-
Die Erfindung betrifft eine raupenmobile Backenbrecheranlage gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Backenbrecheranlagen werden zur Zerkleinerung von mineralischen Werkstoffen verwendet. Sie dienen zur Grob- und Vorzerkleinerung von spröden, mittelharten und harten Materialien. Die Zerkleinerung erfolgt in einem keilförmigen Schacht zwischen einer feststehenden und einer bewegten Brechbacke. Durch einen elliptischen Bewegungsverlauf der Brechbacke wird das Aufgabegut zerdrückt. Es rutscht selbsttätig nach unten. Wenn das Material feiner ist, als der eingestellte Mindestabstand zwischen den Brachbacken, fällt es aus der Brechkammer heraus und auf ein Förderband.
-
Im großindustriellen Maßstab werden Backenbrecher bei der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe verwendet. Sie kommen z.B. in Steinbrüchen zum Einsatz. Diese Zerkleinerung kann als erste Stufe der Aufbereitung von Rohstoffen im Bergbau angesehen werden.
-
Zum Antrieb von Backenbrecheranlagen kommen Dieselmotoren zum Einsatz. Es ist auch möglich, elektrische Antriebe vorzusehen, allerdings benötigt man in diesem Fall ein Stromaggregat, d. h. einen Dieselgenerator, der entweder als separate Einheit zur Verfügung gestellt wird oder aber auf der Backenbrecheranlage installiert ist. Eine solche Backenbrecheranlage erzeugt während des Betriebs permanent Emissionen. Zudem sind die notwendigen Betriebsstoffe bereitzustellen, was einen ständigen Nachschub erforderlich macht. Der Wirkungsgrad von Verbrennungskraftmaschinen ist gering.
-
Die
DE 11 2008 001 059 T5 offenbart eine mobile Brechmaschine für den untertägigen Einsatz. Der Antrieb kann elektrisch erfolgen.
-
Die
DE 10 2014 102 903 A1 offenbart einen Motorantrieb mit variabler Drehzahl für eine Industriemaschine, welche einen Zerkleinerungsmotor umfasst. Für diese Maschine kann eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie vorgesehen sein.
-
Die
DE 200 17 191 U1 offenbart eine Wiederaufbereitungsanlage. Sie besitzt ein raupenmobiles Kettenfahrwerk und ist über eine anlageeigene Kraftquelle antreibbar. Hierbei kann es sich um einen Verbrennungsmotor oder auch um einen Elektromotor handeln.
-
Durch die
CN 1 08 240 288 A zählt eine raupenmobile Windenergieanlage zum Stand der Technik, die einen einfahrbaren Mast besitzt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raupenmobile Backenbrecheranlage aufzuzeigen, welche autark und insbesondere ressourceneffizienter betrieben werden kann.
-
Diese Aufgabe ist bei einer raupenmobilen Backenbrecheranlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Die erfindungsgemäße raupenmobile Backenbrecheranlage besitzt ein Gesamtgewicht von über 12 Tonnen. Es handelt sich um eine vergleichsweise große Anlage bzw. Maschine. Es ist vorgesehen, dass die Backenbrecheranlage mit wenigstens einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit versehen ist, sowie mit wenigstens einem Speicher für elektrische Energie zum Antrieb der Backenbrecheranlage. Es handelt sich um eine rein elektrisch betriebenen Backenbrecheranlage. Es ist kein Generator und insbesondere kein Verbrennungsmotor auf der Backenbrecheranlage vorgesehen, sodass beim Betrieb der Backenbrecheranlage vor Ort keine Verbrennungsgase anfallen.
-
Die raupenmobile Backenbrecheranlage ist sehr umweltschonend während des Betriebs, insbesondere im Hinblick auf ihre Emissionen. Zudem ist sie durch den rein elektromotorischen Betrieb wesentlich leiser als vergleichbare Anlagen mit Verbrennungsmotoren. Ferner liegt die Nutzeffizienz eines elektrischen Antriebsstranges mit über 90 % wesentlich über den Werten eines Dieselmotors, der erfahrungsgemäß eine Nutzeffizienz von ca. 35 % aufweist. Die Antriebseinheit ist insbesondere ein Direktantrieb. Wo immer es möglich ist, soll Energie eingespart werden. Insbesondere ist es im Rahmen der Erfindung möglich, auf Hydraulikmotoren zu verzichten, beispielsweise für den Antrieb eines Förderbandes zum Abtransport des zerkleinerten Materials. Die Erfindung schließt nicht aus, dass eine elektrohydraulische Umsetzung auf der Backenbrecheranlage erfolgt, z. B. wenn es notwendig ist, einen Hubzylinder auszufahren. Der Antrieb des Backenbrechers erfolgt jedoch in jedem Fall elektrisch.
