PL174838B1 - Kabina bezpieczna do maszyn roboczych, zwłaszcza do pracy w kopalniach - Google Patents

Abstract

1. Kabina bezpieczna do maszyn robo- czych, zwlaszcza do pracy w kopalniach za- wierajaca pomieszczenie robocze ograniczone polaczonymi ze soba plytami dachowa, pod- logowa i bocznymi polaczone z zewnetrz- nym pretem bezpieczenstwa i wyposazone w elementy mocujace laczace to pomieszczenie robocze z maszyna, znamienna tym, ze pret bezpieczenstwa (3) ma ksztalt litery L i za- wiera co najmniej jeden katownik, którego jeden koniec jest polaczony z pomieszcze- niem roboczym (2), a drugi koniec jest przymocowany do maszyny (1). Fig. 3 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest kabina bezpieczna do maszyn roboczych, zwłaszcza do pracy w kopalniach.

Znana jest kabina wytrzymująca siły i obciążenia przykładane do niej tylko wtedy, kiedy jest to specjalnie wymagane. W tym celu stosuje się kabinę o szczególnie wytrzymałej konstrukcji wytrzymującej wywierane na nią obciążenia. Odmianą tej ciężkiej kabiny jest kabina o lekkiej konstrukcji, dookoła której wybudowana jest kratownica, przejmująca bezpośrednio obciążenie, które ma wytrzymać pod obciążeniem. Istotną cechą obu układów jest to, że kabina jest chroniona przez oddzielną, bezpieczną konstrukcję. Ta konstrukcja może być wykonana zarówno z wsporników, jak i żeber bezpieczeństwa i jest przymocowana nieelastycznie do ramy narzędzia. Konstrukcja ta chroni umieszczoną pod nią bezpieczną kabinę i jest przeważnie zamontowana elastycznie na ramie narzędzia. Nawet ta konstrukcjajest masywna i zajmuje dużo przestrzeni.

Sama kabina nie może wytrzymać sił określonych w normach bezpieczeństwa. W przypadku narzędzia do prac ziemnych, gdzie operator siedzi z boku narzędzia, konstrukcja opisana powyżej zwiększa wysokość i szerokość narzędzia. Używanie większych narzędzi wymaga na przykład większych tuneli w kopalni, co jest niezmiernie kosztowne. Dlatego konieczne jest używanie mniejszego narzędzia, co zmniejsza ładowność i zwiększa całkowity koszt przerzucania wysadzonej skały.

Cechą charakterystyczną tego rodzaju konstrukcji, zastosowanej w narzędziu do prac ziemnych, jest także to, że zwykłe konserwowanie i reperacje wyposażenia stają się trudniejsze, gdyż konstrukcje zabezpieczające są umieszczane w obszarze wykonywania operacji konserwujących i reperacji. Przymocowane żebra zabezpieczające i kratownice zabezpieczające także komplikują operacje konserwacji, ponieważ są one zwykle trudne do rozmontowania.

W narzędziach typu LHD i wywrotkach przeznaczonych dla kopalnictwa kabina jest zwykle zainstalowana z boku podłużnej osi maszyny i, co więcej, w narzędziach typu LHD operator zwykle siedzi bokiem. Od kabin zatwierdzonych do użytku wymaga się, aby spełniały one wymagania istniejących norm. Co więcej wymaga się, aby kabiny bezpieczeństwa spełniały

174 838 tak zwane normy ROPS i normy FOPS (zabezpieczenie przed przewróceniem i konstrukcja zabezpieczająca przed spadającymi obiektami).

W niektórych krajach bezpiecznym kabinom narzędzi LHD stawia się także wymagania krajowe. Ogólnie, te normy i wymagania nakazują, że w przypadku kiedy maszyna się przewróci, dla operatora musi pozostać wystarczająco duża, bezpieczna przestrzeń. Co więcej, standardy wymagają testów laboratoryjnych, wykonywanych przez oficjalnie zatwierdzony instytut testujący, gdzie kabina jest obciążana zarówno w kierunku poprzecznym, jak i podłużnym, oraz od góry. Od poddanej na poprzecznym obciążeniom kabiny wymaga się, aby wytrzymała przyłożoną siłę, a od jej konstrukcji wymaga się, aby absorbowała określony ładunek energii. Poza tym, od kabiny wymaga się także, aby wytrzymała siłę przyłożoną pionowo i podłużnie. Wartość bezwzględna sił i ładunek energii są określone przez wagę maszyny. W rezultacie, im cięższa jest maszyna, tym większe siły powinny wytrzymać. Podczas wspomnianych wcześniej testów zmiany kształtu kabiny muszą pozostać na tyle małe, aby bezpieczna przestrzeń dla operatora pozostawała nienaruszona.

