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Die
Erfindung betrifft ein Transportsystem zum Versetzen von großen und
schweren Arbeitsplattformen mit darauf in Arbeitsstellung montierten
Geräten und Gerätekomplexen, die bei der Gewinnung und
Verarbeitung von Rohstoffen im Tagebaubetrieb eingesetzt werden.
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Der
allgemeine Aufbau von mit einem Zwei-Raupenfahrwerk ausgerüsteten
Transportraupen ist aus SCHEFFLER, M.: Reihe „Baumaschinen",
Band „Erbau- und Tagebaumaschinen", Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft
mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2002, Abschnitt 7.2 „Transportraupen",
Seiten 367 bis 369 bekannt. Danach soll eine Transportraupe
mit einem Zwei-Raupenfahrwerk folgende Eigenschaften aufweisen:
- • geringe Bauhöhe bei einer
eigenen ausreichenden Bodenfreiheit,
- • geringe Baubreite und Baulänge bei Einhaltung der
zulässigen Bodenpressung,
- • Unterbringung der Antriebe und der Bedieneinrichtungen
in den begrenzten Bauraum der Konstruktion,
- • einfache Aufnahme der zu transportierenden Geräteeinheiten
und
- • Verfahrbarkeit mit der Last auf einem Untergrund auch
mit geneigter Fahrbahn.
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Die
Hubplattform über dem Unterbau wird durch eine Mittelsäule
mit Kugelkopf geführt und durch vier Hubzylinder gehoben.
Diese vier Hubzylinder werden so gesteuert, dass die Last immer
waagerecht auf der Arbeitsplattform liegt. Weiterhin ist eine Klemmvorrichtung
zur Befestigung der Last während des Transportes auf der
Arbeitsplattform vorgesehen.
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Zum
Versetzen einer Geräteeinheit auf Pontons zu einem neuen
Standort wird die Transportraupe unter die Geräteeinheit
gefahren. Danach wird die Arbeitsplattform der Transportraupe nach
oben bis zur Geräteeinheit ausgefahren und mit dieser durch hydraulisch
betätigbare Klemmelemente verbunden. Dabei soll sich die
Plattformmitte der Transportraupe möglichst nahe dem Schwerpunkt
der Geräteeinheit befinden. Anschließend wird
die Geräteeinheit bis in die Transportstellung angehoben
und bei geneigtem Untergrund erforderlichenfalls in die horizontale
Lage gebracht. Im ausgehobenen Zustand wird dann die Geräteeinheit
durch die Transportraupe zum neuen Standort gefahren. Während
dessen können bei sich wechselnder Neigung des Untergrundes
mit dem Stützsystem der Transportraupe Lagekorrekturen
der Geräteeinheit vorgenommen werden. Verbleibende Seitekräfte,
die durch die zulässigen Abweichungen der Lage der Geräteeinheit
von der Horizontalen und durch Windkräfte entstehen, müssen über
die Tragplattform der Transportraupe aufgenommen werden. Am neuen
Standort wird die Geräteeinheit abgesetzt und dabei erforderlichenfalls
durch Ausrichten in die Sollposition gebracht. Die Klemmelemente
werden entriegelt, danach wird die Tragplattform in ihre untere
Stellung abgesenkt und die Transportraupe kann weggefahren werden.
Sie steht dann für weitere Anwendungen zur Verfügung.
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Aus
der Patentliteratur ist eine solche, mit einem Zwei-Raupenfahrwerk
ausgerüstete Transportraupe aus der Druckschrift
DE 24 16 642 C3 bekannt. Der
Patentschutz ist auf die besondere Ausbildung der Mittelsäule
mit dem Kugelkopf für das Manipulieren der Hubplattform
durch die Hubzylinder gerichtet. Das Lenken des Zwei-Raupenfahrwerkes
erfolgt durch die unterschiedliche Betätigung der Einzelraupen.
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Solche
Transportraupen mit zwei Raupen erfordern für die Kurvenfahrt
sehr hohe Kettenzüge und sind deshalb in der Auflast begrenzt.
