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Mobile Rettungswinde für die Grubenrettung

Die Rettungswinde dient der mobilen Grubenrettung. Sie ist an einem festen Standort stationiert und wird im Rettungsfall von den betroffenen Bergwerken angefordert. Innerhalb kürzester Zeit kann die Winde mit einem Zugfahrzeug über die Straßen an den Einsatzstandort  in unmittelbarer Schachtnähe gebracht werden. Durch einen eigenen Mittelradantrieb ist es möglich die genaue örtliche Positionierung der Winde vorzunehmen.
Die Abstützung erfolgt dann durch 4 ausfahrbare Hydraulikzylinder auf befestigtem Untergrund, Betonfundament oder vorhandener Schachtabdeckung.

Der Rettungskorb wird vor Ort eingehängt. Durch Drehung des Oberwagens und Teleskopieren des Auslegers wird dieser über dem offenen Schacht so positioniert, dass ein Herablassen ohne Probleme erfolgen kann. Somit ist eine Rettung auch unabhängig von den örtlichen Fördermöglichkeiten möglich.

Rettungswinde

 


 

Die Rettungswinde wird mit Hilfe eines Zugfahrzeuges zum jeweiligen Einsatzort gebracht  und besteht im Wesentlichen aus 3 Hauptbauteilen:

Der Unterwagen kann durch einen eigenen Mittelantrieb am Einsatzort auch ohne das Zugfahrzeug bewegt werden. Die 8 Fahrschwingen sind hydraulisch in der Höhe veränderbar und werden über das Lenkgestänge mittels der Deichsel und Zylindern gelenkt.
Im Rettungsfall trägt der Unterwagen die Lasten aus der Winde über 4 Ausschubkästen mit Zylindern in den Untergrund ab und sorgt somit für ausreichende Standsicherheit. Er ist über einen Drehkranz mit dem Oberwagen verbunden. Dieser trägt die Winde mit Trommel, Antrieb, Bremse und diversen anderen Aufbauten. In seinem vorderen Teil befindet sich der Drehpunkt für den dreiteiligen Ausleger, der über 5 Hydraulikzylinder in der Höhe und der Auslage verfahren werden kann. An seiner Spitze ist die Umlenkrolle angebracht, die das Förderseil mit dem Rettungskorb senkrecht in den Schacht herunter lässt . Die max. Hakenlast für den Rettungsfall beträgt 6,7 t. Sie hängt ab von Auslegerneigung, -länge u. Drehwinkel.

Mobile Rettungswinde Bild2    Mobile Rettungswinde Bild3


 Die konstruktive Bearbeitung der drei Hauptbauteile durch das Ing. Büro Hachmann und Partner

Statische Berechnung
Grundlage der Statik sind die technischen Anforderungen an Schacht- und Schrägförderanlagen (TAS). Hiernach sind auch in Abstimmung mit dem Prüfer für die 3 Hauptbauteile unterschiedliche Sicherheitskonzepte anzuwenden:


Herstellung und Montage
Schweißtechnische Fertigungsvoraussetzungen

Der Fertigungsbetrieb musste neben einer Zertifzierung nach DIN EN ISO 9001 auch über den Großen Schweißeignungsnachweis nach DIN 18800-7 für dynamische Beanspruchung (Klasse E) verfügen.  Außerdem waren gültige Schweißerprüfungen nach DIN EN 287 aller Schweißer für die verarbeiteten Werkstoffe und Bauteildicken vor Fertigungsbeginn vorzuweisen.
Der verwendete Schweißzusatz musste eine DB- bzw. TÜV-Zulassung haben und dem verwendeten Grundwerkstoff  mit seinen mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Zähigkeit entsprechen.
Angewendet wurde das teilmechanische Metall-Aktivgasschweißverfahren (MAG) mit dem Mischgas M21 nach DIN EN 439 (18 % CO2 und 82 % Argon).

Geschweißt wurde überwiegend Stumpfnähte in Wannenlage bzw. Kehlnähte in Horizontalposition, um durch die einfache Handhabung schnelles und vor allem sicheres Schweißen zu ermöglichen.
Das geschweißte Bauteil wird nach dem Schweißen in einem Ofen durch Erhitzten auf ca. 600°C spannungsarm geglüht, um die Schweißeigenspannungen abzubauen. Da Spannungsarmglühen hier nicht vorgesehen war, mussten durch eine geeignete Schweißfolge die Schweißeigenspannungen minimiert werden.

Materialvoraussetzungen
Als Werkstoff wurde ausschließlich der schweißgeeignete Baustahl S355J2G3 nach DIN EN 10025 mit Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B nach DIN EN 10204 eingesetzt.
Bleche ab 30 mm Dicke mit Beanspruchung auf  Zug oder Biegezug mussten zusätzlich den Aufschweißbiegeversuch nach SEP 1390 erfüllen, um das Rissauffangvermögen und somit zähes und nicht sprödes Verhalten des Grundwerkstoffes zu garantieren.

