DE102009041045A1

DE102009041045A1 - Fahrbare Arbeitsmaschine für den Bergbau

Info

Publication number: DE102009041045A1
Application number: DE102009041045A
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Paus
Original assignee: HERMANN PAUS MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: HERMANN PAUS MASCHINENFABRIK GmbH
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: DE102009041045B4

Abstract

Eine fahrbare Arbeitsmaschine für den Bergbau weist ein auf der Konstruktion eines Radladers basierendes Fahrgestell auf. Dessen schwenkbarer Vorderwagen ist mit einem Drehstuhl versehen, an dem ein hydraulische Antriebs- und Steuerorgane aufweisender Teleskopträger mit zumindest einem Zusatzaggregat vorgesehen ist. Die erfindungsgemäß verbesserte Arbeitsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der aus mehreren verlagerbaren Teleskophülsen bestehende Teleskopträger am vorderen Teleskopteil eine einen Hydraulikhammer fixierende Schwenkeinheit aufweist und zumindest diese zur variablen Veränderung eines Ankippwinkels des Hydraulikhammers mit einer autarken Antriebs- und Steuerungsbaugruppe zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Arbeitsmaschine für den Bergbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fahrbare Arbeitsmaschinen für den Bergbau o. dgl. Anwendungsgebiete sind seit langem bekannt. So ist bereits in DE 35 32 092 A1 eine als Schaufellader ausgebildete Maschine in Form eines Radladers vorgeschlagen, wobei dieser im Bereich eines Schnellwechselträgers mit einem Baggerlöffel versehen werden kann, an dessen Stelle ersatzweise auch ein Bohrhammer montierbar ist. Diese Konstruktion ist dabei in Arbeitsphasen mit Bohrarbeiten an Gestein o. dgl. weitgehend instabil und nur für vergleichsweise weiche Bodenstrukturen einsetzbar. Bei einem Vorschlag gemäß DE 196 36 649 A1 ist ein Teleskopschwenklader so ausgebildet, dass mittels einer an einem Teleskopausleger befindlichen Hubgabel das Heben und Senken von Lasten jeglicher Art möglich ist. Dieses Konzept einer mit Zusatzgeräten zu versehenden Arbeitsmaschine ist auch gemäß DE 698 19 952 T2 vorgesehen, wobei das System eine Steuerung nur für die Zusatzgeräte aufweist. Bei einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine gemäß DE 100 47 210 A1 ist an einem um eine vertikale Achse schwenkbaren Drehstuhl ein Schaufelarm vorgesehen, dessen Positionierung in jeweiligen Arbeitsstellungen durch eine Parallelführung in der Antriebskinematik verbessert ist. Bei einer zusätzlichen Hebevorrichtung für Radlader gemäß DE 201 07 133 U1 sind zwei parallel angeordnete Teleskopsäulen vorgesehen, wobei die Anhebung mittels hydraulischer Zylinder erfolgt, die in das Fahrgestell integriert werden.
Bei einem gattungsbildenden Radlader gemäß DE 202 09 713 U1 ist die Hubschwinge mit einer Arbeitsbühne im Bereich des Teleskopauslegers versehen, wobei auf der Arbeitsbühne eine unabhängig von der Steuerung im Fahrerhaus bedienbare Steuerungseinheit vorgesehen ist. Auch in DE 10 2006 005 213 A1 wird eine fahrbare Arbeitsmaschine vorgeschlagen, wobei diese jedoch nur einen an sich bekannten Teleskopausleger mit vorderer Ladeschaufel aufweist.
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine fahrbare Arbeitsmaschine für insbesondere den Bergbau zu schaffen, die unter Nutzung einer Standard-Baumaschine optimal an einen Untertage-Einsatz anpassbar ist, im Bereich eines hydraulischen Werkzeugs eine verbesserte Abstützung sowie Steuerung aufweist, mit einem großen Schwenkbereich eine Arbeitsraumerweiterung ermöglicht und durch niedrige Bauweise besonders wendig einsetzbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer fahrbaren Arbeitsmaschine für den Bergbau gemäß dem Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Arbeitsmaschine ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 14.
Die fahrbare Arbeitsmaschine für den Bergbau zeichnet sich dadurch aus, dass der vordere Teleskopteil eines an einer Standard-Baumaschine befindlichen Teleskopträgers erfindungsgemäß mit einer einen Hydraulikhammer fixierenden Schwenkeinheit versehen ist, die eine schwingfeste und damit belastungsstabile Fixierung dieses Werkzeugs bewirkt, dabei mit einer vergleichsweise einfachen Anlenkung vorteilhaft erhöhte Ankippwinkel ermöglicht und ein so vergrößerter Schwenkbereich eine Erweiterung des Arbeitsbereiches derartiger für den Tunnelbau, Erzabbau o. dgl. geeigneter Maschinen ermöglicht.