-
Zur Übertragung der Drehbewegung eines Motors können Drehmomentübersetzer oder Drehzahlübersetzer, d. h. Getriebe vorgesehen sein. Auch das Raupenfahrwerk der Backenbrecheranlage kann rein elektrisch angetrieben sein, wie auch ein Förderband zum Abtransport von zerkleinertem Material. Weitere Verbraucher der Backenbrecheranlage werden ebenfalls rein elektrisch angetrieben.
-
Erfindungsgemäß besitzt die Backenbrecheranlage eine Photovoltaikanlage. Diese Photovoltaikanlage ist zwischen einem Aufgabeende und einem Abwurfende eines Förderbandes der Backenbrecheranlage angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist die Photovoltaikanlage die Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie. Die mit der Photovoltaikanlage gewonnene Energie dient zur primären Nutzung durch Backenbrecheranlage. Primäre Nutzung bedeutet, dass über die Photovoltaikanlage auch Nebenverbraucher gespeist werden können. Der Hauptanteil der Energie wird zum Betrieb der Backenbrecheranlage bereit gestellt.
-
In besonderer Weiterbildung der Erfindung besitzt die Backenbrecheranlage eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenergie. Die Backenbrecheranlage soll regenerative Energie gewinnen. Der Speicher zum Antrieb der Backenbrecheranlage speichert diese, unmittelbar an der Backenbrecheranlage gewonnene, regenerative elektrische Energie, um die Backenbrecheranlage aus diesem Speicher heraus zu betreiben.
-
Der Speicher zum Betrieb der raupenmobilen Backenbrecheranlage muss hinreichend dimensioniert sein, um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen.
-
Vorzugsweise ist die Spannung an dem Speicher für elektrische Energie eine Gleichspannung größer als 150 V, insbesondere größer als 300 V. Bei diesen Spannungen können in Kombination mit entsprechenden Strömen die notwendigen Leistungen übertragen werden. Die besagten Spannungen liegen bei weitem über den Spannungen, die bei üblichen Speichern oder Akkumulatoren verwendet werden. Der elektrische Speicher ist entsprechend groß dimensioniert. Er kann dadurch ein relativ großes Gewicht besitzen, was aber für die ohnehin groß dimensionierten raupenmobilen Backenbrecheranlagen eine untergeordnete Rolle spielt. Das Gesamtgewicht der raupenmobilen Backenbrecheranlage beträgt mindestens 12 Tonnen, sodass auch größere und voluminösere Speicher problemlos von dem Raupenfahrwerk der Backenbrecheranlage getragen werden können.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, besitzt die raupenmobile Backenbrecheranlage einen Mast als Bestandteil der Windkraftanlage zur Gewinnung elektrischer Energie. An dem Mast ist ein Rotor angeordnet. Die Drehachse des Motors kann horizontal oder vertikal sein. Es ist von Vorteil, wenn der Mast für den Transport der raupenmobilen Backenbrecheranlage zu seinem weiteren Einsatzort einklappbar ist. Der Mast ist vorzugsweise möglichst hoch. Hierzu kann er teleskopiert werden. Er kann auch an einem hohen Punkt der Backenbrecheranlage montiert sein, wie beispielsweise an einem Abwurfende eines Förderbandes der Backenbrecheranlage. In größeren Höhen sind die Windgeschwindigkeiten höher als in bodennahen Bereichen. Der Mast kann aber auch an dem Gehäuse der Backenbrecheranlage montiert sein und für den Transport eingeklappt werden.
-
Da raupenmobile Backenbrecheranlagen in der Regel nicht 24 Stunden am Tag betrieben werden, kann in der betriebsfreien Zeit hinreichend Energie gewonnen und in dem Speicher gespeichert werden. Die lokale Erzeugung regenerativer elektrischer Energie ermöglicht es, die Speicher der Backenbrecheranlage klein zu halten, da die vor Ort gewonnene elektrische Energie direkt genutzt werden kann und nicht in einem entsprechend größeren Speicher vorgehalten werden muss.
