegt, bis die Anschläge 4a, 4b der Vorrichtung 1 erreicht und die Bewegung des Materialkorbs 100 durch diese gestoppt wird.
  • FIG 4 zeigt den Materialkorb 100 und den Schachtschieber 202 gemäß FIG 3 nach dem Einfahren des Materialkorbs 100 in die Vorrichtung 1. Auf die Darstellung der übrigen in FIG 3 dargestellten Bauteile wurde hier zur besseren Übersicht verzichtet. Diese sollen aber nach wie vor vorhanden sein. Der Materialkorb 100 ist bis zu den Anschlägen 4a, 4b in die Vorrichtung 1 eingefahren. Die Trichterklappe 6a wurde hinter dem Materialkorb 100 wieder geschlossen. In der vergrößerten Darstellung ist der Bereich erkennbar, in dem sich die Arretiereinrichtung 5b befindet. Der Zapfen 101b des Materialkorbs 100 befindet sich über einer hülsenartigen Zone der Arretiereinrichtung 5b, welche zur einen Seite durch den Anschlag 4b und zur anderen Seite durch ein Stopperelement 8 begrenzt ist. Im Bereich der hier nicht sichtbaren Arretiereinrichtung 5a befindet sich ein weiterer Zapfen des Materialkorbs in gleicher Position.
  • Gemäß FIG 5 erfolgt nun ein Absenken des Materialkorbs 100 mittels des Krans 50 (siehe Pfeil über Materialkorb 100). Dabei wird der Materialkorb 100 mittels der Arretiereinrichtungen 5a, 5b über der Beschickungsöffnung 203 des Schmelzofens 200 arretiert. Die Zapfen 101b am Materialkorb 100 greifen in die hülsenartigen Zonen der Arretiereinrichtungen 5a, 5b ein, so dass eine Bewegung des Materialkorbs 100 entgegen der Einfahrrichtung in die Vorrichtung 1 durch das Stopperelement 8 einer jeden Arretiereinrichtung 5a, 5b verhindert wird.
  • Der Materialkorb 100 ist nun durch die Leitplanken 2, 3 und die Arretiereinrichtungen 5a, 5b, im Detail die Anschläge 4a, 4b und das jeweilige Stopperelement 8, in horizontaler Richtung gegen eine Auslenkung fixiert. Dabei hängt der Materialkorb 100 nach wie vor vollständig am Kran 50, so dass die Kranseile 51 gespannt bleiben und sich nicht vom Materialkorb 100 lösen können.
  • Erst danach wird der Schachtschieber 202 geöffnet, der die Beschickungsöffnung 203 des Schmelzofens 200 freigibt. Durch das Öffnen der Bodenklappen 102a, 102b (siehe Pfeile) fällt das Chargiergut, mit welchem der Materialkorb 100 beladen wurde, durch den Trichter 6 der Vorrichtung 1 in die Beschickungsöffnung 203 und durch den Schacht 201 in den Schmelzofen 200, wo es nach dem Schließen des Schachtschiebers 202 aufgeschmolzen wird.
  • Während des Entleerens ist der Materialkorb 100 fixiert und kann keine Schäden durch ein Schwingen oder Pendeln im Bereich der Beschickungsöffnung 203 oder anderer benachbarter Bauteile des Schmelzofens verursachen.
  • Der entleerte Materialkorb 100 kann mit geöffneten oder wieder geschlossenen Bodenklappen 102a, 102b mittels des Krans entweder nach oben aus der Vorrichtung 1 entfernt werden oder alternativ nach einem Anheben in die Position gemäß FIG 4 mittels des Krans 50 und einem Öffnen der Trichterklappe 6a wieder aus der Vorrichtung 1 ausgefahren werden, bis wieder die Position gemäß FIG 3 erreicht ist.
  • Der entleerte Materialkorb 100 kann nun erneut mit Chargiergut beladen und der Positioniervorgang wiederholt werden.
  • Es ist dabei selbstverständlich, dass der in den Figuren 3 bis 5 dargestelltem Materialkorb lediglich ein mögliches Beispiel für einen solchen Korb darstellt. Die Form, Funktionsweise und Aufhängung des Materialkorbs können demnach unterschiedlich ausgeführt werden, ohne dass der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird. Weiterhin ist ein Fachmann ohne weiteres in der Lage, die Anordnung und Ausgestaltung der Vorrichtung 1 an den jeweils zu beschickenden Schmelzofen anzupassen.