Zum Antrieb dieses für den Bergbau konzipierten Schwenksystems mit Hydraulikhammer ist ein vom Fahrantrieb separater zweiter Hydraulikkreislauf in die Arbeitsmaschine integriert, so dass mittels einer autarken Steuerungsbaugruppe für den Hydraulikhammer eine optimale Schlag- und Brechkraftbeaufschlagung sowie bei effizienter Maschinenstabilisierung eine Steuerung über größere Arbeitsbereiche möglich sind. Das Konzept der zwei getrennte Kreisläufe aufweisenden Hydrauliksteuerung geht davon aus, dass der unter verschmutzungsintensiven Bedingungen wirkende Hammer-Kreislauf höhere Anforderungen an die Pumpen- und Filterbauteile stellt sowie ggf. auch höhere Kühlleistungen erfordert. Mit dem separaten zweiten Kreislauf kann neben der verbesserten Reinigung des Systems auch die Anwendung spezifisch angepasster Hydrauliköle vorgesehen werden, so dass entsprechende Leistungssteigerungen möglich sind und die Wartungsintervalle der beiden Systeme optimiert werden.
Ausgehend von einer Standard-Ausführung eines Radladers wird eine kompakte und für beengte Arbeitsräume vorteilhaft niedrige Bauweise der Arbeitsmaschine erreicht. Die feinfühlig steuerbare Maschine ist trotz funktionaler Erweiterungen sehr wendig, kann im Bereich des Teleskopauslegers einen vertikalen sowie horizontalen Schwenkbereich von jeweils 90° bis zu 180° abdecken und ist in sämtlichen Bedienstellungen auch bei hohen dynamischen Belastungen effektiv einsetzbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bergbaumaschine näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht der fahrbaren Arbeitsmaschine mit auf Basis eines Radladers erweiterter Konstruktion,
2 eine Draufsicht der Arbeitsmaschine gemäß 1 mit unterschiedlichen Schwenkstellungen im Bereich eines Vorderwagens,
3 eine Rückansicht der Arbeitsmaschine gemäß 1 mit der Prinzipdarstellung einer möglichen Querneigung,
4 eine Draufsicht ähnlich 2 mit einer Darstellung eines seitlichen Arbeitsbereiches,
5 eine Rückansicht der Maschine gemäß 4 mit dem Arbeitsbereich in unterschiedlichen Höhen,
6 eine Seitenansicht der Maschine gemäß 1 mit zusätzlichen Schwenkstellungen im Bereich des Arbeitswerkzeuges in unterschiedlichen Höhen,
7 eine Einzeldarstellung der erfindungsgemäßen Schwenkeinheit mit Hydraulikhammer in unterschiedlichen Funktionslagen, und
8 eine Prinzipdarstellung des Antriebs der Maschine mit zwei getrennten Hydraulikkreisläufen.
In 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Arbeitsmaschine für insbesondere den Bergbau dargestellt, wobei diese Maschine ein auf der Konstruktion eines an sich bekannten Radladers basierende Ausführung des Fahrgestells 2 aufweist. Dabei ist der schwenkbare Vorderwagen 3 (Schwenkwinkel W, 2) mit einem Drehstuhl 4 versehen, an dem ein hydraulische Antriebs- und Steuerorgane aufweisender Teleskopträger 5 mit einem vorderen Zusatzaggregat 6 vorgesehen ist.
Der aus mehreren verlagerbaren Teleskophülsen 7, 8 bestehende Teleskopträger 5 weist in erfindungsgemäßer Ausführung der Maschine 1 am vorderen Teleskopteil 8 eine einen Hydraulikhammer 9 fixierende Schwenkeinheit 10 auf (7). Diese Schwenkeinheit 10 wirkt zur variablen Veränderung eines Ankippwinkels A (6) des Hydraulikhammers 9 mit einer allgemein mit S bezeichneten autarken Steuerungsbaugruppe (8) zusammen. Dazu ist ein die vordere Schwenkeinheit 10 mit dem Hydraulikhammer 9 relativ zum vorderen Teleskopteil 8 verschwenkendes und von hydraulischen Antriebsorganen S' des Fahrgestells 2 bzw. des Teleskopträgers 5 unabhängiges Antriebsorgan 11 in die Maschinensteuerung integriert. Aus der Zusammenschau von 6 und 7 wird die Veränderung des Ankippwinkels A ausgehend von einer mittleren Position P deutlich. Die Konstruktion der Schwenkeinheit 10 ist dabei so ausgeführt, dass auch eine Bewegung über einen Winkelbereich von mehr als 90° möglich ist (7, beispielsweise ausgehend von P: Ankippwinkel A = ±45°).
