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Fahrzeugkombination in Bergbaubetrieben, bestehend aus einem fahrergesteuertem Leitfahrzeug und aus mindestens einem virtuell angekoppelten, fahrerlosen Schwerlastkraftwagen, und deren Einsatzmethoden.
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Die Erfindung betrifft große Schwerlastkraftwagen, welche in Bergbaubetrieben, wie großen Goldminen, gewonnenes Erdmaterial von natürlichen Lagerstellen zu vorgesehenen Abladestellen transportieren. Dabei werden die Schwerlastkraftwagen an Lagerstellen von bergbauseitigen Lademaschinen beladen, und an Abladestellen von bergbauseitigen oder fahrzeugseitigen Entleerungseinrichtungen, wie Kipper, Schieber oder Klappenöffner entleert. Die Fahrzeuge haben enorme Größen und sind deshalb nicht mehr für den Straßenverkehr zugelassen. Die Fahrzeuge können in etwa, mindestens 35 Tonnen, und bis zu 500 Tonnen und mehr, Erdmaterial transportieren.
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Schwerlastkraftwagen sind selbstfahrende Arbeitsmaschinen und haben mindestens drei Räder, Lenksysteme, Antriebseinheiten, Kraftstoff- und/oder Energiespeicher, starre oder kippbare Mulden, Bremsen sowie starre oder knickbare Fahrzeugrahmen.
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Herkömmlicherweise werden Schwerlastkraftwagen von Fahrern gesteuert, welche in einer steinschlaggeschützten und überrollsicheren Fahrerkabine sämtliche zum Bedienen des Fahrzeuges notwendige Einrichtungen vorfinden.
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Nachteiligerweise geschehen in Bergbaubetrieben oftmals katastrophale Unfälle, wenn Fahrer von Schwerlastkraftwagen wiederholt monotone Fahrstrecken an steilen Abhängen entlang fahren müssen. Es genügt ein kleiner Moment der Unachtsamkeit, um eine Kollision mit anderen Fahrzeugen, oder einen kapitalen Hangabsturz zu verursachen. Deshalb gibt es neuerdings Entwicklungen, welche den Betrieb von fahrerlosen, vollautomatisch ferngesteuerten Schwerlastkraftwagen vorsehen, wie auch in der
WO03059686 beschrieben. Nachteiligerweise sind diese Fahrzeuge sehr aufwendig herzustellen und funktionieren oftmals nicht störungsfrei. Auch ist oft unklar, welche Person für die fahrerlose Transportfahrt des Schwerlastkraftwagens Verantwortung zu übernehmen hat.
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Herkömmlicherweise hat der Fahrer eines fahrergesteuerten Schwerlastkraftwagens beim Ableisten eines Transportzycluses außer den Fahrzeiten für die zur Lagerstelle hinführende Leerfahrt und für die zur Abladestelle zurückführende Lastfahrt, auch noch beträchtliche Wartezeiten, nämlich für einen abzuwartenden Ladevorgang einer bergbauseitigen Lademaschine und für einen auszuführenden Abladevorgang, beispielsweise durch fahrzeugeigene Muldenkippvorrichtungen.
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Zusätzliche Fahrerwartezeiten treten auf, wenn sich an Ladestellen und/oder an Abladestellen Warteschlangen anderer wartender Schwerlastkraftwagen bilden. Fahrerwartezeiten sind nachteilig, weil sie unproduktiv sind, und weil die Fahrer dabei Langeweile bekommen und sich bei anschließenden Fahrten oftmals zu riskanten Fahrweisen hinreißen lassen.
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Weitergehend müssen herkömmliche, fahrergesteuerte Schwerlastkraftwagen zum Hin- und Herfahren zwischen Lagerstelle und Abladestelle, an den jeweiligen Fahrwegenden platz- und zeitraubende Fahrzeugwendemanöver ableisten, damit der Fahrer aus seiner Fahrerkabine heraus, in die jeweils eingeschlagene Fahrtrichtung ausreichende Fahrbahneinsicht erhält. Es gibt zwar Entwicklungen, wie in der
US6783187 und in der
US4141591 beschrieben, welche Fahrzeuge für den wendefreien Zweirichtungsbetrieb vorsehen, allerdings sind diese Fahrzeuge insgesamt noch zu aufwendig gebaut und noch nicht effizient genug.