Z opisu patentowego SU 695 871 znane jest rozwiązanie, w którym bezpieczna kabinajest zamocowana na maszynie. Zespół prętów zabezpieczających jest umocowany na zewnątrz dookoła pomieszczenia roboczego. Zespół prętów zabezpiecza pomieszczenie robocze przed zewnętrznymi naprężeniami. Zespół prętów zabezpieczających otacza pomieszczenie robocze, ale nie jest z nim połączony. Dlatego też siły, które działają bezpośrednio na ściany pomieszczenia roboczego nie są tłumione przez zespół prętów zabezpieczających, ale jedynie przez samo pomieszczenie robocze. W takich wypadkach pomieszczenie robocze może zostać zgniecione i nie chroni operatora, ponieważ przed tymi siłami pomieszczenie nie jest dodatkowo zabezpieczone prętami zabezpieczającymi.

Z opisu patentowego DE nr 2 827 614 znana jest kabina traktora. Na zewnątrz kabina ta otoczona jest klatką z prętów. Klatka jest przymocowana do traktora, a kabina jest umieszczona wewnątrz tej klatki i do niej przymocowana. W tym rozwiązaniu kabina nie jest skonstruowana w ten sposób, aby przejmować i tłumić jakieś siły, do tego służy klatka, a sama kabina daje operatorowi zabezpieczenie przed innymi niedogodnościami, a także zabezpiecza operatora przed wypadnięciem w przypadku, gdy traktor przewróci się.

Z opisu patentowego USA nr 3 791 668 znane jest zabezpieczenie przed przewróceniem się kabiny z odkształcającymi się wspornikami. W tym rozwiązaniu są zastosowane belki złączone ze sobą nad pojazdem w taki sposób, że belki podczas przewrócenia się maszyny, odkształcają się plastycznie, ale nie łamią się. W tym rozwiązaniu pomieszczenie robocze nie jest zabezpieczone żadnymi połączonymi z nim prętami zabezpieczającymi.

Największą wadą niniejszych bezpiecznych kabin albo osłon było często to, że nie spełniały one nowych wymagań. Kiedy kabina jest zaprojektowana zgodnie z najnowszymi wymaganiami, staje się ona bardzo ciężka i nieporęczna. Użycie oddzielnych żeber i kratownic zabezpieczających sprawia, że maszyna staje się nieporęczna i niewygodna do używania w ograniczonych przestrzeniach. Co więcej, konstrukcje żeber bezpieczeństwa i kratownic bezpieczeństwa przeszkadzają w normalnej konserwacji maszyny, jak to opisano powyżej. Kabina wyposażona w żebra bezpieczeństwa i kratownice bezpieczeństwa, albo kabina specjalnie wzmocniona jest często w realizacji bardzo kosztowną.

Kabina bezpieczna do maszyn roboczych, zwłaszcza do pracy w kopalniach zawierająca pomieszczenie robocze ograniczone połączonymi ze sobą płytami dachową, podłogową i bocznymi połączone z zewnętrznym prętem bezpieczeństwa i wyposażone w elementy mocujące łączące to pomieszczenie robocze z maszyną według wynalazku charakteryzuje się tym, że pręt bezpieczeństwa ma kształt litery L i zawiera co najmniej jeden kątownik, którego jeden koniec jest połączony z pomieszczeniem roboczym, a drugi koniec jest przymocowany do maszyny.

Korzystnie pręt bezpieczeństwajest połączony z pomieszczeniem roboczym poprzez pręty reakcyjne, wyposażone w tłumiki.

Korzystnie pręt bezpieczeństwa jest przymocowany do maszyny ślizgowo co najmniej jednym elementem mocującym oraz jest umocowany obrotowo poprzez śrubę umieszczoną we wsporniku mocującym przymocowanym do maszyny.

Korzystnie pręt bezpieczeństwa ma formę dźwigarów skrzynkowych.

174 838

Najważniejszą zaletą wynalazku jest to, że bezpieczna kabina albo osłona, spełniająca wymagania istniejących norm, może być wybudowana w całkiem małej przestrzeni. Konstrukcje wcześniejszych kabin mogą być wykorzystywane w rozwiązaniu zgodnym z wynalazkiem. Rozwiązanie, według wynalazku może być stosowane w połączeniu z kabiną maszyn starszego typu. Pręty bezpieczeństwa zainstalowane na zewnątrz kabiny przejmują siły, absorbują energię działają jako elementy elastyczne, tłumiące wstrząsy kabiny.