-
Der Betrieb der Windkraftanlage ist völlig unabhängig von dem Betrieb der Backenbrecheranlage. Die Windkraftanlage kann Tag und Nacht arbeiten. Durch entsprechende Ausrichtung der Backenbrecheranlage bzw. des Mastes kann die Windkraftanlage zudem in eine günstige Position verfahren werden.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Photovoltaikanlage als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie zur primären Nutzung durch die Backenbrecheranlage an Gehäuseflächen der Backenbrecheranlage angeordnet ist. Gehäuseflächen sind insbesondere Einhausungen der Antriebseinheit und des Backenbrechers. Es kann sich hierbei um seitliche Wände oder auch Oberseiten der Backenbrecheranlage handeln. Diese Gehäuseflächen sind in der Regel ungenutzt und dienen zur Abschirmung von Komponenten der Backenbrecheranlage. Bei der Erfindung werden diese Flächen einer weitergehenden Nutzung zugeführt. Unter Gehäuseflächen werden beispielsweise auch Seitenflächen von Förderbändern der Backenbrecheranlage verstanden.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, die Photovoltaikmodule so zu befestigen, dass ihre Position relativ zur Backenbrecheranlage veränderbar ist. Dadurch können die Photovoltaikmodule passend zum Sonnenstand eingestellt werden. Denkbar ist es auch, dass die Photovoltaikmodule von einer Transportposition in eine Betriebsposition verschwenkt werden. In der Transportposition sollen die Photovoltaikmodule möglichst wenig Platz einnehmen, während sie in der Betriebsposition möglichst geneigt sind und in idealer Weise zur Sonne ausgerichtet sind.
-
Es ist denkbar, dass die Photovoltaikmodule bei Nichtgebrauch oder unter besonderen Betriebsbedingungen abgedeckt sind. Hierzu können an Backenbrecheranlagen entsprechende Abdeckungen vorgesehen sein, um die Photovoltaikmodule zu schützen.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinheit dazu ausgebildet, die Energieversorgung eines ersten elektrischen Motors für den Backenbrecher der Backenbrecheranlage und wenigstens eines weiteren elektrischen Motors für das Raupenfahrwerk der Backenbrecheranlage zu steuern. Bei den Motoren für das Raupenfahrwerk und für die Backenbrecheranlage handelt es sich um die Antriebe mit dem größten Energiebedarf. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Energieströme ausgehend von dem Speicher zu steuern. Es müssen sowohl Ladeströme als auch Ladespannungen gesteuert werden. Insbesondere ist zu beachten, dass durch das Laden und Entladen des elektrischen Speichers hohe Temperaturschwankungen auftreten können. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, Grenzwerte im Hinblick auf die thermische Belastung der Speicher einzuhalten und nur die maximal zulässige Leistung den jeweiligen Motoren bedarfsweise zur Verfügung zu stellen.
-
Im Rahmen der Erfindung ist die Backenbrecheranlage niemals isoliert im Einsatz, sondern wird in irgendeiner Art und Weise beladen. Beispielsweise sind der Backenbrecheranlage weitere Baumaschinen vorgeschaltet, die ebenfalls Energie benötigen.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Backenbrecheranlage, die selbst regenerative Energie erzeugen kann, in ein übergeordnetes System einer Offroad-Produktionslinie einzubinden. Es ist möglich, dass der elektrische Speicher von anderen Baumaschinen mit elektrischer Energie versorgt wird. Hierzu besitzt der Speicher geeignete Schnittstellen. Der Speicher kann beispielsweise mit einer mobilen oder stationären elektrischen Energiequelle gekoppelt sein. Eine stationäre elektrische Energiequelle ist ein Versorgungsnetz eines Energieversorgers. Eine mobile elektrische Energiequelle ist beispielsweise ein mobiler Stromgenerator oder auch eine separate Batterie über welche der eigene Speicher der Backenbrecheranlage geladen werden kann.
-
Es ist über die Schnittstelle auch möglich, Energie an weitere Verbraucher abzugeben, sofern ein Energieüberschuss an der Backenbrecheranlage entsteht. Sollte die Backenbrecheranlage beispielsweise über ein Wochenende oder einige Tage Stillstand selber keine Energie verbrauchen und sollte in diesem Fall der eigene Speicher bereits hinreichend geladen sein, kann ein Energieüberschuss über die besagte Schnittstelle an andere Verbraucher abgegeben werden.