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Ein besonderes Problem bei Zweirichtungsfahrzeugen ist die bauliche Anordnung der Fahrerkabine welche dem Fahrer ausreichende Fahrbahneinsicht in beide Fahrtrichtungen bieten muss.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Schwerlastkraftwagen und Einsatzmethoden für diese Fahrzeuge vorzuschlagen, welche die genannten Nachteile, zumindest teilweise, nicht mehr aufweisen.
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Die Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst.
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Demnach wird eine Fahrzeugkombination vorgeschlagen, welche aus einem fahrergesteuertem Leitfahrzeug und aus mindestens einem virtuell angekoppelten, fahrerlosen Schwerlastkraftwagen, bestmöglich in der Bauart von Zweirichtungsfahrzeugen, besteht.
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Außerdem werden Einsatzmethoden für diese Fahrzeugkombinationen vorgeschlagen, welche das virtuelle An- und Abkoppeln, an Lade- und/oder an Abladestelle oder deren angrenzenden Übergabestellen, vorsehen.
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Die Fahrzeuge der Fahrzeugkombination, und die virtuelle Ankopplung, auch elektronische Deichsel genannt, werden nachstehend näher erklärt.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug bietet zumindest für einen Fahrer Platz, es kann als wendiger und komfortabler Geländewagen ausgestattet sein. Besser ist es, wenn das fahrergesteuerte Leitfahrzeug jedoch zumindest einen weiteren Platz für einen unterstützenden Mitfahrer bietet, so wie beispielsweise bei Flugzeugen, wo sich Pilot und Co-Pilot aus Sicherheitsgründen ergänzen und gegebenenfalls ersetzen können.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug kann auch als Zweirichtungsfahrzeug, beispielsweise mit einer drehbaren Fahrerkabine, ausgebildet sein.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug kann auch als Schwerlastkraftwagen ausgebildet sein, und ebenfalls, eigene Transportaufgaben übernehmen.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug beinhaltet elektronische Einrichtungen, die Teile der elektronischen Deichsel sind, welche ein fernsteuerndes, drahtloses Steuern von Schwerlastkraftwagen ermöglicht. Die elektronischen Einrichtungen können Fahrerwünsche mittels Funksignalen an Schwerlastkraftwagen weiterleiten, insbesondere Fahrerwünsche in der Art wie:
Ankoppeln von Schwerlastkraftwagen X mittels einer elektronischen Deichsel;
Heben der Muldenkippvorrichtungen von Schwerlastwagen XY;
Motor abstellen von Schwerlastwagen XYZ;
Schwerlastkraftwagen X folge in geschwindigkeitsorientiertem, festgelegtem Abstand;
Schwerlastkraftwagen X und Y abkoppeln und stehen bleiben;
Schwerlastkraftwagen X befolge manuelle Fernbedienungsanweisungen vom Laderfahrer,
Schwerlastkraftwagen X fahre programmgemäß von der Übergabestelle zum Bunker und kippe dort die Mulde.
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Elektronische Einrichtungen, welche es dem Fahrer eines Leitfahrzeuges ermöglichen, eine virtuelle Ankoppelung zu Schwerlastkraftwagen herzustellen, befinden sich dabei nicht ausschließlich im Leitfahrzeug, sondern auch in den Schwerlastkraftwagen, außerdem können auch Satelliten oder bergbauseitig angeordnete Landmarks, oder auch stationäre oder mobile Sender/Empfängereinheiten beinhalten sein. Elektronische Einrichtungen verwenden dabei radargestützte, sensorische und/oder satellitengestützte Datenerfassungen, Datenbearbeitungen und Datenübertragungen.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug kann Hilfsmittel zur Überwachung virtuell angekoppelter Schwerlastkraftwagen bereitstellen, wie Rückfahrspiegel oder Rückfahrkameras mit zugehörigem Bildübertragungsgerät. Die Überwachungsgeräte im Leitfahrzeug ermöglichen es dem Bergbaubetreiber, dass er dem Fahrer eines Leitfahrzeuges die Verantwortung für eines oder für mehrere virtuell angekoppelte Schwerlastkraftwagen übertragen kann.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug kann weitergehend Bildübertragungssysteme beinhalten, welche relevante Bergbaueinrichtungen, wie Aufnahmebunker zur Überwachung anzeigen.
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Das fahrergesteuerte Leitfahrzeug kann weitergehend auch mit straßenpflegenden Anbaugeräten ausgestattet sein, wie mit einem Räumschild.
