DE102019214626A1 - Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product - Google Patents
Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019214626A1 DE102019214626A1 DE102019214626.0A DE102019214626A DE102019214626A1 DE 102019214626 A1 DE102019214626 A1 DE 102019214626A1 DE 102019214626 A DE102019214626 A DE 102019214626A DE 102019214626 A1 DE102019214626 A1 DE 102019214626A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tools
- blade
- arrangement
- tool
- parameters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
- E02F3/185—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with digging unit mounted in a plane which is inclined to the direction of travel; with tools digging laterally with respect to the frame
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
- E02F3/22—Component parts
- E02F3/26—Safety or control devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C47/00—Machines for obtaining or the removal of materials in open-pit mines
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaufelanordnung (30) zum Abbauen oder Aufgreifen von Material, mit: wenigstens einer Schaufel (20) mit einem Schaufelgrundkörper; einem zyklisch bewegten Schaufelträger; einer Vielzahl von am Schaufelgrundkörper angeordneten Werkzeugen (10); wenigstens einer Werkzeugaufnahme (21); wenigstens einem Aktuator (31) eingerichtet zum Einstellen wenigstens einer Kenngröße oder eines Abbauparameters; wobei die Schaufelanordnung (30) basierend auf im Betrieb gemessenen und/oder fest vorgegebenen Abbauparametern bezüglich wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter einstellbar oder betreibbar oder optimierbar ist: Durchdringungskegel (K2) der Schaufel durch das Material, Durchdringungskontur (K3) der Werkzeuge durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt (P4) des jeweiligen Werkzeugs, Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel (P5) des jeweiligen Werkzeugs. Dies vereinfacht eine Optimierung der Schaufelanordnung bzw. der Werkzeuge. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Optimierungsverfahren.The invention relates to a blade arrangement (30) for mining or picking up material, comprising: at least one blade (20) with a basic blade body; a cyclically moving blade carrier; a multiplicity of tools (10) arranged on the blade base body; at least one tool holder (21); at least one actuator (31) set up for setting at least one characteristic variable or a degradation parameter; the blade arrangement (30) being adjustable or operable or optimizable based on degradation parameters measured during operation and / or fixedly predetermined with respect to at least one of the following parameters or degradation parameters: penetration cone (K2) of the blade through the material, penetration contour (K3) of the tools by the material, effective chip cross-section (P4) of the respective tool, free cut, wedge and / or side angle (P5) of the respective tool. This simplifies an optimization of the blade arrangement or the tools. The invention also relates to a corresponding optimization method.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Optimieren der Ausrichtung und/oder Position wenigstens einer Schaufelanordnung relativ zu Material sowie zum Einstellen der Art und Weise des Eingriffs von Werkzeugen der Schaufelanordnung in das Material, insbesondere beim Abbau des Materials mittels eines Schaufelradbaggers. Anders ausgedrückt: Die Erfindung betrifft eine optimierte Verwendung von Werkzeugen, insbesondere an einer Schaufelanordnung oder Schaufelradanordnung, zum Abbauen oder Aufgreifen von Material. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer dafür eingerichteten Steuerungs-/Regelungseinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen oder nebengeordneten Anspruchs.The invention relates to a device and a method for optimizing the alignment and / or position of at least one bucket arrangement relative to the material and for adjusting the manner in which tools of the bucket arrangement engage in the material, in particular when the material is excavated by means of a bucket wheel excavator. In other words: The invention relates to an optimized use of tools, in particular on a paddle arrangement or paddle wheel arrangement, for breaking down or picking up material. The invention also relates to the use of a control / regulating device set up for this purpose. In particular, the invention relates to a device and a method according to the preamble of the respective independent or subsidiary claim.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Fördertechnische oder für den Materialabbau ausgestaltete Gerätschaften mit Zähnen, Meißeln oder dergleichen Werkzeugen unterliegen hohen Anforderungen und müssen simultan unterschiedliche Funktionen erfüllen: Abbau-Effizienz, Abrasions-Beständigkeit, Lebensdauer, Stoßfestigkeit oder Zähigkeit, zuverlässige Befestigung und möglichst optimale relative Ausrichtung zum Material, optimierte Bewegungsbahn sowie Eindringtiefe in das Material - dies sind nur einige Stichworte, die veranschaulichen sollen, wie komplex die Optimierung von solchen Werkzeugen bzw. von deren Anwendung sein kann. Besonderes Augenmerk ist z.B. auf Baggerzähne zu richten, speziell auf Zähne von Schaufelradbaggern (SRB), denn diese sind im Zusammenhang mit strengen Effizienz-Anforderungen zu einem hohen Anteil mit verantwortlich für die Abbau-Effizienz. Aus Kunden- oder Betreibersicht steht speziell bei SRB freilich vornehmlich nur eine einzige Anforderung im Vordergrund: Maximale Abbau-Effizienz, und damit einhergehend möglichst maximale Wirtschaftlichkeit. Um dies sicherstellen zu können, muss der Betreiber jedoch einen sinnvollen Kompromiss aus Belastung bzw. Beanspruchung der Gerätschaften und Werkzeuge einerseits und erzielbarer Abbau-Effizienz andererseits finden. Sofern der Betreiber in der Lage ist, die Werkzeuge derart einzusetzen, dass die Abbau-Effizienz maximal ist, bei gleichzeitig minimaler Beanspruchung (denn der Austausch von kurzfristig abgenutzten oder beschädigten Zähnen kann sehr kostspielig sein), so kann eine wettbewerbsfähige Basis für lukrative Aufträge geschaffen werden.Conveyor equipment or equipment with teeth, chisels or similar tools designed for material mining are subject to high requirements and must simultaneously fulfill different functions: mining efficiency, abrasion resistance, service life, impact resistance or toughness, reliable fastening and the best possible alignment to the material, optimized movement path as well as the depth of penetration into the material - these are just a few key words that should illustrate how complex the optimization of such tools and their application can be. Particular attention is e.g. to be aimed at excavator teeth, especially the teeth of bucket wheel excavators (SRB), because these are in connection with strict efficiency requirements to a large extent responsible for the mining efficiency. From the customer or operator's point of view, there is only one requirement in the foreground, especially at SRB: maximum dismantling efficiency, and therefore the maximum possible profitability. In order to be able to ensure this, however, the operator must find a sensible compromise between the load or stress on the equipment and tools on the one hand and the achievable dismantling efficiency on the other. Provided that the operator is able to use the tools in such a way that the dismantling efficiency is maximal, with minimal stress at the same time (because the replacement of temporarily worn or damaged teeth can be very costly), a competitive basis for lucrative orders can be created will.
Bei einigen Vorrichtungen ist das Optimieren der Werkzeuge besonders trickreich, beispielsweise dann, wenn die relative Ausrichtung des Werkzeugs zum Werkstück bzw. zum Abbaumaterial nicht bekannt ist oder nicht exakt eingestellt werden kann, oder sich fortwährend ändert. Einer solchen Situation müssen sich die Ingenieure und Verfahrenstechniker insbesondere auch bei Schaufelrädern stellen.With some devices, optimizing the tools is particularly tricky, for example when the relative orientation of the tool to the workpiece or to the excavated material is not known or cannot be set exactly, or if it changes continuously. Engineers and process technicians have to face such a situation, particularly with paddle wheels.
Im Folgenden wird die Problemstellung beispielhaft durch Bezugnahme auf Schaufelräder (SR) erläutert. Bedingt durch die ständige Variation von Schneidparametern eines SR während des Baggervorganges (z.B. folgende Parameter: SR-Aushaltehöhe, Scheibenhöhe, Spantiefe, Schwenkgeschwindigkeit) ändert sich die Schneidgeometrie der Baggerzähne bzw. Schaufeln in erheblichem Maße, insbesondere in Abhängigkeit von der Schaufelposition in dem zeitlichen Verlauf. Hierdurch wird eine Optimierung des Abbauvorgangs bzw. eine Auswahl einer optimalen Schaufelform bzw. Zahnanordnung bzw. Zahnorientierung an der Schaufel deutlich erschwert. Auch der Betrieb eines SRB kann dadurch beeinträchtigt werden, insbesondere hinsichtlich nicht zufriedenstellender Effizienz. Weitere Nachteile einer unzureichenden Regelung des Eingriffs in das Material können z.B. sein: Bruch von Werkzeugen, schollenförmige Brockenbildung beim Abtragen von Material.In the following, the problem is explained by way of example with reference to bucket wheels (SR). Due to the constant variation of the cutting parameters of an SR during the dredging process (e.g. the following parameters: SR hold-out height, disk height, cutting depth, swivel speed), the cutting geometry of the dredger teeth or blades changes to a considerable extent, particularly as a function of the blade position over time . This makes it significantly more difficult to optimize the mining process or to select an optimal blade shape or tooth arrangement or tooth orientation on the blade. The operation of an SRB can also be adversely affected, in particular with regard to unsatisfactory efficiency. Further disadvantages of insufficient control of the intervention in the material can e.g. be: breakage of tools, clod-shaped lump formation when removing material.
Bisher wurden speziell bei SRB, auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, bereits Optimierungsversuche unternommen, insbesondere bezüglich der SR-Parameter und bezüglich einer so genannten Blockgeometrie, insbesondre mithilfe eines so genannten Blockeffizienzprogramms. Die Blockeffizienz wird insbesondere in einer ersten Optimierungsphase betrachtet: Welche maximale Förderleistung kann das Gerät (insbesondere SRB) theoretisch sicherstellen, und wie hoch wird wohl die Ist-Förderleistung im Betrieb sein? Üblicherweise können Blockeffizienzen im Bereich von 80% sichergestellt werden. Die Blockeffizienz ist eine wichtige Kalkulationsgrundlage für den Betreiber. Der Begriff „Block“ bezieht sich dabei auf den betrachteten Abbaublock, also den Abbaubereich, in welchem das Gerät tätig werden muss (bei einem SRB z.B. drei oder vier Schreiben jeweils mit einem Schwenkbereich von 90° bis 120°). Erwähnenswert ist, dass eine Blockeffizienz sich dabei auf ein vordefiniertes Abbau-Schema bezieht, beispielsweise: Über eine Dauer von ca. zwei Stunden wird Material in drei Schreiben abgebaut, wobei in jeder Scheibe z.B. zehn bis 15 Hin- und Her-Schwenkbewegungen von jeweils einigen Minuten Dauer gemäß einem vordefinierten Bewegungsalgorithmus realisiert werden; der Bewegungsalgorithmus umfasst dabei insbesondere auch einen Vorschub relativ zum Untergrund.So far, optimization attempts have already been made especially with SRB, also for reasons of economy, in particular with regard to the SR parameters and with regard to a so-called block geometry, in particular with the help of a so-called block efficiency program. The block efficiency is particularly considered in an initial optimization phase: What maximum delivery rate can the device (especially SRB) theoretically ensure, and how high will the actual delivery rate be in operation? Block efficiencies in the region of 80% can usually be ensured. The block efficiency is an important calculation basis for the operator. The term “block” refers to the dismantling block under consideration, i.e. the dismantling area in which the device has to operate (for an SRB e.g. three or four letters each with a swivel range of 90 ° to 120 °). It is worth mentioning that a block efficiency relates to a predefined breakdown scheme, for example: Over a period of approx. Two hours, material is broken down in three letters, with e.g. ten to 15 back-and-forth swivel movements, each lasting a few minutes, are implemented according to a predefined movement algorithm; the movement algorithm also includes, in particular, an advance relative to the ground.
In einer zweiten Optimierungsphase (Werkzeugoptimierung) befassen sich die Ingenieure und Anlagenbetreiber vornehmlich mit dem Problem, auf welche Weise die Interaktion zwischen Werkzeug und Abbaumaterial optimiert werden kann, beispielsweise auch dann, wenn eine prognostizierte Blockeffizienz aus irgendwelchen Gründen nicht erreicht werden kann. Im Vordergrund stehen dabei auch energetische Aspekte und Maßnahmen zur Verschleißminimierung, z.B. bei häufigem Bruch von Werkzeugen (insbesondere Verlust von einzelnen Zähnen). In Hinblick auf vergleichsweise komplexe Bewegungs-Schemata und fortlaufend variierende Interaktion zwischen Werkzeug und Material ist eine Werkzeugoptimierung jedoch nicht trivial, sondern begründet erfahrungsgemäß hohen simulativen Aufwand und hohen Aufwand bezüglich Auswertung und Umsetzung und Erprobung im Feld.In a second optimization phase (tool optimization), the engineers and plant operators primarily deal with the problem of how the interaction between tools is possible and mining material can be optimized, for example even if a predicted block efficiency cannot be achieved for any reason. The focus is also on energetic aspects and measures to minimize wear, e.g. in the event of frequent breakage of tools (especially loss of individual teeth). With regard to comparatively complex movement schemes and continuously varying interaction between tool and material, however, tool optimization is not trivial, but experience shows that it justifies high simulative effort and high effort in terms of evaluation, implementation and testing in the field.
