-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft Bagger, insbesondere Stangenroste für solch
einen Bagger, die wiedergewinnbares Material von abzuführendem
Material oder Abfall trennen.
-
Baggerschiffe
und Schwimmbagger umfassen üblicherweise
einen oder mehrere Eimer- oder Zweischalengreifer, die in ein Fahrwasser
abgesenkt werden, um Sand, Lehm, Kies oder dergleichen vom Boden
des Fahrwassers aufzunehmen. Der Greifer setzt das aufgenommene
Material üblicherweise
auf einem Stangenrost ab, der oft ein Sieb mit mehreren allgemein
parallelen Stangen aufweist. Das gebaggerte Material enthält oft Bestandteile
wie Sand und Kies, deren Wert es rechtfertigt, sie wiederzugewinnen.
Andere Bestandteile, wie Lehm, deren Wiedergewinnung nicht wünschenswert
ist, werden einfach aufgenommen, um beseitigt und entsorgt zu werden.
-
Das
Trennen des wiedergewinnbaren Materials von dem abzuführenden
Material war jedoch in der Vergangenheit ein ineffizienter und oft
zeitraubender Vorgang. Häufig
enthält
das gebaggerte Material eine große Vielfalt von Materialien.
Mit anderen Worten enthält
das gebaggerte Material selten nur wiedergewinnbares Material oder
nur Abfallmaterial, das verworfen werden muss.
-
Der
mit dem Wiedergewinnen nützlichen
Materials bei einer auf dem Wasser stattfindenden Baggerung verbundene
Zeit- und Kostenaufwand ist sehr erheblich. Deshalb ist es wichtig,
das gesamte verfügbare
wiedergewinnbare Material aus einer gegebenen Charge wirksam und
wirtschaftlich zurückzuhalten.
Gegenwärtig
besteht eine übliche
Vorgehensweise des Baggerns darin, dass die Charge gebaggerten Materials
in einem Greifer zur weiteren Verarbeitung auf einem Primärstangenrost
abgeladen oder geschüttet
wird. Sobald das gebaggerte Material auf dem Stangenrost abgeladen
ist, gehen kleinere Materialien wie Sand und Kies zwischen den Stangen
des Stangenrosts hindurch, um wiedergewonnen und weiterverarbeitet
zu werden. Das auf dem Stangenrost liegenbleibende Material wird
dann von diesem weggeführt.
-
Eine
Art, das auf dem Stangenrost liegenbleibende Material wegzuführen, ist
im U.S. Patent Nr.
5,588,536 offenbart,
das dem Erfinder der vorliegenden Erfindung erteilt worden ist und
hiermit zur Gänze
durch Bezugnahme einbezogen wird. In jenem Patent umfasst der Bagger
einen Zweirichtungs-Stangenrost mit einer Rechenanordnung, die in
jeder von zwei entgegengesetzten Richtungen betätigt werden kann. Wenn das
auf dem Stangenrost liegengebliebene Material genügend zur
Weiterverarbeitung wiedergewinnbares Material enthält, wird der
Rechen in einer ersten Richtung betätigt, um dieses Material direkt
in ein Brechwerk oder dergleichen abzuführen. Wenn jedoch das auf dem
Stangenrost gebliebene Material nicht wert ist, wiedergewonnen zu
werden, wird der Rechen in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung
betätigt,
um das Material auf einer geneigten Rutsche nach unten und weiter
auf einen Abfallkahn, Förderer
oder dergleichen abzuführen.
-
Das
auf dem Primärstangenrost
liegenbleibende Material enthält
jedoch oft eine gemischte Vielfalt von Bestandteilen. Beispielsweise
kann das verbliebene Material größere Felsbrocken,
Kies oder dergleichen enthalten, die zu groß sind, um zwischen den beabstandeten
Stangen des Primärstangenrosts hindurchzugehen,
aber doch wert sind, für
eine Weiterverarbeitung wiedergewonnen zu werden. Nichts desto weniger
enthält
das auf dem Primärstangenrost
verbleibende Material zusammen mit den wiedergewinnbaren Bestandteilen
oft Lehm und/oder anderen Abfall. Der Kranführer muss dann entscheiden,
ob der gesamte Inhalt des Materials auf dem Primärstangenrost abgeführt oder
das in ihm enthaltene Abfallmaterial weiterverarbeitet werden soll,
um das erhältliche
wiedergewinnbare Material zurückzuhalten.
