DE102018207886A1

DE102018207886A1 - Verfahren zur Erzeugung einer Verfahrbewegung einer mobilen Anlage für den offenen Tagebau

Info

Publication number: DE102018207886A1
Application number: DE102018207886.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Ebbers
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21
Also published as: CL2020002977A1; CN112119001B; BR112020023443A2; PE20210618A1; AU2019269459B2; CN112119001A; AU2019269459A8; AU2019269459A1; WO2019219556A1; CA3099616A1; CA3099616C

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Verfahrbewegung einer mobilen Anlage (1) für den offenen Tagebau mit einem ersten Raupenfahrwerk (10) und mit wenigstens einem zweiten Raupenfahrwerk (11), wobei die Raupenfahrwerke (10, 11) jeweils einen Unterbau (12) aufweisen, an dem zwei beabstandet zueinander angeordnete Raupen (13) aufgenommen sind, wobei die Unterbauten (12) der Raupenfahrwerke (10, 11) drehbar unter einem Oberbau (14) angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird zur Steuerung der mobilen Anlage (1) wenigstens eine Steuereinheit (15) bereitgestellt, mit der jede Raupe (13) der Raupenfahrwerke (10, 11) zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal angesteuert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine mobile Anlage (1) für den offenen Tagebau mit wenigstens einer Steuereinheit (15) zur Ausführung des Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Verfahrbewegung einer mobilen Anlage für den offenen Tagebau mit einem ersten Raupenfahrwerk und mit wenigstens einem zweiten Raupenfahrwerk, wobei die Raupenfahrwerke jeweils einen Unterbau aufweisen, an dem zwei beabstandet zueinander angeordnete Raupen aufgenommen sind, wobei die Unterbauten der Raupenfahrwerke drehbar unter einem Oberbau angeordnet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine mobile Anlage für den offenen Tagebau mit einer Steuereinheit zur Ausführung des Verfahrens.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 103 14 958 A1 ist eine mobile Anlage für den offenen Tagebau in Form eines mobilen Brechers bekannt, und der Brecher weist ein erstes Raupenfahrwerk und ein zweites Raupenfahrwerk auf, wobei die Raupenfahrwerke jeweils einen Unterbau aufweisen, an dem zwei beabstandet zueinander angeordnete Raupen angeordnet sind. Ein weiteres Ausführungsbeispiel offenbart drei Raupenpaare als Fahrwerk für die mobile Anlage, wobei die mobile Anlage ein zentrales Drehlager aufweist, auf dem der Oberbau der Anlage gegenüber den Raupenfahrwerken verdreht werden kann. Eine derartige Verdrehung ist im stationären Betrieb der Anlage vorteilhaft, eine Lenkung einer Verfahrbewegung der mobilen Anlage kann mittels eins Verdrehens des Oberbaus in dem Drehgelenk jedoch nicht stattfinden. Für die Erzeugung einer Verfahrbewegung der mobilen Anlage müssen die Raupenfahrwerke häufig über Hydraulikzylinder oder elektrische Antriebe verdreht werden.
Grundsätzlich ist es bekannt, Raupenfahrwerke mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Raupen um eine Hochachse zu verdrehen, indem die Raupen mit unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten betrieben werden. Eine Kurvenfahrt oder ein Gieren eines Oberbaus kann also erzeugt werden, indem die Raupen nur eines Raupenfahrwerkes mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden oder sogar in entgegengesetzte Drehrichtungen verfahren. Für eine mobile Anlage im offenen Tagebau kommen jedoch häufig Mehrraupenfahrwerke zum Einsatz, die entweder mit einer Deichsel ausgeführt sind, die zur Erzeugung einer Verdrehung des Fahrwerkes angelenkt wird oder es sind mobile Anlagen mit einer entsprechend drehbaren Plattform für den Oberbau bekannt, wodurch jedoch eine aufwändige Konstruktion entsteht.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Erzeugung einer Verfahrbewegung einer mobilen Anlage für den offenen Tagebau, mit dem ein einfacher Aufbau der Anlage und der zugeordneten Raupenfahrwerke möglich ist, und wobei das Verfahren einfach ausgeführt werden soll. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend einfach aufgebaute mobile Anlage für den offenen Tagebau zu schaffen, die auf einfache Weise eine Verfahrbewegung ausführen kann. Dabei soll die mobile Anlage insbesondere ohne eine Einrichtung zur aktiven Verdrehung des Unterbaus gegenüber dem Oberbau auskommen, um die mobile Anlage zu verfahren.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einer mobilen Anlage für den offenen Tagebau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Steuerung der mobilen Anlage wenigstens eine Steuereinheit bereitgestellt wird, mit der jede Raupe der Raupenfahrwerke zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal angesteuert wird.