Die maximale Tragkraft wird weiterhin von der Größe
Auflagefläche der Raupenplatten der Transportraupe und
der Tragfähigkeit und Ebenheit des Bodens bestimmt. Deshalb
können derartige Transportraupen in der Regel für
maximale Zuladungen nur bis zu 2.000 Tonnen ausgelegt werden, was
für die bisher bekannten Anwendungsfälle immer
gereicht hat. Für höhere Auflasten ist eine so
ausgebildete Transportraupe nicht geeignet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transportsystem zu schaffen,
mit dem im Tagebau und nachfolgenden Rohstoffverarbeitungsstationen
Geräte und Gerätekomplexe mit einer Masse von über
2.000 t bis zu 5.000 t auch auf wenig tragfähigen Böden
versetzt werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Transportsystem gelöst, das aus
drei Transportraupen und einer Arbeitsplattform auf Pontons besteht,
auf welcher die schweren Geräte oder Geräteeinheiten
montiert sind. Die Arbeitsplattform auf Pontons wird durch die Transportraupen
angehobenen und koordiniert von einem bisherigen zu einem neuen
Standort versetzt.
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Dabei
werden für eine optimale Lastverteilung die Dreieckabstützung
und Transportraupen mit vollständigem Lastausgleich verwendet.
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Das
Transportsystem besteht aus
- • einer
Arbeitsplattform zur Aufnahme von Geräte und Gerätekomplexen,
- • einer vorderen Transportraupe vom Typ A mit diesel-hydraulischem
Antrieb,
- • zwei hinteren Transportraupen vom Typ B mit diesel-hydraulischen
Antrieben und
- • einem Steuersystem zur Koordinierung der Fahrrichtungen
und Vortriebskräfte der Transportraupen von den Typen A
und B.
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Dabei
ist die Transportraupe vom Typ A beim Versetzen der Arbeitsplattform
die Führungsraupe, die sowohl die Fahrtrichtung als auch
die Fahrtgeschwindigkeit bestimmt. Sie besteht aus einem Unterbau,
an dem pendelnd zwei große nicht steuerbare hintere Raupen
und zwei kleinere, durch ein Zylinderpaar steuerbaren vorderen Raupen
angeschlossen sind. Diese beiden steuerbaren Raupen werden beiderseits
pendelnd von einem Querträger aufgenommen. Damit diese
vorderen Raupen sowohl die Lenkbewegungen ausführen als
auch Bodenunebenheiten ausgleichen können, ist der Querträger
kardanisch am Unterbau angeordnet. Alle vier Einzelraupen der Transportraupe
vom Typ A werden durch hydraulische Verstellpumpen und parallel
geschaltete hydraulische Verstellmotoren in einem gemeinsamen geschlossenen
Kreislauf diesel-hydraulisch angetrieben. Der Unterbau nimmt oben
zentrisch eine bekannte Hubplattform mit einer rechteckigen Auflagefläche
auf, die mittig durch eine Mittelsäule mit Kugelkopf geführt
und durch vier äußere Hubzylinder gehoben wird.
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Die
beiden Transportraupen vom Typ B sind die Hecktransportraupen. Sie
werden jeweils mit einem Zwei-Raupenfahrwerk ausgerüstet.
Die eine der beiden Transportraupen vom Typ B ist über
ihre Hubplattform zentrisch mit der Arbeitsplattform verbunden.
Durch einen festen seitlichen Steuerarm, der beim Heben in einen
Schlitz der Arbeitsplattform einfährt, werden die Transportraupe
vom Typ B und die Arbeitsplattform zueinander in Längsrichtung
gehalten.
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Die
andere Transportraupe vom Typ B ist über die Hubplattform
seitlich verschiebbar mit der Arbeitsplattform verbunden und wird
durch einen beweglichen seitlichen Steuerarm, der beim Heben in einen
Schlitz der Arbeitsplattform einfährt, parallel zur ersten
Hecktransportraupe gehalten.
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Die
hinteren beiden Einzelraupen der Transportraupe vom Typ A sind mit
den Einzelraupen der Transportraupen vom Typ B identisch.