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Damit das fahrergesteuerte Leitfahrzeug mit einem fahrerlosen Schwerlastkraftwagen eine erfindungsgemäße Fahrzeugkombination schließen und auch wieder lösen kann, ist eine durch den Fahrer des Leitfahrzeuges aktivierbare und deaktivierbare elektronische Deichsel vorgesehen. Die elektronische Deichsel bewirkt eine virtuelle Ankoppelung zwischen den Fahrzeugen.
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Elektronische Deichseln sind aus anderen Anwendungen heraus bekannt, und werden beispielsweise in der
WO2009/043643 für eine straßenverkehrstaugliche Kolonnenfahrt und in der
DE 10224939 zur Nutzung eines versetzt nachgeführten landwirtschaftlichen Feldbearbeitungsgerätes beschrieben.
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Elektronische Deichseln können verschiedenartige Steuersysteme aufweisen, wie satellitengestützte Navigationssysteme, oder wie abtastende Systeme beispielsweise abstandsmessende Radarscanner.
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Elektronische Deichseln erlauben es, dass ein fahrergesteuertes Leitfahrzeug, mindestens ein weiteres Folgefahrzeug in vereinbartem Abstand mitführt. Dieses beabstandete Mitführen wirkt wie ein virtuelles Schieben oder Ziehen. Das oder die virtuell angekoppelten, fahrerlosen Folgefahrzeuge können sich vor, hinter oder seitlich versetzt zum Leitfahrzeug, oder zu anderen Folgefahrzeugen, befinden. Die elektronische Deichsel findet hauptsächlich bei Vorwärtsfahrten Anwendung.
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Es ist jedoch nicht die Aufgabe dieser Erfindung, den Stand der Technik von bekannten elektronischen Deichseln zu beschreiben, sondern eine bergbaugerechte Fahrzeugkombination vorzuschlagen, welche die Anwendung elektronischer Deichseln einschließt.
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Vorteilhafterweise benötigen An- oder Abkoppelungsvorgänge von elektronischen Deichseln keinen nennenswerten Zeitaufwand. Fahrer von Leitfahrzeugen fahren beispielsweise an vorgesehene Schwerlastkraftwagen heran, und melden den Fahrerwunsch „Ankoppeln”, durch einen Tastendruck. Die elektronischen Einrichtungen im Leitfahrzeug und im Schwerlastkraftwagen führen diesen Fahrerwunsch mittels Funksignalen blitzartig aus. Dabei können satelliten- oder landmarkgestützte Ortungssysteme mitwirken.
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Es ist beispielsweise möglich, dass ein Leitfahrzeug einen angekoppelten, leeren Schwerlastkraftwagen zu einer Lagerstelle hinfährt und dort abkoppelt, um sofort anschließend zu einem anderen, nahe der Lagerstelle bereitstehendem, vormals gefüllten Schwerlastkraftwagen hinzufahren und um diesen virtuell anzukoppeln. An abgekoppelten Schwerlastkraftwagen können vorteilhafterweise Lade- oder Abladearbeiten vorgenommen werden, ohne dass Fahrer Wartezeiten haben.
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Fahrerlos, fernsteuerbare Schwerlastkraftwagen erfindungsgemäßer Fahrzeugkombinationen benötigen grundsätzlich gesehen keine eigenen Fahrerkabinen mehr, da sie von Fahrern des Leitfahrzeuges ausgehend ferngesteuert werden. Durch den baulichen Wegfall einer herkömmlich notwendigen Fahrerkabine, können die Schwerlastkraftwagen auch problemlos in der Bauart von Zweirichtungsfahrzeugen gebaut werden, allerdings müssen die Fahrzeuge dazu, in beide mögliche Fahrtrichtungen hohe Fahrgeschwindigkeiten erreichen können. Schwerlastkraftwagen im Zweirichtungsbetrieb, welche an Wegenden nicht gewendet werden müssen, benötigen vorteilhafterweise nur geringe Lenkmanöver zum Fahren von üblichen, langgezogenen Fahrwegen. Schwerlastkraftwagen welche nur geringe Lenkeinschläge benötigen lassen sich vorteilhafterweise auch an der Lenkachsen mit breiten, äußerst tragfähigen Zwillingsbereifungen ausstatten. So kann ein Schwerlastkraftwagen anstelle herkömmlicher sechs Reifen nun problemlos mit acht Reifen bestückt werden. Damit wird eine Nutzlasterhöhung von circa 30% erwirkt. Trotz der Nutzlasterhöhung bleibt der achträdrige Schwerlastkraftwagen bei der geringen Bauhöhe des sechsrädrigen, da er keine Reifen mit größeren Durchmessern benötigt.