Dieses Dilemma führt
oft dazu, dass eine nennenswerte Menge lohnend wiedergewinnbaren
Materials abgeführt
oder Lehm und andere unerwünschte
Bestandteile verarbeitet werden, was zu einer unwirtschaftlichen
und wirksamen Baggerarbeit führt.
-
US-A-5,694,709 offenbart
eine Rohrleitungs-Verlegemaschine, die ein Brechwerk enthält, um große Stücke ausgegrabenen
Materials in kleinere Materialstücke
zu zerdrücken,
die sich dazu eignen, beim Einbetten einer Rohrleitung oder eines Erdkabels
verwendet zu werden. Bei einer Ausführungsform der Rohrleitungs-Verlegemaschine
ist über
dem Brechwerk ein Sieb angeordnet, um durch das Sieb hindurch in
das Brechwerk gelangendes Material von verhältnismäßig grobem Material zu trennen.
Ein zusätzliches
Sieb und ein Förderer
oder eine Rutsche können
verwendet werden, um feines Material abzutrennen und es um das Brechwerk
herumzuführen,
um zu verhindern, dass dieses mit feinem Material überladen
wird. Bei einer anderen Ausführungsform
ist das Sieb unter dem Brechwerk angeordnet, um das gebrochene Material
in feines und grobes Material aufzuteilen. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform
ist weder über
noch unter dem Brechwerk ein Sieb angeordnet.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Ein
vorrangiges Ziel dieser Erfindung ist es, einen verbesserten Bagger
und ein zugehöriges
Verfahren zu schaffen, um eine wirtschaftliche und wirksame Wiedergewinnung
eines größeren Prozentsatzes
des lohnend wiedergewinnbaren Materials aus einer Charge gebaggerten
Materials zu ermöglichen, ohne
dass Abfallmaterial wie Lehm und dergleichen verarbeitet zu werden
braucht.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieses Ziel mit einem Bagger erreicht, der die Merkmale des
Anspruchs 1 aufweist. Ein Bagger gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1 ist aus
US-A-5,588,536 bekannt.
-
Die
Baggereinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst einen Primärstangenrost,
wie er vorstehend als Hintergrund der Erfindung diskutiert worden
ist, um eine Charge vom Greifer aufgenommenen Materials in einen
ersten wiedergewinnbaren Anteil, der durch das Sieb des Primärstangenrostes
fällt,
und einen ersten Abführanteil
zu trennen, der auf dem Sieb des Primärstangenrostes liegen bleibt.
-
Der
primäre
oder erste Stangenrost umfasst einen Abführmechanismus zum Wegschaffen
des auf dem Sieb bleibenden Abführanteils
des Materials. In einer Ausführungsform
ist der Abführmechanismus
des Primärstangenrostes
ein Kipprost, bei dem ein Längsende
des Stangenrostes sich in bezug auf das entgegengesetzte Ende anhebt,
so dass der erste Abführanteil
vom Stangenrost auf eine geneigte Rutsche abrutscht. Ein Beispiel
eines solchen kippenden Stangenrostes ist im U.S. Patent Nr.
5,427,251 dargestellt, das
hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Alternativ kann der Abführmechanismus
einen Rechen oder eine andere Anordnung umfassen, wie sie im U.S.
Patent Nr.
5,427,251 offenbart
sind.