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Die
Raupenfahrwerke der Transportraupe A und die Raupenfahrwerke der
Transportraupen B werden jeweils in gemeinsamen geschlossenen Hydraulikkreisläufen
mit Verstellpumpen und Verstellmotoren angetrieben. Beim Versetzen
großer Lasten werden die Verstellmotoren mit maximalem
und bei Leerfahrten mit reduziertem Hubvolumen betrieben.
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Die
vordere Transportraupe vom Typ A und jede der beiden hinteren Transportraupen
vom Typ B können in bekannter Weise auch als Einzeltransportraupe
benutzt werden. Dabei werden die Hubplattformen bei der Lastaufnahme
waagerecht ausgerichtet und die Last wird beim Transport fest geklemmt.
So können die drei Lastraupen sowohl einzeln für
kleinere Bauteile als auch im Verbund für große
Plattformen eingesetzt werden.
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Ein
wesentlicher Vorteil, dieses so ausgerüsteten Transportsystems
besteht darin, dass sehr hohe Lasten auf einem Planum mit geringer
Tragfähigkeit transportiert werden können und
dabei auch beim Durchfahren von Kurven eine gute Manövrierfähigkeit
besteht. Die Transportraupen des Systems sind in der Lage, die Lasten
mit Hilfe ihrer eigene Antriebe anzuheben und zu transportieren.
Die verwendeten Einzelraupen stellen Fahrwerke dar, die bei der Belastung
durch das Verfahren voll ausgeglichen sind und so geringe Zwangskräfte
erzeugen. Mit dem Transportsystem können sehr schwere Lasten
unterschiedlicher Art bewegt werden. Für Lasten geringerer
Ausmaße und Gewichte kann eine einzelne Transportraupe
vom Typ A oder B verwendet werden.
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Weitere
Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind anhand der nachfolgenden
Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen erläutert,
in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Transportsystems
dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf das Transportsystem in einer schematischen Gesamtdarstellung,
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2 eine
schematische Einzeldarstellung der Transportraupe vom Typ A in einer
Draufsicht,
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3 eine
schematische Darstellung des Schaltplanes der Hydraulikantriebe
für die Raupenfahrwerke der Transportraupe vom Typ A,
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4 eine
schematische Einzeldarstellung der in der Hauptfahrtrichtung linken
Transportraupe vom Typ B in einer Draufsicht und
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5 eine
schematische Einzeldarstellung des Schaltplanes der Hydraulikantriebe
für die Raupenfahrwerke der Transportraupe vom Typ B.
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Das
in 1 dargestellte Transportsystem ist für
eine zu transportierende Masse bis zu ca. 4.900 t ausgelegt. Es
besteht aus der Transportraupe vom Typ A mit einer Tragfähigkeit
von maximal 2.100 t und zwei Transportraupen vom Typ B mit einer
Tragfähigkeit von jeweils maximal 1.400 t bei zentrischer Last.
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Die
Geräteeinheit, die versetzt werden soll, ist ständig
auf einer Arbeitsplattform 1 angeordnet. Diese Arbeitsplattform
ist mit drei Pontons versehen, auf denen sie steht, wenn die darauf
angeordneten Geräte in die Arbeitsstellung gebracht werden.
Solche Geräte können beispielsweise Brecher, Bunker und
Förderer zum Zerkleinern mineralischer Rohstoffe sein,
die mit dem Abbaufortschritt dieser Rohstoffe in bestimmten Zyklen
nachgerückt werden. Die Transportraupen von den Typen A
und B sowie die Arbeitsplattform 1 sind in ihrer Größe,
ihrer Tragfähigkeit und ihren Stützflächen
aufeinander abgestimmt. Die Transportraupe vom Typ A mit maximal 2.100
t zentrischer Last oder 1.800 t exzentrischer Einzellast nach 2 besteht
aus zwei angetriebenen Raupen 5, 6 hinten und
zwei kleineren gesteuerten Raupen 7, 8 vorn. In
der Zeichnung ist die rechte Raupe 5 geschnitten und die
linke Raupe 6 in gechlossener Ansicht dargestellt. Die
beiden hinteren Raupen 5, 6 sind mit Zweirad-
und Vierradschwingen ausgerüstet und über große
Achsen 10 mit dem Unterbau 11 verbunden. Die beiden
vorderen Raupen 8, 9, von denen ebenfalls die
rechte Raupe 8 geschnitten und die linke Raupe 9 in
gechlossener Ansicht dargestellt ist, sind mit Zweirad- und Vierradschwingen
halber Tragfähigkeit ausgerüstet. Sie sind über
Achsen 12 mit einem Querträger 13 verbunden,
der in der Mitte kardanisch mit dem Vorderteil des Unterbaus 11 verbunden
ist. Diese kardanische Verbindung besteht aus einem ersten Gelenk 14 mit
einer um eine senkrechte Achse schwenkbaren Bolzenverbindung und
einem zweiten, um eine waagerechte Schwenkachse in Fahrwerkslängsrichtung
beweglichen Gelenk 15.