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Eingeschränkte Lenkmanöver sind mittels aller üblichen Lenksysteme zu erhalten, insbesondere auch durch Panzerlenksysteme, bei welchen unterschiedliche Raddrehmomente an linker und rechter Fahrzeugseite angewendet werden, oder auch durch Knicklenkungen, Allradlenkungen, Drehschemellenkungen oder Achsschenkellenkungen an vorderer oder hinterer Achse.
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Die Schwerlastkraftwagen der erfindungsgemäßen Fahrzeugkombinationen beinhalten dabei sämtliche elektronischen Einrichtungen, welche zum Empfangen und Ausführen von Fahrerwünschen des Leitfahrzeuges notwendig sind. Insbesondere sind Einrichtungen für sensor- oder satellitengestützte Datenübertragungen vorgesehen.
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Weitergehend ist vorgesehen, dass abgekoppelte Schwerlastkraftwagen, auch mittels bergbauseitig eingerichteter mobiler oder stationärer Fernbedienungen bedient werden können. So kann der Lademaschinenfahrer eine Fernbedienung haben, mit welcher er abgekoppelte Schwerlastkraftwagen, beispielsweise aus einer naheliegenden Übergabestelle, zu sich herrufen oder auch wieder wegschicken kann.
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Der Einsatz von den erfindungsgemäßen Fahrzeugkombinationen ergibt eine Menge neuer möglicher Einsatzmethoden im Bergbaubetrieb.
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So kann Fahrern größerer Komfort und mehr Sicherheit geboten werden, da sie bestmöglich zu Zweit in einem bequemen und geländegängigen Leitfahrzeug Platz finden, um sich dort zu unterstützen. In einem geländegängigen kleinen Leitfahrzeug erfahren die Fahrer auch keine Stoßbelastungen von Ladevorgängen.
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Weitergehend können Fahrerwartezeiten vermieden werden, indem Schwerlastkraftwagen nur während den Transportfahrten angekoppelt sind, und bei zeitaufwändigen Lade- und/oder Abladevorgängen abgekoppelt bleiben.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben:
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Die 1 zeigt in schematisierter Draufsicht, eine erfindungsgemäße Fahrzeugkombination (LSK) in einem Bergbaubetrieb (4), bestehend aus einem fahrergesteuertem Leitfahrzeug (1) und aus drei, mittels elektronischer Deichseln (3), virtuell angekoppelten Schwerlastkraftwagen (2). Das Leitfahrzeug (1) hat eine Fahrerkabine (9) mit mindestens einem Fahrer darin. Das Leitfahrzeug ist ebenfalls ein Schwerlastkraftwagen (32). Sämtliche Fahrzeuge der Fahrzeugkombination sind radgetrieben Arbeitsmaschinen und haben fahrzeugeigene Antriebseinheiten.
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Zur virtuellen Realisierung der elektronischen Deichseln (3) verwenden die Fahrzeuge elektronische Einrichtungen (6), hier sind satellitengestützte (5) und radargestützte (29) Navigationssysteme, welche Funksignale (16) zur Ortung und Steuerung der Schwerlastkraftwagen senden, bearbeiten und empfangen können, vorgesehen.
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Dem Leitfahrzeug, auch Masterfahrzeug genannt, virtuell angekoppelten Schwerlastkraftwagen (2) benötigen keine Fahrzeugkabinen, da sie fahrerlos ferngesteuert werden, dabei ist der jeweils gewünschte Fahrzeugabstand beispielsweise geschwindigkeitsabhängig festlegbar.
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Das letzte Fahrzeug der hier gezeigten Fahrzeugkombination (1) hat eine kleine Fahrerkabine (10), welche jedoch während der Kolonnenfahrt nicht mit einem Fahrer besetzt ist.
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Die Fahrzeugkombination (1) fährt vorwärts in Fahrtrichtung (F) des Fahrweges (19). Die Schwerlastkraftwagen (2) haben große Mulden (15), welche sich vorteilhafterweise steinschlagschützend über sonstige Fahrzeugbauteile, wie Räder, Fahrzeugkabine, Fahrzeugrahmen, Antriebseinheiten und dergleichen erstrecken.
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Die 2 zeigt, auf einer, von Lagerstelle (L) zur Abladestelle (A) hinführenden Transportfahrstrecke (19), eine weitere mögliche, erfindungsgemäße Fahrzeugkombination (LSK), bestehend aus einem fahrergesteuertem Leitfahrzeug (1) in der Bauart eines kleineren Geländewagens (30), und aus einem, mittels elektronischer Deichsel (3), daran virtuell angekoppelten Schwerlastkraftwagens (2).