-
Ein anderer Verbraucher kann beispielsweise eine mobile elektrische Energiequelle sein. Eine solche Energiequelle ist insbesondere eine Batterie, die geladen werden kann, aber auch als Energiequelle zu einem späteren Zeitpunkt Energie abgeben kann. Mittels einer solchen mobilen Energiequelle, die nach dem Laden von der wenigstens einen Schnittstelle der Backenbrecheranlage getrennt wird, können anschließend weitere elektrische Verbraucher am Einsatzort der Backenbrecheranlage versorgt werden. In der Regel stehen auf den Baustellen Möglichkeiten zur Verfügung, auch schwere mobile Energiequellen zu transportieren, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Radladers.
-
Die weiteren elektrischen Verbraucher am Einsatzort der Backenbrecheranlage sind insbesondere elektrisch angetriebene, raupenmobile Siebanlagen, elektrisch angetriebene, raupenmobile Prallbrecheranlagen, elektrisch angetriebene, raupenmobile Förderbandanlagen oder auch weitere elektrisch angetriebene, raupenmobile Backenbrecheranlagen.
-
Diese vorgenannten elektrischen Verbraucher bilden im Sinne der Erfindung eine Offroad-Produktionslinie. Hierzu können auch weitere elektrische Verbraucher zählen, wie z.B. ein elektrisch betriebener Bagger oder sonstige Baustellenfahrzeuge, wie beispielsweise ein Radlader oder auch ein Pkw. Durch die zur Verfügung stehende elektrische Energie können sogenannte Consumer-Elektronikprodukte, wie z.B. Computer oder Handys aufgeladen werden, ebenso wie batteriebetriebene Elektrofahrzeuge.
-
Das Konzept der raupenmobilen Backenbrecheranlage mit rein elektrischem Betrieb ist insbesondere Teil einer übergeordneten Produktionslinie, bei welcher eine Kommunikation zwischen verschiedenen elektrischen Verbrauchern erfolgt und bei welcher eine bedarfsabhängige Energieverteilung möglich ist.
-
Die raupenmobile Backenbrecheranlage kann an ein übergeordnetes Steuerungssystem angeschlossen sein oder selbst ein solches Steuerungssystems beinhalten, um Steuerungsfunktionen gegenüber weiteren elektrischen Verbrauchern zu übernehmen. Wenn mehrere Steuerungssysteme vorhanden sind, kann ein drahtloser Datenaustausch zwischen den Steuerungssystemen erfolgen. Nach dem Master-Slave-Prinzip kann eines von mehreren Steuerungssystemen das führende System sein, welchem sich andere Steuerungssysteme unterordnen. Die Redundanzen des Systems erhöhen die Betriebssicherheit. Dadurch, dass jedes Steuerungssystems sowohl Master als auch Slave sein kann, sind vielfältige Kombinationen von elektrisch betriebenen Verbrauchern der Offroad-Produktionslinie denkbar.
-
Die erfindungsgemäße Backenbrecheranlage kann insbesondere dort zum Einsatz kommen, wo Emissionen möglichst vermieden werden sollen, beispielsweise im Innenstadtbereich.
-
Der Energiespeicher der Backenbrecheranlage kann modular aufgebaut sein und daher an Backenbrecheranlagen unterschiedlicher Baugrößen angepasst sein. Ein rein elektrisch betriebener Backenbrecher ist aufgrund des geänderten Antriebskonzepts wartungsärmer als ein Hybridsystem, bei welchem Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen. Die Investitionskosten im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor in Kombination mit einem Generator mögen anfangs über denen eines rein elektrischen Systems liegen. Langfristig betrachtet ist die erfindungsgemäße Backenbrecheranlage im Betrieb günstiger, insbesondere wenn die Backenbrecheranlage vor Ort elektrische Energie aus regenerativen Energiequellen gewinnt und in einem eigenen Energiespeicher zum Eigenverbrauch speichern kann.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Backenbrecheranlage in der Seitenansicht;
- 2 eine Backenbrecheranlage mit Solarmodulen in Ansicht von oben perspektivischen Ansicht;
- 3 eine Veranschaulichung der Leistungselektronik der Backenbrecheranlage und
- 4 eine Produktionslinie mit mehreren elektrischen Verbrauchern.