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Die
kardanische Verbindung ermöglicht ein Querpendeln der vorderen
Raupen 8, 9 und eine Steuerung um die vertikale
Achse. Die Steuerung erfolgt durch ein zwischen dem Unterbau 11 und
dem Querträger 13 angeordnetem Zylinderpaar 16, 17. Da
die Kurvenfahrt durch die Raupensteuerung bewirkt wird, treten keine
hohen Kettenzüge auf. Es reicht deshalb aus, dass die hinteren
Raupen 5, 6 jeweils mit einem Antrieb 18, 19 und
die vorderen Raupen 8, 9 auch jeweils mit einem
Antrieb 20, 21 ausgestattet sind.
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Alle
diese Fahrantriebe 18, 19, 20, 21 sind eine
Kombination aus hydraulischem Verstellmotor und mechanischem Getriebe.
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In 3 ist
der diesel-elektrische Antrieb der Transportraupe vom Typ A dargestellt.
Sie zeigt den Dieselmotor 22 und die nachfolgenden beiden
Hydraulikpumpen 23. Diese Hydraulikpumpen 23 sind über
Parallelschaltung mit den Hydraulikmotoren 22, 23 der
hinteren Raupe 5, 6 und den Hydraulikmotoren 24, 25 der
vorderen Raupen 8, 9 in einem gemeinsamen geschlossenen
Kreislauf verbunden. Dies ergibt eine optimale Lastverteilung unabhängig von
der gefahrenen Kurve und zwar ohne jegliche Regelung. Allerdings
ist die Kombination aus Motorgröße und Getriebeübersetzung
so zu wählen, dass an den kleinen Raupen 8, 9,
die 50% der Last einer großen Raupe 5, 6 tragen,
ca. 50% der Vortriebskraft erzeugt wird.
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Die
Hubplattform 25 über dem Unterbau 11 wird
nach 2, wie bereits von den Transportraupen mit Zwei-Raupenfahrwerken
bekannt, durch eine Mittelsäule 26 mit Kugelkopf
geführt und durch vier Hubzylinder 27 gehoben.
Wird eine Einzellast transportiert, so wird diese Last in üblicher
Weise an der Hubplattform 25 festgeklemmt und über
die einzeln angesteuerten Hubzylinder 27 auch bei kleiner
Exzentrizität in Position gehalten.
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Wird
die Transportraupe vom Typ A im Verbund mit zwei Transportraupen
vom Typ B verwendet, so sind die Hubzylinder 27 parallel
geschaltet und die Last wird über eine Drehverbindung 28 auf der
Hubplattform 25 angehoben. Durch diese zusätzlich
oben angeordnete Drehverbindung 28 kann die Transportraupe
vom Typ A bei Kurvenfahrt gegenüber der Arbeitsplattform 1 verdreht
werden. Der gesamte Antrieb ist in einem begehbaren Container 24 hinter
dem Unterbau 11 servicefreundlich untergebracht. Er besteht
aus dem Dieselmotor 22 und einer direkt angekoppelten Pumpenkombination
mit zwei Fahrwerkspumpen, einer Hubwerkspumpe und einer Speisepumpe.
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Die
Transportraupe vom Typ B nach 4 mit maximal
1400 t zentrischer Last und maximal 1200 t exzentrischer Einzellast
ist mit zwei großen Raupen 28, 29 ausgerüstet.