-
Die
Rutsche ist geneigt, so dass ein stromaufwärtiges Ende gegenüber einem
stromabwärtigen Ende
angehoben ist. In dem Maß,
wie der erste Abführanteil
des Materials die Rutsche herunterfließt oder -fällt, erreicht er einen zweiten
oder Hilfsstangenrost mit einem Sieb, das eine Anzahl allgemein paralleler,
beabstandeter Stangen zum Durchsieben des ersten Abführanteils
des Materials in einen zweiten wiedergewinnbaren Materialanteil
und einen zweiten Abführanteil
aufweist. Der zweite Abführanteil
des Materials bleibt auf dem zweiten Stangenrost auf der Rutsche
liegen und fließt
anschließend
in Richtung zum stromabwärtigen
Ende der Rutsche und auf einen Lastkahn, Förderer oder dergleichen zur
endgültigen
Entsorgung. Unterhalb der Rutsche und in Verbindung mit dem zweiten
Stangenrost ist ein Brechwerk angeordnet, um den zweiten wiedergewinnbaren
Materialanteil zu verarbeiten, der durch den zweiten Stangenrost
und in einen an das Brechwerk angeschlossenen Trichter gelangt.
-
Auf
der Rutsche ist ein bewegliches Tor zum wahlweisen Öffnen und
Schließen
des zweiten Stangenrostes angeordnet, um den Zugang zum zweiten Stangenrost
zu ermöglichen
bzw. zu verhindern, wie dies je nach Beschaffenheit des vom Primärstangenrost
abgeführten
ersten Abführanteils
des Materials erforderlich ist. Zusätzlich umfasst das Sieb des zweiten
Stangenrostes eine Mehrzahl beabstandeter Stangen, die in einer
vorliegenden Ausführungsform entfernbar
sind, um bequemen Zugang zum darunter angeordneten Schacht und Brechwerk
zu ermöglichen,
damit Verstopfungen und andere Ansammlungen entfernt werden können, welche
den Materialfluss hemmen könnten.
-
Als
Ergebnis dieser Erfindung kann von einer Wasserstrasse oder dergleichen
aufgenommenes Material wirksamer und wirtschaftlicher verarbeitet werden,
so dass ein höherer
Prozentsatz wiedergewinnbaren Materials erhalten und Abfall wie
Lehm oder dergleichen letztlich abgeführt werden kann, um ohne Verarbeitung
entsorgt zu werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
Ziele und Merkmale der Erfindung werden leichter ersichtlich aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in
denen:
-
1 eine Seitenansicht einer
Baggerstation ist, die eine Rutsche und einen Hilfs-Stangenrost gemäß einer
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aufweist;
-
1A eine Draufsicht auf Material
ist, das von einem in 1 dargestellten
primären
Stangenrost abgeführt
wird;
-
2 eine von oben betrachtete
Schnittansicht der Rutsche und des Hilfs-Stangenrostes entlang der Linie 2-2
in 1 ist;
-
3 ein Querschnitt eines
Abschnittes des Stangenrostes entlang der Linie 3-3 in 2 ist;
-
4 ein Querschnitt entlang
der Linie 4-4 in 3 ist;
und
-
5 ein Querschnitt entlang
der Linie 5-5 in 2 ist,
der einen Abschnitt der Rutsche des Hilfs-Stangenrostes, einen Schacht
und ein damit in Verbindung stehendes Brechwerk darstellt.
-
Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
-
In 1 ist ein schwimmender brückenartiger
Kran 10 zur Verwendung in einem Fahrwasser 12 gemäß einer
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Der Kran 10 kann einen oder
mehrere Pontons 14 als Schwimmkörper aufweisen; es sollte jedoch
beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf einen
pontongestützten
oder katamaranartigen Bagger beschränkt ist sondern andere geeignete
schwimmende oder nicht schwimmende Bagger umfasst. Der Bagger 10 gemäß der Erfindung
hat einen Zweischalengreifer 16, der an einer (nicht dargestellten)
Brücke
aufgehängt
ist. Der Greifer 16 ist an der Brücke aufgehängt und in einschlägig bekannter
Weise in eine Stellung unmittelbar über einem primären Stangenrost 18,
wie er in 1 dargestellt
ist, bewegbar und in eine (nicht dargestellte) Stellung, aus der
er in das Fahrwasser 12 abgesenkt werden kann, um Sand,
Lehm, Kies und dergleichen vom Boden des Fahrwassers 12 aufzunehmen
und zu entfernen.
