EP4309796A1

EP4309796A1 - Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mit verbesserter planung des orts einer materialaufgabe innerhalb eines materialpuffers

Info

Publication number: EP4309796A1
Application number: EP23185115.5A
Authority: EP
Inventors: Tobias Böckle; Thomas Kühnle
Original assignee: Kleemann GmbH
Current assignee: Kleemann GmbH
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-01-24
Also published as: CN117414903A; US20240024888A1; DE102022118036B3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) zur Zerkleinerung oder/und zur größenmäßigen Sortierung von körnigem mineralischem Material (M), umfassend:- eine Materialaufgabevorrichtung (22) mit einem Materialpuffer (24), wobei die Materialaufgabevorrichtung (22) einen Gesamtaufgabebereich (102) aufweist,- wenigstens eine Arbeitseinheit aus+ wenigstens einer Brechvorrichtung (14) und+ wenigstens einer Siebvorrichtung (16,18),- wenigstens eine Fördervorrichtung (26, 32),- eine Steuervorrichtung (60),- wenigstens einen Sensor (70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) zur Erfassung wenigstens eines Betriebsparameters, wobei der Sensor (70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) mit der Steuervorrichtung (12) verbunden ist,- wenigstens eine Ausgabevorrichtung (66) zur Ausgabe von Information, wobei die Ausgabevorrichtung (66) mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist.Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung (60) dazu ausgebildet, in einem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe von zu verarbeitendem Ausgangsmaterial (M) auf Grundlage des wenigstens einen Erfassungssignals als eine Ortsinformation einen für die nächste Materialaufgabe ausgewählten lokalen Ziel-Teilbereich (116) innerhalb des Gesamtaufgabebereichs (102) zu ermitteln und die Ortsinformation an die Ausgabevorrichtung (66) zu übertragen, wobei die Ausgabevorrichtung (66) dazu ausgebildet ist, die Ortsinformation auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gesteinsverarbeitungsvorrichtung zur Zerkleinerung oder/und zur größenmäßigen Sortierung von körnigem mineralischem Material, wobei die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung als Vorrichtungskomponenten umfasst:

eine Materialaufgabevorrichtung mit einem Materialpuffer zur Beladung mit zu verarbeitendem Ausgangsmaterial, wobei die Materialaufgabevorrichtung einen Gesamtaufgabebereich aufweist, über welchem ein frei und ungestört herabfallender, durch seinen Schwerpunkt repräsentierter Probekörper in den Materialpuffer gelangt.
wenigstens eine Arbeitseinheit aus
- + wenigstens einer Brechvorrichtung und
- + wenigstens einer Siebvorrichtung,
wenigstens eine Fördervorrichtung zur Förderung von Material zwischen zwei Vorrichtungskom ponenten,
eine Steuervorrichtung zur Steuerung von Vorrichtungskomponenten der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung,
wenigstens einen Sensor zur Erfassung wenigstens eines Betriebsparameters, wobei der Sensor zur Übertragung eines den wenigstens einen erfassten Betriebsparameter repräsentierenden Erfassungssignals signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden ist,
wenigstens eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Information, wobei die Ausgabevorrichtung zur Übertragung von Information signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden ist.

Eine derartige Gesteinsverarbeitungsvorrichtung ist aus der US 8,768,579 B2 bekannt. Diese Druckschrift lehrt, die Schaufel eines die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung beladenden Baggers durch die Steuerungsvorrichtung des Baggers unterstützt derart über der Materialaufgabevorrichtung anzuordnen, dass aus der Schaufel fallendes Material tatsächlich in der Materialaufgabevorrichtung landet und diese nicht verfehlt, eine das Material in der Schaufel zur Abgabe freigebende Klappe der Schaufel beim Aufschwenken aus dem geschlossenen Zustand nicht mit der Materialaufgabevorrichtung bzw. dem Materialpuffer kollidiert, und das Material nicht aus einer zu großen Höhe abgegeben wird, sodass es beim Auftreffen auf die Materialaufgabevorrichtung diese nicht beschädigt.
Um diese Ziele durch entsprechende korrekte Anordnung der Schaufel vor der Materialaufgabe zu erreichen, kann eine Steuervorrichtung des Baggers Positionsdaten der Materialaufgabevorrichtung erhalten und aus diesen eine optimale Endposition der Schaufel für die Materialaufgabe sowie einen Bewegungspfad in die Endposition errechnen. Alternativ kann der Maschinenführer des Baggers den Bagger "teachen". Weiter alternativ kann ein automatisiertes Ausrichtsystem vorgesehen sein, welches durch Sensoren, wie GPS-Sensoren, optische Kameras oder 3-D-Laserscanner, eine automatische Ausrichtung von Schaufel und Materialaufgabevorrichtung vornimmt, bis die Schaufel sowohl ausreichend genau über der Materialaufgabevorrichtung positioniert ist, um kein Material neben die Materialaufgabevorrichtung abzuladen, als auch in geeigneter Höhe positioniert ist, um einerseits die Kollision der genannten Klappe mit der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung zu vermeiden und um andererseits Beschädigungen der Materialaufgabevorrichtung durch zu große Fallhöhe des abgegebenen Materials zu vermeiden.
Die aus der US 8,768,579 B2 bekannte Gesteinsverarbeitungsvorrichtung und der sie beladene Bagger können über eine Kommunikationsvorrichtung Daten miteinander austauschen. So kann beispielsweise die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung Produktionsdaten oder GPS-Positionsdaten seiner Materialaufgabevorrichtung an die Steuerung des Baggers übertragen.
Für eine vollständige Abgabe von Material von einer Beladevorrichtung, wie dem oben genannten Bagger, in den Materialpuffer der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung ist eine korrekte Anordnung des Beladewerkzeugs, wie etwa der oben genannten Schaufel, über dem Gesamtaufgabebereich der Materialaufgabevorrichtung erforderlich. Der Gesamtaufgabebereich der Materialaufgabevorrichtung ist in der vorliegenden Anmeldung als jener Bereich der Materialaufgabevorrichtung definiert, für welchen gilt, dass ein im Luftraum über dem Gesamtaufgabebereich längs der Schwerkraftwirkungsrichtung frei fallender starrer Körper in der Materialaufgabevorrichtung landet und darin verbleibt. Im Zweifel kann als der Gesamtaufgabebereich die Aufgabeöffnung des Materialpuffers der Materialaufgabevorrichtung angesehen werden. Auch wenn aus dem Materialpuffer Material über eine geringere Fläche als der Öffnungsfläche der Aufgabeöffnung an eine Aufgabefördervorrichtung abgegeben wird, welche Material aus dem Materialpuffer weg zu einer Arbeitseinheit hin fördert, kann der häufig trichterförmige Materialpuffer Material, welches irgendwo innerhalb der Aufgabeöffnung in den Materialpuffer aufgegeben wird, der Aufgabefördervorrichtung passiv zuführen.
Die Beschickung bzw. Beladung einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung hat maßgeblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung. Hierfür ist die kollisionsfreie und möglichst verlustfreie Materialaufgabe, wie sie in der US 8,768,579 B2 gelehrt wird, nur eine von tatsächlich mehreren Einflussgrößen. Die Art und Weise der Beladung eines Materialpuffers, nicht nur als Vorgang des Beladens, sondern als Zustand des Beladen-seins, bestimmt den weiteren Materialfluss ausgehend vom Materialpuffer in die übrige Gesteinsverarbeitungsvorrichtung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte Gesteinsverarbeitungsvorrichtung im Hinblick auf die vom Materialpuffer ausgehenden Materialflüsse in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe an einer eingangs genannten Gesteinsverarbeitungsvorrichtung dadurch, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe von zu verarbeitendem Ausgangsmaterial auf Grundlage des wenigstens einen Erfassungssignals als eine Ortsinformation einen für die nächste Materialaufgabe ausgewählten lokalen Ziel-Teilbereich innerhalb des Gesamtaufgabebereichs zu ermitteln und die Ortsinformation an die Ausgabevorrichtung zu übertragen, wobei die Ausgabevorrichtung dazu ausgebildet ist, die Ortsinformation auszugeben.
Mit der ausgegebenen Ortsinformation kann folglich ein Empfänger der Ortsinformation nicht nur Material verlustfrei in den Materialpuffer aufgegeben, sondern kann Material innerhalb des Materialpuffers an einen bevorzugten Ort bzw. in einem bevorzugten Bereich aufgeben.
Bevorzugt beträgt der Anteil des Ziel-Teilbereichs am Gesamtaufgabebereich nicht mehr als zwei Drittel desselben, wobei der Ziel-Teilbereich vollständig innerhalb des Gesamtaufgabebereichs liegt. Besonders bevorzugt beträgt der Anteil des Ziel-Teilbereichs am Gesamtaufgabebereich nicht mehr als 55 %. Im Zweifel ist der Ziel-Teilbereich als Teilfläche der Gesamtöffnungsfläche der Aufgabeöffnung des Materialpuffers zu verstehen.
So kann beispielsweise die Beladung eines aus welchem Grund auch immer asymmetrisch beladenen Materialpuffers räumlich ausgeglichen und so vergleichmäßigt werden. Ebenso kann unter Berücksichtigung einer im Materialfluss stromabwärts des Materialpuffers angeordneten Arbeitseinheit, insbesondere einer Siebvorrichtung, deren Effektivität durch gezielte örtliche Materialaufgabe innerhalb des Gesamtaufgabebereichs verbessert werden, sei es weil das Material aus dem Materialpuffer vorteilhaft über eine Siebstrecke geführt werden kann oder/und sei es weil das Material aus dem Materialpuffer vorteilhaft in eine Brechvorrichtung einlaufen kann.
Bevorzugt ist die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe für wenigstens zwei, besonders bevorzugt für mehr als zwei, aufeinanderfolgende zukünftige Materialaufgaben jeweils einen individuellen Ziel-Teilbereich innerhalb des Gesamtaufgabebereichs als aufeinanderfolgende Ortsinformationen zu ermitteln und mittels der Ausgabevorrichtung jeweils auszugeben. Somit können die Ziel-Teilbereiche als Aufgabeorte einer Reihe von aufeinander folgenden Materialaufgaben innerhalb des Gesamtaufgabebereichs abhängig von dem wenigstens einen durch das wenigstens eine Erfassungssignal repräsentierten Betriebsparameter individuell für die sich jeweils durch die vorhergehende Materialaufgabe weiterentwickelnde Betriebssituation der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung passend ermittelt und als Ortsinformation ausgegeben werden.
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung kann als die wenigstens eine Arbeitseinheit nur eine oder mehrere Siebvorrichtungen aufweisen. Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung ist dann eine reine Siebanlage. Ebenso kann die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung als die wenigstens eine Arbeitseinheit nur eine oder mehrere Brechvorrichtungen aufweisen. Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung ist dann eine reine Brechanlage. In der bevorzugten Konfiguration umfasst die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung sowohl wenigstens eine Siebvorrichtung als auch wenigstens eine Brechvorrichtung. Die Siebvorrichtung kann ein der Brechvorrichtung im Materialfluss vorgelagertes Vorsieb sein, gegebenenfalls mit mehreren Siebdecks, oder/und kann ein der Brechvorrichtung im Materialfluss nachgelagertes Nachsieb sein, um das von der Brechvorrichtung gelieferte Ergebnis nach Korngrößen zu sortieren. Auch das Nachsieb kann wenigstens ein Siebdeck bzw. mehrere Siebdecks umfassen.
Die Brechvorrichtung kann eine beliebige bekannte Brechvorrichtung sein, etwa ein Prallbrecher oder ein Backenbrecher oder ein Kegelbrecher oder ein Walzenbrecher. Dann, wenn die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mehr als eine Brechvorrichtung aufweist, können diese Brechvorrichtungen gleichartige Brechvorrichtungen oder verschiedenartige Brechvorrichtungen sein. Jede einzelne Brechvorrichtung kann eine der oben genannten Brecherarten aus Prallbrecher, Backenbrecher, Kegelbrecher und Walzenbrecher sein.
Wenngleich es grundsätzlich möglich ist, dass die Steuervorrichtung die Ortsinformation ausschließlich aus Erfassungssignalen des wenigstens einen Sensors ermittelt, soll nicht ausgeschlossen sein, dass die Steuervorrichtung bei der Ermittlung der Ortsinformation auch Informationseingaben durch einen Maschinenführer oder eine andere Person berücksichtigt. Hierzu kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung eine Eingabevorrichtung zur Eingabe von Information umfasst, wobei die Eingabevorrichtung zur Übertragung von Information signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden ist. Die Steuervorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation auf Grundlage des wenigstens einen Erfassungssignals und einer in die Eingabevorrichtung eingegebenen Information zu ermitteln.
Die Eingabevorrichtung kann jede beliebige Eingabevorrichtung sein, etwa eine Tastatur, ein Touchscreen und dergleichen. Die Eingabevorrichtung kann außerdem durch eine Kabelstrecke oder eine Funkstrecke signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden sein, sodass sie nicht notwendigerweise an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung körperlich vorhanden sein muss. Als signalübertragungsmäßige Verbindung der Eingabevorrichtung oder/und des wenigstens einen Sensors mit der Steuervorrichtung gilt auch eine Verbindung unter Zwischenanordnung eines Datenspeichers, in welchen in die Eingabevorrichtung eingegebene Information oder/und vom wenigstens einen Sensor zur Erfassung des wenigstens einen Betriebsparameters ausgegebene Information als Daten gespeichert und als gespeicherte Daten von der Steuervorrichtung abgerufen werden. Bevorzugt umfasst die Steuervorrichtung daher einen Datenspeicher, welcher signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden ist. In diesem kann die Steuervorrichtung von der Eingabevorrichtung oder/und vom wenigstens einen Sensor gelieferte Daten abspeichern und als abgespeicherte Daten wieder abrufen. Ebenso können die Eingabevorrichtung oder/und der wenigstens eine Sensor unmittelbar mit dem Datenspeicher signalübertragungsmäßig verbunden sein, sodass die Eingabevorrichtung in sie eingegebene Information ebenso unmittelbar in den Datenspeicher zur Speicherung übertragen kann wie der wenigstens eine Sensor Ergebnisse seines Erfassungsbetriebs.
In dem Datenspeicher können Daten, welche sich über die Betriebslebensdauer der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung nicht ändern oder nur unter großem Aufwand geändert werden können, beispielsweise über die maschinelle Konfiguration der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung und deren Komponenten, dauerhaft hinterlegt sein und beispielsweise vom Hersteller der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung während der Herstellung derselben bzw. vor ihrer Auslieferung hinterlegt werden. Sollte sich dennoch, etwa im Zuge einer Wartung oder einer Reparatur, die Maschinenkonfiguration ändern, kann der die Wartung oder Reparatur ausführende Betrieb entsprechende Inhaltsänderungen am Datenspeicher ausführen.
Der Datenspeicher kann unkörperlich mit der Steuervorrichtung signalübertragungsmäßig verbunden sein, etwa durch eine Funkstrecke oder durch Übertragung optischer Signale. Grundsätzlich kann der Datenspeicher daher gesondert und mit Abstand von der übrigen Gesteinsverarbeitungsvorrichtung vorgesehen sein. Die "übrige Gesteinsverarbeitungsvorrichtung" ist dabei repräsentiert durch ihren Maschinenkörper. Der Maschinenkörper umfasst den Maschinenrahmen und alle mit diesem verbundene Komponenten der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung, auch wenn diese relativ zum Maschinenrahmen beweglich angeordnet sind.
Bevorzugt ist der wenigstens eine Sensor zur Ermittlung eines räumlichen Entleerungsverhaltens des Materialpuffers während eines bestimmungsgemäßen Betriebs der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet, wenigstens einen der folgenden Betriebsparameter zu erfassen und an die Steuervorrichtung zu übertragen:

Füllgrad des Materialpuffers,
je einen lokalen Bereichs-Füllgrad von wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen des Materialpuffers,
Füllgrad wenigstens einer Fördervorrichtung,
Füllgrad wenigstens einer Arbeitseinheit,
Kornform oder/und Korngröße oder/und Korngrößenverteilung von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,
Art von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,
Feuchte des aufgegebenen Materials,
Dichte des aufgegebenen Materials,
Härte des aufgegebenen Materials,
Brechbarkeit des aufgegebenen Materials,
Abrasivität des aufgegebenen Materials,
Zustand des aufgegebenen Materials,
Menge an rückgeführtem Überkorn,
Größe eines Beladewerkzeugs einer den Materialpuffer diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung,
Aufgabemenge an aufzugebendem Material,
Fördergeschwindigkeit wenigstens einer Fördervorrichtung,
Arbeitsgeschwindigkeit wenigstens einer Arbeitseinheit,
Menge an bereits von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung verarbeitetem, jedoch in den Materialpuffer zurückgeführtem Material,
Menge an, insbesondere nicht-brechbarem, Fremdmaterial
wenigstens ein Füllgrad eines weiteren anderen Materialpuffers der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung oder/und einer weiteren Gesteinsverarbeitungsvorrichtung derselben Gesteinsverarbeitungsanlage.

Grundsätzlich reicht ein Sensor zur Erfassung eines Betriebsparameters aus. Dabei kann jedoch bereits ein und derselbe Betriebsparameter durch mehrere Sensoren erfasst werden, etwa wenn kein durchschnittlicher, sondern ein ortsabhängiger lokaler Füllgrad des Materialpuffers ermittelt werden soll. Sofern mehr als ein Betriebsparameter erfasst werden sollen, kann die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mehr als einen Sensor aufweisen. Das gleiche gilt, wenn mehr als ein physikalisches Wirkprinzip zur Erfassung eines oder mehrerer Betriebsparameter Anwendung finden soll.
Der wenigstens eine Betriebsparameter kann qualitativ oder/und quantitativ erfasst werden. Werden mehr als ein Betriebsparameter erfasst, dann kann ein Teil der Betriebsparameter qualitativ und ein anderer Teil kann quantitativ erfasst werden. Weiterhin ist ebenso denkbar, dass wenigstens ein Betriebsparameter sowohl quantitativ als auch qualitativ erfasst wird.
Der Füllgrad des Materialpuffers kann beispielsweise durch einen oder mehrere Ultraschallsensoren erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ ist eine optische Erfassung durch wenigstens eine Kamera als Sensor oder/und eine taktile Erfassung durch einen mechanischen Sensor möglich. Der Füllgrad des Materialpuffers, welcher üblicherweise trichterförmig ausgebildet ist, ist ein Maß für den Vorrat an an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung noch zu verarbeitendem Material.
Der Füllgrad des Materialpuffers kann durch eine Füllhöhe des in den Materialpuffer aufgegebenen Materials repräsentiert sein. Dabei kann ein einzelner Wert der Füllhöhe als repräsentativer Wert für eine gesamte mittlere Füllhöhe des Materialpuffers herangezogen werden. Bevorzugt werden mehrere lokale Füllhöhen ermittelt werden, um je einen lokalen Bereichs-Füllgrad von wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen des Materialpuffers zu bestimmen, um so die Beladung bzw. die Füllung des Materialpuffers lokal stärker aufzulösen. Hierdurch kann eine räumlich ungleichmäßige Beladung erkannt und aus der ungleichmäßigen Beladung Ziel-Teilbereiche für eine künftige Materialaufgabe ermittelt werden, mit dem Ziel die Beladung des Materialpuffers zu vergleichmäßigen. So kann beispielsweise ein Teilbereich in dem Gesamtaufgabebereich mit dem relativ zu anderen Teilbereichen des Gesamtaufgabebereichs geringsten lokalen Bereichs-Füllgrad als der Ziel-Teilbereich für eine nächste Materialaufgabe ausgewählt werden.
Ebenso ist denkbar, durch optische Verfahren, wie beispielsweise Laserscannen, ein Profil der Oberfläche von in den Materialpuffer aufgegebenen Material und deren Höhe über dem bekannten Boden des Materialpuffers zu ermitteln. Die Füllhöhe bzw. die lokalen Füllhöhen bis hin zum Oberflächenprofil des eingefüllten Materials können bereits den Füllgrad ausreichend repräsentieren. Sie können alternativ in Beziehung gesetzt werden zum maximalen Fassungsvermögen des Materialpuffers.
Dabei ist ein überfüllter Materialpuffer, insbesondere Aufgabetrichter, ebenso zu vermeiden wie ein unterfüllter Materialpuffer. Beim überfüllten Materialpuffer geht Material bei der Materialaufgabe verloren, weil es von einem Materialhaufen im Materialpuffer abrutschen und neben die Materialaufgabevorrichtung fallen kann. Außerdem kann die Förderleistung des Materialpuffers verschlechtert und die Siebleistung eines dem Materialpuffer nachgelagertem Vorsiebs bei Überladung des Materialpuffers negativ beeinflusst werden. Weiterhin kann die Überfüllung des Materialpuffers zu einer Überschüttung einer im Materialfluss nachfolgenden Arbeitseinheit, insbesondere Brechvorrichtung führen. Ein unterfüllter Aufgabetrichter kann zu einer hohen Belastung der an den Materialpuffer anschließenden Fördervorrichtung führen, da Material bei der Materialaufgabe unmittelbar auf die Fördervorrichtung auftrifft, was höheren Verschleiß und eine höhere Lärmemission bewirken kann.
Der Füllgrad des Materialpuffers sowie seine zeitliche und räumliche Entwicklung ist ein besonders bevorzugter Betriebsparameter zur Ermittlung eines nächsten Ziel-Teilbereichs einer künftigen Materialaufgabe. Ist beispielsweise ermittelbar, wo, gegebenenfalls auch wann, ein lokaler Bereichs-Füllgrad des Materialpuffers einen vorbestimmten Mindestfüllgrad erreicht, dann kann aus dieser Information abgeleitet werden, wo innerhalb eines für eine Materialaufgabe zur Verfügung stehenden Gesamtaufgabebereichs, und gegebenenfalls auch wann, der Materialpuffer beladen werden soll, um einen nachteiligen Beladungszustand zu vermeiden.
Bevorzugt wird der Füllgrad bzw. werden die lokalen Bereichs-Füllgrade des Materialpuffers wiederholt erfasst, um ein Entleerungsverhalten des Materialpuffers zu ermitteln. Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung umfasst bevorzugt eine Zeitmessvorrichtung, welche signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung verbunden ist, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung des oben genannten Datenspeichers. Die oder eine Zeitmessvorrichtung kann in den wenigstens einen Sensor oder/und in die Eingabevorrichtung oder/und in die Steuervorrichtung integriert sein. Durch Signale der Zeitmessvorrichtung kann die Steuervorrichtung Erfassungsereignissen des wenigstens einen Sensors oder/und Eingabeereignissen der wenigstens einen Eingabevorrichtung eine Ereigniszeit zuordnen. Aus dem zeitlichen Abstand von wenigstens zwei Ereigniszeiten für ein gleichartiges Ereignis, etwa die Erfassung ein und desselben Betriebsparameters, kann die Steuervorrichtung eine den jeweiligen Ereignissen zugeordnete Änderungsrate bestimmen. So kann die Steuervorrichtung aus zwei Erfassungen lokaler Bereichs-Füllgrade des Materialpuffers und dem bekannten zeitlichen Abstand zwischen diesen Erfassungsereignissen lokale Änderungsraten des Füllgrads bzw. Änderungsraten der lokalen Bereichs-Füllgrade ermitteln. Aus den ermittelten Änderungsraten und einem durch Erfassung bekannten Füllgrad kann die Steuervorrichtung beispielsweise durch Extrapolation einen Ziel-Teilbereich als jenen Bereich innerhalb des Gesamtaufgabebereichs auswählen, welcher ausgehend von seinem aktuellen lokalen Bereichs-Füllgrad als erster Teilbereich einen vorbestimmten Mindest-Füllstand erreichen wird.
Alternativ oder bevorzugt zusätzlich zum Füllgrad des Materialpuffers kann der Füllgrad wenigstens einer Fördervorrichtung als der oder ein relevanter Betriebsparameter erfasst werden. Bevorzugt ist dabei die Erfassung des Füllgrads einer vom Materialpuffer zu einer Arbeitseinheit, insbesondere zu einer Brechvorrichtung, fördernden Fördereinrichtung. Die Förderleistung einer unmittelbar aus dem Materialpuffer fördernden Fördereinrichtung hat nämlich sowohl Einfluss auf den Füllgrad des Materialpuffers, als auch auf den Füllgrad der Arbeitseinheit, insbesondere der Brechvorrichtung, zu der sie Material hin fördert. Entsprechendes gilt für die Erfassung einer Fördergeschwindigkeit wenigstens einer Fördervorrichtung, welche bevorzugt wiederum die zwischen Materialpuffer und Arbeitseinheit, insbesondere Brechvorrichtung, fördernde Fördervorrichtung ist.
Das Produkt aus Füllgrad und Fördergeschwindigkeit einer Fördervorrichtung gibt ein Maß für das durch die Fördervorrichtung geförderte Volumen bzw. für die Förderleistung der Fördervorrichtung an.
Die Fördervorrichtung kann eine Bandfördervorrichtung oder eine Rinnenfördervorrichtung sein, wobei Letztere bevorzugt nach Mikrowurfprinzip als Vibrationsförderer fördert. Gerade als Fördervorrichtung zur Förderung zwischen Materialpuffer und einer Brechvorrichtung ist ein Vibrationsförderer, vorzugsweise in Gestalt einer Rinnenfördervorrichtung, bevorzugt. Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung kann auch eine Mehrzahl an Fördervorrichtungen aufweisen und wird in der Regel eine solche Mehrzahl aufweisen, beispielsweise weil nicht dieselbe Fördervorrichtung als Aufgabefördervorrichtung vom Materialpuffer weg zu einer Arbeitseinheit und als Austragsfördervorrichtung von einer Arbeitseinheit weg aus der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung hinaus fördern kann. Im Falle einer Mehrzahl von Fördervorrichtungen können diese unterschiedliche Förderprinzipien nutzen, wie das oben bereits beschriebene Mikrowurfprinzip bei Vibrationsförderern oder/und wie ein Bandförderer, wobei der Bandförderer aufgrund der im Austrag auftretenden geringeren Korngröße und einer üblicherweise homogeneren Korngrößenverteilung in der Regel vor allem als Austragsfördervorrichtung zur Anwendung kommt.
Eine Fördergeschwindigkeit einer Fördervorrichtung kann in unterschiedlicher Art und Weise ermittelt werden. Die Fördergeschwindigkeit kann unabhängig von der Art der Fördervorrichtung durch Erfassung einer Bewegung in Förderrichtung eines auf der Fördervorrichtung liegenden Materials bestimmt werden, etwa durch Lichtschranke, durch Ultraschall, durch optische Erfassung und Bildverarbeitung und dergleichen. Eine Fördergeschwindigkeit eines Bandförderers kann durch Erfassung der Drehzahl einer mit dem Förderband kooperierenden Rolle, sei es Stützrolle oder Antriebsrolle, oder durch Erfassung unmittelbar der Bahngeschwindigkeit des Förderbands erfasst werden. Bei Vibrationsförderern kann die Vibrationsamplitude und die Vibrationsfrequenz ein Maß für die Geschwindigkeit von auf einem Vibrationsförderer aufliegendem Material sein, sodass eine Erfassung der Vibrationsamplitude und der Vibrationsfrequenz eine Erfassung von die Fördergeschwindigkeit repräsentierenden Größen ist. Für alle Fördervorrichtungen gilt außerdem, dass deren Förderleistung aus der Antriebsleistung eines sie antreibenden Motors ableitbar ist, so dass die Förderleistung mittelbar aus der Erfassung eines Motordrehmoments und einer Motordrehzahl ableitbar ist. Für manche Bauarten an Elektromotoren ist das abgegebene Motordrehmoment aus dem gezogenen Motorstrom ermittelbar. Für hydraulische Motoren gilt, dass das abgegebene Drehmoment proportional ist zum Produkt aus dem Druckabfall über den hydraulischen Motor hinweg und dessen Schluckvolumen. Ansonsten kann für jeden Motor abhängig von seinen Stellgrößen ein Drehmomentkennfeld ermittelt und abgespeichert werden. Aus den erfassten Stellgrößen kann dann durch Abruf des Drehmomentkennfelds von der Steuervorrichtung das Motordrehmoment ermittelt werden.
Ebenso wie ein Füllgrad des Materialpuffers oder/und ein Füllgrad einer Fördervorrichtung kann ein Füllgrad einer Arbeitseinheit erfasst werden. Hier können Sensoren eingesetzt werden, die zur Erfassung des Füllgrads dieselben physikalischen Wirkprinzipien nutzen wie vorgenannten Sensoren zur Ermittlung von Füllgraden. Die Arbeitseinheit kann wenigstens eine Brechvorrichtung aus der wenigstens einen Brechvorrichtung sein oder/und kann eine Siebvorrichtung aus der wenigstens einen Siebvorrichtung sein. Ein Füllgrad einer Arbeitseinheit der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung ist ein wesentlicher Einflussfaktor auf den Materialfluss in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung und damit für die Entladung bzw. Entleerung des Materialpuffers.
So wie der Füllgrad einer Fördervorrichtung mit der Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung in Zusammenhang steht, steht der Füllgrad einer Arbeitseinheit in Zusammenhang mit der Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit. Daher kann in einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine Arbeitsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit, also wenigstens einer Brechvorrichtung oder/und wenigstens einer Siebvorrichtung, erfasst werden.
Im Falle einer Brechvorrichtung ist unabhängig von der konkreten Brecherart stets eine Eingangswelle vorhanden, welche einem beweglichen Teil der Brechvorrichtung, wie etwa der beweglichen Brecherbacke eines Backenbrechers, dem Rotor eines Prallbrechers, dem Konus eines Kegelbrechers oder der Walze eines Walzenbrechers kinetische Energie zuführt. Hier kann die Drehzahl der Eingangswelle, gegebenenfalls unter zusätzlicher Erfassung und Berücksichtigung des von der Eingangswelle gelieferten Drehmoments, ein Maß für die Arbeitsgeschwindigkeit der Brechvorrichtung sein. Das Drehmoment der Eingangswelle ist das Drehmoment einer die Eingangswelle antreibenden Maschine, gegebenenfalls gewandelt durch wenigstens ein zwischen Antriebsmaschine und Eingangswelle angeordnetes Getriebe.
Da die Siebvorrichtung einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung als gerüttelte Siebvorrichtung ähnlich einem Vibrationsförderer funktioniert, kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Siebvorrichtung durch eine Amplitude oder/und eine Frequenz einer periodischen Siebbewegung repräsentiert sein. Auch die Siebvorrichtung wird durch eine Antriebswelle zu ihrer periodischen Bewegung angetrieben. Deren Drehzahl, gegebenenfalls unter zusätzlicher Erfassung und Berücksichtigung des von der Antriebswelle gelieferten Drehmoments, ist ebenfalls ein Indikator für die Arbeitsgeschwindigkeit einer Siebvorrichtung. Daher kann ein Sensor zur Erfassung der Arbeitsgeschwindigkeit der Siebvorrichtung die Bewegungsamplitude oder/und die Bewegungsfrequenz der Siebvorrichtung oder/und eine Drehzahl oder/und ein Drehmoment der Antriebswelle der betreffenden Siebvorrichtung erfassen.
Ein weiterer möglicher erfassbarer Betriebsparameter ist die Kornform oder/und die Korngröße von aufgegebenem oder/und gefördertem Material oder/und der Anteil an Fremdmaterial in aufgegebenem oder/und gefördertem Material, wobei das geförderte Material in der Regel zuvor an der Materialaufgabevorrichtung aufgegeben wurde. Zusätzlich oder alternativ kann die Verteilung von Korngrößen, also die Häufigkeit des Auftretens einzelner unterschiedlicher Korngrößen bzw. Korngrößenbereich, im aufgegebenen oder/und geförderten Material ein für den Materialfluss in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung relevanter Betriebsparameter sein. Kornformen oder/und Korngrößen und Korngrößenverteilungen oder/und der Anteil an Fremdmaterial können beispielsweise durch Bildverarbeitung erfasst werden. Gerade die Korngrößenverteilung ist ein maßgeblicher Einflussfaktor für den Erfolg einer Vorabsiebung, welche wiederum die Qualität einer nachgelagerten Brechvorrichtung und in der Folge die Menge an anfallendem Überkorn beeinflusst. Fremdmaterial ist insbesondere nicht-brechbares Material, wie Kunststoff, Holz, Stahl und dgl. Diese Fremdmaterialien können den Betriebsablauf einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung stören.
Die Korngröße oder/und die Korngrößenverteilung oder/und der Anteil an Fremdmaterial von bzw. in aufgegebenem Material ist außerdem ein Maß für das Potenzial, den Materialpuffer räumlich ungleichmäßig zu beladen. Größere Körner verteilen sich während einer Materialaufgabe durch den beim Schütten in den Materialpuffer erhaltenen Impuls in der Regel weniger gleichmäßig als kleinere Körner. Ebenso kann Fremdmaterial, etwa Stahlarmierungen aus Stahlbeton, eine gleichmäßige Verteilung von Material im Materialpuffer oder/und in einer nachfolgenden Fördervorrichtung behindern. Kornformen oder/und Korngrößen oder/und Korngrößenverteilungen oder/und der Anteil an Fremdmaterial können qualitativ oder/und quantitativ erfasst werden.
Das oben zum Füllgrad des Materialpuffers und seiner Erfassung Gesagte gilt mutatis mutandis für einen Füllgrad eines etwaig vorhandenen, im Materialfluss der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung oder der sie umfassenden Gesteinsverarbeitungsanlage gelegenen weiteren anderen Materialpuffers.
Das beim Brechen von Gesteinsmaterial entstehende Überkorn wird üblicherweise über stets ein und dieselbe Überkorn-Fördereinrichtung in ein und demselben Teilbereich des Gesamtaufgabebereichs zurück in den Materialpuffer gefördert und trägt somit zum Füllgrad des Materialpuffers und zu dessen räumlichem und zeitlichem Entleerungsverhalten bei. Daher ist auch eine Erfassung der Menge an rückgeführtem Überkorn, insbesondere an pro Zeiteinheit rückgeführtem Überkorn, ein aussagekräftiger Betriebsparameter hinsichtlich des räumlichen und zeitlichen Entleerungsverhaltens des Materialpuffers. Die Menge an rückgeführtem Überkorn kann optisch oder/und durch Bilderfassung und Bildverarbeitung erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ ist die Erfassung eines über ein rückführendes Überkorn-Förderband pro Zeiteinheit geförderten Gewichts an Überkorn-Material zur Erfassung der Menge an rückgeführtem Überkorn denkbar. Da die Bauart der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung und ihrer Komponenten bekannt sind, können der Steuervorrichtung Daten bereitgestellt werden, etwa in dem oben bezeichneten Datenspeicher, aus welchen die Steuervorrichtung einen lokalen räumlichen Einfluss des rückgeführten Überkorns auf den Füllgrad bzw. lokale Bereichs-Füllgrade aus der Menge an rückgeführtem Überkorn, insbesondere aus der pro Zeiteinheit rückgeführten Menge an Überkorn, ermitteln kann.
Ein sehr aussagekräftiger Betriebsparameter ist die Art des Materials, welches in die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung aufgegeben und von dieser gefördert wird. Die Art des zu verarbeitenden Materials kann durch einen oder mehrere qualitative oder/und durch einen oder mehrere quantitative Parameter bestimmt sein. Ein qualitativer Parameter kann gemäß einer vorab festgelegten Klassifizierung den beispielsweisen Inhalt "Hartgestein", "Weichgestein", "armierter Beton", "Asphalt", "Bauschutt", "Kies" und/oder "Gleisschotter" haben. Ein quantitativer Parameter kann beispielsweise gemäß anerkannten und vorzugsweise normierten Messverfahren bestimmte Werte für Dichte oder/und Härte oder/und Brechbarkeit oder/und Abrasivität oder/und Feuchte des aufgegebenen bzw. geförderten Materials aufweisen. Auch diese Parameter können gemäß einer vorab festgelegten Klassifizierung die qualitativen Inhalte "hart", "mittelhart", "weich", "gute Brechbarkeit", "mittlere Brechbarkeit", "schlechte Brechbarkeit", "geringe Feuchte", "mittlere Feuchte", "hohe Feuchte" usw. haben.
Die Dichte kann quantitativ beispielsweise aus einer optischen Volumenmessung bei gleichzeitiger Wägung, etwa durch eine in eine Fördervorrichtung integrierte Waage, bestimmt werden. Die Feuchtigkeit des Materials kann durch einen entsprechenden Feuchtigkeitssensor ermittelt werden. Die Abrasivität kann durch einen LCPC-Test bestimmt werden. Die Brechbarkeit eines Materials kann parallel zur Abrasivität während des LCPC-Tests bestimmt werden oder als Los-Angeles-Wert nach DIN EN 1097-2 in der jeweils aktuell gültigen Fassung bestimmt werden.
Abhängig von der Art des Materials kann dieses während der Materialaufgabe, also beim Einschütten in den Materialpuffer, unterschiedliches räumliches Verteilverhalten zeigen bzw. erwarten lassen, sodass die Art des Materials ein Maß dafür sein kann, wie sehr in den Materialpuffer aufgegebenes Material in dem tatsächlichen Teilbereich der Materialaufgabe verbleibt oder, getrieben durch den beim Einschütten erhaltenen Impuls, sich aus dem tatsächlichen Teilbereich der Materialaufgabe in benachbarte Teilbereiche bewegt. Auch dies trägt zu unterschiedlichen lokalen Bereichs-Füllgraden und damit auch zu unterschiedlichem lokalem Entleerungsverhalten bei.
Wenn die Zusammensetzung des aufgegebenen Gesteins bekannt ist, kann die Steuervorrichtung auf Eingabe der jeweiligen Gesteinsart hin mittels der Eingabevorrichtung entsprechende Materialwerte, wie Härte, Dichte und Brechbarkeit, aus einer im oben bezeichneten Datenspeicher hinterlegten Tabelle auslesen. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, das aufgegebene Material mit energiereicher elektromagnetischer Strahlung, etwa Röntgenstrahlung, zu bestrahlen und die Bestrahlungsantwort des Materials zu erfassen und anhand von hinterlegten Datentabellen aus der erfassten Bestrahlungsantwort Rückschlüsse über die Zusammensetzung des Materials und seiner Eigenschaften und Materialkennwerte zu ziehen.
Der Zustand des Materials kann beispielsweise in vorgebrochen und nicht-vorgebrochen klassifiziert sein, wobei "vorgebrochen" ein vorausgehendes Brechen durch eine Gesteinsverarbeitungsvorrichtung bezeichnet. Vorgebrochenes Material kann in derselben Gesteinsverarbeitungsvorrichtung rückgeführtes Überkorn sein. Zusätzlich oder alternativ kann vorgebrochenes Material von einer im Materialfluss vorgelagerten anderen Gesteinsverarbeitungsvorrichtung an die betreffende Gesteinsverarbeitungsvorrichtung übergeben werden. Im Falle von Mischungen aus vorgebrochenem und nicht-vorgebrochenem Material kann der Zustand des Materials durch ein Mischungsverhältnis, insbesondere massenbezogenes Mischungsverhältnis, von vorgebrochenem und nicht-vorgebrochenem Material angegeben sein. Der Zustand des Materials kann grundsätzlich wie beispielsweise die Kornform durch Bildverarbeitung erfasst werden. Der Zustand kann zusätzlich oder alternativ durch vorgebrochenes oder/und nicht-vorgebrochenes Material zur Bearbeitung durch die jeweilige Gesteinsverarbeitungsvorrichtung fördernde Fördermittel per Datenübertragung an die Steuervorrichtung übertragen werden. Durch Fördermittelwaagen, wie etwa Band- oder Schaufelwaagen, kann das jeweilige Fördermittel zusätzlich eine Mengeninformation über das Material des jeweiligen Zustands mit übertragen.
Ein weiterer einflussreicher Betriebsparameter, der allerdings außerhalb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung gelegen ist, ist die Größe eines Beladewerkzeugs einer den Materialpuffer diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung. Dies ist beispielsweise das Volumen einer Schaufel eines Baggers oder eines Radlagers als einer möglichen Beladevorrichtung. Grundsätzlich kann diese Größe über die oben genannte Eingabevorrichtung eingegeben werden oder kann durch eine entsprechende Sendevorrichtung am Beladewerkzeugs zu einer in einer auf die Sendevorrichtung abgestimmte Empfangsvorrichtung an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung übertragen werden. Schließlich kann ein Sensor an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung, etwa ein Laserscanner, die Größe des Beladewerkzeugs oder wenigstens einen den Beladewerkzeug zuordenbaren Größenbereich unmittelbar erfassen. Auch durch Erfassung der Füllgradveränderung im Materialpuffer jeweils vor und nach einem Materialaufgabevorgang kann die Größe, etwa das Volumen, des Beladewerkzeugs ermittelt werden. Die Größe des Beladewerkzeugs ist ein Maß für die mit einer Materialaufgabe in den Materialpuffer aufgebbare Materialmenge. Damit kann die Steuervorrichtung ein Maß an Veränderung des Füllgrads bzw. lokaler Bereichs-Füllgrade durch die nächste Materialaufgabe prognostizieren. Zusätzlich oder alternativ kann die tatsächliche Aufgabemenge erfasst werden, welche in den Materialpuffer aufgegeben wurde oder aufgegeben werden soll.
Alle oben genannten Parameter haben Einfluss auf den Füllgrad und dessen räumliche Unterschiede des Materialpuffers in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung, insbesondere als zeitveränderliche Betriebsparameter und damit auf das räumliche, und insbesondere auch zeitliche, Entleerungsverhalten, mit welchem sich der Materialpuffer durch die bestimmungsgemäße Gesteinsverarbeitung in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung leert.
Die Steuervorrichtung kann während des Betriebs der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung durch Erfassung mehrerer der oben genannten Parameter unter Einbeziehung des Füllgrads des Materialpuffers die räumliche Veränderung des Füllgrads des Materialpuffers, insbesondere als Funktion der Zeit, in Abhängigkeit der übrigen erfassten Betriebsparameter einschließlich der Zeit erfassen und durch Methoden der künstlichen Intelligenz, wie etwa Deep Learning, oder andere analytische Methoden eine wenigstens qualitative Abhängigkeitsbeziehung zwischen dem Füllgrad des Materialpuffers, insbesondere den lokalen Bereichs-Füllgraden, und den übrigen erfassten Betriebsparametern erlernen und zur Prognose verwenden, in welchem Teilbereich des Gesamtaufgabebereichs eine erneute Materialaufgabe erforderlich sein wird. Mit zunehmender Betriebsdauer wird so die Prognosegenauigkeit der Steuervorrichtung mittels ihrer Ortsinformation zunehmend präziser.
Zusätzlich oder alternativ können ein Funktions- bzw. Datenzusammenhang oder mehrere Funktions- bzw. Datenzusammenhänge zwischen dem Füllgrad des Materialpuffers, insbesondere dessen lokaler Bereichs-Füllgrade, und einem oder mehreren weiteren der oben genannten Betriebsparameter vorab experimentell in Versuchsbetrieben der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung bestimmt und in geeigneter Form im Datenspeicher hinterlegt werden. Geeignete Formen sind unter anderem Formeln, Kennfelder, Fuzzy-Sets bzw. Fuzzy-Mengen und dergleichen.
Der wenigstens eine vorab in Versuchsbetrieben ermittelte Funktions- bzw. Datenzusammenhang kann Grundlage für die Prognose einer zukünftigen Entwicklung des Füllgrads des Materialpuffers, insbesondere dessen lokaler Bereichs-Füllgrade, und damit für die Ermittlung der Ortsinformation sein. Sie kann, und das ist bevorzugt, auch die Grundlage für ein fortgesetztes Lernen mit Hilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz im weiteren Einsatz der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung sein.
Die so erlernten oder durch fortgesetztes Lernen weiterentwickelten Funktionszusammenhänge mehrerer Gesteinsverarbeitungsvorrichtungen können an eine zentrale Datensammelstelle, etwa des Vorrichtungsherstellers oder seines Vertragspartners, übertragen und dort ausgewertet und beispielsweise konsolidiert werden. Nach derartiger Überarbeitung können die dann verbesserten Funktionszusammenhänge an neue oder/und bestehende Gesteinsverarbeitungsvorrichtungen übertragen und von diesen als Ermittlungsgrundlage zur Ermittlung der Ortsinformation in Abhängigkeit des wenigstens einen Betriebsparameters verwendet werden.
Wie oben bereits dargelegt wurde, kann auch wenigstens ein Betriebsparameter oder können mehrere Betriebsparameter durch die Eingabevorrichtung der Steuervorrichtung, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung des Datenspeichers, zugeführt werden. Die Steuervorrichtung ist daher bevorzugt zusätzlich dazu ausgebildet, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation unter Berücksichtigung wenigstens einer der folgenden in die Eingabevorrichtung eingegebenen Informationen zu ermitteln:

Soll-Füllgrad des Materialpuffers,
je einen lokalen Soll-Bereichs-Füllgrad von wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen des Materialpuffers,
Soll-Korngröße oder/und Soll-Korngrößenverteilung von aufgegebenem oder/- und gefördertem Material,
Art der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung,
Art von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,
Art der den Materialpuffer diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung,
Größe eines Beladewerkzeugs der den Materialpuffer diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung,
Aufgabemenge an aufzugebendem oder aufgegebenem Material.

Mit der Benennung als "Soll-" ist angezeigt, dass der betreffende Parameter nicht sensorisch erfasst, sondern als Sollwert vorgegeben ist. Die Steuervorrichtung geht dabei davon aus, dass die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung und ihre Komponenten mit jeweiligen Ist-Werten betrieben wird, die sich von den vorgegebenen Soll-Werten nur in einem vorbestimmten Toleranzbereich unterscheiden und ansonsten mit diesen ausreichend übereinstimmen. Dadurch kann der Aufwand zur sensorischen Erfassung von Betriebsparametern auf einige wenige hochrelevante Betriebsparameter, zu welchen beispielsweise den Füllgrad des Materialpuffers zählt, beschränkt werden, ohne hierbei übermäßig an Prognosegenauigkeit in der Ortsinformation einzubüßen.
Für die Nutzung der in die Eingabevorrichtung eingegebenen Informationen zur Ermittlung der Ortsinformation gilt ansonsten das oben zu den sensorisch erfassten Betriebsparametern Gesagte entsprechend.
Zur möglichst präzisen Ermittlung der Ortsinformation kann die Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation unter wenigstens einer der folgenden aus einer bzw. der oben genannten Speichervorrichtung abgerufenen Informationen zu ermitteln:

Art der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung.

Unter der Art der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung sind Aspekte ihres konstruktiven oder/und funktionalen Aufbaus zu verstehen. So kann beispielsweise dann, wenn ein Teil des Gesamtaufgabebereichs als Rost oder Sieb ausgebildet ist, um mit einer Vorabsiebung bereits möglichst nahe am Materialpuffer zu beginnen, gewünscht sein, Materialaufgaben in einem Ziel-Teilbereich des Gesamtaufgabebereichs auszuführen, welcher von dem Rost oder Sieb entfernt gelegen ist und von welchem aus Material erst zu dem Rost oder Sieb gefördert werden muss. Der Rost oder Sieb kann Teil einer Aufgabefördervorrichtung sein, insbesondere als Rinnenfördervorrichtung, mit welcher Material vom Materialpuffer weg zu einer Arbeitseinheit hin gefördert wird. Durch Materialaufgabe in einem Ziel-Teilbereich mit Abstand von einem Ort der Vorabsiebung kann erreicht werden, dass durch die Förderbewegung des Materials zum Ort der Vorabsiebung hin eine Durchmischung des Materials, insbesondere hinsichtlich unterschiedlicher Korngrößen, bzw. eine Bewegung von Körnern unterschiedlicher Größe innerhalb des aufgegebenen Materials erfolgt, sodass Spalte des Rosts oder Maschen des Siebs passierende Körner, welche zunächst auf größeren Körnern liegen, den Rost bzw. das Sieb zu deren Sortierung tatsächlich erreichen können.
Je nach konstruktiver und funktioneller Ausgestaltung einer in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung angeordneten Brechvorrichtung kann außerdem eine jeweils angepasste unterschiedliche Materialzufuhr zur Beschickung der Brechvorrichtung vorteilhaft sein. Die jeweils für die vorhandene Brechvorrichtung vorteilhafteste Materialzufuhr kann bereits im Materialpuffer durch entsprechend geeignete Materialaufgabe unterstützt werden.
Um die Ortsinformation Dritten, insbesondere Maschinenführern von Beladevorrichtungen, zugänglich zu machen, kann die Ausgabevorrichtung dazu ausgebildet sein, Information in einer Art ungerichteter Ausgabe empfängerunabhängig in einen die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung wenigstens teilweise umgebenden oder/und an die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung angrenzenden Raumbereich auszugeben. Dies bedeutet bevorzugt, dass keine Empfangsvorrichtung notwendig ist, um die von der Ausgabevorrichtung ausgegebene Ortsinformation in für Menschen oder für elektronische Datenverarbeitungsvorrichtungen verständlicher Fassung wiederzugeben.
So kann die Ausgabevorrichtung die Ortsinformation optisch wahrnehmbar ausgeben, etwa durch Anzeige einer Projektion einer Markierung, beispielsweise eines Fadenkreuzes oder/und eines Lichtflecks oder/und eines Rahmens, in den Gesamtaufgabebereich, um in diesem den Ziel-Teilbereich der künftigen Materialaufgabe von jenen Teilbereichen unterscheidbar zu machen, in welche eine Materialaufgabe weniger gewünscht oder bevorzugt ist. Hierzu kann die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung, insbesondere die Ausgabevorrichtung, eine Projektionsvorrichtung aufweisen, welche innerhalb des Gesamtaufgabebereichs den Ziel-Teilbereich, beispielsweise in der oben genannten Art, optisch wahrnehmbar kennzeichnet, etwa durch Projektion einer Markierung.
Alternativ oder zusätzlich kann die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung eine von einem Maschinenkörper der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung gesondert ausgebildete, relativ zu dem Maschinenkörper bewegliche und vom Maschinenkörper trennbare oder getrennte Empfangsvorrichtung aufweisen, um sicherzustellen, dass die Ortsinformation unmittelbar dort ankommt, wo sie tatsächlich benötigt wird. Die Ausgabevorrichtung gibt dann die Ortsinformation dadurch aus, dass sie sie an die Empfangsvorrichtung überträgt. Die Empfangsvorrichtung ist selbst wiederum dazu ausgebildet, die empfangene Ortsinformation wahrnehmbar an eine Bedienperson auszugeben oder/und zur Steuerung von Maschinenkomponenten zu verarbeiten oder/und zu verwenden.
Beispielsweise kann die Empfangsvorrichtung eine grafische Repräsentation des Gesamtaufgabebereichs der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung darstellen und in dieser grafischen Repräsentation den Ziel-Teilbereich markieren, etwa durch wenigstens ein Element aus einem Rahmen, einem Fadenkreuz, einem Farbfleck und dergleichen.
Grundsätzlich kann die Empfangsvorrichtung fest in eine andere Vorrichtung eingebaut sein. Bevorzugt ist dies die Beladevorrichtung, besonders bevorzugt ein Führerstand der Beladevorrichtung. In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Empfangsvorrichtung eine tragbare Empfangsvorrichtung, wie etwa ein Smartphone, ein Tablet-Computer oder ein Laptop-Computer. Sie kann dann von einem Maschinenführer der Beladevorrichtung mitgeführt werden und kann so dem Maschinenführer die Ortsinformation selbst dann zur Kenntnis bringen, wenn dieser sich nicht an seiner Beladevorrichtung befindet.
Wegen des Zusammenspiels der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mit einer Beladevorrichtung, um einen Betrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung an einem vorteilhaften Betriebspunkt gewährleisten zu können, betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Maschinenkombination aus einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mit gesonderter, getrennter oder trennbarer Empfangsvorrichtung und mit einer den Materialpuffer der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung. Bevorzugt ist die Empfangsvorrichtung in der Beladevorrichtung angeordnet, um die Ortsinformation dort bereitzuhalten, wo sie unmittelbar benötigt wird, so dass eine lokal möglichst präzise Beladung des Materialpuffers gewährleistet werden kann.
Die Beladevorrichtung kann ein Bagger oder ein Radlader sein, je nach Ausgestaltung der Baustelle, auf welcher die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung bzw. die Maschinenkombination eingesetzt ist. Der Begriff "Baustelle" schließt dabei ganz allgemein alle Stätten einer Erzeugung oder Bereitstellung von von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung zu verarbeitendem Material ein, wie beispielsweise Steinbrüche, Kiesgruben, Bauwerkabrissorte, Recyclinghöfe und dergleichen. Der Begriff "mineralisches Material" schließt daher sowohl natürliches wie auch durch Verarbeitung erzeugtes mineralisches Material ein. Zu letzterem zählen Baustoffe ebenso wie rückgeführtes Überkorn.
Die Empfangsvorrichtung kann die Ortsinformation graphisch oder/und akustisch an einen Maschinenführer der Beladevorrichtung ausgeben, etwa auch über ein Head-Up-Display, sodass dieser nach Kenntnisnahme der Ortsinformation die notwendigen Handlungen unternehmen kann, um eine rechtzeitige Beladung des Materialpuffers zu bewirken. Zusätzlich oder alternativ kann die Empfangsvorrichtung mit einer transportrelevanten Betriebskomponente der Beladevorrichtung signalübertragungsmäßig gekoppelt sein und diese nach Maßgabe der Ortsinformation ansteuern. Eine transportrelevante Betriebskomponente kann beispielsweise wenigstens ein Aktuator an der Beladevorrichtung sein, welcher ein Beladewerkzeug der Beladevorrichtung, wie etwa eine Schaufel des Baggers bzw. Radladers, zur Füllung desselben bewegt.
So ist ein den Maschinenführer unterstützender teilautomatisierter Betrieb der Beladevorrichtung oder sogar ein vollautomatisierter Betrieb der Beladevorrichtung durch die Empfangsvorrichtung, gegebenenfalls unterstützt durch wenigstens eine weitere Steuervorrichtung auf Seiten der Beladevorrichtung, möglich.
Der wenigstens eine Betriebsparameter kann qualitativ oder/und quantitativ erfasst werden. Werden mehr als ein Betriebsparameter erfasst, dann kann ein Teil der Betriebsparameter qualitativ und ein anderer Teil kann quantitativ erfasst werden. Weiterhin ist ebenso denkbar, dass wenigstens ein Betriebsparameter sowohl quantitativ als auch qualitativ erfasst wird.
Die Art des zu verarbeitenden Materials kann durch einen oder mehrere qualitative oder/und durch einen oder mehrere quantitative Parameter bestimmt sein. Ein qualitativer Parameter kann gemäß einer vorab festgelegten Klassifizierung den beispielsweisen Inhalt "Hartgestein", "Weichgestein", "armierter Beton", "Asphalt-Fräsgut", "Asphalt-Scholle", "Bauschutt", "Kies", "Gleisschotter" und/oder "Sonstiges" haben.
Ein quantitativer Parameter kann beispielsweise gemäß anerkannten und vorzugsweise normierten Messverfahren bestimmte Werte für Dichte oder/und Härte oder/und Brechbarkeit oder/und Abrasivität oder/und Feuchte des aufgegebenen bzw. geförderten Materials aufweisen. Auch diese Parameter können gemäß einer vorab festgelegten Klassifizierung durch qualitativ, insbesondere nur qualitativ, bestimmt sein. Beispielsweise können Parameter die qualitativen Inhalte "hart", "mittelhart", "weich", "gute Brechbarkeit", "mittlere Brechbarkeit", "schlechte Brechbarkeit", "geringe Feuchte", "mittlere Feuchte", "hohe Feuchte" usw. haben. Die qualitative Abstufung kann mehr als drei Stufen aufweisen.
Die Dichte kann quantitativ beispielsweise aus einer optischen Volumenmessung bei gleichzeitiger Wägung, etwa durch eine in eine Fördervorrichtung integrierte Waage, bestimmt werden. Die Feuchtigkeit des Materials kann durch einen entsprechenden Feuchtigkeitssensor ermittelt werden. Die Abrasivität kann durch einen LCPC-Test bestimmt werden. Die Brechbarkeit eines Materials kann parallel zur Abrasivität während des LCPC-Tests bestimmt werden oder als Los-Angeles-Wert nach DIN EN 1097-2 in der jeweils aktuell gültigen Fassung bestimmt werden.
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung kann Teil einer Gesteinsverarbeitungsanlage sein, welche mehrere Gesteinsverarbeitungsvorrichtungen umfasst. Bevorzugt arbeiten diese mehreren Gesteinsverarbeitungsvorrichtungen verkettet in dem Sinne, dass eine im Materialfluss stromaufwärtige Gesteinsverarbeitungsvorrichtung mit ihrem Endkornprodukt oder einem ihrer Endkornprodukte eine Materialaufgabevorrichtung einer stromabwärtigen Gesteinsverarbeitungsvorrichtung beschickt. Dann ist eine solche Gesteinsverarbeitungsanlage ebenfalls als Gesteinsverarbeitungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Anmeldung zu verstehen, welche eine Mehrzahl von Gesteinsverarbeitungs-Untervorrichtungen aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1: eine grobschematische Ansicht einer Baustelle mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung,
Fig. 2: die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung von Figur 1 in vergrößerter schematischer Seitenansicht,
Fig. 3: die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung von Figur 2 in vergrößerter schematischer Draufsicht,
Fig. 4: eine grobschematische Ansicht einer Empfangsvorrichtung zur Ausgabe von Zeitinformation, und
Fig. 5: eine grobschematische Ansicht einer Empfangsvorrichtung zur Ausgabe von Ortsinformation für eine Materialaufgabe an eine Materialaufgabevorrichtung der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung.

In Figur 1 ist eine Baustelle allgemein mit 10 bezeichnet. Zentrales Arbeitsgerät der Baustelle 10 ist eine Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 mit einem Prallbrecher 14 als einer Brechvorrichtung und mit einem Vorsieb 16 sowie einem Nachsieb 18 als Siebvorrichtungen. Die Baustelle ist vorliegend bevorzugt ein Steinbruch, kann jedoch ebenso ein Recyclinghof oder ein Abrissort eines oder mehrerer Bauwerke sein.
Von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 zu verarbeitendes, also größenmäßig zu sortierendes und zu zerkleinerndes Material M wird von einem Bagger 20 als einer Beladevorrichtung der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 in eine Materialaufgabevorrichtung 22 mit einem trichterförmigen Materialpuffer 24 durch Beladung diskontinuierlich aufgegeben.
Von der Materialaufgabevorrichtung 22 fördert ein als Rinnenförderer 26 ausgebildeter Vibrationsförderer das Material M zum Vorsieb 16, welches zwei Vorsiebdecks 16a und 16b aufweist, von welchen das obere Vorsiebdeck 16a eine größere Maschenweite aufweist und jene Korngrößen abscheidet und dem Prallbrecher 14 zuführt, welche gemäß den jeweiligen Vorgaben für das zu erzielende Endkornprodukt einer Zerkleinerung bedürfen.
Durch das obere Vorsiebdeck 16a fallende Körner werden durch das untere Vorsiebdeck 16b weiter sortiert in eine Nutzkorn-Fraktion 28, welche den Spezifikationen des zu erzielenden Endkornprodukts entspricht und in eine Unterkorn-Fraktion 30, welche eine so geringe Korngröße aufweist, dass sie als Wertkorn unbrauchbar ist.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Anzahl an Halden bzw. Fraktionen ist lediglich beispielhaft. Sie kann größer oder kleiner als im Beispiel angegeben sein. Außerdem kann auch die im vorliegenden Beispiel als Ausschuss erläuterte Unterkorn-Fraktion 30 eine Wertkorn-Fraktion sein, sofern die in der Fraktion 30 anfallende Korngrößenbereich für weitere Verwendungen nutzbar ist.
Die Nutzkorn-Fraktion 28 wird um das vom Prallbrecher 14 ausgegebene gebrochene Material vermehrt und durch eine erste Fördervorrichtung 32 in Gestalt eines Bandförderers zum Nachsieb 18 gefördert. Das Nachsieb 18 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls zwei Siebdecks bzw. Nachsiebdecks 18a und 18b auf, von welchen das obere Nachsiebdeck 18a die größere Maschenweite aufweist. Das obere Nachsiebdeck 18a lässt Wertkorn durch seine Maschen fallen und sortiert eine Überkorn-Fraktion 34 mit einer Korngröße aus, welche größer als die größte gewünschte Korngröße des Wertkorns ist. Die Überkorn-Fraktion 34 wird durch eine Überkorn-Fördervorrichtung 36 in die Materialeingabe des Prallbrechers 14 bzw. in das Vorsieb 16 rückgeführt. Die Überkorn-Fördervorrichtung 36 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Bandförderer ausgestaltet.
Das Nutzkorn der Nutzkorn-Fraktion 28 umfasst somit Überkorn und Wertkorn. Abweichend von der Darstellung im Ausführungsbeispiel kann beispielsweise die Überkorn-Fördervorrichtung 36 von einem Maschinenrahmen 50 der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 ausgeschwenkt werden, so dass die Überkorn-Fraktion 34 verhaldet wird, anstatt rückgeführt zu werden.
Das durch die Maschen des oberen Nachsiebdecks 18a gefallene Wertkorn wird durch das untere Nachsiebdeck 18b weiter fraktioniert in eine Feinkorn-Fraktion 38 mit kleinerer Korngröße und in eine Mittelkorn-Fraktion 40 mit größerer Korngröße.
Die Feinkorn-Fraktion 38 wird durch eine Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 in Gestalt eines Bandförderers zu einer Feinkorn-Halde 44 aufgeschüttet und verhaldet.
Die Mittelkorn-Fraktion 40 wird durch eine Mittelkorn-Austragsfördervorrichtung 46, ebenfalls in Gestalt eines Bandförderers, zu einer in Figur 1 nicht dargestellten und in Figur 2 lediglich grobschematisch dargestellten Mittelkorn-Halde 48 aufgeschüttet und verhaldet.
Als zentrale Struktur weist die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 einen Maschinenrahmen 50 auf, an welchen die genannten Vorrichtungskomponenten unmittelbar oder mittelbar festgelegt bzw. gelagert sind. Als zentrale Kraftquelle weist die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 eine am Maschinenrahmen 50 gelagerte Diesel-Brennkraftmaschine 52 auf, welche die gesamte von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 verbrauchte Energie erzeugt, sofern sie nicht in Energiespeichern, wie etwa Batterien, gespeichert ist. Zusätzlich kann die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12, sofern vorhanden, baustellenseitig an Baustellenstrom angeschlossen sein.
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12, die Teil einer Gesteinsverarbeitungsanlage mit einer Mehrzahl von in einem gemeinsamen Materialfluss angeordneten Gesteinsverarbeitungsvorrichtungen sein kann, ist im dargestellten Beispiel eine mobile, genauer selbstfahrende, Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 mit einem Raupenfahrwerk 54, welches über Hydromotoren 56 als Antrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 einen selbsttätigen Ortswechsel ohne externe Zugmaschine ermöglicht.
Ein Abbau der Wertkorn-Halden 44 und 48, sowie der Halde der Unterkorn-Fraktion 30 erfolgt diskontinuierlich durch einen oder mehrere Radlader 58 als eine beispielhafte Abbauvorrichtung. Auch die Halde der Unterkorn-Fraktion 30 muss regelmäßig abgebaut werden, um den Betrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 unterbrechungsfrei zu gewährleisten.
Für eine möglichst vorteilhafte Betriebssteuerung verfügt die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 über die nachfolgend anhand der größeren Darstellung von Figur 2 geschilderten Vorrichtungskomponenten:
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 umfasst eine Steuervorrichtung 60, beispielsweise in Gestalt einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage mit integrierten Schaltkreisen, welche den Betrieb von Vorrichtungskomponenten steuert. Hierzu kann die Steuervorrichtung 60 beispielsweise entweder unmittelbar Antriebe von Vorrichtungskomponenten ansteuern oder Aktuatoren ansteuern, welche wiederum Bauteile bewegen können.
Die Steuervorrichtung 60 ist signalübertragungsmäßig für einen Datenaustausch mit einem Datenspeicher 62 verbunden und ist mit einer Eingabevorrichtung 64 zur Eingabe von Information verbunden. Über die Eingabevorrichtung 64, beispielsweise ein Touchscreen, ein Tablet-Computer, eine Tastatur und dergleichen, kann Information an die Eingabevorrichtung 64 eingegeben und von dieser im Datenspeicher 62 abgespeichert werden.
Außerdem ist die Steuervorrichtung 60 signalübertragungsmäßig mit einer Ausgabevorrichtung 66 verbunden, um Information auszugeben.
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 weist außerdem zur Informationsbeschaffung über ihren Betriebszustand diverse Sensoren auf, welche signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung 60 und damit im dargestellten Beispiel mittelbar mit dem Datenspeicher 62 verbunden sind. Die Sensoren sind der besseren Übersichtlichkeit wegen nur in Figur 2 dargestellt.
An einem Traggestell 68 ist eine Kamera 70 angeordnet, welche Bilder von der Materialaufgabevorrichtung 22 mit dem Materialpuffer 24 aufnimmt und an die Steuervorrichtung 60 zur Bildverarbeitung überträgt. Mithilfe der Kamera 70 und durch Bildverarbeitung der von ihr aufgenommenen Bilder des Materialpuffers 24 und der Materialaufgabevorrichtung 22 wird von der Steuervorrichtung unter Verwendung von im Datenspeicher 22 abgespeicherten Datenzusammenhängen ein lokaler Füllgrad des Materialpuffers 24 ermittelt.
Weiter wird vom nicht dargestellten Antrieb des Rinnenförderer 26 dessen Vibrationsamplitude und Vibrationsfrequenz erfasst und an die Steuervorrichtung 60 übertragen, welche aus dieser Information eine Fördergeschwindigkeit des Rinnenförderers 26 und unter Berücksichtigung des lokalen Füllgrads des Materialpuffers 24 eine Förderleistung des Rinnenförderers 26 zum Prallbrecher 14 hin ermittelt.
Durch, insbesondere durch Methoden der künstlichen Intelligenz erzeugte oder/und weitergebildete, vorbestimmte Datenzusammenhänge kann die Steuervorrichtung 60 aus der Bildinformation der Kamera 70 eine Korngrößenverteilung im Material M im Materialpuffer 24 und sogar die Materialart erkennen.
Im Prallbrecher 14 ist in an sich bekannter Weise eine obere Prallschwinge 72 und eine untere Prallschwinge 74 angeordnet, wobei die Drehstellung der oberen Prallschwinge 72 durch einen Drehstellungssensor 76 und die Drehstellung der unteren Prallschwinge 74 durch einen Drehstellungssensor 78 erfasst und an die Steuervorrichtung 60 übertragen wird. Durch die Drehstellungssensoren 76 und 78 kann die Steuervorrichtung 60 außerdem eine Brechspaltweite eines oberen Brechspalts an der oberen Prallschwinge 72 und eine Brechspaltweite eines unteren Brechspalts an der unteren Prallschwinge 74 ermitteln.
Ein Drehzahlsensor 80 ermittelt die Drehzahl des Brechrotors des Prallbrechers 14 und überträgt diese an die Steuervorrichtung 60.
An besonders verschleißbelasteten Bauteilen, wie beispielsweise an Schlagleisten, Prallschwingen, Prallplatten und Prallbalken können Verschleißsensoren vorgesehen sein, welche einen Verschleißfortschritt, in der Regel in Verschleißstufen, registrieren und an die Steuervorrichtung 60 übermitteln. Im dargestellten Beispiel ist der besseren Übersichtlichkeit wegen eine Verschleißsensoranordnung 82 nur an der unteren Prallschwinge 74 dargestellt.
In der ersten Fördervorrichtung 32 ist eine erste Bandwaage 84 angeordnet, welche das Gewicht bzw. die Masse des über ihr an der ersten Fördervorrichtung 32 transportierten Materials der Nutzkorn-Fraktion 28 erfasst. Über einen Drehzahlsensor 86 in einer Umlenkwalze des Förderbandes der ersten Fördervorrichtung 32 kann die Steuervorrichtung 60 eine Fördergeschwindigkeit der ersten Fördervorrichtung 32 ermitteln und kann in Zusammenschau mit den Erfassungssignalen der ersten Bandwaage 84 eine Förderleistung der ersten Fördervorrichtung 32 ermitteln.
Eine zweite Bandwaage 88 ist in der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 angeordnet und erfasst die Masse bzw. das Gewicht des über ihr auf dem Band der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 bewegten Feinkorns der Feinkorn-Fraktion 38. Ebenso kann durch den Drehzahlsensor 90 in einer Umlenkrolle des Förderbandes der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 eine Fördergeschwindigkeit der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 und in Zusammenschau mit den Erfassungssignalen der zweiten Bandwaage 88 eine Förderleistung der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 durch die Steuervorrichtung 60 ermittelt werden.
Eine dritte Bandwaage 92 ist in der Überkorn-Fördervorrichtung 36 angeordnet und ermittelt das Gewicht bzw. die Masse des über ihr auf der Überkorn-Fördervorrichtung 36 geförderten Überkorns der Überkorn-Fraktion 34. Ein Drehzahlsensor 94 einer Umlenkrolle des Förderbandes der Überkorn-Fördervorrichtung 36 ermittelt die Fördergeschwindigkeit der Überkorn-Fördervorrichtung 36 und überträgt diese an die Steuervorrichtung 60, welche in Zusammenschau mit den Erfassungssignalen der dritten Bandwaage 92 eine Förderleistung der Überkorn-Fördervorrichtung ermitteln kann.
An dem abwurfseitigen Längsende der Feinkorn-Austragsfördervorrichtung 42 ist ein erster Haldensensor 96 angeordnet, welcher als Kamera Bilder der Feinkorn-Halde 44 aufnimmt und als Bildinformation an eine Steuervorrichtung 60 überträgt, welche durch Bildverarbeitung Konturen der Feinkorn-Halde 48 erkennt und anhand der bekannten Abbildungsdaten der Kamera des ersten Haldensensor 96 ausgehend von den erkannten Konturen eine Gestalt und daraus ein Volumen der Feinkorn-Halde 48 ermittelt. Die Steuervorrichtung 60 kann dabei ohne übermäßig großen Fehler zur Vereinfachung ihrer Informationsermittlung von einer idealen kegelförmigen Gestalt der Feinkorn-Halde 48 ausgehen und das Volumen eines der realen Feinkorn-Halde 48 angenäherten idealen Kegels ermitteln. So kann es ausreichen, wenn ein Haldensensor den Durchmesser D der Basisfläche einer Halde und die Höhe h der Halde ermittelt, wie in den Figuren 2 und 3 am Beispiel der Halde 48 gezeigt ist.
In Figur 1 ist ein alternativ oder zusätzlich einsetzbarer zweiter Haldensensor 98 dargestellt. Der zweite Haldensensor 98 umfasst eine flugfähige Drohne als Träger, welche von der Steuervorrichtung 60 in ihrer Bewegung ferngesteuert sein kann. Auch der zweite Haldensensor 98 dient der Ermittlung wenigstens einer Höhe der Feinkorn-Halde 48, bevorzugt jedoch der Ermittlung ihrer Gestalt und damit ihres Volumens. Ein Vorteil beim Einsatz einer Drohne oder eines an erhöhter Stelle, etwa an einem hohen Mast oder Ständer, installierten Sensors ist, dass ein Sensor mehr als eine Halde hinsichtlich ihrer Höhe oder/und ihrer Form oder/und ihres Volumens erfassen kann. Dann kann eine Anzahl von Sensoren, die geringer ist als die Anzahl von an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12, an einer Gesteinsverarbeitungsanlage oder an der Baustelle 10 insgesamt zu erfassenden Halden, ausreichen, um jede der zu erfassenden Halden erfasst werden. Bevorzugt genügt dann genau ein Sensor, um alle zu erfassenden Halden tatsächlich zu erfassen.
Jede eine Halde erzeugende Austragsfördervorrichtung weist bevorzugt wenigstens einen Haldensensor auf oder kooperiert mit einem Haldensensor.
Die übrigen Austragsfördervorrichtungen, wie etwa die Mittelkorn-Austragsfördervorrichtung 46 und eine Unterkorn-Austragsfördervorrichtung 29 weisen bevorzugt ebenfalls eine Bandwaage und einen Drehzahlsensor zur Erfassung der auf der jeweiligen Fördervorrichtung transportierten Materialmenge, der Fördergeschwindigkeit und damit der Förderleistung auf.
Nachfolgend wird die Ausgabevorrichtung 66 näher erläutert:
Die Ausgabevorrichtung 66 kann, beispielsweise am Traggestell 68, eine Projektionsvorrichtung 100 aufweisen, um eine Markierung innerhalb des in Figur 2 gezeigten und mit der Aufgabeöffnung des Materialpuffers 24 identischen Gesamtaufgabebereichs 102 zu projizieren. Der Gesamtaufgabebereich 102 ist so gewählt, dass ein längs der Schwerkraftwirkungsrichtung herabfallendes Korn die Materialaufgabevorrichtung 22 erreicht, ohne unmittelbar auf das Vorsieb 16 zu fallen.
Die Ausgabevorrichtung 66 umfasst weiter eine Sende/Empfangseinheit 104, welche per Funk in einem geeigneten Datenprotokoll Daten zu einer für eine Kommunikation mit ihr eingestellten Empfangsvorrichtung, etwa der Empfangsvorrichtung 106 in den Figuren 4 und 5, übertragen und von dieser empfangen kann.
Weiter weist die Ausgabevorrichtung 66 eine erste Anzeigevorrichtung 108, etwa in Gestalt eines Monitors, zur von außen wahrnehmbaren Anzeige einer Zeitinformation für eine nächste Materialaufgabe in die Materialaufgabevorrichtung 22 auf. Ebenso weist die Ausgabevorrichtung 66 in der dargestellten Ausführungsform eine zweite Anzeigevorrichtung 110, etwa wiederum ein Monitor, zur von außen wahrnehmbaren Anzeige einer Zeitinformation und einer Ortsinformation für einen nächsten Haldenabbau auf. Die Anzeigevorrichtung 110 zeigt zu diesem Zweck nicht nur eine Zeitinformation an, wann ein nächster Haldenabbau beginnen sollte, sondern auch eine Ortsinformation, welche der Halden zu der angegebenen Zeit abgebaut werden sollte, sowie gegebenenfalls um welche Menge die bezeichnete Halde abgebaut werden sollte.
Weiterhin umfasst der Bagger 20 eine Sende/Empfangseinrichtung 112 mit Datenspeicher, welche zur Kommunikation mit der Sende/Empfangseinheit 104 der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 eingerichtet ist. Die Sende/Empfangseinrichtung 112 kann somit an die Sende/Empfangseinheit 104 relevante Daten über den Bagger 20 übertragen, wie etwa das Fassungsvermögen seiner Schaufel 21 als seinem Beladewerkzeug oder/und seine aktuellen GPS-Daten.
Entsprechend umfasst der Radlader 58 eine Sende/Empfangseinrichtung 114 mit Datenspeicher, welche zur Kommunikation mit der Sende/Empfangseinheit 104 der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 eingerichtet ist. Die Sende/Empfangseinrichtung 112 kann somit an die Sende/Empfangseinheit 104 relevante Daten über den Radlader 58 übertragen, wie etwa das Fassungsvermögen seiner Schaufel 59 als seinem Abbauwerkzeug oder/und seine aktuellen GPS-Daten.
Der Datenspeicher 62 enthält im dargestellten Beispiel mehrere Datenzusammenhänge, welche Betriebs- oder/und Materialparameter miteinander verknüpft. Diese Datenzusammenhänge können im Vorhinein durch Versuchsbetriebe mit gezielten Parametervariationen ermittelt und im Datenspeicher 62 abgespeichert werden. Besonders für komplexere mehrdimensionale Datenzusammenhänge ist die Verwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz zur Ermittlung von Wirkzusammenhängen zwischen Betriebs- oder/und Materialparametern hilfreich. Die so ermittelten Datenzusammenhänge können im weiteren Betrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 kontinuierlich verifiziert, verfeinert oder/und korrigiert werden, wiederum bevorzugt mit Methoden der künstlichen Intelligenz.
Die diskontinuierliche Materialaufgabe führt naturgemäß zu einer schwallartigen Materialaufgabe, wobei ein aufgegebener Materialschwall durch die Größe der Schaufel 21 des Baggers 20 begrenzt ist. Die zeitlichen Abstände zwischen zwei diskontinuierlichen Materialaufgaben sind nicht vorhersehbar und schwanken.
Zur Vermeidung von Störungen im Betriebsablauf der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 ermittelt die Steuervorrichtung 60 anhand von Erfassungssignalen eines oder mehrerer der zuvor genannten Sensoren eine Zeitinformation, welche eine Ausführungszeit einer zukünftigen, insbesondere nächsten Materialaufgabe in die Materialaufgabevorrichtung 22 repräsentiert.
Hierzu zieht die Steuervorrichtung 60 bevorzugt den ermittelten lokal differenzierten Füllgrad des Materialpuffers 24 heran und berücksichtigt die Förderleistungen des Rinnenförderers 26 und beispielsweise der Unterkorn-Fördervorrichtung 29 sowie der ersten Fördervorrichtung 32. Eine bilanzielle Betrachtung der Materialströme des Rinnenförderers 26 in den Prallbrecher 14 hinein sowie der Unterkorn-Fördervorrichtung 29 sowie der ersten Fördervorrichtung 32 vom Prallbrecher 14 weg zeigt an, ob sich der Füllgrad des Prallbrechers 14 zeitlich ändert, etwa anwächst oder absinkt, und gibt so ein Maß dafür an, ob die Förderleistung des Rinnenförderers 26 aufrechterhalten werden kann oder verändert werden muss. Die Förderleistung des Rinnenförderers 26 ist jedoch maßgeblich dafür, wie schnell der Materialpuffer 24 entleert und wieder mit Material beladen werden sollte. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Sensor unmittelbar zur Erfassung des Füllgrads des Prallbrechers 14 an der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 vorgesehen sein.
Ebenso berücksichtigt die Steuervorrichtung 60 die Menge an rückgeführtem Überkorn, da sie Überkorn-Fraktion 34 ebenfalls zum Füllgrad des Materialpuffers 24 beiträgt.
Ein im Datenspeicher 62 abgespeicherter vordefinierter Datenzusammenhang kann die Erfassungssignale der Kamera 70, der ersten Bandwaage 84, des Drehzahlsensors 86, einer Bandwaage und eines Drehzahlsensors an der Unterkorn-Austragsfördervorrichtung, der Bandwaage 92 und des Drehzahlsensors 94 der Überkorn-Fördervorrichtung 36 sowie der Größe der Schaufel 21 des Baggers 20, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Entfernung des Baggers 20 von der Materialaufgabevorrichtung 22, als Eingangsgrößen mit einer Zeitinformation als Ausgangsgröße verknüpfen, welche angibt, wann eine nächste Materialaufgabe in die Materialaufgabevorrichtung 22 erfolgen soll. Diese Zeitinformation kann zum einen an der ersten Ausgabevorrichtung 108 in geeigneter Form, etwa als Sanduhr, Wartezeit-Balken, Zeit-Countdown oder analoger Uhrdarstellung für jedermann in Sichtweite der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 20 wahrnehmbar angezeigt werden.
Die Zeitinformation kann außerdem durch die Sende/Empfangseinheit 104 an eine mobile Empfangsvorrichtung 106 versendet werden, welche dem Maschinenführer des Baggers 20 zur Verfügung steht. Die mobile Empfangsvorrichtung 106 kann ein tragbares mobiles Gerät sein, wie ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer und dergleichen oder kann fest im Bagger 20 als Teil von dessen Steuervorrichtung verbaut sein und im Bagger 20 verbleiben.
In Figur 4 ist beispielhaft eine Darstellung einer Zeitinformation an der Empfangsvorrichtung 106 sowohl grafisch in der oberen Hälfte durch Zeigerdarstellung 107a als auch in der unteren Hälfte durch Zeit-Countdown 107b alphanumerisch gezeigt. Im dargestellten Fall ist eine nächste Materialaufgabe in 00 Minuten und 45 Sekunden gewünscht.
So kann die Steuervorrichtung 60 die diskontinuierliche Materialaufgabe sukzessive steuern und trotz der Diskontinuität der Materialaufgabe für einen möglichst guten Materialfluss in der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 sorgen.
Durch die lokale bzw. bereichsweise Auflösung des Füllgrads in der Materialaufgabevorrichtung 22 bzw. im Materialpuffer 24 ist die Steuervorrichtung 60 anhand eines weiteren im Datenspeicher 62 hinterlegten Datenzusammenhangs außerdem in der Lage, die nächste Materialaufgabe nicht nur zeitlich, sondern örtlich innerhalb des Gesamtaufgabebereichs 102 des Materialpuffers 24 bzw. der Materialaufgabevorrichtung 22 zu steuern bzw. eine Ortsinformation über einen bevorzugten Materialaufgabeort innerhalb des Gesamtaufgabebereichs 102 anzugeben.
Dadurch kann eine für die jeweilige Bauart der Materialaufgabevorrichtung 22 und der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 insgesamt, welche parametrisch im Datenspeicher 62 für die Steuervorrichtung 60 nutzbar identifiziert sein können, eine über die gesamte Betriebszeit der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 hinweg möglichst vorteilhafte Beladung des Materialpuffers 24 durch die Steuervorrichtung 60 befördert werden.
Somit können lokale Überfüllungen des Materialpuffers 24 ebenso vermieden werden wie eine unmittelbare Aufgabe von Material auf das Vorsieb 16. Weiterhin kann dort, wo lokal der Füllgrad innerhalb des Materialpuffers 24 stark abgesunken ist, Material aufgegeben werden, um ein vorteilhaftes Materialbett in der Materialaufgabevorrichtung 22 zu gewährleisten.
Anhand eines vorbestimmten Datenzusammenhangs kann die Steuervorrichtung 60 somit dem Maschinenführer des Baggers 20 eine Ortsinformation ausgeben, wo innerhalb des Gesamtaufgabebereichs 102 eine nächste Materialaufgabe erfolgen sollte.
Diese Ortsinformation kann die Ausgabevorrichtung 66 durch die Projektionsvorrichtung 100 für jedermann sichtbar ausgeben, in dem die Projektionsvorrichtung 100 innerhalb des Gesamtaufgabebereichs 102 bzw. innerhalb des Materialpuffers 24 eine Markierung an die Stelle projiziert, an welcher die nächste Materialaufgabe erfolgen sollte.
Zusätzlich oder alternativ kann die Ortsinformation, wie zuvor bereits die Zeitinformation für die nächste Materialaufgabe, über die Empfangsvorrichtung 106 an den Maschinenführer des Baggers 20 ausgegeben werden. Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Ortinformationsausgabe. Die Empfangsvorrichtung 106 zeigt eine schematische Wiedergabe 197c des Materialpuffers 24 mit dem Gesamtaufgabebereich 102 und markiert darin durch eine geeignete Markierung 116 den gewünschten Aufgabeort innerhalb des Gesamtaufgabebereichs 102 für die nächste Materialaufgabe. Zusätzlich kann auch eine vorzugsweise einzuhaltende Abwurfhöhe oder ein Abwurfhöhenbereich quantitativ, etwa in Meter oder/und Zentimeter oder qualitativ, etwa durch Angabe von qualitativen Abwurfhöhenparametern, wie "niedrig", "mittel" und "hoch" angegeben werden. Insbesondere bei der Übermittlung der Ortsinformation an eine, gegebenenfalls teilautomatische, Baggersteuerung ist die zusätzliche Höheninformation leicht umsetzbar.
Mittels des ersten oder/und des zweiten Haldensensors 96 bzw. 98 an den jeweiligen Austragsfördervorrichtungen 29, 42 und 46 kann die Steuervorrichtung 60 unter Berücksichtigung von Materialparametern, wie Art des aufgegebenen Materials, Korngröße und Korngrößenverteilung, daraus sich gegebenenfalls ergebend die Schüttdichte, ein Anwachsen der von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 erzeugten Halden 30, 44 und 48 erfassen und vor allen Dingen eine Änderung- bzw. Wachstumsrate der jeweiligen Halde erfassen und unter Anwendung eines vorab erzeugten und abgespeicherten Datenzusammenhangs eine Abbau-Zeitinformation ermitteln, wann eine bestimmte Halde vom Radlader 58 abgebaut werden soll. Dadurch kann vermieden werden, dass die Halde zu stark anwächst und einen Austrag über die die jeweilige Halde erzeugende Austragsfördervorrichtung blockiert.
Weiter kann die Steuervorrichtung unter Berücksichtigung von Materialparametern, etwa der Korngröße und Korngrößenverteilung sowie der Dichte, unter Verwendung eines hierfür ermittelten Datenzusammenhangs eine weitere Abbau-Information ermitteln, welche angibt, in welchem Umfang ein Abbau erfolgen soll.
Erzeugt die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12, wie im vorliegenden Anwendungsfall, mehrere Halden, gibt die Ausgabevorrichtung 66 außerdem eine weitere Abbau-Information aus, welche die von der Abbau-Zeitinformation betroffene Halde identifiziert.
Die Abbau-Zeitinformation und die weiteren Abbau-Informationen kann die Steuervorrichtung 60 an der zweiten Anzeigevorrichtung 110 für jedermann im Sichtfeld der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 wahrnehmbar anzuzeigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabevorrichtung 66 über die Sende/Empfangseinheit 104 die Informationen zum nächsten Haldenabbau an die Empfangsvorrichtung 106 übertragen, wo sie dem Maschinenführer des Radladers 58 graphisch oder/und alphanumerisch ausgegeben wird.
Schließlich kann die Steuervorrichtung 60 aus Erfassungssignalen geeigneter Sensoren Betriebsparameter der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 so steuern, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel ein vorbestimmtes gewünschtes Verhältnis von Feinkorn-Menge zu Mittelkorn-Menge erhalten wird. Ebenso kann die Steuervorrichtung 60 aufgrund entsprechend vorbereiteter Datenzusammenhänge die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 so steuern, dass ihr Energieverbrauch pro Mengeneinheit verarbeiteten mineralischen Materials wenigstens ein lokales Minimum erreicht bzw. reduziert wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuervorrichtung 60 die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 unter Anwendung entsprechend vorbereiteter Datenzusammenhänge so steuern, dass eine für den jeweiligen Brechvorgang vorteilhafte Menge an Überkorn rückgeführt wird, sodass im Brechspalt bzw. in den Brechspalten ausreichend Stützkorn durch vorgebrochenes Überkorn vorhanden ist. Tatsächlich ist ein Betrieb mit dem Ziel, die Menge an Überkorn zu minimieren oder zu eliminieren, aufgrund der vorteilhaften Wirkungen von Überkorn als Stützkorn im Brechspalt nicht notwendigerweise der wirtschaftlichste Betrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12. Häufig bedeutet nämlich eine sehr geringe Menge Überkorn eine zu große Menge an zu fein gebrochenem Material, was in der Regel nicht gewünscht ist. Sinkt die Menge an rückgeführtem Material, sinkt damit häufig auch die Qualität des Endprodukts, da dieses dann weniger mehrfach gebrochenes Material enthält.
Dabei kann die Steuervorrichtung 60 aufgrund der ihr zur Verfügung stehenden, vorab durch Versuchsbetriebe mit gezielter Parametervariation ermittelten Datenzusammenhänge auch einen Betrieb der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 auf Grundlage von mehreren Zielgrößen bzw. einer Zielgröße mit weiter vorgegebenen Randbedingungen anstreben, so etwa die Erzeugung von Wertkorn mit unterschiedlichen Korngrößen in einem vorbestimmten Mengenverhältnis bei möglichst geringem Energieverbrauch und bei möglichst vorteilhafter Menge an rückgeführtem Überkorn.
Die Steuervorrichtung 60 kann zur Einstellung des Betriebs der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 nach Maßgabe der Ausgangsgrößen des wenigstens einen verwendeten Datenzusammenhangs die Fördergeschwindigkeit einer oder mehrerer Fördervorrichtungen verändern, kann die Brechspaltweite, insbesondere des oberen oder/und des unteren Brechspalts verändern, kann die Rotordrehzahl verändern, kann die Materialaufgabe in die Materialaufgabevorrichtung 22 örtlich und zeitlich steuern usw.
Die zur Betriebsoptimierung verwendeten Eingangsgrößen können sein die Größe oder/und die Höhe oder/und das Wachstum von Wertkorn-Halden, vorliegend etwa der Wertkorn-Halden 44 und 48, die Größe oder/und die Höhe oder/und das Wachstum der Halde der Unterkorn-Fraktion 30, die Menge an rückgeführtem Überkorn, die aufgegebene Korngröße und aufgegebene Korngrößenverteilung, die vorrangig über die Eingabevorrichtung 64 eingegebenen Materialparameter ermittelbar sind. Die eingegebenen Materialparameter können wenigstens einen Materialparameter umfassen aus Art des Materials, Feuchtegrad, Härte, Dichte, Brechbarkeit, Abrasivität, Anteil an Fremdstoffen im aufgegebenen oder/und verarbeiteten Material, usw., die Korngröße und Korngrößenverteilung in den einzelnen Austragsfördervorrichtungen. Diese Aufzählung ist nicht abschließend. In den Austragsfördervorrichtungen kann die Korngröße und Korngrößenverteilung, gegebenenfalls auch die Kornform, durch Kameras mit nachgeschalteter Bildverarbeitung ermittelt werden. Die Korngröße und die Korngrößenverteilung in einer Austragsfördervorrichtung kann zusätzlich oder alternativ durch die Belegung einer der jeweiligen Austragsfördervorrichtung im Materialfluss vorgelagerten Siebvorrichtung ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die gewünschte Sollmenge an einem jeweiligen Endprodukt als Eingangsgröße zur Betriebsoptimierung dienen.
Durch Anwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz kann die Steuervorrichtung 60, gewünschtenfalls unter Beteiligung leistungsstarker externer Datenverarbeitungsvorrichtungen, durch ihren täglichen Betrieb und die dabei gesammelten Daten und Erkenntnisse die Zielgenauigkeit der hinterlegten Datenzusammenhänge kontinuierlich verbessern.
Die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 kann somit nicht nur ihren eigenen Betrieb selbst optimieren, sondern im Grunde die Organisation der gesamten Baustelle im Nahbereich der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung 12 sukzessive übernehmen.

Claims

Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) zur Zerkleinerung oder/und zur größenmäßigen Sortierung von körnigem mineralischem Material (M), wobei die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) als Vorrichtungskomponenten umfasst:
- eine Materialaufgabevorrichtung (22) mit einem Materialpuffer (24) zur Beladung mit zu verarbeitendem Ausgangsmaterial (M), wobei die Materialaufgabevorrichtung (22) einen Gesamtaufgabebereich (102) aufweist, über welchem ein frei und ungestört herabfallender, durch seinen Schwerpunkt repräsentierter Probekörper in den Materialpuffer (22) gelangt.

- wenigstens eine Arbeitseinheit aus
+ wenigstens einer Brechvorrichtung (14) und

+ wenigstens einer Siebvorrichtung (16,18),

- wenigstens eine Fördervorrichtung (26, 32) zur Förderung von Material zwischen zwei Vorrichtungskomponenten,

- eine Steuervorrichtung (60) zur Steuerung von Vorrichtungskomponenten der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12),

- wenigstens einen Sensor (70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) zur Erfassung wenigstens eines Betriebsparameters, wobei der Sensor (70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) zur Übertragung eines den wenigstens einen erfassten Betriebsparameter repräsentierenden Erfassungssignals signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist,

- wenigstens eine Ausgabevorrichtung (66) zur Ausgabe von Information, wobei die Ausgabevorrichtung (66) zur Übertragung von Information signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, in einem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe von zu verarbeitendem Ausgangsmaterial (M) auf Grundlage des wenigstens einen Erfassungssignals als eine Ortsinformation einen für die nächste Materialaufgabe ausgewählten lokalen Ziel-Teilbereich (116) innerhalb des Gesamtaufgabebereichs (102) zu ermitteln und die Ortsinformation an die Ausgabevorrichtung (66) zu übertragen, wobei die Ausgabevorrichtung (66) dazu ausgebildet ist, die Ortsinformation auszugeben.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) eine Eingabevorrichtung (64) zur Eingabe von Information umfasst, wobei die Eingabevorrichtung (64) zur Übertragung von Information signalübertragungsmäßig mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation auf Grundlage des wenigstens einen Erfassungssignals und einer in die Eingabevorrichtung (64) eingegebenen Information zu ermitteln.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) dazu ausgebildet ist, wenigstens einen der folgenden Betriebsparameter zu erfassen und an die Steuervorrichtung (60) zu übertragen:
- Füllgrad des Materialpuffers (24),

- je einen lokalen Bereichs-Füllgrad von wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen des Materialpuffers (24),

- Füllgrad wenigstens einer Fördervorrichtung

- Füllgrad wenigstens einer Arbeitseinheit (14, 16, 18),

- Kornform oder/und Korngröße oder/und Korngrößenverteilung von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,

- Art von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,

- Feuchte des aufgegebenen Materials,

- Dichte des aufgegebenen Materials,

- Härte des aufgegebenen Materials,

- Brechbarkeit des aufgegebenen Materials,

- Abrasivität des aufgegebenen Materials,

- Zustand des aufgegebenen Materials,

- Menge an rückgeführtem Überkorn,

- Größe eines Beladewerkzeugs (21) einer den Materialpuffer (24) diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung (20),

- Aufgabemenge an aufzugebendem oder aufgegebenem Material,

- Fördergeschwindigkeit wenigstens einer Fördervorrichtung (26, 32),

- Arbeitsgeschwindigkeit wenigstens einer Arbeitseinheit (14, 16, 18),

- Menge an bereits von der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) verarbeitetem, jedoch in den Materialpuffer (24) zurückgeführtem Material,

- Menge oder Anteil an, insbesondere nicht-brechbarem, Fremdmaterial.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 2 oder nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation unter wenigstens einer der folgenden in die Eingabevorrichtung (64) eingegebenen Informationen zu ermitteln:
- Soll-Füllgrad des Materialpuffers (24),

- je einen lokalen Soll-Bereichs-Füllgrad von wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen des Materialpuffers (24),

- Soll-Korngröße oder/und Soll-Korngrößenverteilung von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,

- Art der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung,

- Art von aufgegebenem oder/und gefördertem Material,

- Art der den Materialpuffer (24) diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung (20),

- Größe eines Beladewerkzeugs (21) der den Materialpuffer (24) diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung (20),

- Aufgabemenge an aufzugebendem oder aufgegebenem Material.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, in dem Betrieb mit diskontinuierlicher Materialaufgabe die Ortsinformation unter wenigstens einer der folgenden aus einer Speichervorrichtung (62) abgerufenen Informationen zu ermitteln:
- Art der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (66) empfängerunabhängig zur Ausgabe von Information in einen die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) wenigstens teilweise umgebenden oder/und an die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) angrenzenden Raumbereich ausgebildet ist.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (66) eine Projektionsvorrichtung (100) aufweist, welche innerhalb des Gesamtaufgabebereichs (102) den Ziel-Teilbereich optisch wahrnehmbar kennzeichnet.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) eine von einem Maschinenkörper der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) gesondert ausgebildete, relativ zu dem Maschinenkörper bewegliche und vom Maschinenkörper trennbare oder getrennte Empfangsvorrichtung (106) aufweist, wobei die Ausgabevorrichtung (66) dazu ausgebildet ist, die Ortsinformation an die Empfangsvorrichtung (106) zu übertragen und dadurch auszugeben.
Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (106) eine tragbare Empfangsvorrichtung (106) ist.
Maschinenkombination aus einer Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) nach Anspruch 8 oder 9 und einer den Materialpuffer (24) der Gesteinsverarbeitungsvorrichtung (12) diskontinuierlich beladenden Beladevorrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (106) in der Beladevorrichtung (20) angeordnet ist.
Maschinenkombination nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (106) die Ortsinformation graphisch oder/und akustisch an einen Maschinenführer der Beladevorrichtung (20) ausgibt oder/und eine transportrelevante Betriebskomponente (21) der Beladevorrichtung (20) ansteuert.