Wielkość maszyny jest tak mała, jak to jest możliwe, z tego powodu wysadzona skała może być przerzucana w tunelach albo w podobnych przestrzeniach, za pomocą wyposażenia o maksymalnej wydajności. Jest także możliwe zapewnienie kabiny, która jest zarówno dźwiękoszczelna i odporna na wstrząsy albo otwartej kabiny odpornej na wstrząsy. Co więcej, maszyna jest łatwa do konserwacji i reperacji. Urządzenia bezpieczeństwa nie zajmują także dodatkowej przestrzeni.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonaniajest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku narzędzia wyposażonego w bezpieczną kabinę, fig. 2 - widok z góry narzędzia wyposażonego w bezpieczną kabinę, fig. 3 - widok z boku bezpiecznej kabiny wyposażonej w jeden pręt bezpieczeństwa, fig. 4 - widok z przodu bezpiecznej kabiny wyposażonej w jeden pręt bezpieczeństwa, fig. 5 - widok z góry bezpiecznej kabiny wyposażonej w jeden pręt bezpieczeństwa, fig. 6 - widok z boku bezpiecznej kabiny wyposażonej w dwa pręty bezpieczeństwa, fig. 7 - widok z przodu bezpiecznej kabiny wyposażonej w dwa pręty bezpieczeństwa, fig. 8 - widok z góry bezpiecznej kabiny wyposażonej w dwa pręty bezpieczeństwa, fig. 9 - schematyczny widok pręta bezpieczeństwa, fig. 10 - schematyczny widok pręta bezpieczeństwa użytego w połączeniu z bezpieczną kabiną, wyposażoną w dwa pręty bezpieczeństwa, fig. 11 - szczegółowy widok mocowania spodu bezpiecznej kabiny do maszyny.

Kabina bezpieczna jest zamocowana na maszynie 1. Kabina posiada pomieszczenie robocze 2 przeznaczone dla operatora maszyny 1 ograniczone połączonymi ze sobą płytami dachową 4, podłogową 5 oraz bocznymi 6. Płyty boczne 6 są wyposażone w okna 7. Bezpieczna przestrzeń 8 dla operatorajest zaznaczona na fig. 3,4,6,7 kreskowaniem. Pomieszczenie robocze od strony płyty podłogowej 5 jest przymocowane do maszyny 1 za pomocą elastycznych elementów mocujących 9. Pręt bezpieczeństwa 3 jest wykonany z połączonych ze sobą płytek 10 i ma postać dźwigara skrzynkowego. Do ramienia pręta bezpieczeństwa 3 są przymocowane wsporniki 11 i 12 służące do przymocowania pręta bezpieczeństwa do pomieszczenia roboczego 2 i do maszyny 1. Jedno z ramion pręta bezpieczeństwa 3 jest zakończone występem 13 służącym również do zamocowania tego pręta 3. Pręt bezpieczeństwa 3 oraz wsporniki 11 i 12 są wyposażone w otwory 14, 15, 16, 17 służące do zamocowania prętów reakcyjnych 22, 23. Na maszynie 1 jest przymocowany wspornik 18, do którego, za pomocą śruby 24jest przymocowany pręt bezpieczeństwa 3 w miejscu zagięcia. Występ 13 pręta bezpieczeństwa jest przymocowany do maszyny 1 za pomocą ślizgowego elementu mocującego 19. Pręty reakcyjny 22 i 23 są przymocowane do wsporników 20 i 21 umieszczonych w górnej części pomieszczenia roboczego

2. Elastyczne elementy mocujące w prętach reakcyjnych 22 i 23 są oznaczone numerem 25 i spełniają rolę amortyzatorów. Pomieszczenie robocze 2 jest zainstalowane za pomocą zewnętrznego pręta bezpieczeństwa 3, przejmującego siły zarówno poprzeczne, jak i podłużne, i absorbującego energię od sił poprzecznych.