In einer dritten Optimierungsphase (Prozessoptimierung basierend auf Betriebsparametern) kann das jeweilige Gerät individuell auf den Anwendungsfall angepasst werden, z.B. durch Einstellen von Schwenkwinkeln und -geschwindigkeiten, Vorschub oder sonstiger Parameter, insbesondere auch in Abhängigkeit einer momentanen Beschaffenheit des Abbaumaterials. Eine Regelung, beispielsweise der Schwenkgeschwindigkeit, kann dabei auch in Hinblick auf eine möglichst konstante Förderleistung erforderlich werden (nicht notwendigerweise maximaler, sondern jedenfalls möglichst konstanter Output).In a third optimization phase (process optimization based on operating parameters), the respective device can be individually adapted to the application, e.g. by setting swivel angles and speeds, feed or other parameters, in particular also depending on the current nature of the mining material. A regulation, for example the swivel speed, can also be necessary with a view to a conveying capacity that is as constant as possible (not necessarily maximum, but at least as constant an output as possible).
Ausgehend von diesen Maßnahmen besteht Interesse an noch praktikableren Lösungen, insbesondere zur Minimierung von Kräften und Momenten beim Abbauen bzw. Graben, und insbesondere auch zur Verschleißreduzierung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich dabei vornehmlich auf die zweite Optimierungsphase (Werkzeugoptimierung), und kann dabei auch mit der dritten Optimierungsphase korreliert oder verknüpft werden, insbesondere unter Einbezug wenigstens eines Betriebsparameters.On the basis of these measures, there is interest in even more practicable solutions, in particular for minimizing forces and moments when mining or digging, and in particular also for reducing wear. The present invention relates primarily to the second optimization phase (tool optimization), and can also be correlated or linked to the third optimization phase, in particular taking into account at least one operating parameter.
Bisher ist kein besonders praktikables Verfahren oder System bekannt, womit die zwischen der ersten und dritten Optimierungsphase auftretenden Probleme systematisch und möglichst auch auf pragmatische Weise bearbeitet werden können und Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen werden können. An diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung an.So far, no particularly practicable method or system is known with which the problems occurring between the first and third optimization phase can be processed systematically and, if possible, also in a pragmatic manner and optimization measures can be proposed. This is where the present invention begins.
Bei derartigen Optimierungsbestrebungen in der zweiten Optimierungsphase ist auch zu beachten, dass über diejenige Betriebsdauer, die jeweils zum Abbauen eines „Blocks“ erforderlich ist (z.B. ein bis zwei Stunden), die Interaktion zwischen einem jeweiligen Werkzeug (Zahn) und dem Abbaumaterial mit hoher Wahrscheinlichkeit zu keinem Zeitpunkt identisch ist, sondern sich fortwährend ändert, insbesondere bei zyklischer Bewegung eines Schaufelträgers bzw. bei zyklischer Bewegung von Schaufeln mittels des Schaufelträgers. Mit anderen Worten: Eine Optimierung erfordert vergleichsweise komplexe Betrachtungen und muss erfahrungsgemäß möglichst individuell am Einzelfall realisierbar sein. Die zyklische Bewegung kann dabei z.B. eine Rotation um eine zumindest annähernd horizontal ausgerichtete Drehachse sein.In the case of such optimization efforts in the second optimization phase, it should also be noted that the interaction between a respective tool (tooth) and the excavated material is very likely over the operating time required to dismantle a “block” (e.g. one to two hours) is not identical at any point in time, but changes continuously, in particular in the case of cyclical movement of a blade carrier or in the case of cyclical movement of blades by means of the blade carrier. In other words: an optimization requires comparatively complex considerations and experience has shown that it must be possible to implement as individually as possible in each individual case. The cyclical movement can e.g. be a rotation about an at least approximately horizontally oriented axis of rotation.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit eine Optimierung der Anwendung von insbesondere zahnartigen Werkzeugen auf einfache oder zumindest gut reproduzierbare Weise ermöglicht werden kann, insbesondere im Zusammenhang mit dem Abbau von Material, insbesondere bei zyklisch bewegten Schaufelrädern bzw. bei Schaufelradbaggern. Die Aufgabe kann auch dahingehend konkretisiert werden, derartige Möglichkeiten der Werkzeugoptimierung zu schaffen, dass eine gute Abbau-Effizienz sichergestellt werden kann, insbesondere zwecks Optimierung der Schaufel- und/oder Zahngeometrie im Feld auch bei variierenden Randbedingungen (also unter spezifischen Einsatzbedingungen oder für ein voraussichtlich zu erwartendes Spektrum von Einsatzbedingungen).The object of the invention is to provide a device and a method with the features described at the outset, with which the use of, in particular, tooth-like tools can be optimized in a simple or at least easily reproducible manner, in particular in connection with the degradation of material, especially in the case of cyclically moving bucket wheels or bucket wheel excavators. The task can also be concretized to the effect of creating such options for tool optimization that good mining efficiency can be ensured, in particular for the purpose of optimizing the blade and / or tooth geometry in the field even with varying boundary conditions (i.e. under specific conditions of use or for an expected expected range of operating conditions).
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.This object is achieved by a device and a method according to the independent patent claims. Advantageous exemplary embodiments are listed in the subclaims.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaufelanordnung eingerichtet zum Abbauen oder Aufgreifen von Material, mit: wenigstens einer Schaufel mit einem Schaufelgrundkörper; mit einem zyklisch in einer zumindest annähernd vertikalen Ebene bewegten Schaufelträger, an welchem die wenigstens eine Schaufel befestigt ist; mit einer Vielzahl von am Schaufelgrundkörper angeordneten Werkzeugen, insbesondere Zähnen, eingerichtet und angeordnet bzw. anordenbar zum Eingreifen in das Material (insbesondere Durchdringen des Materials); mit wenigstens einer Werkzeugaufnahme, welche die relative Position des jeweiligen Werkzeugs oder aller Werkzeuge in Bezug auf den Schaufelgrundkörper an der Schnittstelle zum Schaufelgrundkörper definiert; mit wenigstens einem Aktuator eingerichtet zum Einstellen oder Ausführen einer für den Abbauvorgang vorgesehenen Vorschubbewegung und eingerichtet zum Einstellen wenigstens einer Kenngröße oder eines Abbauparameters; wobei die Schaufelanordnung basierend auf im Betrieb gemessenen und/oder fest vorgegebenen Abbauparametern bezüglich wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter einstellbar oder betreibbar oder (simulativ oder operativ) optimierbar ist: Durchdringungsfläche der Schaufel durch das Material, Durchdringungskontur der Werkzeuge durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt des jeweiligen Werkzeugs und entsprechend die Spanquerschnittsverteilung bezüglich der gesamten Anzahl der Werkzeuge, Freischnitt- Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs und entsprechend dessen jeweilige Verteilung bezüglich der gesamten Anzahl der Werkzeuge; insbesondere in einer Anordnung an einem Schaufelradbagger, insbesondere bezüglich einer Schwenk- und/oder Vorschubbewegung der Schaufel bzw. des Schaufelträgers, insbesondere bei zyklischer Bewegung des Schaufelträgers. Dank der Optimierung von Kenngrößen oder Parameter kann einerseits die Vorrichtung als solche optimiert werden, andererseits kann die Verwendung bzw. der Einsatz der involvierten Werkzeuge auf optimierte Weise erfolgen, insbesondere auch während des Betriebs optimiert werden. Dies liefert nicht zuletzt auch wirtschaftliche Vorteile (hohe Abbau-Effizienz, hohe Zeiteffizienz, hohe Materialausbeute, nachhaltiger Ressourceneinsatz).According to the invention, this object is achieved by a blade arrangement set up for mining or picking up material, with: at least one blade with a blade base body; with a blade carrier which is moved cyclically in an at least approximately vertical plane and to which the at least one blade is attached; with a plurality of tools, in particular teeth, arranged on the blade base body, set up and arranged or can be arranged to engage in the material (in particular to penetrate the material); with at least one tool holder, which defines the relative position of the respective tool or of all tools in relation to the blade base body at the interface with the blade base body; with at least one actuator set up for setting or executing a feed movement provided for the degradation process and set up for setting at least one characteristic variable or one degradation parameter; wherein the blade arrangement can be set or operated or (simulatively or operationally) optimized based on degradation parameters measured during operation and / or fixed predetermined degradation parameters with regard to at least one / one of the following parameters or degradation parameters: penetration surface of the blade through the material, penetration contour of the tools through the material, effective chip cross-section of the respective Tool and correspondingly the chip cross-section distribution with respect to the total number of tools, free cut, wedge and / or side angle of the respective tool and correspondingly its respective distribution with respect to the total number of tools; in particular in an arrangement on a bucket wheel excavator, in particular with regard to a pivoting and / or advancing movement of the bucket or of the bucket carrier, in particular with cyclical movement of the bucket carrier. Thanks to the optimization of characteristic quantities or parameters, on the one hand the device as such can be optimized, on the other hand the use or deployment of the tools involved can take place in an optimized manner, in particular also be optimized during operation. Last but not least, this also provides economic advantages (high mining efficiency, high time efficiency, high material yield, sustainable use of resources).
Insbesondere kann basierend auf der Implementierung eines Berechnungsverfahrens für wenigstens eine/n der zuvor genannten Kenngrößen bzw. Parameter eine gute Einsatzeffizienz und gute Grabkraft/Eingriffskraft auch über eine längere Betriebsdauer realisiert werden.In particular, based on the implementation of a calculation method for at least one of the aforementioned parameters or parameters, good operational efficiency and good digging force / engagement force can also be achieved over a longer operating period.
Dabei können die Werkzeuge derart vom Schaufelgrundkörper vorstehen, dass der Eingriff ins Material (insbesondere im Sinne eines Durchdringens des Materials) bei zyklischer Bewegung des Schaufelträgers bestimmungsgemäß vornehmlich oder gar ausschließlich mittels der Werkzeuge erfolgt. Am Schaufelträger können eine Vielzahl von Schaufeln jeweils am Schaufelgrundkörper befestigt sein, insbesondere in einer Anordnung um eine Achse herum.The tools can protrude from the blade body in such a way that the engagement into the material (in particular in the sense of penetrating the material) occurs primarily or even exclusively by means of the tools during cyclical movement of the blade carrier. A plurality of blades can each be fastened to the blade base body on the blade carrier, in particular in an arrangement around an axis.
In der vorliegenden Beschreibung wird von Abbauen oder Aufgreifen gesprochen, insbesondere um zu verdeutlichen, dass die Erfindung sowohl auf zyklische Bewegungen (Materialförderung insbesondere mittels einer Vielzahl von um eine Achse rotierenden Schaufeln) als auch auf individuell verlagerte Schaufeln (insbesondere Bagger oder dergleichen mit nur einer Schaufel) anwendbar ist. Anders ausgedrückt: Der Schaufelträger kann z.B. ein rotierendes Rad sein, oder aber auch ein Arm mit einer oder mehreren daran befestigten Schaufeln; auch der Arm kann zyklisch bewegt werden, z.B. zyklisch verschwenkt werden. Im Folgenden wird der Begriff „Abbauen“ synonym für beide Vorgänge verwendet.The present description speaks of dismantling or picking up, in particular to make it clear that the invention applies both to cyclical movements (material conveyance in particular by means of a large number of blades rotating about an axis) and to individually displaced blades (in particular excavators or the like with only one Blade) is applicable. In other words: the blade carrier can e.g. be a rotating wheel, or an arm with one or more blades attached to it; the arm can also be moved cyclically, e.g. be pivoted cyclically. In the following, the term “dismantling” is used synonymously for both processes.
Als Kenngröße ist dabei insbesondere auch eine Hilfsgröße zur vereinfachten oder möglichst exakten Bestimmung adäquater Optimierungsmaßnahmen zu verstehen.In this context, a parameter is to be understood in particular as an auxiliary variable for the simplified or as precise as possible determination of adequate optimization measures.
Im Folgenden wird bei Bezugnahme auf eine Kenngröße oder einen Abbauparameter implizit auch auf deren/dessen Verteilung bezüglich der gesamten Anzahl der Werkzeuge Bezug genommen.In the following, when reference is made to a parameter or a degradation parameter, implicit reference is also made to its / its distribution with regard to the total number of tools.