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Im Leitfahrzeug sitzt mindestens ein Fahrer und steuert die Fahrzeugkombination. Dem Fahrer werden im Leitfahrzeug Bildübertragungen einer schwerlastkraftwagenseitiger Rückfahrkamera (18) geliefert, mit welchen er seine Fahrzeugkombination im Auge behalten, und verantworten kann.
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Der Schwerlastkraftwagen ist hier in der Bauart eines Zweirichtungsfahrzeuges (7), das heißt er kann bedarfsweise in beide mögliche Fahrtrichtungen schnell fahren, und muss an Wegenden nicht gewendet werden. Die Mulde (15) kann an der Abladestelle (A) zum Entleeren der Last gekippt werden.
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Das Satellitensystem (5) kann einem System wie GPS oder Galileo entsprechen, und es kann durch ergänzende Landmarks (17) unterstützt sein.
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Die 3 zeigt einen schematisch dargestellten Bergbaubetrieb (4), mit typischer Transportfahrstrecke (19) zwischen Lagerstelle (L) und Abladestelle (A). Ein optionaler Servicefahrweg (20) ist angelegt, damit Fahrzeuge die Transportstrecke für Servicearbeiten wie Tanken, Fahrzeugreparaturen, Fahrerwechsel oder ähnliches verlassen können.
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Die Transportfahrstrecke (19) ist am Kürzesten, wenn sie von Zweirichtungsfahrzeugen direkt, ohne zusätzliche Fahrzeugwendungen, gefahren werden. Wird die Transportstrecke (19) von Einrichtungsfahrzeugen (8) bewältigt, sind an den Fahrwegenden (A) und (L) jeweilige Fahrzeugwendemanöver notwendig, welche die Fahrstrecke und auch die Fahrzeiten nachteiligerweise verlängern.
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An Lagerstelle (L) befinden sich geeignete Lademaschinen (22), wie Frontlader oder Bagger. An Abladestelle (A) befinden sich geeignete Abladeplätze, wie Aufnahmebunker (23) oder Flächen einer Halde oder auch Kippe (24).
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An der Servicestation (S) befinden sich Einrichtungen wie Tanksäulen oder Garagen (21), die von Fahrzeugen angefahren werden können.
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Die 4 zeigt, schematisch dargestellt, drei verschiedene erfindungsgemäße Einsatzmethoden, mit welchen erfindungsgemäße Fahrzeugkombinationen (LSK) an Fahrwegenden (A, L, S) einen Fahrtrichtungswechsel vornehmen können, wobei die virtuelle Ankoppelungen (3) der Fahrzeuge (1) und (2) durchgängig bestehen bleiben, und zum Zwecke eines Fahrtrichtungswechsels nicht gelöst werden.
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Die erste Einsatzmethode sieht vor, dass Fahrzeugkombinationen (LSK) an einem Fahrwegende (A, L, S) schlaufenartig wenden (SW). Das Leitfahrzeug (1) kann dabei mit einem oder auch mit mehreren virtuell angekoppelten (3) Schwerlastkraftwagen (2) die schlaufenförmige Fahrt für notwendige Lade-, Ablade- oder Servicevorgänge unterbrechen, und danach ohne Rangiermanöver weiterfahren.
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Die zweite Einsatzmethode sieht vor, dass Fahrzeugkombinationen (LSK) an einem Fahrwegende (A, L, S) mittels Rangiermanöver (RW) wenden. Das Leitfahrzeug (1) kann dabei nur mit einem, seitlich beabstandetem Schwerlastkraftwagen (2) durchgängig virtuell angekoppelt (3, 27) bleiben. Das Rangiermanöver (RW) erfordert hier mindestens eine Rückwärtsfahrt (R) der Fahrzeugkombination (LSK).
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Die dritte Einsatzmethode sieht vor, dass Fahrzeugkombinationen an einem Fahrwegende (A, L, S) einen wendelosen (WL) Fahrtrichtungswechsel praktizieren, wobei beide Fahrzeuge (1) und (2) zwingend die Bauart von Zweiwegefahrzeugen (7) aufweisen, und wobei eine seitlich beabstandete, virtuelle Ankoppelung (3, 27) gegeben ist.