-
Der
primäre
Stangenrost 18 umfasst einen Stangenrosttrichter 20,
der unmittelbar unterhalb eines Siebes 22 angeordnet ist,
welches von allgemein parallel zueinander beabstandeten Stangen 24 gebildet
ist, die Spalte 25 zwischen sich bilden. Das Sieb 22 siebt,
filtert oder sondert grobes Material aus und hindert es daran, in
den Trichter 20 zu fallen. Das durch das Sieb 22 des
primären
Stangenrostes 18 hindurch in den Trichter 20 gelangende
Material wird über
ein Materialhandhabungsgerät 27 einem
Förderer 26 zur
weiteren Behandlung zugeführt.
Das Material, das durch das Sieb 22 des ersten Stangenrostes 18 gelangt,
wird hier als erster wiedergewinnbarer Anteil bezeichnet. Das auf
dem Sieb 22 des ersten oder primären Stangenrostes 18 liegenbleibende Baggermaterial
wird hier als erster Abführanteil
bezeichnet. Der primäre
Stangenrost 18 und die zugehörige Konstruktion werden von
einem Stützrahmen 28 getragen,
der sich zwischen dem Stangenrost 18 und dem Ponton 14 erstreckt.
-
Um
den ersten Abführanteil
vom Sieb
22 des ersten Stangenrostes
18 weg auf
eine Rutsche
32 zu schaffen, ist ein Abführmechanismus
30 vorgesehen, wie
er in
1A dargestellt
ist. Der Abführmechanismus
30 kann
einen Rechen
31 und einen kippba ren Rost
33 aufweisen,
wie im U.S. Patent Nr.
5,427,251 offenbart,
oder er kann einen Rechen oder eine andere Anordnung der im U.S
Patent Nr.
5,588,536 offenbarten
Art aufweisen. Zusätzlich
können
andere Anordnungen zum Wegschaffen des ersten Abführanteils
vom Sieb
22 des primären
Stangenrostes
18, wie sie Fachleuten bekannt sind, im Rahmen
dieser Erfindung in Betracht gezogen werden.
-
Die
teilweise in 1, 1A und 2 dargestellte Rutsche 32 ist
von ihrem stromaufwärtigen
Ende 34 zu ihrem stromabwärtigen Ende 36 nach
unten geneigt. Am stromabwärtigen
Ende 36 der Rutsche 32 fällt Abfall, der hier als zweiter
Abführanteil
bezeichnet wird, in einen Abfallkahn 38 oder anderen Behälter, der
zur Entsorgung am Bagger 10 angedockt oder nahe ihm angeordnet
ist. Die Rutsche 32 hat eine allgemein ebene Bodenwand 40 und
zwei aufrechte Längsseitenwände 42,
um das durch Schwerkraft vom stromaufwärtigen Ende 34 zum
stromabwärtigen
Ende 36 fallende Material zusammenzuhalten. Wie besonders
in 2 dargestellt, hat
die Rutsche 32 eine sich verjüngende Form, so dass das stromaufwärtige Ende 34 breiter
ist als das stromabwärtige
Ende 36. Vorzugsweise ist das stromaufwärtige Ende 34 der
Rutsche 32 ungefähr
4350 mm breit, und das stromabwärtige
Ende ist ungefähr
1234 mm breit, und jede der Seitenwände 42 ist ungefähr 6348 mm
lang.
-
Vorteilhafterweise
umfasst die vorliegende Erfindung einen zweiten oder Hilfs-Stangenrost 44, der
in einer Ausführungsform
auf der Rutsche 32 angeordnet ist, wie vor allem in 1, 2 und 5 dargestellt.
Der zweite oder Hilfs-Stangenrost 44 hat ein zweites Sieb 46 zum
Durchsieben des ersten Abführanteils
des vom stromaufwärtigen
Ende 34 zum stromabwärtigen
Ende 36 der Rutsche 32 strömenden Materials. Das zweite
Sieb 46 klassiert den ersten Abführanteil in einen zweiten wiedergewinnbaren Anteil,
der durch die zwischen je zwei benachbarten beabstandeten Stangen 50 des
sekundären
Stangenrosts 44 gebildeten Lücken 48 fällt, und
einen zweiten Abführanteil,
der auf den Stangen 50 des zweiten Siebes 46 liegen
bleibt.