Fertigung und Montage
Die Firma OLKO – Maschinentechnik GmbH in Olfen erfüllte die oben geforderten Voraussetzungen und konnte somit mit der Fertigung beginnen.
Zunächst wurden die drei Hauptbauteile einzeln zusammengesetzt, abgeheftet und anschließend mit vorgegebener Schweißfolge verschweißt, um die Schweißspannungen und den Schweißverzug gering zu halten.
Danach erfolgte die mechanische Bearbeitung der Kontaktflächen für die Aufnahme der Fahrwerke, des Drehkranzes, der Trommellager und der Bremsenständer.
Auf den zusammengebauten Unterwagen mit Fahrschwingen und Drehkranz wurde anschließend der Oberwagen mit der Winde und den dazu gehörenden Teilen aufgesetzt.

Rettungswinde Montage1    Rettungswinde Montage2

Nun musste noch der Ausleger am Gelenkpunkt fixiert u. mit allen Zylindern verbunden werden.
Die Ausschubkästen wurden mit Gleitplatten u. –führungen versehen, bevor sie mit den Ausschubzylindern zusammen in den Unterwagen eingesetzt wurden.

Das Verlegen der Hydraulikleitungen erfolgte im Zwischenraum zwischen Ober- u. Unterwagen sowie darunter. Die elektrische Verkabelung wurde in den seitlichen Längsträgern des Ober- u. Unterwagens versteckt verlegt.


Abnahmen im Werk
Die Abnahmen der Fertigung  bei OLKO dienten der Überwachung der engen Fertigungstoleranzen und der Funktion der beweglichen Teile. Hoch beanspruchte Schweißnähte wurden mit dem Farbeindringverfahren (PT) zerstörungsfrei auf Risse geprüft.

Außerdem musste die Straßenzulassung durch den RWTÜV erteilt werden. Es wurden Fahr-, Brems- und Kurvenversuche durchgeführt.
Die Standsicherheit der Winde wurde von der DMT durch Lastversuche überprüft. Dabei wurde eine Prüflast von max. 10,0 t an das Seil gehängt. Dies wurde für mehrere Stellungen des Auslegers mit der Situation angepassten Lasten wiederholt.

Rettungswinde Belastungstest

Hydraulische und elektrische  Anlagen wurden für den Rettungseinsatz ebenfalls durch die DMT überprüft.

Abnahmen und Schulungen am Schacht
Die Endabnahme wurde unter realen Bedingungen am Wetterschacht RADBOD 6 des Bergwerkes Ost nördlich von Hamm ebenfalls durch die DMT durchgeführt.
Der Schacht dient nicht mehr der Förderung, sondern ist nur noch Bestandteil der Wetterführung innerhalb des Bergwerkes. (untertägige Belüftung)
Aus diesem Grunde besteht dort die Möglichkeit, an diesem 1400m tiefen Schacht, die Winde ungestört zu testen und zu prüfen.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Hängseilüberwachung und der Überlastabschaltung gewidmet.
Die Hängseilüberwachung schaltet den Seilantrieb ab, sobald der Korb beim Herablassen aufsetzt oder verkanntet. Somit wird ein Umkippen des Korbes im Schacht verhindert.
Die Überlastabschaltung verhindert das Aufrollen des Seiles, wenn sich der Korb beim Hochfahren verhakt, verkeilt oder verklemmt. Hierdurch wird die Standsicherheit der Winde sichergestellt, denn ein Weiterziehen bei blockiertem Fördermittel hätte das Umkippen der gesamten Winde über Tage zur Folge.

Abschließend fand eine Personalschulung in Theorie und Praxis statt, um später im Ernstfall einen schnellen und reibungslosen Rettungseinsatz zu gewährleisten.

Schlussbemerkung

Diese anspruchsvolle Aufgabe erforderte das erfolgreiche Zusammenspiel höchst unterschiedlicher Bereiche wie Statik, Konstruktion, Stahlbau, Maschinenbau, Schweißtechnik, Elektotechnik und Hydraulik – hierfür sei allen gedankt.


 

 

Weitere Informationen unter:

Dipl.-Ing. Andreas Hachmann
Tel.: + 49 23 61 – 9042064
ahachmann@aha-hachmann.de
www.aha-hachmann.de


 

Projektdaten

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Beteiligte Firmen:

IBH Ing. Büro Hachmann und Partner

OLKO
Maschinentechnik GmbH, Olfen


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Fakten & Zahlen

Max. Fördertiefe 
1600 m

Eigengewicht Stahlbau: ca. 29,0 t

Eigengewicht Winde: 
ca. 60,0  t

Max. Fahrgeschwindigkeit auf der Straße:
62,0 km/h

Fördergeschwindigkeit im Schacht:
1,0 m/sec

Max. Zugkraft in ungünstigster Stellung:
6,7 t

Max. Nennzugkraft der Winde: 
10,0 t

Max. Auslegerlänge:
10,1 m