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Die 5 zeigt, schematisch dargestellt, ein Fahrwegende (A, L, S), welches an der Zufahrt (25) eine eingangseilige Übergabestelle (UE), und an der Abfahrt (26) eine ausgangseilige Übergabestelle (UA) eingerichtet hat.
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Eine erfindungsgemäße Einsatzmethode sieht vor, dass im Bereich des Fahrwegendes (A, L, S) oder, wie in dieser Figur abgebildet, im Bereich der eingangseiligen Übergabestelle (UE) entsprechend vorhandene Fahrzeugkombinationen gelöst werden; und dass im Bereich des Fahrwegendes (A, L, S) oder, wie in dieser Figur dargestellt, im Bereich der ausgangseiligen Übergabestelle (UA) Fahrzeugkombinationen geschlossen werden.
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So können beispielsweise und wie in dieser Figur vorgesehen, in die eingangseilige Übergabestelle (UE) eingefahrene Fahrzeugkombinationen (LSK), vom Fahrer des Leitfahrzeuges (1) getrennt werden, indem er die bestehende elektronische Deichsel (3) deaktiviert.
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Das abgetrennte Leitfahrzeug (1) kann daraufhin auf dem Leitfahrzeugsoloweg (LWS) zur ausgangseiligen Übergabestelle (UA) hinüberfahren, und dort, zur Abfahrt bereitstehende Schwerlastwagen (2) virtuell ankoppeln und auf Abfahrt (26) zur Transportstrecke (19) bringen.
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Es ist vorgesehen, dass die abgekoppelten Schwerlastkraftwagen (
2) auf kurzen Schwerlastkraftwagensolowegen (SWS) entsprechenden Einrichtungen, wie Lademaschine (
22) oder ausgangseilige Übergabestelle (UA), zugeführt werden. Diese kurze Zuführung auf Schwerlastkraftwagensolowegen kann mittels beliebiger Mittel erfolgen, wie durch stationäre oder mobile, automatisierte oder manuelle Fernsteuerungen, oder auch fahrergesteuert durch entsprechend vorgesehenes Rangierpersonal, oder auch wie in der
US5546093 beschrieben, mittels optimierter Navigationsfahrten.
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Die 6 zeigt, eine mögliche, erfindungsgemäße Einsatzmethode im Bergbaubetrieb. Es sind hier Fahrzeugkombinationen vorgesehen, bei welchen einem Leitfahrzeug mehrere Schwerlastkraftwagen virtuell angekoppelt sind, und es sind hier Übergabestellen vorgesehen, an welchen Fahrzeugkombinationen getrennt und neue geschlossen werden, und es sind hier Leitfahrzeuge in der Bauart von Einrichtungsfahrzeugen, und Schwerlastkraftwagen in der Bauart von Zweirichtungsfahrzeugen vorgesehen.
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In diesem Bergbaubetrieb sind sechzehn Schwerlastkraftwagen (2) im Einsatz, sie werden von nur zwei Leitfahrzeugen (1) geleitet. Die Transportstrecken (19) führen von jeweiligen ausgangseiligen Übergabestellen (UA) zu jeweiligen eingangseiligen Übergabestellen (UE) einer Ladestelle (L) und einer Abladestelle (A). Auf den langen Transportstrecken (19) sind zwei erfindungsgemäße Fahrzeugkombinationen (LSK) unterwegs, eine auf Leerfahrt (LF) und eine auf Transportfahrt (TF).
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Die Fahrzeugkombinationen (LSK) bestehen hier aus einem kleinen Leitfahrzeug (1) und aus vier virtuell angekoppelten Schwerlastkraftwagen (2). Die virtuelle Ankoppelung besteht mittels elektronischer Deichseln (3). Das Fahren von Fahrzeugkombinationen kann auch als Konvoifahren, Kolonnenfahren oder als Follow-me-Fahren bezeichnet werden.
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Die restlichen acht Schwerlastkraftwagen sind abgekoppelt, sechs davon stehen in Übergabestellen (UE, UA), eines ist an der Ladestelle (L) und wird von einer Lademaschine (22) beladen, und ein weiteres steht an der Abladestelle (A) und entlädt mittels einer fahrzeugeigenen Kippvorrichtung (14) geladenes Erdmaterial in den Aufnahmebunker (23).
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Von den sechzehn Schwerlastkraftwagen sind somit nur acht auf Kolonnenfahrt und werden durch zwei Leitfahrzeuge mit jeweils vier elektronischen Deichseln gesteuert.