Aus der vergrößerten Einzeldarstellung gemäß 7 wird deutlich, dass an der Schwenkeinheit 10 mit dem Hydraulikhammer 9 als Antriebsorgan 11 zumindest ein Hydraulikzylinder 12 vorgesehen ist.
Zur optimalen Abstützung dieses in unterschiedliche Arbeitsstellungen (2, 4 bis 6) verlagerbaren Systems ist vorgesehen, dass das Fahrgestell 2 und/oder der Vorderwagen 3 zusätzlich mit zumindest einem in jeweiligen Arbeitsstellungen des Hydraulikhammers 9 eine zusätzliche bodenseitige Abstützung (bei B) der Maschine 1 bildenden Stützorgan 13 versehen ist. In den Benutzungssituationen gemäß 4 bis 6 ist gezeigt, dass insbesondere ein mit einem hydraulischen Antrieb verstellbares Planierschild 14 als Stützorgan 13 effizient einsetzbar ist.
Beim Einsatz der mit knickgelenktem Fahrgestell 2 ausgerüsteten Maschine 1 sind die Baugruppen ausgehend von der Längsmittelebene M der Maschine (2, 4) in ± 90°-Arbeitsstellungen schwenkbar, so dass die in 2 dargestellte ”Eck”-Bearbeitung in einem Tunnelbereich T optimal möglich ist. Die zusätzlichen Verlagerungen in unterschiedliche Höhenlagen (Bogen H, 5) bzw. seitliche Stellungen (Bogen D, 4) mittels des Teleskopträgers 5 ist aus den Darstellungen mit schematischen Wirkbereichen gemäß 5 und 6 ersichtlich. In sämtlichen dieser Arbeitsstellungen ist eine optimale Bedienung des Hydraulikhammers 9 dadurch möglich, dass dieser mit einer dessen dynamische Arbeitsbewegungen in jeweiligen Bedienstellungen aufnehmenden Dämpfungsbaugruppe 15 (7) im Bereich der Schwenkeinheit 10 versehen ist. In Abweichung zu bekannten Arbeitsmaschinen mit Zusatzaggregaten ist die erfindungsgemäße Schwenkeinheit 10 ohne eine die Stabilität des Systems nachteilig beeinflussende Schnellwechseleinheit mit dem vorderen Teleskopteil 8 verbunden.
Aus der vergrößerten Darstellung gemäß 7 wird deutlich, dass die Schwenkeinheit 10 eine als Stützwanne 16 ausgebildete Stützbaugruppe aufweist. Diese ist so ausgeführt, dass eine an jeweiligen Seitenwänden 17, 18 gehaltene Quertravers 19 den Hydraulikhammer 9 hintergreift. Dieser Quertraverse 19 gegenüberliegend ist die Stützwanne 16 bodenseitig mit dem nur einen Hydraulikzylinder 12 der autarken Steuerbaugruppe 11 verbunden.
Diese Dämpfungsbaugruppe 15 ist dabei im Bereich eines Schwenklagers 24 mit einer zwei parallele Stützschenkel 21, 22 aufweisenden Stützgabel 23 verbunden.
Ausgehend von diesen Stützschenkeln 21, 22 ist der zwischen diesen bei 26 angelenkte Hydraulikzylinder 12 am Boden 20 der Stützwanne 16 in einem Gelenkpunkt 25 angeflanscht, so dass die aus 7 ersichtlichen Veränderungen des Ankippwinkels A in sämtlichen Arbeitsstellungen (4 bis 6) möglich sind. Dabei kann das System auch bei einer eine Querneigung N (3) aufweisenden Betriebsstellung effizient wirken.
In 8 ist eine Variante des Maschinenkonzepts mit den beiden getrennten Hydraulikkreisläufen S und S' dargestellt. Ausgehend vom zentralen Antrieb 27, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, sind jeweilige Pumpen 28 und 29 vorgesehen, die jeweils aus einem Ölbehälter 30, 31 gespeist werden, so dass über Leitungen 32, 33 ein entsprechender Arbeitsdruck an einem mit einer Bremse 34' zusammenwirkenden Fahrmotor 34 bzw. den Baugruppen eine Lenkeinheit 35, einer Arbeitshydraulik 36 und des Hydraulikhammers 9 bereitgestellt werden kann. Dabei sind in die Systeme S, S' an sich bekannte Steuerventile 37, 37' sowie Filter 38, 38', 38'' und Kühlelemente 39, 39' integriert.
Mit dieser Zwei-Kreislauf-Hydraulik der Maschine 1 werden deren Einsatzparameter verbessert. Während der Benutzung des Hydraulikhammers 9 kann das schmutzempfindliche Antriebssystem S' mit geringerer Leistung gefahren bzw. abgeschaltet werden, so dass die vom Hydraulikhammer 9 ausgehende Verschmutzung nicht in das ”stillgelegte” System S' eingetragen wird. Vorteilhaft ist auch, dass die beiden ”geschlossenen” Kreisläufe im wesentlichen aus Standard-Komponenten preiswert und reparaturfreundlich aufgebaut werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3532092 A1 [0002]
DE 19636649 A1 [0002]
DE 69819952 T2 [0002]
DE 10047210 A1 [0002]
DE 20107133 U1 [0002]
DE 20209713 U1 [0003]
DE 102006005213 A1 [0003]