-
Die 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Backenbrecheranlage JC. Die Backenbrecheranlage JC ist raupenmobil und besitzt ein Chassis 1, das von einem Raupenfahrwerk 2 getragen wird. Das Chassis 1 besitzt einen Rahmen 4 und trägt alle Aufbauten 3. Die Backenbrecheranlage JC besitzt einen Aufgeber 5 mit einem Aufnahmetrichter und Förderbänder 6, 7 zum Abwurf von zerkleinertem Material, das zuvor in einem Backenbrecher 8 zerkleinert wurde. Die Backenbrecheranlage JC wird elektrisch betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Speicher BP für elektrische Energie zu Antrieb der Backenbrecheranlage JC. Der Speicher BP ist auf dem Chassis 1 angeordnet.
-
Die Backenbrecheranlage JC besitzt eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenenergie. Es handelt sich um eine Windkraftanlage WM mit einem Mast 9. Der Mast 9 ist am oberen Ende der Aufbauten 3. Der Mast 9 ist einklappbar, so dass er insbesondere für den Transport nicht nach oben über den Aufnahmetrichter des Aufgebers 5 vorsteht. Auch die Rotorblätter 10 der Windenergieanlage WM können eingeklappt werden. Zudem kann der Mast 9 in nicht näher dargestellter Weise teleskopierbar und/oder faltbar sein, so dass er in der errichteten Position eine wesentlich größere Länge hat, als in seiner gefalteten oder nicht teleskopierten Transportposition. Die Backenbrecheranlage JC ist dazu ausgebildet, auf ein Transportfahrzeug verladen zu werden und auf öffentlichen Straßen zu einem anderen Einsatzort transportiert zu werden. Die Backenbrecheranlage JC ist auch mit der zusätzlichen und insbesondere nachrüstbaren Windkraftanlage WM sehr kompakt.
-
Die Backenbrecheranlage JC besitzt zudem als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenergie eine Photovoltaikanlage PV. Die Photovoltaikanlage PV ist an den Aufbauten 3 angeordnet. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 tunnelartig überspannen. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 zum Beispiel bogenartig überspannen (2).
-
Es ist bei größeren Solarpaneelen 11 auch möglich, dass sie z.B. im Querschnitt ein Dreieck oder Trapez oberhalb des Förderbandes 6 aufspannen. Die Photovoltaikmodule 11 können den Bereich oberhalb des Förderbandes 6 auch nur teilweise übergreifen, sodass der Bereich oberhalb des Förderbandes 6 teilweise offenbleibt. Der Vorteil der Anordnung von Solarpaneelen 11 an dem Förderband 6 ist, dass die Verschattung in diesem Bereich gering ist.
-
Zusätzlich sind Photovoltaikmodule 11 der Photovoltaikanlage PV an Gehäuseflächen 12 der Backenbrecheranlage JC angeordnet. Gehäuseflächen 12 sind alle Flächen, die der Einhausung von Komponenten der Backenbrecheranlage JC dienen. Es sind insbesondere obere und seitliche Flächen aller Aufbauten 3 auf dem Chassis 1 der Backenbrecheranlage JC.
-
Zu den Aufbauten 3 zählen insbesondere die Bereiche unmittelbar an dem Chassis 1 bzw. dem Raupenfahrwerk 2 und darüber hinaus auch das Förderband 6 selbst. Photovoltaikmodule 11 können insbesondere an seitlichen Flächen des Förderbandes 6 angeordnet sein, bzw. an dem Rahmen, der einen Fördergurt trägt und führt. Die Position eines Photovoltaikmoduls 11 kann gegenüber der Backenbrecheranlage JC einstellbar sein.
-
Ein Speicher BP für elektrische Energie ermöglicht einen Batteriebetrieb der Backenbrecheranlage JC. Die Betriebsdauer hängt von der Kapazität des Speichers BP ab. Damit der Speicher BP die notwendige Leistung abgeben kann, beträgt die Spannung mehr als 150 Volt Gleichstrom und insbesondere mehr als 300 V Gleichstrom. Es handelt sich um einen Hochvoltspeicher. Für einen Betrieb über 2 Stunden kann die Kapazität 24 kWh betragen bei 614V Gleichstrom an dem elektrischen Speicher BP.