Die Erfindung kann in diversen unterschiedlichen fördertechnischen Anordnungen implementiert werden, insbesondere sowohl bei kontinuierlich fördernden Baggern als auch bei Rückladern. Beispielsweise können genannt werden: Schaufelradbagger, Schaufelkettenbagger, Rücklader (z.B. Schaufelradlader, Trommellader, Brückenlader, Schiffsentlader, Kratzer). Bei der Verwendung von Trommeln ist eine Schwenkbewegung nicht notwendigerweise vorgesehen, so dass die entsprechenden Parameter bezüglich einer reinen Vorschub-Bewegung korreliert sein können.The invention can be implemented in various different conveying arrangements, in particular both in continuously conveying excavators and in reclaimers. For example, the following can be mentioned: bucket wheel excavators, bucket chain excavators, reclaimers (e.g. bucket wheel loaders, drum loaders, bridge loaders, ship unloaders, scrapers). When using drums, a pivoting movement is not necessarily provided, so that the corresponding parameters can be correlated with respect to a pure feed movement.
Die Erfindung kann dabei z.B. bezüglich spiralförmiger Bewegungspfade der Werkzeuge (Zähne) entlang der Oberfläche eines Toroides appliziert werden (z.B. bei SRB). Beispielsweise werden kegelförmige Durchdringungsflächen bestimmt, welche zumindest annähernd orthogonal zur Schnittrichtung ausgerichtet sind. Wahlweise kann eine Implementierung für Bewegungspfade der Werkzeuge bzw. Zähne erfolgen, die entlang einer Zylinderoberfläche auf Spiralbahnen oder Kreisen geführt sind (z.B. SR-Brückenrücklader oder Trommelrücklader); dabei kann eine ebene Durchdringungsfläche zugrunde gelegt werden, die durch die Zylinderachse verläuft und unterschiedliche Neigungswinkeln hat. Anders ausgedrückt: die Durchdringungsfläche bzw. Durchdingungskontur muss nicht notwendigerweise kegelförmig sein. Beispielsweise bei einem Kettenbagger oder Rücklader können die Durchdringungsflächen entlang der Schnittbahn mit äquidistanten Abständen zumindest annähernd orthogonal zum Schnittgeschwindigkeitsvektor (Vorschubrichtung für Schnittbewegung) gelegt sein.The invention can e.g. with respect to spiral movement paths of the tools (teeth) are applied along the surface of a toroid (e.g. with SRB). For example, conical penetration surfaces are determined which are aligned at least approximately orthogonally to the cutting direction. Optionally, an implementation for movement paths of the tools or teeth, which are guided along a cylinder surface on spiral tracks or circles (e.g. SR bridge reclaimer or drum reclaimer); a flat penetration surface can be used as a basis, which runs through the cylinder axis and has different angles of inclination. In other words: the penetration surface or penetration contour does not necessarily have to be conical. In the case of a crawler excavator or reclaimer, for example, the penetration surfaces can be placed along the cutting path at equidistant intervals at least approximately orthogonally to the cutting speed vector (feed direction for cutting movement).
Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung auch eine vereinfachte energetische Optimierung ermöglichen kann, was insbesondere auch bezüglich der energetischen Anforderungen eines kompletten SRB spürbare Vorteile liefern kann. Insbesondere kann dadurch auch eine Minimierung von Grabkräften, eine Homogenisierung der abgebauten Materialpartikel (insbesondere auch möglichst enges Größenspektrum) sowie eine Zahnverschleißreduzierung realisiert werden. Ein Risiko bezüglich Abbrechen oder Beschädigung der Werkzeuge kann spürbar reduziert werden. Auch eine schwingungstechnische Optimierung des Betriebs wird dadurch erleichtert.It has been shown that the invention can also enable a simplified energetic optimization, which in particular can also provide noticeable advantages with regard to the energetic requirements of a complete SRB. In particular, a minimization of digging forces, a homogenization of the degraded material particles (in particular also the narrowest possible range of sizes) and a reduction in tooth wear can thereby be achieved. The risk of breaking or damaging the tools can be significantly reduced. This also makes it easier to optimize operation in terms of vibration.
Die insbesondere durch die örtlichen Gegebenheiten oder das Abbau-Material vordefinierte Abbaublockgeometrie (Blockhöhe und -breite, Seitenböschungsneigung, Scheibenanzahl, SR-Aushalthöhe und Scheibenhöhen) sowie der Schwenkwinkelbereich und die Schwenkgeschwindigkeit können im Vorfeld mit Hilfe von so genannten vorbekannten Blockeffizienznachweisprogrammen bestimmt und in Relation zueinander gesetzt werden, insbesondere um eine realisierbare Förderleistung zu ermitteln und erste Randbedingungen für den Betrieb des SRB vorzugeben. Wahlweise können dabei auch Parameter wie Schiefstellung und Versatz des SR berücksichtigt werden, insbesondere bei einem SR in Bezug auf einen Oberbau eines SRB.The excavation block geometry (block height and width, side slope inclination, number of panes, SR holding height and pane heights) as well as the swivel angle range and the swivel speed can be determined in advance with the help of what are known as previously known ones, particularly predefined by the local conditions or the excavation material Block efficiency verification programs are determined and put in relation to one another, in particular in order to determine a realizable delivery rate and to specify initial boundary conditions for the operation of the SRB. Optionally, parameters such as misalignment and offset of the SR can also be taken into account, in particular with an SR in relation to a superstructure of an SRB.
Die vorliegende Erfindung kann für eine Optimierung von Werkzeugen und/oder Werkzeugträgern (hier beispielhaft als Schaufeln beschrieben) angewandt werden. The present invention can be used to optimize tools and / or tool carriers (described here by way of example as blades).
Beispielsweise erleichtert die Erfindung die Auswahl adäquater Werkzeuge, oder eine Optimierung der Anzahl der Werkzeuge, oder deren relative Anordnung zueinander oder zum Werkzeugträger. Diese Aspekte bzw. Parameter können z.B. durch die Werkzeugaufnahme vordefiniert oder nachjustiert werden.For example, the invention facilitates the selection of adequate tools, or an optimization of the number of tools, or their relative arrangement to one another or to the tool carrier. These aspects or parameters can e.g. can be predefined or readjusted by the tool holder.
Synergetische Effekte können erzielt werden, wenn sowohl eine Optimierung der Werkzeuge als auch des Werkzeugträgers vorgenommen wird, insbesondere in Abhängigkeit voneinander. Dabei kann die Optimierung jeweils die Geometrie und die Anordnung, insbesondere auch relativ zueinander, betreffen. In einem weiteren Schritt kann darauf aufbauend auch eine Optimierung von Betriebsparametern erfolgen, wobei sich die Erfindung gleichermaßen auf „offline“- und „online“-Maßnahmen beziehen kann, also auf Maßnahmen, die wahlweise während des Betriebs oder auch in einer Konstruktionsphase oder Wartungs-/Instandsetzungsphase umgesetzt werden können. Insofern sind die Begriffe „einstellbar“, „betreibbar“ und „optimierbar“ im weiteren Sinne redundant zu verstehen, und im engeren Sinne ist der Begriff „einstellbar“ auf offline-Maßnahmen zu beziehen, und der Begriff „betreibbar“ ist auf standardmäßige online-Maßnahmen zu beziehen (beispielsweise beim Abarbeiten von vordefinierten Bewegungspfaden im Abbaublock), und der Begriff „optimierbar“ kann auch rein simulative Maßnahmen oder nicht-standardmäßige Maßnahmen umfassen. Insofern kann auch der wenigstens eine Aktuator eingerichtet sein, Maßnahmen zum Einstellen an der Schaufelanordnung umzusetzen, und Maßnahmen zum Betreiben oder Optimieren der Schaufelanordnung können insbesondere mittels einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung, welche den wenigstens einen Aktuator ansteuert, realisiert werden. Dabei ist der Begriff „Vorschubbewegung“ bei Bezugnahme auf den Aktuator auch allgemein als eine beliebige Stellbewegung beim Steuern und Regeln des Abbauvorgangs zu verstehen, also als Stellbewegung zum Regeln der Art und Weise des Eingriffs in das Abbaumaterial, und kann also z.B. auch rotatorische Bewegungen, zyklische Verlagerungen oder Schwenkbewegungen der Schaufeln bzw. der Werkzeuge umfassen. Der Begriff „Vorschub“ ist bei expliziter Bezugnahme auf die Schaufel im engeren Sinne als relative translatorische Bewegung zu verstehen, insbesondere orthogonal zur Abbau-Wand, und von einer Schwenkbewegung eines Schaufelradbaggers abzugrenzen.Synergetic effects can be achieved if both the tools and the tool carrier are optimized, in particular as a function of one another. The optimization can relate to the geometry and the arrangement, in particular also relative to one another. In a further step, operating parameters can also be optimized on the basis of this, whereby the invention can equally relate to “offline” and “online” measures, that is to say to measures that can be implemented either during operation or in a construction phase or maintenance / Repair phase can be implemented. In this respect, the terms "adjustable", "operable" and "optimizable" are to be understood redundantly in the broader sense, and in the narrower sense the term "adjustable" refers to offline measures, and the term "operable" refers to standard online To obtain measures (for example when working through predefined movement paths in the breakdown block), and the term “optimizable” can also include purely simulative measures or non-standard measures. In this respect, the at least one actuator can also be set up to implement measures for adjusting the vane arrangement, and measures for operating or optimizing the vane arrangement can in particular be implemented by means of a control / regulating device which controls the at least one actuator. When referring to the actuator, the term “feed movement” is to be understood generally as any adjustment movement when controlling and regulating the excavation process, i.e. as an adjustment movement for regulating the manner in which the excavation material is engaged. also include rotary movements, cyclical displacements or pivoting movements of the blades or the tools. When explicitly referring to the shovel, the term “feed” is to be understood as a relative translational movement, in particular orthogonal to the excavation wall, and to be distinguished from a pivoting movement of a bucket wheel excavator.
Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft durch Bezugnahme auf Schaufelräder erläutert, kann sich jedoch gleichermaßen auch auf alternative Werkzeuge bzw. Gerätschaften beziehen, insbesondere auf jede Art von Werkzeug, bei welchem Zähne in möglichst klar vordefinierter Art und Weise gegenüber dem Werkstück oder Abbaumaterial ausgerichtet werden sollen.The present invention is explained by way of example with reference to paddle wheels, but can equally also relate to alternative tools or equipment, in particular to any type of tool in which teeth are to be aligned with the workpiece or excavation material in a clearly predefined manner.
Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung nicht nur im Rahmen des Betriebs zur Anwendung kommen kann, sondern auch bereits bei der Projektierung eines Gerätes, oder z.B. auch bei dessen Modernisierung (Wartung, Instandsetzung, Optimierung), also sowohl am Anfang eines neuen Entwicklungsprojektes, als auch während des Betriebs oder bei einem späteren Umbau, z.B. auch beim Wechseln des Abbaugebietes oder Abbaumaterials.It has been shown that the invention can be used not only in the context of operation, but also when planning a device, or e.g. also during its modernization (maintenance, repair, optimization), i.e. both at the beginning of a new development project, as well as during operation or during a later conversion, e.g. also when changing the mining area or mining material.
Die einzelnen Werkzeuge bzw. die Werkzeugaufnahme können z.B. durch Schmieden, Gießen hergestellt sein. Die Schaufel (oder ein alternativer Werkzeugträger) kann z.B. durch Schweißen, Gießen hergestellt sein.The individual tools or the tool holder can e.g. be made by forging, casting. The shovel (or an alternative tool carrier) can e.g. be made by welding, casting.
Die Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel können durch die Werkzeugaufnahme fix vordefiniert sein oder auch mittels der Werkzeugaufnahme variiert werden. Durch das Einstellen der zuvor genannten Kenngrößen und weiteren Parameter kann der Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel bezüglich des Abbaubereiches (Berg, Böschung) variiert werden, insbesondere um mehrere Grad um einen Mittelwert. Dabei können die Winkel der Ausrichtung der Werkzeuge an der Werkzeugaufnahme jeweils individuell sein, beispielsweise jeweils um mehrere Grad (insbesondere bis zu 10°) voneinander abweichen.The free cut, wedge and / or side angle of attack can be fixedly predefined by the tool holder or can also be varied by means of the tool holder. By setting the aforementioned parameters and other parameters, the free cut, wedge and / or side angle of attack with respect to the excavation area (mountain, slope) can be varied, in particular by several degrees around an average value. The angles of the alignment of the tools on the tool holder can each be individual, for example each differ by several degrees (in particular up to 10 °).