Kerngedanke der Erfindung ist dabei die voneinander unabhängige und ferner vom Oberbau unabhängige Selbstausrichtung jedes der Unterbauten durch eine diskrete Ansteuerung der Raupen, die an den Unterbauten angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Ansteuerung kann dabei mit nur einer oder mit mehreren Steuereinheiten vorgenommen werden, wobei dann die mehreren Steuereinheiten gemeinsam dazu ausgebildet sind, jede Raupe der Raupenfahrwerke zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal anzusteuern.
Damit können die Unterbauten der einzelnen Raupenfahrwerke entsprechend ausgerichtet werden, und die Unterbauten der Raupenfahrwerke können auch zueinander so ausgerichtet werden, dass die mobile Anlage wunschgemäß eine Verfahrbewegung oder eine Drehbewegung ausführt. Die Verfahrbewegung umfasst dabei beispielsweise auch eine Verdrehung der mobilen Anlage um eine stationäre Hochachse, sodass ein sogenanntes Gieren ausgeführt wird, und die Verfahrbewegung umfasst Geradeausfahrten, Querfahrten, sowie Kurvenfahrten oder Fahrten in Seitwärtsrichtung. Die Vorwärtsbewegung und/oder Seitwärtsbewegung und/oder Drehung der Anlage um die Hochachse erfolgt dabei erfindungsgemäß entweder durch die Ausführung einer Fahrbewegung der einzelnen Raupe oder eben durch das Stillsetzen der einzelnen Raupe. Dabei wird jede einzelne Raupe sämtlicher Raupenfahrwerke der mobilen Anlage mit einem entsprechend separaten Steuersignal von der Steuereinheit angesteuert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Verfahrbewegung der mobilen Anlage mit einer entsprechend ausgebildeten Steuereinheit entfällt die bislang notwendige Anlenkung der Raupenfahrwerke über eine Hydraulik oder einen elektrischen Antrieb, insbesondere mittels einer Deichsel. Die Raupenfahrwerke können mit der erfindungsgemäßen Ansteuerung der einzelnen Raupen selbsttätig um eine entsprechende Hochachse der Unterbauten verdrehen und durch die Ansteuerung der Raupen kann die Verfahrbewegung sowohl vorwärts als auch seitwärts erfolgen und es kann eine Drehung der Anlage um eine stationäre Hochachse ausgeführt werden. Die Raupen müssen dabei so angesteuert werden, dass nicht nur das einzelne Raupenfahrwerk die entsprechende Bewegung ausführt, sondern die Ansteuerung der Raupen erfolgt unter jeweiliger Berücksichtigung der Raupen der weiteren Fahrwerke. Die erfindungsgemäße Steuereinheit ist daher so ausgeführt, dass eine gesamtheitliche Ansteuerung sämtlicher Raupen überwacht wird und diese für die einzelnen Raupen unter jeweiliger Berücksichtigung der weiteren Steuersignale an die weiteren Raupen erfolgt.
Es ist von Vorteil, wenn die Raupenfahrwerke über Gelenkpunkte unterseitig am Oberbau angeordnet sind, wobei die Gelenkpunkte mit besonderem Vorteil Drehsensoren aufweisen, mit denen die Drehung der Raupenfahrwerke in den Gelenkpunkten um die Hochachsen erfasst und von der Steuereinheit ausgelesen wird. Damit kann an die Steuereinheit eine Information bereitgestellt werden, welche Drehposition die Raupenfahrwerke aufweisen, sodass die einzelnen Raupen der Raupenfahrwerke so angesteuert werden können, dass die gewünschte Drehposition der Raupenfahrwerke erreicht wird. Die Verbindungen zwischen den Unterbauten und dem Oberbau können Gelenkpunkte umfassen, die durch Kugelgelenke gebildet sind, insbesondere dann, wenn die mobile Anlage drei Raupenfahrwerke aufweist, wodurch eine statisch bestimmte Auflage der Anlage auf einem Boden ermöglicht wird. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch Drehplattformen zwischen den Unterbauten und dem Oberbau möglich, die ebenfalls Drehsensoren umfassen können.