-
Die Backenbrecheranlage JC besitzt eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Antriebe M1, M2, M3 der Backenbrecheranlage JC, wie sie beispielhaft in 3 dargestellt ist. Die Leistungselektronik ist eine zentrale Komponente des Antriebsstranges der Backenbrecheranlage JC. Die Leistungselektronik umfasst eine zentrale, elektronische Steuereinheit PLC, die dazu ausgebildet ist, die Energieversorgung eines ersten elektrischen Motors M1 für den Hauptantrieb der Backenbrecheranlage JC und der weiteren elektrischen Motoren M2 z.B. für das Raupenfahrwerk 2 zu steuern. Die Backenbrecheranlage JC kann weitere Motoren M3 und Nebenantriebe, die als weitere elektrische Verbraucher Mn bezeichnet werden, haben. Zu den weitere elektrischen Verbrauchern Mn zählen unter anderem das Bordnetz der Backenbrecheranlage JC und auch Kleinverbraucher, die an das Bordnetz angeschlossen werden, z.B. Steuergeräte, Sensoren, Aktoren, Monitore etc. Diese Verbraucher Mn werden in 3 als Mn DC, also als Gleichstromverbraucher bezeichnet. Da Kleinverbraucher mit wesentlich niedrigeren Spannungen betrieben werden als mit der Spannung des elektrischen Speichers BP der Backenbrecheranlage JC, sind Wandler INV erforderlich. Es handelt sich bei dem Wandler für die Kleinverbraucher um einen DC-DC-Wandler. Es können für weitere Verbraucher zusätzliche Wandler vorgesehen sein, z.B. zur Versorgung des Bordnetzes der Backenbrecheranlage JC. Auch die elektronische Steuereinheit PLC ist ein Verbraucher, der über das Bordnetz gespeist wird. Die Spannung im Bordnetz beträgt 24 V. An das Bordnetz sind z.B. auch Arbeitsleuchten angeschlossen.
-
Die Wandler werden in der 3 einheitlich mit INV bezeichnet unabhängig von ihrem Aufbau, ihrer Leistung oder ihrer Funktion (DC-DC, DC-AC).
-
Die Motoren M1, M2, M3 werden bei diesem Ausführungsbeispiel mit 400 V Wechselstrom betrieben. Der Motor M1 kann je nach Baugröße der Backenanlage eine Leistung von 50 kW bis 250 kW haben und jeder Motor M2 für das Raupenfahrwerk 2 jeweils eine Leistung von 20 kW bis 60 kW.
-
Der DC-Leitung der Backenbrecheranlage JC ist ein DC-AC-Wandler INV vorgeschaltet. Für den Fall, dass der elektrische Speicher BP leer ist, kann der Wandler INV umgangen werden und direkt aus einem Netz AC Wechselstrom z.B. mit 380V 50 Hz bezogen werden. Die Leistungselektronik mit der Steuereinheit PLC steuert die jeweilige Energiezufuhr. Die unterbrochenen Linien sind Steuerleitungen. Die durchgezogenen Linien sind Strom führende Leiter für Gleichstrom DC Mittels der Backenbrecheranlage JC können über eine Bordnetz mobile elektrische Verbrauchsgeräte geladen werden, wie z.B. Mobilfunkgeräte, Notebooks, batteriebetriebene Werkzeuge etc. Im weiteren Sinne können zu den mobilen elektrischen Verbrauchsgeräten alle Verbraucher gezählt werden, die nicht permanent mit der Backenbrecheranlage JC verbunden sind, bzw. die nicht zum Betrieb der Backenbrecheranlage JC notwendig sind, und die Backenbrecheranlage JC als Energiequelle zum Laden eigener elektrischer Speicher nutzen. Ein mobiles elektrisches Verbrauchsgerät kann daher auch ein Elektrofahrzeug sein, insbesondere ein Baustellenfahrzeug, wie z.B. ein elektrisch betriebener Radlader.
-
Die Backenbrecheranlage JC kann mit verschiedenen Energiequellen gekoppelt werden, z.B. wenn die auf der Backenbrecheranlage JC gewonnene, elektrische Energie für den Betrieb nicht ausreicht. Eine weitere Energiequelle kann ein stationäre Energiequelle AC sein, z.B. ein stationäres Netz. Eine weitere Energiequelle kann eine zusätzlich bereitgestellter elektrischer Speicher RBP sein, über den entweder der Speicher BP auf der Backenbrecheranlage JC geladen wird, oder über den die Backenbrecheranlage JC betrieben wird. Die Backenbrecheranlage JC kann auch an mobile Stromerzeuger angeschlossen sein, die bevorzugt elektrische Energie aus regenerativen Energiequellen (Wind, Sonne) gewinnen.