Sie sind mit den großen Raupen 5, 6 der
Transportraupe vom Typ A baugleich. Auch hier besteht ein vollständiger
Lastausgleich durch Raupenachsen 30 und einen Pendelträger 31 sowie
einer Kombination aus Zweirad- und Vierradschwingen.
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Beim
Betrieb als Einzeltransportraupe erfolgt die Kurvenfahrt durch unterschiedliche
Fahrgeschwindigkeiten der Raupen 28, 29. Hierbei
treten sehr hohe Kettenzüge auf. Jede Raupe 28, 29 ist deshalb
mit zwei Fahrantrieben 32, 33 ausgerüstet, die
mit denen der 2.100/1800 t Transportraupe baugleich sind.
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Auch
bei diesen Transportraupen vom Typ B ist der gesamte Antrieb ist
in einem begehbaren Container 34 hinter dem Unterbau 35 untergebracht.
Er besteht aus einem Dieselmotor und einer direkt angekoppelten
Pumpenkombination mit zwei Fahrwerkspumpen, einer Hubwerkspumpe
und einer Speisepumpe. Der Schaltplan der Hydraulikantriebe für
die Raupenfahrwerke der Transportraupe vom Typ B ist in 5 schematisch
dargestellt. Er zeigt den Dieselmotor 36, der die Hydraulikpumpen 37 antreibt.
Jeweils einer der beiden Hydraulikpumpen 37 ist mit den
beiden, zu den Fahrantrieben 32, 33 gehörenden
Hydraulikmotoren parallel verbunden und treibt diese gleichmäßig
an.
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Beim
Verbundbetrieb nach 1 werden die beiden Raupen vom
Typ B an das hinter Ende der Arbeitsplattform 1 angekoppelt
und über seitliche Steuerträger 38 in
Längsposition gehalten. Die in Fahrrichtung rechte Transportraupen
vom Typ B besitzt eine zentrierte tiefergelegte Abstützung 39 zwischen der
Hubplattform 40 und der Arbeitsplattform 1 und einen
starren seitlichen Steuerträger 38. Dadurch besteht
zwischen dieser Transportraupe und der Arbeitsplattform 1 in
Fahrrichtung eine formschlüssige Verbindung, die zur zwangsweisen
Mitnahme der Arbeitsplattform 1 führt. In senkrechter
Richtung ist jedoch zwischen der Arbeitsplattform und der Transportraupe
eine Ausgleichsbewegung möglich, wie dies bei Bodenunebenheiten
erforderlich sein kann.
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Die
in Fahrrichtung linke Transportraupe vom Typ B ist in der Zeichnung
nach 4 dargestellt. Sie unterscheidet sich im Unterschied
zu der vorstehend beschriebenen rechten Transportraupe vom Typ B
in zwei Einzelheiten. Die erste Einzelheit besteht darin, dass der
seitliche Steuerträger 38 durch zwei Hydraulikzylinder 42 axial
verstellt werden kann. Dadurch kann über dieses Zylinderpaar
die Stellung der Raupe automatisch in die Richtung korrigiert werden,
dass sie mit ihrer Auflagefläche nach einer Abweichung
in die mittlere Stützposition zurückgeführt
wird. Die zweite Einzelheit des Unterschiedes zur rechten Transportraupe
vom Typ B besteht darin, dass die Auflagefläche aus einer
Teflonscheibe besteht und so durch die guten Gleiteigenschaften
ein Zurückführen der Last mit dem Betätigen
der Hydraulikzylinder in eine günstige zentrierte Stützposition
möglich wird.
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Das
Hubwerk wird beim Versetzen einer Einzellast so betrieben, wie schon
bei der 2.100/1.800 t Transportraupe vom Typ A beschrieben.
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Ist
es vorgesehen, Geräte bzw. Gerätesysteme mit einer
Masse zu transportieren, deren Größe über
die Tragfähigkeit einer Transportraupe vom Typ A hinausgeht,
wird eine Arbeitsplattform 1 auf Pontons 2, 3, 4 zur
Aufnahme der Last verwendet. Diese Arbeitsplattform 1 wird
hinsichtlich ihrer Aufnahme an die eine Transportraupe vom Typ A
und die beiden Transportraupen vom Typ B angepasst.