Der Begriff „Durchdringungsfläche“ kann sich dabei auch synonym auf eine zumindest annähernd orthogonal zur absoluten Geschwindigkeit der Schaufel (bzw. zum Bewegungsvektor) orientierte Durchdringungsoberfläche im Abbaumaterial beziehen, wobei in Abhängigkeit der Relativbewegung des Werkzeugs durch das Material die Durchdringungsoberfläche insbesondere für SR-Anwendungen in Form eines Kegels erzeugt werden kann. Basierend auf der Durchdringungsfläche als Hilfsgröße kann je nach Bewegungspfad der Schaufel bzw. der Werkzeuge z.B. eine kegelförmige Durchdringungsfläche oder auch eine Durchdringungsebene (insbesondere bei Trommel- und Brückenladern oder Kettenkratzern) abgebildet werden. Dies erleichtert auch eine quantitative Bewertung der Wirksamkeit von Kenngrößen- bzw. Parameteränderungen, insbesondere in Hinblick auf den Grabvorgang bzw. die Grabkraft und den Werkzeugverschleiß.The term “penetration surface” can also refer synonymously to a penetration surface in the excavation material that is at least approximately orthogonal to the absolute speed of the blade (or to the motion vector), the penetration surface in particular for SR applications in dependence on the relative movement of the tool through the material Shape of a cone can be generated. Based on the penetration surface as an auxiliary variable, depending on the movement path of the shovel or the tools, for example a conical penetration surface or a penetration plane (especially with drum and bridge loaders or Chain scratches). This also facilitates a quantitative evaluation of the effectiveness of changes in parameters or parameters, in particular with regard to the digging process or digging force and tool wear.
Erfindungsgemäß kann auch die Vordefinition einer adäquaten relativen Ausrichtung des jeweiligen Werkzeugs (insbesondere Zahns) auf simulative Weise erleichtert werden. Ein Probeeinsatz im Feld (zeit- und kotenaufwändige Experimente im technischen Maßstab) kann dadurch vermieden werden; auch werden kostenintensive konstruktive Änderungen (design review) entbehrlich.According to the invention, the predefinition of an adequate relative alignment of the respective tool (in particular tooth) can also be facilitated in a simulative manner. A trial use in the field (time-consuming and cost-intensive experiments on a technical scale) can thus be avoided; cost-intensive constructive changes (design review) are also unnecessary.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Konzept durch Bezugnahme auf einzelne jeweils individuell oder in Kombination anwendbare Schritte bei der Auswertung bzw. Einstellung beschrieben.The concept according to the invention is described below by referring to individual steps that can be used individually or in combination during the evaluation or setting.
Um die quantitative Auswirkung der SRB-Parameteränderung auf die Einsatzeffizienz und Grabkraftintensität für jeden einzelnen Zahn und/oder für den SR-Gesamtantrieb analysieren zu können, hat sich insbesondere ein statistisch basiertes Verfahren als zweckdienlich erwiesen, welches insbesondere auch die Parameter Spanquerschnitt und Einstellwinkel und Materialkontakthäufigkeit abbilden und für jedes einzelne Grabelement bewerten kann und wahlweise auch veranschaulichen bzw. darstellen kann. Ein solches Verfahren lässt sich basierend auf dem erfindungsgemäßen Konzept - insbesondere zwecks leichteren Verständnisses - beispielsweise in sechs Schritte untergliedern:In order to be able to analyze the quantitative impact of the SRB parameter change on the efficiency of use and the intensity of the digging force for each individual tooth and / or for the overall SR drive, a statistically based method has proven to be particularly useful, which also includes the parameters chip cross-section and setting angle and material contact frequency can depict and evaluate for each individual excavation element and optionally also illustrate or represent. Such a method can be subdivided into six steps, for example, based on the concept according to the invention - in particular for the purpose of easier understanding:
Erster Schritt S1 - Definition des Arbeitsbereiches (optional entbehrlich, insbesondere bei bereits vordefiniertem Arbeitsbereich)First step S1 - Definition of the work area (optionally dispensable, especially if the work area is already predefined)
Eine quantitative Definition des Arbeitsbereiches für Schaufeln eines SRB im festgelegtem Abbaublock kann individuell je Abbausituation erfolgen. Für eine festgelegte Abbaublockgeometrie (Schwenkwinkelbereiche, Schwenkgeschwindigkeits-Randbedingungen) können die Schnittwinkelbereiche der Schaufeln in einer jeweiligen Scheibe bestimmt und ein realisierbarer Positionsbereich der Schaufeln für die Scheibe als zweidimensionale Matrix
Zweiter Schritt S2 - Durchdringungsfläche bzw. DurchdringungskegeloberflächeSecond step S2 - penetration surface or penetration cone surface
Für jede Schaufelposition wird eine Durchdringungsfläche festlegt (
Dritter Schritt S3 - Erzeugung von Durchdringungskonturen einer SchaufelThird step S3 - creation of penetration contours of a blade
Die Durchdringungskonturen der Schaufeln bzw. Werkzeuge in jeder definierten momentanen Position lassen sich insbesondere durch räumliches Durchdringen der „aktuellen“ und „vorherigen“ Schaufeln durch die zuvor festgelegte Durchdringungsfläche in gleicher Schnittwinkelposition erzeugen und überlappend auf eine Ebene abwickeln bzw. abbilden, wobei bevorzugt jeweils separat eine Grafik für einen Rechts- und einen Linksschwenk erzeugt wird. Beispielsweise die in
Dabei kann auch auf eine Reihe von Werkzeugen (bestimmte Werkzeuge in einer Anordnung in Reihe relativ zueinander) Bezug genommen werden, insbesondere basierend auf Werkzeug-Kennzahlen oder -Parametern, welche durch eine/die Spanquerschnittsfläche und/oder durch Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel der jeweiligen Werkzeugreihe charakterisiert sind.Reference can also be made to a number of tools (certain tools in an arrangement in a row relative to one another), in particular based on tool key figures or parameters, which are determined by a / the chip cross-sectional area and / or by cutout, wedge and / or side angles of the respective tool series are characterized.
Vierter Schritt S4 - Bestimmung der Spanquerschnittverweildauer einzelner ZahnreihenFourth step S4 - determination of the chip cross-section dwell time of individual rows of teeth
Der vierte Schritt kann wahlweise zur weiteren Optimierung durchgeführt werden. Zwecks Bewertung der Qualität der Anordnung jeder Werkzeug-Reihe (bzw. Zahnreihe, beispielsweise indiziert durch Index „i“) wird dieser Werkzeug-Reihe aus jeder Schaufelposition eine bestimmte Querschnittsfläche zugeordnet, quantitativ bewertet und durch Bildung der entsprechenden Zahnspanflächenmatrizen AZi,L(φ; α) und AZi,R(φ; α) erfasst und statistisch mit Hilfe von Residenzzeitmatrizen (Verweildauer der Schaufel in dieser Schaufelposition) ausgewertet, insbesondere in Form von Flächenverweildauerdiagrammen je Zahn (
Die Verweildauer der Schaufel in der jeweiligen relativen Schaufelposition wird bevorzugt im Wesentlichen in Abhängigkeit von der Scheibenhöhe, Schnittgeschwindigkeit, Schwenkgeschwindigkeit und der Rasterschrittgrößen für den Schwenk- und Schnittwinkel in der jeweiligen Scheibe bestimmt. Je schneller die Schwenkgeschwindigkeit, je kleiner Scheibenhöhe und kleiner die Rasterschritte, desto kleiner ist die Verweildauer der Schaufeln in der jeweiligen momentanen Position.The dwell time of the blade in the respective relative blade position is preferably determined essentially as a function of the disk height, cutting speed, pivoting speed and the grid increments for the pivoting and cutting angle in the respective disk. The faster the swivel speed, the smaller the disc height and the smaller the grid steps, the shorter the dwell time of the blades in the respective current position.
Dabei kann die relative Verweildauer, insbesondere bezogen auf die Gesamtzeit im Abbaublock, als Bezugsgröße bzw. als Gewichtungsgröße zur Optimierung von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln genutzt werden, insbesondere basierend auf der Querschnittsflächenverteilung und/oder der Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkelverteilung einer vordefinierbaren Anzahl oder Teilmenge von Werkzeugen.The relative dwell time, in particular based on the total time in the mining block, can be used as a reference value or as a weighting value for optimizing free cut, wedge and / or side angles, in particular based on the cross-sectional area distribution and / or the free cut, wedge and / or lateral angle of attack distribution of a predefinable number or subset of tools.
Fünfter Schritt S5 - Verweilhäufigkeit Seitenanstell-, Keil- und FreischnittwinkelFifth step S5 - frequency of dwell angles, wedge and clearance angles
Zwecks quantitativer Bewertung der Richtigkeit der Werkzeugausrichtung (Zahnorientierung) können für jedes Werkzeug (Zahn) in jeder Schaufelposition die Freischnittwinkel, Keil- und Seitenanstellwinkel berechnet werden (
Dabei kann eine Variation von Anstellwinkeln im Bereich von mehreren Grad um einen Mittelwert erfolgen. Die Anstellwinkel können basierend auf Optimierungsmaßnahmen fest vorgegeben werden oder wahlweise auch im Betrieb angepasst werden. Die Positionswinkel der Werkzeuge bzw. Zähne auf der Schaufel (bzw. deren Ausrichtung an der Schaufel) können sich voneinander z.B. um mehr als 10° unterscheiden, im Einzelfall auch sogar um mehr als 30°.The angles of attack can vary in the range of several degrees around an average value. The angle of attack can be predefined based on optimization measures or, alternatively, adjusted during operation. The position angles of the tools or teeth on the shovel (or their orientation on the shovel) can differ from one another, e.g. differ by more than 10 °, in individual cases even by more than 30 °.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch, die richtige bzw. optimale Position jedes einzelnen Werkzeugs bzw. Zahnes schon während einer Simulation bzw. allein mittels einer Simulation zu bestimmen, also nicht erst nach einem Probeinsatz des Baggers mit anschließenden sehr kostenintensiven Konstruktionsänderungen. Experimente im Feld im technischen Maßstab sind daher nicht mehr erforderlich. Dies kann auch Zeit und Kosten einsparen.The method according to the invention also makes it possible to determine the correct or optimal position of each individual tool or tooth during a simulation or solely by means of a simulation, i.e. not only after a test run of the excavator with subsequent very cost-intensive design changes. Experiments in the field on an industrial scale are therefore no longer necessary. This can also save time and money.
Sechster Schritt S6 - Prognose der VerschleißintensitätSixth step S6 - forecast of the intensity of wear
Zwecks quantitativer Bewertung des Verschleißbildes (insbesondere in Korrelation mit der Materialkontakthäufigkeit) für jede Zahnreihe wird auf der Zahnoberfläche jedes Zahnes ein feinmaschiges Gitternetz erzeugt (insbesondere mit Hilfe eines FEM-Programms), wobei unter Bezugnahme auf spezifische Schaufelpositionen für jeden Knoten des Gitternetzes eine Kontakthäufigkeit mit Spanquerschnitten (insbesondere mit Materialspanquerschnitten in Durchdringungskonturen) bestimmt werden kann. Die Kontakthäufigkeit kann dabei mit Verweildauern korreliert werden. Die Kontakthäufigkeit der Gitternetzknoten (insbesondere jedes einzelnen Gitternetzknotens) für jeden Zahn bzw. jede Zahnreihe lassen sich z.B. als farbige oder graduelle Ansichten anschaulich darstellen (
Insbesondere können dabei auch die folgenden Parameter berücksichtigt werden: Druckverteilung des Materialstroms auf die Zahnoberfläche, Schnittgeschwindigkeit, Materialabrasivität, Verschleißbeständigkeit des Zahnwerkstoffes im Knotenbereich. Dies erleichtert auch eine belastbare Prognose der Verschleißintensität bezüglich der Werkzeuge/Zähne.In particular, the following parameters can also be taken into account: pressure distribution of the material flow on the tooth surface, cutting speed, material abrasiveness, wear resistance of the tooth material in the node area. This also facilitates a reliable forecast of the intensity of wear with regard to the tools / teeth.
Das Abbauen des Materials kann dabei gemäß einer Variante auch als ein Rückladen von Material ausgestaltet sein. Beispielsweise wird das Material aus einer Lagestätte oder von einer Halde durch eine sich wiederholende zyklische Abfolge von Zustell- und Vorschubbewegungen wenigstens einer kontinuierlich bewegten Schaufel abgebaut.According to one variant, the removal of the material can also be used as reloading Material be designed. For example, the material is extracted from a storage site or from a dump by a repeating cyclical sequence of infeed and feed movements of at least one continuously moving shovel.