Gemäß einem weiteren Vorteil können Eingabemittel vorgesehen sein, die mit der Steuereinheit verbunden sind, und mit denen von einem Bediener oder einer übergeordneten technischen Einheit die Fahr- oder Drehbewegung der mobilen Anlage an die Steuereinheit vorgegeben werden kann. Die Steuereinheit kann dabei das separate Steuersignal für die für jede der Raupen notwendige Fahrbewegung oder die Stillsetzung bestimmen und ferner die Raupen mit der bestimmten Fahrbewegung oder der Stillsetzung so ansteuern, dass die vorgegebene Fahr- oder Drehbewegung der mobilen Anlage ausgeführt wird. Das Eingabemittel kann beispielsweise durch einen Bediener, also einem Führer der mobilen Anlage, bedient werden, und das Eingabemittel kann Teil einer Steuereinrichtung zur Steuerung der mobilen Anlage sein, wobei dann, wenn die mobile Anlage Teil einer größeren Anlage ist, das Eingabemittel auch von einer entsprechenden technischen Einheit gesteuert werden kann.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine mobile Anlage für den offenen Tagebau mit wenigstens einer Steuereinheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und die Steuereinheit kann jede einzelne Raupe sämtlicher Raupenfahrwerke zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal ansteuern. Sind mehrere Steuereinheiten vorgesehen, so können diese gemeinsam jede der Raupen ansteuern.
Die mobile Anlage kann beispielsweise einen mobilen Brecher, eine mobile Förderbrücke, einen mobilen Absetzer, einen Bagger, einen mobilen Bandwagen, einen Bandschleifenwagen, eine Übergabestation von Bandanlagen, eine Spannvorrichtung von Bandanlagen, eine Montageanlage für die Einrichtung von Förder- und Gewinnungsanlagen, eine Überwachungs- und Instandsetzungsanlage für Tagebaueinrichtungen und/oder dergleichen bilden. Insbesondere zeichnet sich die mobile Anlage dadurch aus, dass die Gelenkpunkte die einzige Verbindung der Raupenfahrwerke zum Oberbau bilden und/oder dass die Raupenfahrwerke frei von einem mechanischen Ansteuermittel zur Drehung der Raupenfahrwerke um eine Hochachse sind.
In den Raupenfahrwerken können elektrische oder hydraulische Antriebseinheiten angeordnet sein, mit denen die einzelnen Raupen in beiden Drehrichtungen angesteuert oder sogar stillgesetzt werden können, wobei für letzteres aus Bremseinheiten in den Raupen vorgesehen sein können. Die den einzelnen Raupen zugeordneten Antriebseinheiten in den Raupenfahrwerken können kabelgebunden oder kabellos mit der Steuereinheit kommunizieren, wofür die Antriebseinheiten eigene Antriebssteuermodule umfassen können.
Figurenliste
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine Seitenansicht einer mobilen Anlage für den offenen Tagebau am Beispiel eines mobilen Brechers und
2 eine Frontansicht des mobilen Brechers gemäß 1.

Die 1 und 2 zeigen in einer Seitenansicht und in einer Vorderansicht eine mobile Anlage 1 am Beispiel eines mobilen Brechers, wie dieser eingesetzt werden kann für den offenen Tagebau. Die mobile Anlage 1 weist drei Raupenfahrwerke 10, 11 auf, wobei auf einer Ablegerseite zwei erste Raupenfahrwerke 10 und auf einer Beschickungsseite ein Raupenfahrwerk 11 beispielhaft vorgesehen ist. Die Raupenfahrwerke 10 weisen Unterbauten 12 auf, die die Rahmen der Raupenfahrwerke 10, 11 bilden, und an den Unterbauten 12 sind jeweils zwei beabstandet und parallel zueinander angeordnete Raupen 13 aufgenommen. Die Unterbauten 12 der Raupenfahrwerke 10, 11 sind über Gelenkpunkte 17 an dem Oberbau 14 der mobilen Anlage 1 um eine Hochachse 16 drehbar aufgenommen. Die Gelenkpunkte 17 sind dabei so ausgestaltet, dass die Raupenfahrwerke 10, 11 auch Kipp- und Nickbewegungen gegenüber dem Oberbau 14 ausführen können, sodass die Raupen 13 der Raupenfahrwerke 10, 11 im Wesentlichen dauerhaft Kontakt mit dem Boden 24 aufweisen.