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Die abgekoppelten, weiteren acht Schwerlastkraftwagen können je nach bergbauspezifischen Gegebenheiten mit stationär oder mobil eingerichteten Fernbedienungen manuell oder auch automatisiert gesteuert werden. So kann beispielsweise ein computergesteuertes, automatisiertes Abladeprogramm, beladene Schwerlastkraftwagen aus der eingangseiligen Übergabestelle (UB) heraussteuern, zum Aufnahmebunker führen, dort Abladevorgänge anordnen, und dann die geleerten Fahrzeuge zur ausgangseiligen Übergabestelle (UA) hinausschicken.
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Optional können abgekoppelte Schwerlastkraftwagen auch fahrergesteuert werden, indem beispielsweise einfache und gut erreichbare Fahrerstände an den Fahrzeugen eingerichtet sind.
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Leitfahrzeuge (1), welche ihre Fahrzeugkombinationen (LSK) in eingangseiligen Übergabestellen (UE) lösen, können auf Leitfahrzeugsolowegen (LWS) zum Bereich der ausgangseiligen Übergabestelle (UA) hinüberfahren, und dort bereitstehende Schwerlastkraftwagen ankoppeln.
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Vorteilhafterweise können die Fahrer der Leitfahrzeuge ohne auftretende, langweilige Wartezeiten an Ablade- oder Lademaschine, den Erdmaterialtransportprozess sofort fortsetzen.
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Die gezeigten Schwerlastkraftwagen (2) haben hier die Bauart von Zweirichtungsfahrzeugen (7) und brauchen an Wegenden nicht gewendet werden, was ein wendeloses Fahren (WL) ergibt.
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Die gezeigten Leitfahrzeuge (1) haben hier die Bauart von Einrichtungsfahrzeugen (8) und haben an Wegenden ein schlaufenartiges Wenden (SW) auf dem Leitfahrzeugsoloweg (LWS) vorgesehen.
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Insgesamt ist zu erkennen, dass sich in diesem Bergbaubetrieb die Ableistung vollständiger Transportzyclen in zwei verschiedene Einsatzmethoden aufteilt, nämlich in Fahrweisen mittels geschlossener Fahrzeugkombinationen und in Fahrweisen mittels gelöster Fahrzeugkombinationen.
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Die 7 zeigt, eine weitere, mögliche Einsatzmethode im Bergbaubetrieb (4). Es sind hier insgesamt zwei Fahrzeugkombinationen (LSK) im Einsatz, wobei in der gezeigten Figur nur die an der Abladestelle (A) befindliche Fahrzeugkombination (LSK) mittels virtueller Deichseln (3) geschlossen ist.
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In der eingangseiligen Übergabestelle (UE) der Ladestelle (L) steht eine gelöste, ehemalige Fahrzeugkombination, das heißt die elektronischen Deichseln sind vom Fahrer deaktiviert worden. Die getrennten Schwerlastkraftwagen (2) können mittels Fernsteuerung in den Bereich der Lademaschine (22, L) gerufen werden, und nach erfolgter Beladung in die ausgangseilige Übergabestelle (UA) geschickt werden. Das Leitfahrzeug (32) in der Bauart eines Schwerlastkraftwagens (32) kann seine Leitfahrzeugsolowege (LWS) fahrergesteuert ableisten.
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Das Leitfahrzeug (32) setzt sich nach dem Ladevorgang (22) vor die, in ausgangseiliger Übergabestelle (UA) wartenden, beladenen Schwerlastkraftwagen (2) zur Transportfahrt (TF) und schließt dort eine neue Fahrzeugkombination (LSK) mittels einem Aktivieren von elektronischen Deichsel (3).
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Der Fahrtrichtungswechsel an der Ladestelle (L) erfolgte als rangierendes Wenden (RW), da mindestens eine Rückwärtsfahrt (R) erfolgte.
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An der Abladestelle (A) bleiben hier die Fahrzeugkombinationen (LSK) verbunden, und praktizieren ein schlaufenartiges Wenden (SW). Die Schwerlastkraftwagen können dabei ihre Last während einer langsamen Abladestellendurchfahrt beispielsweise mittels dem Öffnen von Bodenklappen entladen.
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Die 8 zeigt schematisch dargestellt, drei verschiedene Fahrzeugkombination (LSK).