-
Die Schnittstellen der Backenbrecheranlage JC können auch dazu genutzt werden, überschüssige Energie, die durch die Photovoltaikanlage PV oder die Windenergieanlage WM gewonnen worden sind und nicht in dem eigenen Speicher BP gespeichert werden kann, an andere elektrische Speicher RBP, an ein Netz AC oder an einen weiteren Verbraucher Mn abzugeben. Dabei handelt es sich um Verbraucher Mn am Einsatzort der Backenbrecheranlage JC. Die Pfeilrichtungen der Stromleiter zeigen an, dass z.B. der eigene Speicher BP und der andere Speicher RBP geladen und entladen werden können und zwar über die Backenbrecheranlage JC selbst. Der eigene Speicher BP kann mittels eines Bordladegerätes OBC über ein Netz AC eines Netzbetreibers geladen werden. An das Bordladegerät OBC können auch andere Energiequellen angeschlossen werden, wie z.B. ein mobiler Stromerzeuger.
-
Die in 3 gezeigte elektronische Steuereinheit PLC steht im ständigen Kontakt zu einer nicht dargestellten Fahrzeugsteuerung und erhält von dieser die umzusetzende Anweisung und zudem Informationen von anderen Steuergeräten.
-
Die Backenbrecheranlage JC ist insbesondere Teil einer Produktionslinie, bei welcher der Backenbrecheranlage JC Einrichtungen zum Zerkleinern und Klassieren oder Sieben von Material nachgeschaltet sind. Insbesondere sind die weiteren Verbraucher daher eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Prallbrecheranlage IC, eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Siebanlage SC oder auch eine Förderbandanlage ST. 3 zeigt, dass Verbindungen zu den weiteren Anlagen der Produktionslinie hergestellt werden können. Die Steuerung erfolgt über die Steuereinheit PLC. Die Kommunikation kann drahtlos erfolgen.
-
Die 4 zeigt, dass jede dieser Anlagen WL, JC, IC, SC, ST, XC der beispielhaften Produktionslinie eine eigene Steuereinheit PLC1 bis PLC6 besitzt. Die Steuereinheiten PLC1 bis PLC6 stehen über drahtlose Kommunikationsschnittstellen in Verbindung. Elektrische Energie kann von einer der Anlagen an eine weitere Anlage übertragen werden. Die durchgezogene Linie symbolisiert die elektrische Versorgungsleitung zwischen den Anlagen. Die Pfeile zeigen an, dass die Übertragung in unterschiedliche Richtungen erfolgen kann. Bezogen auf die vorliegende Erfindung kann auf der Backenbrecheranlage JC gewonnene, elektrische Energie an die weiteren dargestellten Anlagen übertragen werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1 -
- Chassis
- 2 -
- Raupenfahrwerk
- 3 -
- Aufbauten
- 4 -
- Rahmen
- 5 -
- Aufgeber mit Aufnahmetrichter
- 6 -
- Förderband
- 7 -
- Förderband
- 8 -
- Backenbrecher
- 9 -
- Mast
- 10 -
- Rotorblatt
- 11 -
- Solarpaneel
- 12 -
- Gehäusefläche
- AC -
- Stromnetz
- BP -
- elektrischer Speicher
- DC -
- Leitung für Gleichstrom
- IC -
- Prallbrecheranlage
- INV -
- Wandler
- JC -
- Backenbrecheranlage
- M1 -
- elektrischer Antrieb
- M2 -
- elektrischer Antrieb
- Mn -
- elektrischer Antrieb
- OBC -
- Bordladegerät
- PLC -
- elektronische Steuereinheit
- PLC1 -
- elektronische Steuereinheit
- PLC2 -
- elektronische Steuereinheit
- PLC3 -
- elektronische Steuereinheit
- PLC4 -
- elektronische Steuereinheit
- PLC5 -
- elektronische Steuereinheit
- PLC6 -
- elektronische Steuereinheit
- PV -
- Photovoltaikanlage
- RBP -
- externer elektrischer Speicher
- SC -
- Siebanlage
- ST -
- Förderbandanlage
- WL -
- RAdlader
- WM -
- Windenergieanlage
- XC -
- Bagger