Zur Steuerung der mobilen Anlage 1 und insbesondere zur Steuerung der Raupenfahrwerke 10, 11 dient eine Steuereinheit 15, mit der jede der Raupen 13 der Raupenfahrwerke 10, 11 zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal angesteuert werden kann. Hierzu sind beispielhaft Steuerleitungen 25 gezeigt, die sich zwischen der Steuereinheit 15 und den Raupen 13 erstrecken, wobei die Steuerung auch über eine drahtlose Verbindung erfolgen kann. Die Raupen 13 weisen Antriebseinheiten 20 auf, beispielsweise gebildet durch hydraulische, elektrische oder elektro-hydraulische Motoren. Zur vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jeder Raupe 13 - auch an einem gemeinsamen Raupenfahrwerk 10, 11 - eine eigene Antriebseinheit 20 zugeordnet.
Die Gelenkpunkte 17 umfassen Drehsensoren 18, mit denen die Drehposition der Raupenfahrwerke 10, 11, insbesondere die Drehposition der Unterbauten 12, um die jeweilige Hochachse 16 erfasst werden kann, die sich durch die Gelenkpunkte 17 erstreckt.
Die mobile Anlage 1 als Beispiel des mobilen Brechers weist eine Beschickung 21, einen Brecher 22 und einen Abwurfausleger 23 auf, sodass der Brecher über die Beschickung 21 mit Brechgut beschickt werden kann, welches zum Brecher 22 gefördert wird. Der Abwurfausleger 23 erstreckt sich bis unter den Brecher 22 und ragt über die Raupenfahrwerke 10 hinaus.
Eine derartige mobile Anlage 1 in Form eines mobilen Brechers muss beispielsweise Seitwärtsbewegungen, Geradeausfahrten oder Drehbewegungen um eine Gesamt-Hochachse des Oberbaus 14 ausführen können.
1 zeigt hierzu die Raupenfahrwerke 10, 11 in einer Anordnung zur Ausführung einer Seitwärtsbewegung, und sämtliche der Raupen 13 können in der gleichen Drehrichtung verfahren, um die Seitwärtsbewegung der mobilen Anlage 1 auszuführen.
Die Frontansicht in 2 zeigt die Raupenfahrwerke 10 in einer Drehposition um die Gelenkpunkte 17, derart, dass die mobile Anlage 1 in ihrer Längserstreckung von der Beschickung 21 bis zum Abwurfausleger 23 eine Geradeausfahrt ausführen kann. Auch für diese Fahrsituation werden sämtliche der Raupen 13 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung angesteuert.
Soll die mobile Anlage 1 beispielsweise um die Gesamt-Hochachse des Oberbaus 14 verdrehen, so können die Raupenfahrwerke 10, 11 in die Position gemäß 1 verfahren werden. Die Raupen der Raupenfahrwerke 10 können dabei eine erste Drehrichtung aufweisen, und die Raupen 13 des Raupenfahrwerkes 11 können stillgesetzt werden oder mit einer entgegengesetzten Drehrichtung betrieben werden. Damit giert die mobile Anlage 1 um ihre Gesamt-Hochachse des Oberbaus 14. Auch ist es denkbar, sämtliche Raupenfahrwerke 10, 11 in eine Zwischenposition zu drehen, sodass beispielsweise eine Querfahrt oder ein sogenannter Hundegang ermöglicht wird.
Die 1 und 2 zeigen im Besonderen, dass die Raupenfahrwerke 10, 11 ausschließlich mittels der Gelenkpunkte 17 mit dem Oberbau 14 verbunden sind. Darüber hinaus bestehen keine weiteren mechanischen Verbindungen zwischen den Raupenfahrwerken 10, 11 und dem Oberbau 14. Insbesondere sind keine Anlenkungen, Deichseln oder dergleichen zwischen den Raupenfahrwerken 10, 11 und dem Oberbau 14 vorgesehen, mit denen eine Verdrehung der Raupenfahrwerke 10, 11 um die jeweilige Hochachse 16 erzeugt werden müsste.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere kann die mobile Anlage 1 auch eine mobile Förderbrücke, einen mobilen Absetzer, einen Bagger oder einen mobilen Bandwagen bilden.
Bezugszeichenliste

1: mobile Anlage
10: Raupenfahrwerk
11: Raupenfahrwerk
12: Unterbau
13: Raupe
14: Oberbau
15: Steuereinheit
16: Hochachse
17: Gelenkpunkt
18: Drehsensor
19: Eingabemittel
20: Antriebseinheit
21: Beschickung
22: Brecher
23: Abwurfauslager
24: Boden
25: Steuerleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10314958 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer Verfahrbewegung einer mobilen Anlage (1) für den offenen Tagebau mit einem ersten Raupenfahrwerk (10) und mit wenigstens einem zweiten Raupenfahrwerk (11), wobei die Raupenfahrwerke (10, 11) jeweils einen Unterbau (12) aufweisen, an dem zwei beabstandet zueinander angeordnete Raupen (13) aufgenommen sind, wobei die Unterbauten (12) der Raupenfahrwerke (10, 11) drehbar unter einem Oberbau (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der mobilen Anlage (1) wenigstens eine Steuereinheit (15) bereitgestellt wird, mit der jede Raupe (13) der Raupenfahrwerke (10, 11) zur Ausführung einer Fahrbewegung oder zum Stillstand mit einem separaten Steuersignal angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwärtsbewegung und/oder eine Seitwärtsbewegung und/oder eine Drehung der Anlage (1) mittels der Ausführung einer Fahrbewegung oder mittels des Stillstandes aller Raupen (13) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbauten (12) der Raupenfahrwerke (10, 11) unter dem Oberbau (14) in jeweiligen Hochachsen (16) drehbar sind, wobei alle Raupenfahrwerke (10, 11) mittels der Ansteuerung der Raupen (13) mit unterschiedlichen Fahrbewegungen oder Fahrrichtungen um die Hochachse (16) verdreht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Raupenfahrwerke (10, 11) über Gelenkpunkte (17) unterseitig am Oberbau (14) angeordnet sind, wobei die Gelenkpunkte (17) Drehsensoren (18) aufweisen, mit denen die Drehung der Raupenfahrwerke (10, 11) in den Gelenkpunkten (17) um die Hochachsen (16) erfasst und von der Steuereinheit (15) ausgelesen wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingabemittel (19) vorgesehen ist, mit dem von einem Bediener oder einer übergeordneten technischen Einheit eine Fahr- oder Drehbewegung der mobilen Anlage (1) an die Steuereinheit (15) vorgegeben wird, wobei die Steuereinheit (15) das separate Steuersignal für die für jede der Raupen (13) notwendige Fahrbewegung oder die Stillsetzung bestimmt und die Raupen (13) mit der bestimmten Fahrbewegung oder der Stillsetzung so ansteuert, dass die vorgegebene Fahr- oder Drehbewegung der mobilen Anlage (1) ausgeführt wird.
Mobile Anlage (1) für den offenen Tagebau mit wenigstens einer Steuereinheit (15) zur Ausführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei unter dem Oberbau (14) wenigstens zwei Raupenfahrwerke (10, 11) angeordnet sind, die jeweils zwei Raupen (13) aufweisen.
Mobile Anlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Anlage (1) einen mobilen Brecher, eine mobile Förderbrücke, einen mobilen Absetzer, einen Bagger, einen mobilen Bandwagen, einen Bandschleifenwagen, eine Übergabestation von Bandanlagen, eine Spannvorrichtung von Bandanlagen, eine Montageanlage für die Einrichtung von Förder- und Gewinnungsanlagen, eine Überwachungs- und Instandsetzungsanlage für Tagebaueinrichtungen und/oder dergleichen bildet.
Mobile Anlage (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mobilen Raupen (13) elektrische oder hydraulische Antriebseinheiten (20) aufweisen, die mittels der Steuereinheit (15) ansteuerbar sind.
Mobile Anlage (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkpunkte (17) die einzige Verbindung der Raupenfahrwerke (10, 11) zum Oberbau (14) bilden und/oder dass die Raupenfahrwerke (10, 11) frei von einem mechanischen Ansteuermittel zur Drehung der Raupenfahrwerke (10, 11) um eine Hochachse (16) sind.