Die Werkzeuge können auch als Grabwerkzeuge bezeichnet bzw. ausgestaltet sein. Der Schaufelgrundköper kann auch als Schaufelmesser bezeichnet bzw. ausgestaltet sein. Wahlweise können am Schaufelgrundköper auch ein oder mehrere Schaufelmesser befestigt und abgestützt sein. An den Schaufelmessern können die Grabwerkzeuge befestigt und abgestützt sein.The tools can also be designated or configured as digging tools. The blade base body can also be designated or configured as a blade blade. Optionally, one or more shovel knives can also be attached and supported on the shovel base. The digging tools can be fastened and supported on the shovel knives.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung bezüglich wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter einstellbar oder betreibbar: Zustell-, Vorschub- und/oder Schaufelbewegungsparameter beim kontinuierlichen Materialabbau, insbesondere in einem vordefinierten/vordefinierbaren Parameter-Variationsbereich, insbesondere zum Einstellen von optimalen Durchdringungskonturen der Werkzeuge durch das abzubauende Material, zum Einstellen von statistisch vergleichbaren Spanquerschnitten der jeweiligen Werkzeuge, zum Einstellen von optimiertem Freischnitt, und/oder zum Einstellen von Seitenanstellwinkeln des jeweiligen Werkzeugs; insbesondere bei einer Schaufelanordnung eines Schaufelradbaggers, insbesondere bezüglich einer jeweils vollständigen Schwenkbewegung der Schaufel in einer jeweiligen Abbauscheibe. Dies ermöglicht eine weitere Optimierung. Als Abbauscheibe ist dabei ein Teil des Arbeitsbereiches zu verstehen, der von einem Schaufelrad eines SRB durch Verschwenken in Abhängigkeit des Schwenkwinkels abgebaut werden kann, wobei optional mehrere Abbauscheiben übereinander angeordnet sind bzw. beim Abbauen angelegt werden (Mehrscheibenbetrieb).According to one embodiment, the blade arrangement can be set or operated with respect to at least one of the following parameters or degradation parameters: Infeed, advance and / or shovel movement parameters during continuous material degradation, in particular in a predefined / predefinable parameter variation range, in particular for setting optimal penetration contours of the Tools through the material to be mined, for setting statistically comparable chip cross-sections of the respective tools, for setting an optimized free cut, and / or for setting side angles of the respective tool; in particular in the case of a bucket arrangement of a bucket wheel excavator, in particular with regard to a respective complete pivoting movement of the bucket in a respective mining disc. This enables further optimization. A dismantling disk is a part of the work area that can be dismantled by a paddle wheel of an SRB by pivoting depending on the pivot angle, with several dismantling disks optionally being arranged one above the other or being created during dismantling (multi-disk operation).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine/einer der Kenngrößen oder der Abbauparameter mittelbar über die Werkzeugaufnahme einstellbar oder zumindest vordefinierbar. Dazu kann die Werkzeugaufnahme entsprechend verstellbar ausgestaltet sein. Die Schaufelanordnung ist bezüglich insbesondere wenigstens eines der folgenden Werkzeugparameter einstellbar, insbesondere mittels der Werkzeugaufnahme: Werkzeugart, Werkzeuganzahl, relative Werkzeugposition und/oder Werkzeugausrichtung, insbesondere relativer Abstand der Werkzeuge zueinander.According to one embodiment, at least one of the parameters or the degradation parameters can be set or at least predefined indirectly via the tool holder. For this purpose, the tool holder can be designed to be adjustable accordingly. The blade arrangement can be adjusted with respect to at least one of the following tool parameters, in particular by means of the tool holder: type of tool, number of tools, relative tool position and / or tool orientation, in particular relative distance between the tools.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine der Kenngrößen bezüglich der Position der Werkzeuge, insbesondere der Zähne, mittelbar über die Werkzeugaufnahme derart einstellbar oder zumindest vordefinierbar, dass die optimalen Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs bei einer vorgegebenen Abbauweise eingestellt sind, wahlweise auch während einer Konstruktionsphase auf simulative Weise für eine spezifische Abbauweise. Hierdurch wird auch eine Variabilität beim Optimieren der Parameter ermöglicht.According to an exemplary embodiment, at least one of the parameters relating to the position of the tools, in particular the teeth, can be set or at least predefined indirectly via the tool holder in such a way that the optimal free cut, wedge and / or side angle of incidence of the respective tool are set for a given dismantling method, optionally also during a construction phase in a simulative manner for a specific mining method. This also enables variability when optimizing the parameters.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung eingerichtet zum Bestimmen und/oder Einstellen der Durchdringungsfläche bzw. Durchdringungskegeloberfläche, insbesondere mittels einer verstellbaren Schwenkachse. Dies liefert auch eine nützliche Bezugsgröße oder Berechnungsgrundlage für weitere Optimierungsmaßnahmen.According to one exemplary embodiment, the blade arrangement is set up to determine and / or adjust the penetration area or penetration cone surface, in particular by means of an adjustable pivot axis. This also provides a useful reference value or calculation basis for further optimization measures.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung eingerichtet zum Bestimmen und/oder Einstellen der Durchdringungskontur, insbesondere mittels wenigstens eines Aktuators eingerichtet zum Verstellen der Ausrichtung der Werkzeuge in Bezug auf die Vorschubrichtung der Schaufelanordnung. Hierdurch kann auch eine Belastung oder Beanspruchung eines jeweiligen Werkzeugs in Bezug auf einen Betriebszustand oder in Hinblick auf die Beanspruchung im gesamten Abbaublock ermittelt werden.According to one embodiment, the blade arrangement is set up to determine and / or set the penetration contour, in particular set up by means of at least one actuator to adjust the alignment of the tools in relation to the feed direction of the blade arrangement. In this way, it is also possible to determine a load or stress on a particular tool in relation to an operating state or in relation to the stress in the entire mining block.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung eingerichtet zum Bestimmen und/oder Einstellen einer Spanquerschnittverweildauer, insbesondere basierend auf einer Spanflächenmatrix. Dies ermöglicht insbesondere auch eine Analyse der Beanspruchung und eine vorrichtungs- oder verfahrenstechnische Optimierung hinsichtlich Verschleiß und Lebensdauer, insbesondere zwecks Abgleich aller Werkzeuge der Schaufelanordnung aufeinander.According to one exemplary embodiment, the blade arrangement is set up to determine and / or set a chip cross-section dwell time, in particular based on a chip surface matrix. This also enables, in particular, an analysis of the stress and an optimization in terms of device or process technology with regard to wear and service life, in particular for the purpose of comparing all tools of the blade arrangement with one another.
Dabei kann beispielsweise über die Anordnung der Werkzeuge im relativen Abstand zueinander und/oder über die Zahngeometrie Einfluss auf die Spanquerschnittverweildauer genommen werden.For example, the arrangement of the tools at a relative distance from one another and / or the tooth geometry can influence the chip cross-section dwell time.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung eingerichtet zum Bestimmen und/oder Einstellen von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln des jeweiligen Werkzeugs oder der Werkzeugaufnahme, insbesondere basierend auf Querschnittsflächen für eine jeweilige Reihe von Werkzeugen (Zähnen). Hierdurch kann auch die Werkzeugausrichtung relativ zum Material optimiert werden. Dabei kann beispielsweise über die Anordnung der Werkzeuge in relativem Winkel zueinander und/oder über die Zahngeometrie Einfluss auf den jeweiligen Parameter genommen werden.According to an exemplary embodiment, the blade arrangement is set up to determine and / or set free cut, wedge and / or side angle of attack of the respective tool or the tool holder, in particular based on cross-sectional areas for a respective row of tools (teeth). This also allows the tool alignment to be optimized relative to the material. The respective parameters can be influenced, for example, via the arrangement of the tools at a relative angle to one another and / or via the tooth geometry.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung eingerichtet zum Erfassen, Auswerten und/oder computergestützten Bestimmen von auf das/die Werkzeug(e) wirkenden Kräften oder Momenten, insbesondere mittels wenigstens einer jeweils individuell an die Werkzeuge gekoppelten Sensoreinheit. Hierdurch kann die zweite Optimierungsphase (Werkzeugoptimierung) auch mit der dritten Optimierungsphase (Prozessoptimierung basierend auf Betriebsparametern) verknüpft werden. Eine Druckbelastung kann dabei insbesondere auch für eine gesamte SR-Anordnung erfasst werden, wahlweise auch für jedes einzelne Werkzeug.According to an exemplary embodiment, the blade arrangement is set up to record, evaluate and / or computer-aided determination of forces acting on the tool (s) or Moments, in particular by means of at least one sensor unit individually coupled to the tools. As a result, the second optimization phase (tool optimization) can also be linked to the third optimization phase (process optimization based on operating parameters). A pressure load can in particular also be recorded for an entire SR arrangement, optionally also for each individual tool.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Werkzeuge mittels der Werkzeugaufnahme reversibel de-/montierbar am Schaufelgrundkörper befestigt. Diese Ausgestaltung erleichtert auch eine unkomplizierte Justage oder einen Austausch im Feld.According to one embodiment, the tools are reversibly attached to the blade base body by means of the tool holder so that they can be detached / mounted. This configuration also facilitates uncomplicated adjustment or replacement in the field.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaufelanordnung als Schaufelradanordnung ausgestaltet. Die Schaufelanordnung kann eingerichtet sein zur Bewegung des Schaufelgrundkörpers oder der daran angeordneten Werkzeuge auf einer Kreisbahn, insbesondere mit durch den Schaufelträger vorgegebener Kreisbahn. Die einzelnen Werkzeuge können zumindest abschnittsweise gemäß einer Halbkreiskontur relativ zueinander am Schaufelgrundkörper positioniert sein. Der Schaufelgrundkörper kann eine zumindest abschnittsweise kreisrunde Flanke aufweisen, an welcher die Werkzeuge hervorstehen. Die Schaufelanordnung ist vorteilhafter Weise in einer Anordnung an einem Schaufelradbagger bezüglich wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter einstellbar: Durchdringungsfläche der Schaufel oder der Werkzeuge durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt des jeweiligen Werkzeugs, Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs. Diese Merkmale ermöglichen jeweils auch eine Optimierung beim Einsatz von Schaufelradbaggern.According to one embodiment, the blade arrangement is configured as a blade wheel arrangement. The blade arrangement can be set up to move the basic blade body or the tools arranged on it on a circular path, in particular with a circular path predetermined by the blade carrier. The individual tools can be positioned at least in sections according to a semicircular contour relative to one another on the blade base body. The blade base body can have an at least partially circular flank on which the tools protrude. The shovel arrangement is advantageously adjustable in an arrangement on a bucket wheel excavator with respect to at least one of the following parameters or degradation parameters: Penetration area of the shovel or the tools through the material, effective chip cross section of the respective tool, free cut, wedge and / or side angle of the respective Tool. These features also enable optimization when using bucket wheel excavators.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch eine optimierte Schaufelanordnung zum Abbauen oder Aufgreifen von Material, insbesondere in Ausgestaltung gemäß einer zuvor beschriebenen Schaufelanordnung, mit wenigstens einer Schaufel und einer Vielzahl von daran abgestützten Werkzeugen, wobei die optimierte Schaufelanordnung hergestellt ist durch Einstellen oder Auslegen wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter: Durchdringungsfläche der Schaufel durch das Material, Durchdringungskontur der Werkzeuge durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt des jeweiligen Werkzeugs, Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Als Einstellen oder Auslegen sind dabei insbesondere konstruktive, montagetechnische oder aktuatorische Maßnahmen zu verstehen, sei es während des Betriebs der Schaufelanordnung (in situ), sei es beim Konstruieren (insbesondere Simulation), sei es bei der Wartung, Instandsetzung und/oder Montage bzw. Justage.The aforementioned object is also achieved according to the invention in particular by an optimized blade arrangement for mining or picking up material, in particular in a configuration according to a previously described blade arrangement, with at least one blade and a plurality of tools supported on it, the optimized blade arrangement being produced by setting or Design of at least one of the following parameters or degradation parameters: penetration area of the blade through the material, penetration contour of the tools through the material, effective chip cross-section of the respective tool, free cut, wedge and / or side angle of the respective tool. This results in the aforementioned advantages. Setting or designing is to be understood as meaning, in particular, constructive, technical assembly or actuator measures, be it during the operation of the blade arrangement (in situ), be it during construction (especially simulation), be it during maintenance, repair and / or assembly or Adjustment.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch einen Schaufelradbagger (SRB) mit wenigstens einer zuvor beschriebenen Schaufelanordnung, wobei der Schaufelradbagger eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist zum Einstellen wenigstens einer der folgenden Kenngrößen, insbesondere während des Betriebs des Schaufelradbaggers, insbesondere mittels wenigstens eines Aktuators des Schaufelradbaggers: Durchdringungsfläche, Durchdringungskontur, Spanquerschnittverweildauer, relative Verweildauer in Abhängigkeit von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln des jeweiligen Werkzeugs, und/oder Verschleißintensität oder Materialkontakthäufigkeit. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.According to the invention, the aforementioned object is also achieved in particular by a bucket wheel excavator (SRB) with at least one previously described bucket arrangement, the bucket wheel excavator having a control / regulating device which is set up to set at least one of the following parameters, in particular during operation of the bucket wheel excavator, in particular by means of at least one actuator of the bucket wheel excavator: penetration surface, penetration contour, chip cross-section dwell time, relative dwell time depending on the free cut, wedge and / or side angles of the respective tool, and / or wear intensity or material contact frequency. This results in the aforementioned advantages.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung kann eine Mess- und Simulationseinrichtung aufweisen oder damit in kommunikativer Verbindung stehen und eingerichtet sein zum Einspannen von Durchdringungsflächen im vordefinierbaren Abbaubereich, und ferner eingerichtet sein zur simulativen Erzeugung von Durchdringungskonturen und zur Bewertung von Spanquerschnittverweildauern und relativen Verweildauern für eine jeweilige Spanquerschnittfläche.The control / regulating device can have a measuring and simulation device or be in communicative connection therewith and can be set up to clamp penetration areas in the predefinable removal area, and furthermore be set up for the simulative generation of penetration contours and for the evaluation of chip cross-section dwell times and relative dwell times for a respective chip cross-sectional area .