Claims (16)

  1. Vorrichtung (1) zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs (100) an einer Beschickungsöffnung (203) eines Schmelzofens (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein an der Beschickungsöffnung angeordnetes Leitplankensystem umfasst, das
    - mindestens zwei horizontal ausgerichtete Leitplanken (2, 3) aufweist, welche als Seitenführung für den Materialkorb (100) fungieren,
    - mindestens einen Anschlag (4a, 4b) aufweist, bis zu dem der Materialkorb (100) entlang der mindestens zwei Leitplanken (2, 3) führbar ist, und
    - mindestens eine Arretiereinrichtung (5a, 5b) aufweist, mittels welcher eine Auslenkung des Materialkorbs (100) gegenüber der Beschickungsöffnung verhinderbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Leitplanken (2, 3) zumindest bereichsweise in einem Abstand parallel zueinander derart angeordnet sind, dass der Materialkorb (100) entlang der Leitplanken (2, 3) zwischen diesen bis zum mindestens einen Anschlag (4a, 4b) führbar ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Leitplanken (2, 3) in einem Abstand zueinander zumindest bereichsweise derart angeordnet sind, dass der Materialkorb (100) entlang der Leitplanken (2, 3) zwischen diesen bis zum mindestens einen Anschlag (4a, 4b) führbar ist, wobei der Abstand zwischen den Leitplanken (2, 3) sich in Richtung des Anschlags (4a, 4b) verringert.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Arretiereinrichtung (5a, 5b) derart ausgebildet ist, dass Bauteile der mindestens einen Arretiereinrichtung (5a, 5b) und des Materialkorbs (100) ineinander greifend und/oder miteinander verzahnend sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Arretiereinrichtung (5a, 5b) mindestens zwei senkrecht angeordnete hülsenartige Zonen umfasst, in welche senkrecht am Materialkorb (100) angeordnete Zapfen (101) einführbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) weiterhin einen Trichter (6) zur Aufnahme des Materialkorbs (100) umfasst, der zwischen dem Leitplankensystem und der Beschickungsöffnung (203) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (6) auf einer Seite eine Trichterklappe (6a) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trichterklappe(6a) mechanisch oder hydraulisch betätigbar ist.
  9. Schmelzofen (200), der einen Schacht (201) mit einer Beschickungsöffnung (203) und einen Schachtschieber (202) zum Öffnen und Schließen der Beschickungsöffnung (202) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzofen (200) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet ist.
  10. Schmelzofen nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzofen (200) ein Metallschmelzofen, insbesondere ein Lichtbogenofen, ist.
  11. Schmelzofen nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung 1 oberhalb der Beschickungsöffnung (203) am Schmelzofen (200) fixiert ist.
  12. Verfahren zur Positionierung eines auslenkbaren Materialkorbs (100) an einer Beschickungsöffnung eines Schmelzofens (200), der mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet ist, mit folgenden Schritten:
    a) Anfahren des Materialkorbes (100) mittels eines Krans an die mindestens zwei Leitplanken (2, 3) der Vorrichtung (1);
    b) Verfahren des Materialkorbes (100) mittels des Krans entlang der mindestens zwei Leitplanken (2, 3) in Richtung des mindestens einen Anschlags (4a, 4b) bis zum Erreichen des mindestens einen Anschlags (4a, 4b); und
    c) Absenken des Materialkorbs (100) mittels des Krans, wobei der Materialkorb (100) mittels mindestens einer Arretiereinrichtung (5a, 5b) gegenüber der Beschickungsöffnung (203) arretiert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) der Materialkorb (100) zwischen den mindestens zwei Leitplanken (2, 3) in Richtung des mindestens einen Anschlags (4a, 4b) verfahren wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkorb (100) nach Schritt c) weiterhin vollständig vom Kran getragen wird.
  15. Verfahren zum Beschicken eines Schmelzofens nach einem der Ansprüche 9 bis 11 mit Chargiergut, umfassend folgende Schritte:
    a) Anfahren eines auslenkbaren Materialkorbes (100) enthaltend Chargiergut mittels eines Krans (50) an die mindestens zwei Leitplanken (2, 3) der Vorrichtung (1);
    b) Verfahren des Materialkorbes (100) mittels des Krans (50) entlang der mindestens zwei Leitplanken (2, 3) in Richtung des mindestens einen Anschlags (4a. 4b) bis zum Erreichen des mindestens einen Anschlags (4a, 4b);
    c) Absenken des Materialkorbs (100) mittels des Krans (50), wobei der Materialkorb (100) mittels der mindestens einen Arretiereinrichtung (5a, 5b) gegenüber der Beschickungsöffnung (203) arretiert wird;
    d) Öffnen des Schachtschiebers (202); und
    e) Öffnen mindestens einer Bodenklappe (102a, 102b) am Materialkorb (100) unter Entleerung des Chargierguts in den Schacht (201).
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bodenklappe (102a, 102b) am Materialkorb (100) mechanisch oder hydraulisch betätigt wird.
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