Claims

Fahrbare Arbeitsmaschine für den Bergbau, die ein auf der Konstruktion eines Radladers basierendes Fahrgestell (2) aufweist, dessen schwenkbarer Vorderwagen (3) mit einem Drehstuhl (4) versehen ist, an dem ein hydraulische Antriebs- und Steuerorgane aufweisender Teleskopträger (5) mit zumindest einem Zusatzaggregat (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der aus mehreren verlagerbaren Teleskophülsen (7, 8) bestehende Teleskopträger (5) am vorderen Teleskopteil (8) eine einen Hydraulikhammer (9) fixierende Schwenkeinheit (10) aufweist und zumindest diese zur variablen Veränderung eines Ankippwinkels (A) des Hydraulikhammers (9) mit einer autarken Antriebs- und Steuerungsbaugruppe (11) zusammenwirkt.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die vordere Schwenkeinheit (10) mit dem Hydraulikhammer (9) relativ zum vorderen Teleskopteil (8) verschwenkendes und von hydraulischen Antriebsorganen des Fahrgestells (2) bzw. des Teleskopträgers (5) weitgehend unabhängiges Antriebsorgan (11) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schwenkeinheit (10) mit Hydraulikhammer (9) unabhängig vom Fahrantrieb der Maschine (1) ansteuerbar ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (10) mit Hydraulikhammer (9) in einen unabhängig vom Fahrantrieb wirksamen Hydraulikkreislauf integriert ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schwenkeinheit (10) als Antriebsorgan zumindest ein Hydraulikzylinder (12) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell (2) und/oder der Vorderwagen (3) mit zumindest einem in jeweiligen Arbeitsstellungen des Hydraulikhammers (9) eine zusätzliche bodenseitige Abstützung (B) der Maschine (1) bildenden Stützorgan (13) versehen sind/ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem hydraulischen Antrieb verstellbares Planierschild (14) als Stützorgan (13) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (10) im Bereich des Hydraulikhammers (9) mit einer dessen dynamische Arbeitsbewegungen in jeweiligen Bedienstellungen aufnehmenden Dämpfungsbaugruppe (15) versehen ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (10) ohne zwischengeordnete Schnellwechseleinheit mit dem vorderen Teleskopteil (8) verbunden ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (10) eine als Stützwanne (16) ausgebildete Dämpfungsbaugruppe (15) aufweist, die einerseits mit einer an jeweiligen Seitenwänden (17, 18) gehaltenen Quertraverse (19) den Hydraulikhammer (9) hintergreift und bodenseitig (20) mit dem nur einen Hydraulikzylinder (12) der autarken Steuerbaugruppe (11) verbunden ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsbaugruppe (15) im Bereich eines Schwenklagers (24) mit einer Stützgabel (23) verbunden ist und von deren Stützschenkel (21, 22) aus der Hydraulikzylinder (12) zum Boden (20) der Stützwanne (16) gerichtet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese ausgehend von einem Antriebsmotor (27) zwei durch eine jeweilige Pumpe (28, 29) angetriebene Hydraulikkreisläufe (S, S') aufweist, die mit einem jeweiligen Öltank (30, 31) versehen sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kreisläufe (S, S') mit separaten Kühlungs- und Reinigungsbaugruppen (39, 39'; 38, 38', 38'') versehen sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kreisläufe (S, S') mit jeweiligen nach unterschiedlichen Einsatzparametern angelegten Ölsorten betreibbar sind.