Der SRB kann dabei insbesondere umfassen: - einen Unterbau, abgestützt auf einem oder mehreren Fahrwerken (Raupen-, Reifen- oder Gleisfahrwerke), wobei der Unterbau eingerichtet ist, eine horizontale Zustell- und/oder Vorschubbewegung auszuführen;
- - einen Oberbau, der schwenkend um eine zumindest annähernd vertikal ausgerichtete Achse gelagert ist, wobei der Oberbau eingerichtet ist, weitere horizontale Vorschub- und/oder Zustellbewegungen auszuführen;
- - wahlweise auch einen Ausleger, der auf dem Oberbau um eine zumindest annähernd horizontale Achse gelagert ist, wobei eine Höhenzustellung (vertikale Positionierbarkeit) der Auslegerspitze vorgesehen ist;
- - wenigstens einen Schaufelträger (Rad oder Kette) mit einer oder mehreren Schaufeln, der auf dem Oberbau bzw. Ausleger rotierend oder gleitend befestigt ist, so dass die Hauptbewegung der Schaufeln in einer zumindest annähernd vertikalen Ebene ausrichtbar ist;
- a superstructure which is mounted pivotably about an at least approximately vertically aligned axis, the superstructure being set up to carry out further horizontal feed and / or infeed movements;
- - optionally also a boom, which is mounted on the superstructure about an at least approximately horizontal axis, with a height adjustment (vertical positioning) of the boom tip is provided;
- - At least one blade carrier (wheel or chain) with one or more blades, which is attached to the superstructure or boom in a rotating or sliding manner, so that the main movement of the blades can be aligned in an at least approximately vertical plane;
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Optimieren der Ausrichtung und/oder Position von wenigstens einer Schaufelanordnung relativ zu Material, insbesondere Abbaumaterial, beim Abbauen oder Aufgreifen des Materials, insbesondere bei kontinuierlichem Abbauen, insbesondere von einer zuvor beschriebenen Schaufelanordnung, wobei die Schaufelanordnung eine Vielzahl von Werkzeugen aufweist, welche jeweils in vordefinierbarer Relativposition zum optimierten Eingreifen in das Material an einem Schaufelgrundkörper wenigstens einer Schaufel der Schaufelanordnung positioniert sind/werden, wobei die Schaufelanordnung basierend auf im Betrieb gemessenen und/oder fest vorgegebenen Abbauparametern bezüglich wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter eingestellt oder (simulativ oder operativ) optimiert wird: Durchdringungsfläche der Schaufel durch das Material, Durchdringungskontur der Werkzeuge durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt des jeweiligen Werkzeugs und entsprechend die Spanquerschnittsverteilung bezüglich der gesamten Anzahl der Werkzeuge, Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs und entsprechend dessen jeweilige Verteilung bezüglich der gesamten Anzahl der Werkzeuge; insbesondere in einer Anordnung an einem Schaufelradbagger, insbesondere bezüglich einer Schwenk- und/oder Vorschubbewegung der Schaufel, insbesondere bei zyklischer Bewegung des Schaufelträgers. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.The aforementioned object is also achieved according to the invention by a method for optimizing the alignment and / or position of at least one blade arrangement relative to material, in particular mining material, during mining or Picking up the material, in particular in the case of continuous mining, in particular of a previously described blade arrangement, the blade arrangement having a plurality of tools which are / are each positioned in a predefinable relative position for optimized engagement in the material on a basic blade body of at least one blade of the blade arrangement, with the blade arrangement is set or (simulatively or operationally) optimized based on degradation parameters measured during operation and / or fixed predetermined degradation parameters with respect to at least one of the following parameters: penetration surface of the shovel through the material, penetration contour of the tools through the material, effective chip cross section of the respective tool and accordingly the chip cross-section distribution with respect to the total number of tools, free cut, wedge and / or side angle of the respective tool and accordingly its respective Distribution in terms of the total number of tools; in particular in an arrangement on a bucket wheel excavator, in particular with regard to a pivoting and / or advancing movement of the bucket, in particular in the case of cyclical movement of the bucket carrier. This provides the aforementioned advantages.
Insbesondere kann eine Bewertung der Wirksamkeit von ausgewählten bzw. optimierten Kenngrößen oder Parameter basierend auf (bzw. in Abhängigkeit von) Durchdringungskonturen der Schaufeln vorgenommen werden, wobei die Bewertung in Abhängigkeit von Werkzeugen mit jeweils individuell charakteristischen Durchdringungsflächen im Abbaumaterial erfolgen kann. Hierdurch kann auch eine qualitative Bewertung optimiert werden. Im Zusammenhang mit einer computergestützten Optimierung bzw. Simulation kann dabei auch von „künstlich eingespannten“ Durchdringungsflächen gesprochen werden.In particular, an evaluation of the effectiveness of selected or optimized parameters or parameters based on (or as a function of) penetration contours of the blades can be carried out, whereby the evaluation can be carried out depending on tools with individually characteristic penetration areas in the mining material. In this way, a qualitative assessment can also be optimized. In connection with a computer-aided optimization or simulation, one can also speak of “artificially clamped” penetration areas.
Dabei kann auch wenigstens ein Umweltparameter Berücksichtigung finden, insbesondere das abzubauende Volumen des Materials (insbesondere je Zeiteinheit), geologische bzw. physikalische Parameter (Art des Materials, Materialverteilung, Dichte).At least one environmental parameter can also be taken into account, in particular the volume of the material to be degraded (in particular per time unit), geological or physical parameters (type of material, material distribution, density).
Das Abbauen des Materials kann dabei insbesondere auch auf kontinuierliche Weise durchgeführt werden. Ein Aufgreifen des Materials kann dabei insbesondere auch auf diskontinuierliche Weise durchgeführt werden.The degradation of the material can in particular also be carried out continuously. The material can in particular also be picked up in a discontinuous manner.
Ein Optimieren kann dabei z.B. auch auf rein simulative Weise erfolgen. Ein Einstellen ist dabei bevorzugt als eine Maßnahme zu verstehen, welche an einer bereits existierenden Anordnung erfolgt, sei es während des Betriebs, sei es beim Umrüsten, sei es bei Wartung und Instandsetzung oder Montage.Optimization can e.g. can also be done in a purely simulative manner. Adjustment is preferably to be understood as a measure that takes place on an already existing arrangement, be it during operation, be it during retooling, be it during maintenance and repair or assembly.
Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens eine/einer der Kenngrößen oder Abbauparameter mittelbar über eine Werkzeugaufnahme der Schaufelanordnung bestimmbar, einstellbar oder zumindest vordefinierbar, indem die relative Position des jeweiligen Werkzeugs oder aller Werkzeuge in Bezug auf den Schaufelgrundkörper definiert oder nachjustiert wird. Dies kann insbesondere mittels der Werkzeugaufnahme erfolgen, sei es manuell, sei es auf zumindest teilweise automatisierte Weise (insbesondere mittels Aktuatoren).According to one embodiment, at least one of the parameters or degradation parameters can be determined, adjusted or at least predefined indirectly via a tool holder of the blade arrangement by defining or readjusting the relative position of the respective tool or of all tools in relation to the blade body. This can be done in particular by means of the tool holder, be it manually or in an at least partially automated manner (in particular by means of actuators).
Gemäß einer Ausführungsform wird die Durchdringungsfläche (insbesondere Durchdringungskegeloberfläche) optimiert, indem die Schwenkachse der Schaufelanordnung, insbesondere auch die Schwenkachse eines Schaufelradbaggers, relativ zum Material justiert wird. Dabei kann auch eine Schaufelradposition (insbesondere charakterisiert durch Abstand und Winkellage) relativ zur Schwenkachse quantifiziert werden.According to one embodiment, the penetration surface (in particular penetration cone surface) is optimized by adjusting the pivot axis of the bucket arrangement, in particular also the pivot axis of a bucket wheel excavator, relative to the material. A paddle wheel position (in particular characterized by distance and angular position) relative to the pivot axis can also be quantified.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Durchdringungskontur optimiert, indem die Ausrichtung der Werkzeuge in Bezug auf (bzw. in Abhängigkeit von) eine(r) Vorschubrichtung und/oder Vorschubgeschwindigkeit oder Schnittgeschwindigkeit der Schaufelanordnung eingestellt. Eine (momentane) jüngere Durchdringungskontur kann dabei in Relation zu wenigstens einer älteren Durchdringungskontur gesetzt werden, wobei das Optimieren insbesondere auch einen Vergleich der Durchdringungskontur umfassen kann und auf Informationen umfassend den zeitlichen Verlauf der Durchdringungskontur beruhen kann.According to one embodiment, the penetration contour is optimized by adjusting the alignment of the tools in relation to (or as a function of) a feed direction and / or feed speed or cutting speed of the blade arrangement. A (current) more recent penetration contour can be related to at least one older penetration contour, wherein the optimization can in particular also include a comparison of the penetration contour and can be based on information including the temporal course of the penetration contour.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Spanquerschnittverweildauer optimiert, indem für jedes Werkzeug eine Spanflächenmatrix umfassend Informationen zur individuellen Verweildauer des jeweiligen Werkzeugs im Material erzeugt wird, insbesondere jeweils in Bezug auf eine Reihenanordnung mehrerer Werkzeuge. Hierdurch können auch Rückschlüsse auf die individuelle Belastung erleichtert werden.According to one embodiment, a chip cross-section dwell time is optimized by generating a rake face matrix comprising information on the individual dwell time of the respective tool in the material for each tool, in particular in relation to a row arrangement of several tools. This also makes it easier to draw conclusions about the individual exposure.
Gemäß einer Ausführungsform wird die relative Verweildauer in Abhängigkeit von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln optimiert, indem für jedes Werkzeug individuell und/oder für mehrere Werkzeuge in Reihenanordnung eine Querschnittsfläche erzeugt wird, insbesondere jeweils basierend auf einer Zahnspanflächenmatrix. Das Verfahren kann dabei unter Einbezug von wenigstens einer computergestützten Simulation wenigstens einer/eines Kenngröße oder Parameters durchgeführt werden.According to one embodiment, the relative dwell time is optimized as a function of cutout, wedge and / or side setting angles by generating a cross-sectional area for each tool individually and / or for several tools in a row arrangement, in particular based on a tooth chip surface matrix. The method can include at least one computer-aided simulation of at least one characteristic or parameter can be carried out.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren unter Einbezug von wenigstens einer computergestützten Simulation wenigstens einer/eines Kenngröße oder Parameters durchgeführt. Dies ermöglicht auch eine Prognose und Optimierung von Betriebs-Zuständen, insbesondere basierend auf ausschließlich computergestützten Optimierungs-Maßnahmen.According to one embodiment, the method is carried out with the inclusion of at least one computer-aided simulation of at least one characteristic variable or parameter. This also enables a prognosis and optimization of operating states, in particular based on exclusively computer-aided optimization measures.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Verschleißintensität oder Materialkontakthäufigkeit optimiert, indem eine Druck-, Kraft- oder Momentenverteilung je Werkzeug oder Werkzeugreihe erfasst, ausgewertet und/oder computergestützt bestimmt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer Vorschubgeschwindigkeit oder Schnittgeschwindigkeit und/oder der Verschleißbeständigkeit des Werkzeugs. Hierdurch kann auch eine „online“-Optimierung erleichtert werden.According to one embodiment, the wear intensity or material contact frequency is optimized by recording, evaluating and / or computer-assisted determining a pressure, force or torque distribution per tool or tool row, in particular as a function of a feed rate or cutting speed and / or the wear resistance of the tool. This can also facilitate “online” optimization.