-
Der
zweite wiedergewinnbare Anteil fällt durch
das zweite Sieb 46 und einen Schacht 52, der bei
einer Ausführungsform
von einer Bodenseite der Rutsche 32 nach unten ragt, um
den zweiten wiedergewinnbaren Materialanteil in ein Brechwerk 54 zu lenken,
das unterhalb der Rutsche 32 angeordnet und mit dem zweiten
Sieb 46 in Verbindung ist. Der zweite wiedergewinnbare
Materialanteil fällt
durch den Schacht 52 und in eine Mündung 56 des Brechwerks 54 und
wird zwischen zwei einander gegenüberliegenden Brechbacken 58a, 58b zerquetscht.
In einer Ausführungsform
ist, wie bei Brechwerken dieser Bauart bekannt, eine Backe 58a stationär, und die gegenüberliegende
Backe 58b schwenkt zur stationären Backe 58a hin
und von ihr weg, um Felsbrocken, Steine oder dergleichen zu zerquetschen,
die dazwischen fallen. Die bewegliche Backe 58b ist betriebsmäßig mit
einem Motor 60 verbunden und wird über einen Riemen 62 sowie
eine rotierende Trommel 64, wie in 1 zu sehen, angetrieben. Ein zweiter
wiedergewinnbarer Materialanteil, der durch das Brechwerk 54 hindurch
läuft,
wird dann auf einem Förderer 66 zur
folgenden Behandlung und dergleichen abgesetzt.
-
Ein
oberes Ende des Schachts 52 ist mit dem Boden der Rutsche 32 verbunden,
um den zweiten wiedergewinnbaren Materialanteil aufzunehmen, der durch
das zweite Sieb 46 fällt.
Der Schacht 52 hat an seinem unteren Ende einen verengten
oder sich verjüngenden
Abschnitt 68, um den zweiten wiedergewinnbaren Materialanteil
in das Brechwerk 54 zu lenken. In einer Ausführungsform
hat der Schacht 52 eine Tür 70, die wahlweise
geöffnet
und geschlossen werden kann, um Zugang zum Schacht 52,
zum Brechwerk 54 und zu benachbarten Bauteilen zu gewähren, zum
Warten, Ersetzen von Verschleißteilen, Reinigen
oder dergleichen, wie in 5 dargestellt.
-
Gemäß 1–3 und 5 umfasst die Erfindung in
einer Ausführungsform
ein Tor 72, um den zweiten Stangenrost 44 zu öffnen und
zu schließen
und so den Materialfluss durch das zweite Sieb 46 zu ermöglichen
bzw. zu verhindern. Wie in 2 dargestellt, umfasst
das Tor 72 eine allgemein rechteckige Platte, die an ihren
voneinander abgewandten Seitenrändern
in zwei voneinander beabstandeten Kanälen 74 so geführt ist,
dass sie zwischen einer zurückgezogenen
offenen Stellung, wie in 2 dargestellt,
und einer (nicht dargestellten) ausgefahrenen geschlossenen Stellung
hin- und herbewegbar ist. Für
seine hin- und hergehende Bewegung zwischen der offenen und der
geschlossenen Stellung (1 und 2) ist das Tor 72 an
seinem oberen Rand mit zwei pneumatischen Zylindern 76 oder
dergleichen gekoppelt. Jeder Zylinder 76 ist, wie in 5 dargestellt, über einen
Kragen 78 am Tor 72 angelenkt. An den Kanälen 74 können Streifen 80 aus
Kunststoff, Teflon oder anderem geeigneten Material angebracht sein,
um für die
leichte Beweglichkeit des Tors 72 zwischen der offenen
und der geschlossenen Stellung zu sorgen.
-
Wenn
also der erste Abführanteil
des Materials nur Abfall zu enthalten scheint, kann der Kranführer die
Zylinder 76 betätigen,
um das Tor 72 zu schließen und dadurch zu verhindern,
dass irgendwelches Material durch das Sieb 46 des zweiten
Stangenrostes 44 fällt.
In Folge dessen wird dann der gesamte erste Abführanteil in den Abfallkahn 38 oder
dergleichen geschüttet,
um beseitigt zu werden. Geeignete Stützen 79 und Streben 81 sind
erforderlich, um die Rutsche 32 und den sekundären Hilfsstangenrost 44 abzustützen.