Na figurach 3 do 8 siły działające na bezpieczną kabinę 2 są przedstawione za pomocą strzałek. Siły F, które ma wytrzymać konstrukcja, są przekazywane przez ramę pomieszczenia roboczego 2 prętom bezpieczeństwa 3. Rama pomieszczenia 2, z jej mocowaniami, musi niezależnie wytrzymać przyłożone pionowo obciążenie. Pręt bezpieczeństwa 3 ma, jeśli patrzymy z boku, kształt litery L, a jeśli jest zastosowany tylko jeden pręt bezpieczeństwa 3, to ma on kształt litery L także jeśli patrzymy w kierunku podłużnym, i jest on przymocowany w dwóch punktach jego niższego końca do ramy. W warunkach obciążenia, górny koniec pręta bezpieczeństwa 3 opiera się o płytę dachową 4 pomieszczenia roboczego 2. Pomieszczenie robocze 2 jest przymocowane do górnego końca pręta bezpieczeństwa 3 za pomocą prętów reakcyjnych 22 i 23, oraz gumowych podkładek 25, które podczas normalnego używania tłumią siły poziome. Pręt bezpieczeństwa 3 absorbuje podaną energię poprzez zginanie się zarówno jego części poziomej i pionowej, jest więc zapewniona duża elastyczność przy małych wymiarach kabiny 2.

174 838

Pomieszczenie robocze 2 może być wzmocnione za pomocąjednego albo większej ilości prętów bezpieczeństwa 3. W przykładzie wykonania z dwoma prętami bezpieczeństwa 3, pręty są zainstalowane zarówno na przednim, jak i na tylnym rogu pomieszczenia roboczego 2. Poprzeczna siła jest rozprowadzana równomiernie na obu prętach 3.

W przykładzie wykonania z jednym prętem bezpieczeństwa 3, pręt jest zainstalowany na przednim rogu pomieszczenia roboczego 2, zgodnie z konstrukcją pomieszczenia 2 i ramy maszyny 1. Układ ten ułatwia konserwację maszyny 1 i minimalnie zmniejsza pole widzenia operatora. W części górnej pomieszczenia roboczego 2 znajduje się podłużny dźwigar, który w warunkach obciążenia opiera się wzdłuż swojej całej długości o płytę dachową 4 pomieszczenia 2. Ponieważ pręt bezpieczeństwa 3 jest zainstalowany z boku podłużnej osi pomieszczenia 2, pionowa część pręta bezpieczeństwa 3 jest także wzmocniona w celu zapobiegania skręcaniu się pomieszczenia 2. Pomieszczenie robocze 2, wyposażone w pręt bezpieczeństwa 3, przeszło przez wymagane testy laboratoryjne.

Podstawową cechą niniejszego rozwiązania jest to, że konstrukcja zawiera pomieszczenie robocze albo osłonę 2, które jest wystarczająco silne, aby przenosić wymagane siły na jeden albo więcej oddzielnych prętów bezpieczeństwa 3 i na ramę maszyny 1. Siły są kontrolowane przez wzajemne oddziaływanie pomieszczenia roboczego 2 i oddzielnych prętów bezpieczeństwa 3.

Odporne na dźwięki i wstrząsy pomieszczenie robocze 2 jest przymocowane zarówno do ramy maszyny 1, jak i do prętów (pręta) bezpieczeństwa 3, za pomocą elastycznych elementów mocujących 9 i 25. Kiedy na ramę pomieszczenia roboczego 2 działają duże siły, elastyczne elementy mocujące 25 ustępują pod działaniem siły, po czym siły są przenoszone przez mechaniczne elementy mocujące na pręt(y) bezpieczeństwa 3 i na ramę maszyny 1.

Kabina bezpieczna może być mechanicznie przymocowana do ramy maszyny 1 na różne sposoby i w różnych punktach, a punkty zamocowania i elementy mocujące pręta bezpieczeństwa 3 mogą się zmieniać zgodnie z wymaganiami stawianymi przez kształt pomieszczenia roboczego 2.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kabina bezpieczna do maszyn roboczych, zwłaszcza do pracy w kopalniach zawierająca pomieszczenie robocze ograniczone połączonymi ze sobą płytami dachową, podłogową i bocznymi połączone z zewnętrznym prętem bezpieczeństwa i wyposażone w elementy mocujące łączące to pomieszczenie robocze z maszyną, znamienna tym, że pręt bezpieczeństwa (3) ma kształt litery L i zawiera co najmniej jeden kątownik, którego jeden koniec jest połączony z pomieszczeniem roboczym (2), a drugi koniec jest przymocowany do maszyny (1).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pręt bezpieczeństwa (3) jest połączony z pomieszczeniem roboczym (2) poprzez pręty reakcyjne (22,23), wyposażone w tłumiki (25).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pręt bezpieczeństwa (3) jest przymocowany do maszyny (1) ślizgowo co najmniej jednym elementem mocującym (19) oraz jest umocowany obrotowo poprzez śrubę (24) umieszczoną we wsporniku mocującym (18) przymocowanym do maszyny (1).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pręt bezpieczeństwa (3) ma formę dźwigarów skrzynkowych.