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Eine erste Fahrzeugkombination (LSK) besteht aus einem Leitfahrzeug in der Bauart eines Schwerlastkraftwagens (1, 32), und aus drei, virtuell angekoppelten (3, 27) Schwerlastkraftwagen (2), wobei die virtuelle Ankoppelung als jeweils leicht seitenversetzte Reihe angeordnet ist. Diese Anordnung ist zu Abladezwecken bei flächenhaften Halden (24) sehr vorteilhaft, da sich sämtliche Fahrzeuge gleichzeitig entleeren können, ohne sich gegenseitig zu stören. Es ist vorgesehen, dass der Fahrer des Leitfahrzeuges, auch während der Fahrten, den Abstandsmodus der elektronischen Deichsel verändern kann, und so beispielsweise von einer leicht seitlich versetzten, zu einer linienförmig folgenden Kolonne umschalten kann.
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Eine zweite Fahrzeugkombination (LSK) besteht aus einem Leitfahrzeug und aus zwei, virtuell angekoppelten Schwerlastkraftwagen (2). Der Fahrzeugkombination folgt in großem Abstand ein Nachzüglerfahrzeug (33). Das Nachzüglerfahrzeug folgt dem Fahrerwunsch des Leitfahrzeuges, und wiederholt eine vormals datengespeicherten Leitfahrzeugfahrt. Das Nachzüglerfahrzeug gehört nicht der Fahrzeugkombination an, da es nicht im festgelegten Abstand folgt, sondern zu einer beliebigen Zeit eine geleistete Leitfahrzeugfahrt wiederholt. Diese Nachzüglerfahrt ist nicht in der Verantwortung des Fahrers, da er sie nicht im Auge hat. Die Nachzüglerfahrt ist technisch möglich, aber in der Praxis eher nicht anzustreben.
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Eine dritte Fahrzeugkombination (LSK) besteht aus einem Leitfahrzeug (1) und aus jeweils zwei Zweierreihen an Schwerlastkraftwagen (2). Die elektronischen Deichseln sind dabei teilweise seitenversetzt und teilweise in Reihe.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitfahrzeug
- 2
- Schwerlastkraftwagen, Folgefahrzeug
- 3
- Virtuelle Ankoppelung, elektronische Deichsel
- 4
- Bergbaubetrieb, Bergbaugelände, Bergbaufahrweg
- 5
- Satelliten, System zur Positionserkennung, GPS, Galileo
- 6
- Elektronische Einrichtungen wie zum Senden, Empfangen, Orten, Ausführen
- 7
- Zweirichtungsfahrzeug
- 8
- Einrichtungsfahrzeug
- 9
- Fahrerhaus mit Fahrer
- 10
- Fahrerhaus ohne Fahrer
- 11
- Räder
- 12
- Antriebseinheit
- 13
- Fahrzeugrahmen, starr oder knickbar
- 14
- Muldenkippvorrichtung
- 15
- Mulde
- 16
- Signale, Funksignale
- 17
- Landmark
- 18
- Rückfahrkamera
- 19
- Transportfahrstrecken
- 20
- Servicefahrweg
- 21
- Tanksäule, Energieladestelle, Werkstatt, Garage
- 22
- Lademaschine
- 23
- Aufnahmebunker
- 24
- Halde, Kippe
- 25
- Zufahrt
- 26
- Abfahrt
- 27
- Seitliche elektronische Deichsel
- 28
- Markierung
- 29
- Erkennungssensor, Radar
- 30
- Geländewagen
- 31
- Stationäre Einrichtung, wie Bunkerkontrollhaus
- 32
- Leitfahrzeug in der Bauart eines Schwerlastkraftwagens
- 33
- Nachzüglerfahrzeug
- A
- Abladestelle, Fahrwegende
- L
- Lagerstelle, Ladestelle, Fahrwegende
- S
- Servicestelle
- F
- Fahrtrichtung
- LF
- Leerfahrt von der Abladestelle zur Ladestelle
- TF
- Transportfahrt von der Ladestelle zur Abladestelle
- SW
- Schlaufenartiges Wendemanöver
- RW
- Rangierendes Wendemanöver
- WL
- Wendeloses Fahren
- UE
- eingangseitige Übergabestelle
- UA
- ausgangseitige Übergabestelle
- LWS
- Leitfahrzeugsoloweg fahrergesteuert
- SWS
- Schwerlastkraftwagensoloweg, ferngesteuert oder fahrergesteuert
- LSK
- Fahrzeugkombination, Leitfahrzeug und Schwerlastkraftwagen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03059686 [0005]
- US 6783187 [0008]
- US 4141591 [0008]
- WO 2009/043643 [0024]
- DE 10224939 [0024]
- US 5546093 [0059]