-
Gemäß 2–4 umfasst
das zweite Sieb 46 des zweiten Stangenrostes 44 mehrere
beabstandete Stangen 50, die Spalte zwischen je zwei benachbarten
Stangen 50 bilden. In einer Ausführungsform sind die Stangen 50 wahlweise
ausbaubar für
Reparatur, Ersatz und/oder Zugang zum Schacht 52, Brechwerk 54 und
anderen unterhalb der Rutsche 32 angeordneten Strukturen.
Jede Stange 50 hat eine allgemein T-förmige
Querschnittsform mit einem oberen Flansch 82 und einem
sich nach unten erstreckenden Steg 84, welche die T-Form
ergeben. In einer Ausführungsform
ist die Breite des oberen Flansches 82 der T-förmigen Stange 50 am
stromaufwärtigen
Ende größer als
am stromabwärtigen
Ende, wie in 2 dargestellt.
In Folge der sich verjüngenden Form
des oberen Flansches 82 erweitert sich der zwischen je
zwei benachbarten Stangen 50 gebildete Spalt 48 derart,
dass an seinem stromabwärtigen Ende
eine größere Spaltweite
besteht als an seinem stromaufwärtigen
Ende. Vorzugsweise ist der Spalt 48 am stromaufwärtigen Ende
ungefähr
380 mm breit, und ungefähr
400 mm am stromabwärtigen Ende
des Siebes 46. In Folge dessen werden Steine, Felsbrocken
oder dergleichen, die zu groß sind,
als dass sie durch den Spalt 48 nahe dem stromaufwärtigen Ende
des Siebes 46 passen würden,
nach unten gerichtet zum breiteren Abschnitt des Spaltes 48 am
stromabwärtigen
Ende des Siebes 46, um dort in den Schacht 52 und
das Brechwerk 54 zu gelangen. Jede T-förmige Stange 50 wird
zwischen den vorspringenden Schenkeln 86 zweier beabstandeter L-förmiger Halterungen 88 in
Stellung gehalten, die am stromaufwärtigen und am stromabwärtigen Ende des
Siebes 46 befestigt sind, wie besonders in 2-4 dargestellt.
Jede Stange 50 ist beim zweiten oder Hilfs-Stangenrost 44 ungefähr 1,2 Meter
lang.
-
Als
Ergebnis der Ausstattung eines Baggers 10 mit dem primären Stangenrost 18 und
dem Hilfs-Stangenrost 44 auf der Rutsche 32 wird
ein höherer
Prozentsatz wiedergewinnbaren Materials aus einer Charge gebaggerten
Materials wiedergewonnen anstatt abgeführt zu werden. Ferner wird
das Tor 72 des sekundären
Stangenrostes 44 vorteilhaft verwendet, um Lehm oder anderes
Abfallmaterial aus dem ersten Abführanteil des Materials daran
zu hindern, in das Brechwerk 54 des zweiten Stangenrostes 44 zu
gelangen, wenn festgestellt wird, dass im ersten Abführanteil
nicht genügend
wiedergewinnbares Material enthalten ist.
-
Der
Bagger 10 gemäß der Erfindung
kann als Erstausrüstung
gestaltet und verwendet werden. Darüber hinaus kann ein bestehender
Bagger der Brücken-
oder Ständerbauart,
der eine Rutsche aufweist, so nachgerüstet werden, so dass er einen zweiten
oder Hilfs-Stangenrost 44 aufweist, der unter der Rutsche 32 angeordnet ist,
sowie ein Brechwerk 54, das in Verbindung mit dem zweiten
Stangenrost 44 installiert ist, um die Annehmlichkeiten
und Vorteile dieser Erfindung zu erzielen.
-
Aus
der vorstehenden Darlegung der allgemeinen Prinzipien der vorliegenden
Erfindung und der vorstehenden ausführlichen Beschreibung mindestens
einer bevorzugten Ausführungsform
werden Fachleute leicht die verschiedenen Abwandlungen erkennen,
denen die Erfindung unterworfen sein kann.