Gemäß einer Ausführungsform wird wenigstens eine(r) der zuvor genannten Abbauparameter bzw. Kenngrößen in Bezug auf eine Soll-Förderleistung überwacht, wobei die Ist-Förderleistung erfasst wird, insbesondere mittels bewährter Durchsatz-Sensorik am Schaufelradbagger SRB, und wobei ein Soll-Ist-Vergleich erfolgt und bei Überschreiten eines vordefinierbaren Schwellwerts für die Ist-Abweichung ein Einstellen der Ausrichtung und/oder Position der Werkzeuge vorgenommen wird, insbesondere aktiv simultan während des Betriebs des SRB.According to one embodiment, at least one of the aforementioned degradation parameters or parameters is monitored in relation to a target delivery rate, the actual delivery rate being recorded, in particular by means of proven throughput sensors on the bucket wheel excavator SRB, and a target / actual Comparison takes place and, when a predefinable threshold value for the actual deviation is exceeded, the alignment and / or position of the tools is set, in particular actively and simultaneously during operation of the SRB.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens an einem Schaufelradbagger, wobei wenigstens eine der folgenden Kenngrößen beim Durchführen der Optimierungsschritte vorgegeben oder eingestellt wird: Durchdringungsfläche, Durchdringungskontur, Spanquerschnittverweildauer, relative Verweildauer in Abhängigkeit von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln des jeweiligen Werkzeugs, Verschleißintensität oder Materialkontakthäufigkeit, insbesondere durch Einstellen der Position und/oder Ausrichtung wenigstens eine Schwenkachse und/oder durch Einstellen einer Werkzeugaufnahme, welche Werkzeuge an einer jeweiligen Schaufel eines Schaufelrades des Schaufelradbaggers positioniert, insbesondere bezüglich spiralförmiger Bewegungspfade der Werkzeuge, insbesondere entlang der Oberfläche eines Toroides. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.According to the invention, the aforementioned object is also achieved by a control / regulating device set up to carry out a previously described method on a bucket wheel excavator, with at least one of the following parameters being specified or set when performing the optimization steps: penetration area, penetration contour, chip cross-section dwell time, relative dwell time as a function of free cut, wedge and / or side angle of attack of the respective tool, intensity of wear or frequency of material contact, in particular by adjusting the position and / or alignment of at least one pivot axis and / or by adjusting a tool holder which positions tools on a respective blade of a bucket wheel of the bucket wheel excavator, in particular with regard to spiral movement paths of the tools, in particular along the surface of a toroid. This results in the aforementioned advantages.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, wobei wenigstens eine der folgenden Kenngrößen ermittelt oder für (weitere) Optimierungsschritte vorgegeben oder eingestellt wird: Durchdringungsfläche, Durchdringungskontur, Spanquerschnittverweildauer, relative Verweildauer in Abhängigkeit von Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkeln des jeweiligen Werkzeugs, Verschleißintensität oder Materialkontakthäufigkeit, insbesondere zwecks Vorgabe einer Abhängigkeit zwischen einer Schaufel oder einem Schaufelrad mit daran angeordneten Werkzeugen einerseits und Abbaugebiets-bezogenen Umweltparametern andererseits. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Insbesondere kann das Computerprogrammprodukt basierend auf einer gewünschten Blockeffizienz eine Optimierung von spezifischen Parametern ermöglichen, sei es simulativ in Hinblick auf konstruktive vorrichtungstechnische Aspekte, sei es „online“ während des Betriebs, insbesondere bezüglich Steuerungs-/Regelungsparametern von einzelnen Aktuatoren.According to the invention, the aforementioned object is also achieved by a computer program product set up to carry out a previously described method when it is executed on a computer, with at least one of the following parameters being determined or specified or set for (further) optimization steps: penetration area, penetration contour, chip cross-section dwell time Relative dwell time depending on the free cut, wedge and / or side angle of attack of the respective tool, wear intensity or material contact frequency, in particular for the purpose of specifying a dependency between a blade or a blade wheel with tools arranged on it on the one hand and environmental parameters related to the mining area on the other. This results in the aforementioned advantages. In particular, the computer program product can enable optimization of specific parameters based on a desired block efficiency, be it simulatively with regard to constructive device-related aspects, be it “online” during operation, in particular with regard to control parameters of individual actuators.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung oder eines Computerprogrammproduktes zum Einstellen oder Optimieren der Ausrichtung und/oder Position von wenigstens einer Schaufelanordnung relativ zu Material, insbesondere Abbaumaterial, insbesondere von einer zuvor beschriebenen Schaufelanordnung, insbesondere bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei zum Optimieren ein Einstellen oder Nachjustieren oder Vordefinieren wenigstens eines/einer der folgenden Kenngrößen oder Abbauparameter erfolgt: Durchdringungsfläche einer Schaufel durch das Material, Durchdringungskontur einer Mehrzahl von an der Schaufel angeordneten Werkzeugen durch das Material, wirksamer Spanquerschnitt des jeweiligen Werkzeugs, Freischnitt-, Keil- und/oder Seitenanstellwinkel des jeweiligen Werkzeugs; insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Betriebsparameter der Schaufelanordnung: Aushaltehöhe, Scheibenhöhe, Scheibenanzahl, Schnittwinkel, Schwenkwinkelbereich, Schwenkgeschwindigkeit (zeitliche Änderung des Schwenkwinkels), Vorschub. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Das Einstellen oder Optimieren der Ausrichtung und/oder Position kann dabei auch die Definition eines optimalen Bewegungspfades der Werkzeuge durch den Abbaublock umfassen, einerseits bezüglich einer zyklischen Bewegung, andererseits auch bezüglich einer Vorschub- und Schwenkbewegung eines Schaufelradbaggers durch den Abbaublock.The aforementioned object is also achieved according to the invention by using a control / regulating device or a computer program product for setting or optimizing the alignment and / or position of at least one blade arrangement relative to material, in particular excavation material, in particular a previously described blade arrangement, in particular in a previously described method, whereby for optimizing a setting or readjustment or predefinition of at least one of the following parameters or degradation parameters takes place: Penetration area of a blade through the material, penetration contour of a plurality of tools arranged on the blade through the material, effective chip cross section of the respective tool, free cut -, wedge and / or side angle of the respective tool; in particular as a function of at least one of the following operating parameters of the blade arrangement: holding height, disk height, number of disks, cutting angle, swivel angle range, swivel speed (change in swivel angle over time), feed. This results in the aforementioned advantages. The setting or optimization of the alignment and / or position can also include the definition of an optimal movement path of the tools through the mining block, on the one hand with regard to a cyclical movement, on the other hand also with regard to a feed and pivoting movement of a bucket wheel excavator through the mining block.
FigurenlisteFigure list
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigen die folgenden Figuren jeweils Teilaspekte der vorliegenden Erfindung, nämlich
-
1 den Ausgangspunkt gemäß der Situation im Stand der Technik; -
2 eine Illustration zur Definition einer Durchdringungsfläche bzw. Durchdringungskegeloberfläche; -
3A ,3B eine Illustration von Durchdringungskonturen; -
4 eine Illustration einer Verweildaueranalyse für Spanquerschnittsflächen; -
5A ,5B jeweils eine Illustration von relativen Verweildauern bei Variation von Winkel-Parametern; -
6 eine Illustration einer Kontakthäufigkeitsanalyse für eine Mehrzahl von Werkzeugen in einer Anordnung an einem Schaufelgrundkörper; -
7 ein Verfahrensschaubild, welches einzelne Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht; -
8 in schematischer Darstellung einen Schaufelradbagger in einem Abbaublock.
-
1 the starting point according to the situation in the prior art; -
2 an illustration for the definition of a penetration surface or penetration cone surface; -
3A ,3B an illustration of penetration contours; -
4th an illustration of a dwell time analysis for chip cross-sectional areas; -
5A ,5B an illustration of relative dwell times in each case when angle parameters vary; -
6th an illustration of a contact frequency analysis for a plurality of tools in an arrangement on a blade body; -
7th a process diagram which illustrates individual steps of a method according to the invention; -
8th a schematic representation of a bucket wheel excavator in a mining block.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.In the case of reference symbols that are not explicitly described with reference to an individual figure, reference is made to the other figures.
Die Figuren werden zwecks leichteren Verständnisses zumindest abschnittsweise zusammen unter Bezugnahme auf alle Bezugszeichen beschrieben. In den jeweiligen Figuren gezeigte Einzelheiten oder Besonderheiten werden individuell beschrieben. Die einzelnen mit „K“ bezeichneten Kenngrößen betreffen dabei insbesondere eine Werkzeuggeometrie und die Art und Weise der Interaktion des Werkzeugs mit dem Material bzw. den Bewegungspfad durch den Abbaubereich.For the purpose of easier understanding, the figures are described together, at least in sections, with reference to all reference symbols. Details or special features shown in the respective figures are described individually. The individual parameters labeled “K” relate in particular to a tool geometry and the way in which the tool interacts with the material or the movement path through the mining area.
Die
Im Folgenden wird näher beschrieben, auf welche Weise die vorliegende Erfindung auch eine Verknüpfung dieser Phasen ermöglicht, insbesondere auch eine Korrelation von zweiter und dritter Phase.The following describes in more detail the way in which the present invention also enables these phases to be linked, in particular also a correlation of the second and third phase.
Die
- α
- Schnittwinkel der Schaufel, insbesondere individuell je Scheibe
- φ
- momentaner Schwenkwinkel (aktuelle Schwenkwinkelposition)
- φR
- Schwenkwinkel nach rechts, ausgehend von „Vor Kopf-Position“
- φL
- Schwenkwinkel nach links, ausgehend von „Vor Kopf-Position“
- α
- Cutting angle of the blade, in particular individually for each disc
- φ
- current swivel angle (current swivel angle position)
- φ R
- Pivot angle to the right, starting from "in front of head position"
- φ L
- Pivot angle to the left, starting from "in front of head position"
Der Kegelöffnungswinkel
Ferner werden die folgenden Positionen illustriert bzw. benannt:
- PSR Schnittposition der jeweiligen Schaufel in der Abbauscheibe
- PSR0 Vorkopf-Position des Schaufelrades (φ = 0)
- PSR1 aktuelle/momentane Schwenkposition des Schaufelrades
- PSR cutting position of the respective shovel in the mining disc
- PSR0 front head position of the paddle wheel (φ = 0)
- PSR1 current / momentary swivel position of the paddle wheel
Die durch die Schwenkbewegung des SR definierte Kontur der Abbauscheibe um die z3-Achse kann als Schwenkspan
Die
Für jede Schaufelposition lässt sich eine Durchdringungsfläche bzw. Durchdringungskegeloberfläche
Vorab kann in einem ersten Schritt
Die
In einem dritten Schritt
Die Durchdringungskonturen der momentanen „aktuellen“ Schaufel einerseits sowie einiger „vorheriger“ Schaufeln andererseits, nämlich Durchdringungskonturen durch die zuvor festgelegte Kegeloberfläche, lassen sich (insbesondere zu jeder Position) auf eine Ebene abwickeln bzw. abbilden und jeweils als eine Grafik separat für einen Rechts- und einen Linksschwenk erzeugen. Beispielsweise die in
Zum besseren Verständnis wird eine Schwenkbewegung eines SR in Bezug auf die
In den
Die
Zwecks Bewertung der Qualität der Anordnung jeder Zahnreihe „i“ (einzelne Zähne
In einem Teilschritt
In einem fünften Schritt
Zwecks quantitativer Bewertung der Richtigkeit der Zahnorientierung können für jeden Zahn in jeder Schaufelposition die Freischnittwinkel, Keil- und Seitenanstellwinkel berechnet werden (
Sechster Schritt S6Sixth step S6
Prognose der Verschleißintensität (Materialkontakthäufigkeit), insbesondere Prognose von Zahngrabkräften und Zahnverschleißintensitäten jeder Zahnreihe, insbesondere basierend auf einer statistischen Bewertung von einer oder mehreren Simulationen.Prediction of the intensity of wear (frequency of material contact), in particular prediction of tooth digging forces and tooth wear intensities of each row of teeth, in particular based on a statistical evaluation of one or more simulations.