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Zur
Aufnahme der Arbeitsplattform 1 auf Pontons 2, 3, 4 mit
den darauf montierten Geräten bzw. Gerätesystemen
werden eine Transportraupe vom Typ A und zwei Transportraupen vom
Typ B unter die Arbeitsplattform 1 gefahren und auf die
vorgesehenen Stützpunkte ausgerichtet. Dabei werden die Transportraupen
vom Typ B zusätzlich seitlich über ihre Steuerträgern 38 mit
der Arbeitsplattform 1 verbunden und zwar durch Einfahren
in einen Schlitz 41 während des Hubvorgangs.
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Danach
erfolgt das Anheben der Last bis in die obere Endstellung. Es entsteht
so eine statisch bestimmte Dreipunktabstützung.
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Nach
Beendigung aller Vorbereitungen wird die Last zum neuen Standort
gefahren. Während des Versetzens durch die 3 Transportraupen
mit großem Stützabstand müssen keine
Höhenkorrekturen durchgeführt werden. Alle Neigungsunterschiede
des Untergrundes werden durch die Kugelköpfe auf den Mittelsäulen 26 und
die hydraulische Parallelschaltung der vier Hubzylinder 27 einer
Transportraupe kompensiert. Verbleibende Seitenkräfte,
die durch Neigung, Wind, Quergleiten und Kurvenfahrt entstehen können,
werden über die Mittelsäulen der Transportraupen
aufgenommen.
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Beim
Versetzen der Arbeitsplattform 1 auf Pontons 2, 3, 4 ist
die vordere Raupe vom Typ A die Führungsraupe.
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Änderungen
der Transportrichtung werden an der Transportraupe vom Typ A durch
die Steuerung der vorderen Raupen 8, 9 über
das Zylinderpaar 16, 17 erzeugt. Die beiden Transportraupen
vom Typ B werden durch die seitlichen Steuerträger 38 in Längsrichtung
zur Arbeitsplattform 1 gehalten. Da die Kurvenfahrt durch
die seitlichen Steuerträger 38 in und nicht durch
unterschiedliche Kettenzüge erfolgt, werden beide Fahrantriebe
mit dem gleichen niedrigen Druck betrieben.
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Die
Fahrgeschwindigkeit wird ebenfalls durch die Frontraupe vom Typ
A bestimmt. Die beiden hinteren Transportraupen vom Typ B sind durch die
Arbeitsplattform 1 mit der Frontraupe vom Typ A verbunden.
Zur optimalen Verteilung der Vortriebskraft wird der Arbeitsdruck
im Fahrantrieb der Frontraupe vom Typ A gemessen und elektronisch
an die hinteren Transportraupen vom Typ B übertragen. Er wird
hier als Sollwert für Regelkreise verwendet, welche die
Hubvolumina der Verstellpumpen so regeln, dass die gewünschte
Vortriebskraft erzeugt wird. Dies funktioniert unabhängig
von einer Kurve oder Steigung.
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Nachdem
sich das Transportsystem mit seiner Last in der Endstellung befindet,
wird die Arbeitsplattform 1 abgesetzt.
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Das
Transportsystem kann dann wieder als Kombisystem für Lasten
bis zu 4.900 t oder einzeln mit seiner Transportraupe vom Typ A
für Lasten bis zu 1.800 t und seinen beiden Transportraupen
vom Typ B für Lasten bis zu 1.200 t als einzelne Transportraupen
benutzt werden.
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Beim
Einsatz als Einzelraupe müssen die aufgenommenen Lasten
dann so ausgerichtet und befestigt werden, wie dies von den bereits
im Einsatz befindlichen Transportraupen mit einem Zwei-Raupenfahrwerk
bekannt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - SCHEFFLER,
M.: Reihe „Baumaschinen", Band „Erbau- und Tagebaumaschinen",
Friedr. Vieweg & Sohn
Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2002, Abschnitt
7.2 „Transportraupen", Seiten 367 bis 369 [0002]