Zwecks quantitativer Bewertung des Verschleißbildes für jede Zahnreihe wird insbesondere auf der Zahnoberfläche jedes Zahnes ein feinmaschiges Gitternetz mit Hilfe eines FEM-Programms erzeugt und in jeder Schaufelposition für jeden Knoten des Gitternetzes eine Kontakthäufigkeit (Kenngröße
Siebter Schritt S7Seventh step S7
In einem siebten Schritt
Für den Fall dass das Einstellen der Schaufelanordnung auf zufriedenstellende Weise optimiert wurde, kann das Verfahren nach Schritt
Die
Beispielsweise unterliegt der dritte Zahn
Die Verweildauerhäufigkeit kann auch in Bezug auf den Seitenanstellwinkel
Der mittlere (vierte) Zahn
Am Beispiel der
Die
In
- S1
- erster Schritt, insbesondere Definition Arbeitsbereich
- S2
- zweiter Schritt, insbesondere Definition Durchdringungsfläche(n)
- S3
- dritter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Durchdringungskontur(en)
- S4
- vierter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Spanquerschnitt(e)
- S4a
- Bewertung der Winkelanstellung bzw. der relativen Ausrichtung
- S5
- fünfter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen der Verweildauer bezüglich einer jeweiligen Werkzeugposition
- S5a
- statistische Auswertung und/oder grafische Darstellung
- S6
- sechster Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Verschleißintensität
- S7
- siebter Schritt, insbesondere Parametervariation
- S1
- first step, especially definition of work area
- S2
- second step, in particular definition of penetration area (s)
- S3
- Third step, in particular determining / setting the penetration contour (s)
- S4
- fourth step, in particular determining / setting the chip cross-section (s)
- S4a
- Evaluation of the angular position or the relative alignment
- S5
- fifth step, in particular determining / setting the dwell time with respect to a respective tool position
- S5a
- statistical evaluation and / or graphic representation
- S6
- sixth step, in particular determining / setting the intensity of wear
- S7
- seventh step, especially parameter variation
Bei den einzelnen Schritten
In
Der SRB
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BlockhöheBlock height
- 22
- BlockbreiteBlock width
- 33
- SeitenböschungsneigungSide slope inclination
- 44th
- SR-AushaltehöheSR holding height
- 55
- ScheibenhöhePane height
- 88th
- Schwenkspan Swivel chip
- 1010
- optimierter Zahn bzw. optimiert verwendetes Werkzeugoptimized tooth or optimized tool used
- 2020th
- optimierte bzw. optimiert verwendete Schaufeloptimized or optimally used shovel
- 2121st
- WerkzeugaufnahmeTool holder
- 2222nd
- vordere Flankefront flank
- 2323
- SensoreinheitSensor unit
- 3030th
- optimierte bzw. optimiert verwendete Schaufelanordnungoptimized or optimally used blade arrangement
- 3131
- AktuatorActuator
- 3232
- SchaufelträgerBlade carrier
- 4040
- optimierte Schaufelradanordnungoptimized paddle wheel arrangement
- 5050
- Steuerungs-/RegelungseinrichtungControl / regulating device
- 100100
- optimierter Schaufelradbaggeroptimized bucket wheel excavator
- 101101
- RaupeCaterpillar
- 102102
- UnterbauSubstructure
- 103103
- Oberbau/Ausleger Superstructure / boom
- K0K0
- Soll-FörderleistungTarget delivery rate
- K1K1
- erste Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Arbeitsbereichfirst characteristic or degradation parameters, in particular working range
- K2K2
- zweite Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Durchdringungsfläche bzw. Durchdringungskegeloberflächesecond parameter or degradation parameter, in particular penetration area or penetration cone surface
- K3K3
- dritte Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Durchdringungskonturthird parameter or degradation parameter, in particular penetration contour
- K4K4
- vierte Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Spanquerschnittverweildauerfourth parameter or degradation parameter, in particular chip cross-section dwell time
- K5K5
- fünfte Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Verweilhäufigkeit bzw. relative Verweildauerfifth parameter or degradation parameter, in particular the frequency of residence or relative residence time
- K6K6
- sechste Kenngröße bzw. Abbauparameter, insbesondere Verschleißintensität oder Materialkontakthäufigkeit sixth parameter or degradation parameter, in particular wear intensity or material contact frequency
- M1M1
- Matrix Positionsbereich Schaufel Matrix position range bucket
- P1P1
- erster Werkzeug-Parameter, insbesondere Werkzeugartfirst tool parameter, in particular tool type
- P2P2
- zweiter Werkzeug-Parameter, insbesondere Werkzeuganzahlsecond tool parameter, in particular number of tools
- P3P3
- dritter Werkzeug-Parameter, insbesondere relative Werkzeugposition und/oder Werkzeugausrichtungthird tool parameter, in particular relative tool position and / or tool orientation
- P4P4
- vierter Werkzeug-Parameter, insbesondere Spanquerschnitt bzw. Spanquerschnittsflächefourth tool parameter, in particular chip cross-section or chip cross-sectional area
- P5, P5a, P5b, P5cP5, P5a, P5b, P5c
- fünfter Werkzeug-Parameter, insbesondere Seitenanstell-, Keil- und/oder Freischnittwinkelfifth tool parameter, in particular side angle, wedge angle and / or clearance angle
- P6P6
- sechster Werkzeug-Parameter, insbesondere Druckverteilung sixth tool parameter, in particular pressure distribution
- PSRPSR
- Schnittposition der SchaufelCutting position of the shovel
- PSR0PSR0
- Vorkopf-Position des SchaufelradesFront head position of the paddle wheel
- PSR1PSR1
- aktuelle/momentane (relative) Schwenkposition der Schaufel bzw. des Schaufelrades Current / momentary (relative) swivel position of the paddle or paddle wheel
- S1S1
- erster Schritt, insbesondere Definition Arbeitsbereichfirst step, especially definition of work area
- S2S2
- zweiter Schritt, insbesondere Definition Durchdringungsflächesecond step, in particular definition of penetration area
- S3S3
- dritter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Durchdringungskonturthird step, in particular determining / setting the penetration contour
- S4S4
- vierter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Spanquerschnittfourth step, in particular determining / setting the chip cross-section
- S4aS4a
- Bewertung der WinkelanstellungEvaluation of the angle adjustment
- S5S5
- fünfter Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen VerweildauerFifth step, in particular determining / setting the length of stay
- S5aS5a
- statistische Auswertung und/oder grafische Darstellungstatistical evaluation and / or graphic representation
- S6S6
- sechster Schritt, insbesondere Bestimmen/Einstellen Verschleißintensitätsixth step, in particular determining / setting the intensity of wear
- S7S7
- siebter Schritt, insbesondere Parametervariation seventh step, especially parameter variation
- z3z3
- Schwenkachse, insbesondere Schwenkachse des OberbausPivot axis, in particular the pivot axis of the superstructure
- αα
- Schnittwinkel der Schaufel, insbesondere individuell je ScheibeCutting angle of the blade, in particular individually for each disc
- ββ
- KegelöffnungswinkelCone opening angle
- φφ
- Schwenkwinkel Oberbau/Ausleger bzw. Schwenkwinkelbereich SchaufelSwivel angle superstructure / boom or swivel angle range bucket
- φR φ R
- Schwenkwinkel nach rechts, ausgehend von „Vor Kopf-Position“Pivot angle to the right, starting from "in front of head position"
- φL φ L
- Schwenkwinkel nach links, ausgehend von „Vor Kopf-Position“Pivot angle to the left, starting from "in front of head position"
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019214626.0A DE102019214626A1 (en) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019214626.0A DE102019214626A1 (en) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019214626A1 true DE102019214626A1 (en) | 2020-09-24 |
Family
ID=72333800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019214626.0A Ceased DE102019214626A1 (en) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019214626A1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2979838A (en) * | 1959-03-23 | 1961-04-18 | Cleveland Trencher Co | Excavating machine |
EP0412399A1 (en) * | 1989-08-08 | 1991-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Dug volume control for a bucket wheel excavator |
US5680717A (en) * | 1995-11-14 | 1997-10-28 | Bierwith; Robert S. | Excavation bucket |
DE102004033934A1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH | Blade wheel excavator has which in radial plan view from outside on blade wheel in cutting direction are arranged on chisel carriers in forwards and outwards orientated sequence in relation to one another |
US8690260B1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-04-08 | Stolar, Inc. | Mining machine automation |
DE102013102407A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-25 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Paddle wheel for the degradation of materials from a composite material in particular high hardness |
US20150032433A1 (en) * | 2012-03-01 | 2015-01-29 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Cutting drum and method of designing a cutting drum |
DE102017118914A1 (en) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | Thyssenkrupp Ag | System for determining the wear of abrasive elements on a paddle wheel device |
-
2019
- 2019-09-25 DE DE102019214626.0A patent/DE102019214626A1/en not_active Ceased
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2979838A (en) * | 1959-03-23 | 1961-04-18 | Cleveland Trencher Co | Excavating machine |
EP0412399A1 (en) * | 1989-08-08 | 1991-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Dug volume control for a bucket wheel excavator |
US5680717A (en) * | 1995-11-14 | 1997-10-28 | Bierwith; Robert S. | Excavation bucket |
DE102004033934A1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH | Blade wheel excavator has which in radial plan view from outside on blade wheel in cutting direction are arranged on chisel carriers in forwards and outwards orientated sequence in relation to one another |
US20150032433A1 (en) * | 2012-03-01 | 2015-01-29 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Cutting drum and method of designing a cutting drum |
DE102013102407A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-25 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Paddle wheel for the degradation of materials from a composite material in particular high hardness |
US8690260B1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-04-08 | Stolar, Inc. | Mining machine automation |
DE102017118914A1 (en) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | Thyssenkrupp Ag | System for determining the wear of abrasive elements on a paddle wheel device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT506501B1 (en) | RANGE BORING MACHINE | |
EP2558643B1 (en) | Monitoring apparatus for a soil-working machine | |
DE1925156C3 (en) | Partial section tunneling machine | |
DE2930136A1 (en) | ROAD DRIVING MACHINE FOR UNDERGROUND CONSTRUCTION | |
EP2275218B1 (en) | Method for processing the rotor of a turbine and device for implementing the method | |
DE102016117962A1 (en) | Bevel gear cutting machine for chamfering bevel gear tooth edges and method for chamfering the tooth edges of bevel gears | |
EP3557977B1 (en) | Device for undercutting and removing root balls | |
DE112013003965T5 (en) | Blade for dozer, service pack and procedures | |
EP3374084A1 (en) | Tool for working abrasive materials | |
DE102012018918A1 (en) | Stripping device for use in milling roller of compact mill with rear rotor and front loader for stripping milling material to remove e.g. asphalt from road surface, has beam displaced in direction based on positions of partial strippers | |
DE112015000925T5 (en) | System for controlling the driving speed in a longwall shearer | |
DE102019214626A1 (en) | Device and method for optimizing mining processes, as well as use and computer program product | |
DE102013102407B4 (en) | Paddle wheel for breaking down materials from a material bond of high hardness | |
DE60311882T2 (en) | Method for monitoring the wear of a grinding wheel | |
EP0918921B1 (en) | Tunnelling process and device | |
DE19650330A1 (en) | Process and device in tunnel construction | |
DE102022126170A1 (en) | SYSTEM AND PROCEDURE FOR EMPTYING MATERIAL IN MILLING CHAMBER | |
DE10141043C2 (en) | Method for controlling removal plates and arrangement for carrying out the method | |
DE886287C (en) | Schraemmaschine | |
EP4033032B1 (en) | Method and excavation device for soil cultivation | |
DE102015016269A1 (en) | MILLING DEVICE FOR REMOVING DUMPING MATERIALS | |
EP1760255B1 (en) | Mining apparatus | |
WO2020002407A1 (en) | Energy-efficient control of a device for continuously conveying material | |
EP0094929B1 (en) | Method and cutting apparatus for subdividing into trellis mats a trellis web consisting of longitudinal wires and rectangularly traversing cross wires | |
EP2747968B1 (en) | Device and method for artificial ageing of stones |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R230 | Request for early publication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |