FI81219B - Raelsloest, fritt styrt gruvfordon foersett med elmotordrift. - Google Patents

Description

1 81219

Kiskoton, vapaasti ohjattu, sähkömoottorikäytöllä varustettu kaivosajoneuvo

Keksintö koskee kiskotonta, vapaasti ohjattua kai-5 vosajoneuvoa, jonka veto-osa on varustettu sähkömoottorikäytöllä, johon energiansyöttö tapahtuu liukukosketusjohdon ja siinä liikkuvan virranottolaitteen avulla sekä jälkimmäiseen sähköisesti ja pysyvästi yhdistetyn ja palutus-voimaa vastaan rummusta vedettävän yhdys johdon välityksel-10 lä.

On tunnettua, että malmin tai suolan louhinnasta saatava materiaali kuljetetaan louhintatiloista maan pinnalle pääasiassa itseliikkuvilla, raiteettomilla ajoneuvoilla, yleensä nimenomaan vapaasti ohjatuilla kippivau-15 nuilla. Tähän käytetään tavallisesti dieselmoottorikäyt-töisiä ajoneuvoja. Kun dieselmoottorit ovat kuljetusajoneuvojen käyttövoimana, kaivosilmaan tulee suuri määrä vahingollisia aineita. Tämän vuoksi käytetäänkin tunnetusti kiskoilla liikkuvia kaivosajoneuvoja, joihin sähköener-20 gia syötetään ajorataa pitkin vedetyllä kosketusjohtimella tai vaihdettavista akuista.

Julkaisusta "CIM Reporter", osa 7, n:o 2 4. toukokuuta 1981, tunnetaan lisäksi vapaasti ohjattu, sähkömoottorilla varustettu kaivosajoneuvo, jonka käyttövoimana on 25 liukukosketusjohdon, virranottimen ja kaapelinkelausrummun käsittävä syöttöjärjestelmä. Kaapeli on itsejännittyvä, ja ajoneuvo liikkuu pituus- ja poikittaissuunnassa liukukosketus johtoon nähden. Kaapelirumpu on ohjaamattomana kelaa-va, vaaka-akselissa pyörivä rumpu ja se on sijoitettu ajo-30 neuvon eteen.

Lisäksi DE-hakemusjulkaisusta 25 17 837 tunnetaan laite sähköenergian siirtämiseksi kaapelilla kiinteästä laitteesta esimerkiksi kiskottomaan ajoneuvoon, jolloin tähän on asennettu kaapelirumpuyksikkö, jossa on pys-35 tysuora pyörimisakseli ja kaksi päällekkäin samankeskises- 2 81219 ti laakeroitua rumpua. Erään rakennemuodon mukaan rumpuyk-sikkö on yhteydessä liikkuvaan virranottolaitteeseen, joka liikkuu virtakiskojärjestelmääpitkin. Virransyöttökaape-li, laakakaapeli ja köysi, kelataan asianomaiselle rummul-5 le niin, että niiden kelaussuunta on vastakkainen. Molempien toisiinsa nähden vastakkaiseen suuntaan pyörivien rumpujen tarkoituksena on estää kaapelin ja köyden vahingollinen kiertyminen ja sotkeutuminen toisiinsa ajoneuvon liikkuessa poikittain kiskojärjestelmässä. Tunnetussa ajo-10 neuvossa on kuitenkin useita epäkohtia eikä se täytä niitä toivottuja vaatimuksia, jotka koskevat käytännöllisesti katsoen vapaata liikkuvuutta ja kääntyvyyttä jokaisessa asennossa kosketusjohdinjärjestelmässä 0° - 360° kulma- alueella. Koska itse syöttöjohto ei pääse kääntymään va-15 päästi, syntyy helposti mekaanisia vetojännityksiä, murtumia ja sähköisiä läpilyöntejä. Lisäksi syöttöjohto riippuu useimmiten löysänä ja vahingoittuu hankautuessaan lattiaan tai ajoneuvoon.

Edellä mainitun rakenteen mukaisten jo tunnettujen 20 ajoneuvojen muita epäkohtia ovat niiden pieni toimintasä-de, ajoneuvon liian suuri omapaino akku- ja kosketusjoh-dinkäytössä, tasasuuntauslaitteiden iskuherkkyys ja kol-lektorin käsittävien tasavirtakäyttölaitteiden herkkyys kosteudelle sekä syövyttäville kaasuille ja nesteille.

25 Keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen edellä selostettua tyyppiä oleva ajoneuvo, joka pystyy liikkumaan millä tahansa vapaalla ajoradalla järjestelmän toimintasäteen sisäpuolella, ilman että joustava yhdysjoh-to kiertyy haitallisesti ja ajoneuvon kuljettajan tarvit-30 see noudattaa tiettyä ajojärjestystä.

Tähän tavoitteeseen päästään keksinnön mukaan kis-kottomalla, vapaasti ohjatulla kaivosajoneuvolla, jolle on tunnusomaista, että se käsittää yhdistelmänä: a) yhdysjohdon, eli syöttöjohdon, joka on yhdistet-35 ty pystyakselissa pyörivän liukurengasrungon avulla vir- 3 81219 ranottolaitteeseen, b) hydraulimoottorin käyttämän, spiraalimaisesti kelaavan johtorummun, joka on sijoitettu veto-osaan pystyakselilla kääntyväksi, jolloin akseli on varustettu liu- 5 kurengasrungol1a, c) hydraulisesti kääntyvän ohjausvarren, joka on sijoitettu sama-akselisesti johtorumpuun nähden, ja d) hydrostaattiset aksiaalimäntäkäyttölaitteet ajo-käyttöä ja muuta käyttöä varten kohdissa b) ja c), jotka 10 on yhdistetty kolmivaihemoottoriin.

Keksintö mahdollistaa kuljetusajoneuvon jatkuvan syöttämisen sähköenergialla verkosta (virtakiskojärjestelmästä) sekä pitkittäisajon, toisin sanoen esimerkiksi kuljetusradan läpi tapahtuvan ajon aikana, että myöskin poi-15 kittaisajon aikana, toisin sanoen ajettaessa esimerkiksi kuljetusradan päässä olevassa vapaassa tilassa, säilyttämällä kiskottoman kuljetusajoneuvon toivottu liikkumis-toleranssi ja välttämällä varmasti yhdys johdon mahdollinen kiertyminen.

20 Toisen rakennemuodon mukaan keksinnön mukainen kai- vosajoneuvo on virranottolaitteen osalta varustettu ero-tuskytkimellä irrotettavaa sähköistä yhdysjohtoa (syöttö-johtoa) varten. Tämä laite mahdollistaa toisaalta ajoneuvon erottamisen kiinteästi asennetusta sähköisestä syöttö-25 järjestelmästä esimerkiksi ajoneuvoa vaihdettaessa, vaaran uhatessa tai tapaturman sattuessa. Toisaalta käyttöosassa olevan toisen erotuslaitteen avulla on mahdollista yhdistää liikkuva, sähköinen energialähde sähköisesti sähköllä toimivaan kaivosajoneuvoon. Tällöin suoritetaan myös me-30 kaaninen kytkentä. Tällä tavoin kaivosajoneuvon siirtäminen kaivoksessa ja myös maan pinnalle voi tapahtua generaattorilla, joka on asennettu erilliseen ajoneuvoon, esimerkiksi perävaunuun. Sähköäjoneuvon yhdysjohto on edullista yhdistää pistorasialla generaattoriin. Kun liikkuvaa 35 generaattoria ei tarvita, se voidaan jättää maan pinnalle 4 81219 ja ajaa tarvittaessa nopeasti kaivoksessa oleviin käyttökohteisiin (sähkövaraaja, sähkökippivaunu).

Keksinnön mukainen kaivosajoneuvo on jokapyöräve-toinen vapaasti ohjattu ajoneuvo, jossa on heilurirunko.

5 Ajoneuvon käyttö tapahtuu yleensä sähkömoottorilla, jonka teho on esimerkiksi 200 kW, kierrosluku 1500 kierr./min ja jännite 950 V. Ajokäyttöä varten moottoriin on yhdistetty jakovaihdelaatikko ja useita hydrostaattisia aksiaalimän-täkäyttölaitteita, jotka käyttävät ajoneuvon neljän pyörän 10 hydrostaattisia käyttömoottoreita. Työ- ja ohjaushydrau-liikka sekä johtorummun ja ohjausvarren hydraulinen käyttö tapahtuu samoin sähkömoottorilla hydrostaattisten aksiaa-limäntäkäyttölaitteiden avulla.

Keksinnön mukaisessa kaivosajoneuvossa yhdysjohto 15 vedetään spiraalin muotoisesti kelaavasta ja pystyakselissa pyörivästä johtorummusta ajettaessa ajoneuvoa eteenpäin ja vältetään maakosketus. Ajettaessa ajoneuvoa taaksepäin liukukosketusjohdon suuntaan yhdysjohto kelautuu itsestään takaisin.

20 Yhdysjohtoon vaikuttava johtoveto muuttuu yleensä kaapelin pituudesta johtuen, niin että ulos vedetty yhdysjohto suuntautuu maahan koskettamatta virranottovaunuun ja ajoneuvon väliin. Tämä voidaan saada aikaan esimerkiksi muuttamalla jatkuvastivääntömomenttia johtorummussa, esi-25 merkiksi ohjaamalla johtorummun hydraulimoottoria paineesta riippuvana kaapelin pituuden mukaan.

Ajoneuvon pitkittäisajoa varten, siis ajettaessa ajoneuvoa liukukosketusjohtoa pitkin, johtoveto on yhdys-johdon ollessa kelattu johtorummulle säädetty siten, että 30 yhdysjohto ottaa liikkuvan virranottovaunun mukaansa ajoneuvon liikkuessa liukukosketusjohtoa pitkin.

Pystyakselilla pyörivä johtorumpu on järjestetty edullisesti heti ajoneuvon veto-osan yläpuolelle. Tämä järjestely mahdollistaa ajoneuvon pienen rakennekorkeuden 35 ja ottaa myös huomioon nimenomaan kuljetusradan rakenne- l! 5 81219 korkeuden.

Yhdysjohdon liittäminen liukukosketusjohtoon, toisin sanoen liukukosketusjohdon virtakiskoihin liittyviin virranottimiin, tapahtuu tarkoituksenmukaisesti virranot-5 tovaunuun kiinnitetyn pystyakselilla pyörivän liukurengas-rungon avulla. Tämä liukurengasrunko takaa kuljetusajoneuvon täydellisen liikkuvuuden ja estää yhdysjohdon kierty-misen. Myös ohjattua rummulta vetämistä ja samoin ohjattua takaisinkelausta varten tarvittava, johtorummun kanssa 10 sama-akselisesti järjestetty ohjausvarsi on edullista tehdä johtorumpuun nähden kääntyväksi. Sen liike kelaussuun-taan on edullista järjestää hydraulisella käyttölaiteelle. Johtorummun ja ohjausvarren käyttöjärjestelmät toimivat vastakkaisiin suuntiin. Yhdysjohto pidetään tällöin 15 ajoneuvon ajonopeuden huomioon ottaen tarvittavassa veto-jännityksessä ja sopeutetaan uloskelatun johdon painoon.

Jotta voitaisiin estää yhdysjohdon tuleminen kokonaan ulos rummulta ja tähän liittyvä repeämisvaaran lisääntyminen, keksinnön toisen rakennemuodon mukaan joh-20 torumpuun on kelausspiraalin sisäalueelle järjestetty sähköinen päätekytkin. Sen asemointi suoritetaan siten, että johdon kelautuessa ulos rummulta rummulle jää vielä etukäteen määrätty johtopituus liikkeen tasaamiseksi ajoneuvon kytkeytyessä irti ja pysähtyessä automaattisesti pää-25 tekytkimen avulla. Yhdysjohdolla on sen halkaisijasta ja käytetystä materiaalista riippuen tietty jäykkyys. Tämä voi aiheuttaa häiriöitä, kun ajoneuvo lähestyy liukukos-ketusjohtoa tai liukurengasrunkoa liian pieneltä etäisyydeltä. Johdon jäykkyyden tasaamiseksi jonkin verran oh-30 jausvarren ja liukurengasrungon välinen vapaa johtopituus ei saa olla liian pieni. Keksinnön erään rakennemuodon mukaan johtorumpuun on kelausspiraalin ulkoalueelle sen vuoksi järjestetty yksikkö, jossa on ainakin kaksi sähköistä päätekytkintä. Nämä kytkimet on asemoitu niin, et-35 tel kelaustoiminnon aikana eikä sen loppupuolella voida 6 81219 alittaa pienintä mahdollista ohjausvarren ja liukurengas-rungon välistä johtopituutta, ja että ajoneuvo kytkeytyy irti ja pysähtyy automaattisesti. Keksinnön mukaiseen joh-torumpuun on lisäksi järjestetty kytkinosa ohjausvarren 5 lukitsemiseksi johtorumpuun ja näiden laitteiden liikuttamiseksi ja säätämiseksi yhdessä.

Virransyöttö keksinnön mukaista kaivosajoneuvoa varten tapahtuu liukukosketusjohdosta virranottovaunun ja kaivosajoneuvossa olevan johtorummun välityksellä ajoneu-10 von virranottokohtaan. Varmuussyistä tällöin on suoritettu esimerkiksi seuraavat kytkentätekniset toimenpiteet. Ajoneuvon moottori voidaan kytkeä kiinni vain silloin, kun ajosuuntavipu on vapaalla ja apukäyttölaitteet on kytketty kiinni. Lisäksi ajomoottorin pysähtyessä ajoneuvon jarru 15 ja johtorummun jarru kytkeytyvät kiinni automaattisesti. Tämä toimenpide on välttämätön, jotta ajoneuvo pysähtyy heti virran loppuessa tai suoritettaessa hätäirtikytkentä, koska sähkömoottori ei saa aikaan jarrutusvaikutusta. Kun johto on tullut ulos rummusta säädettävään raja-arvoon 20 asti, kuljettaja saa selvän optisen ilmaisun vilkkuvalojen avulla. Jos kuljettaja siirtyy tästä huolimatta kuitenkin vielä kauemmaksi liukukosketusjohdosta, ajomoottorin ir-tikytkentä ja jarrujen kiinnikytkentä tapahtuvat kuitenkin oikeaan aikaan. Ajoneuvossa on lisäksi laitteet, jotka 25 valvovat automaattisesti syöttöjohdon eristystilaa ja syöttöjohdon erillisjohtimien kuntoa mahdollisten murtumien varalta, niin että vaara voidaan välttää ajoissa.

Eristystilan valvontalaitteet tunnetaan jo ennestään ja niitä käytetään yleisesti myös vuoriteollisuudessa 30 avonaisen tähtipisteen käsittävissä pienjänniteverkoissa. Nämä laitteet mittaavat maan potentiaalin ja verkon erillisten linjojen välisen eristysarvon. Samoin tunnetaan laitteet yhdysjohtoihin sijoitetun valvontajohtimen kunnon tarkkailemiseksi murtumien varalta.

35 Keksintö ei ole rajoitettu yksinomaan kaivosajoneu- I: 7 81219 voissa sovellettavaksi, vaan sitä voidaan luonnollisesti soveltaa myös vastaaviin kuljetustilanteisiin maan päällä.

Keksintöä selostetaan lähemmin piirustuksessa kaaviona esitetyn rakenne-esimerkin avulla.

5 Piirustus esittää kaivosajoneuvoa syvyyssuunnassa kuljetusradalla 11 louhintatilan 12 ollessa kuljetusradan 11 pään edessä sivusuunnassa kuljetusradan 11 poikkileikkauksen yläpuolella. Louhintatilasta 12 saatu materiaali kuljetetaan pois kuljetusrataa 11 pitkin kiskottomalla 10 kaivosajoneuvolla 13, toisin sanoen itseliikkuvalla kip-pivaunulla. Ajoneuvon 13 on siis pystyttävä liikkumaan louhintatilassa 12 sekä poikittain kaksoisnuolen B suuntaan että pituussuuntaan kuljetusradalla 1 kaksoisnuolen A esittämällä tavalla.

15 Sähkömoottorikäyttöisen kaivosajoneuvon 13 sähkö energian saantia varten on järjestetty kuljetusradan 11 pituinen ripustettu liukukosketusjohto 21, johon liittyy ajorata 211, jota pitkin virranottolaite, toisin sanoen virranottovaunu 212 liikkuu. Sen virranotin liittyy toi-20 minnallisesti liukukosketusjohdon virtakiskoihin ja saa aikaan virtakosketuksen. Virranottovaunu 212 liittyy liu-kurengasrunkoon 213, josta lähtee vedon kestävä, ajoneuvoon 13 kiinnittyvä johto 311, joka on muodostettu ajoneuvoon 13 kuuluvasta johtorummusta 31 vedettävänä yhdysjoh-25 tona.

Johtorumpuun 31 vaikuttaa säädettävä palautusvoima, jolla on ajoneuvon 13 liikkuessa pituussuuntaan kaksoisnuolen A esittämällä tavalla sellainen arvo, että se takaa virranottovaunun 212 liikkumisen ajoneuvon 13 mukana. Poi-30 kittaisajossa, joka tapahtuu kaksoisnuolen B suuntaan, muuttuva arvo mahdollistaa toisaalta johon 31 tulemisen ulos johtorummulta 31 ajoneuvon 13 siirtyessä kauemmaksi liukukosketusjohtojärjestelmästä ja toisaalta se estää rummulta vedetyn johdon 311 riippumisen liian alhaalla.

35 Kaksoisnuolen A suuntaan tapahtuvassa pituusajossa, β 81219 siis ajoneuvon 13 liikkuessa kuljetusradalla 11, virranot-tovaunuun 212 kuuluva liukurengasrunko 213 huolehtii siitä, että johdon 311 liitäntä on molemmissa ajosuunnissa (pituussuuntaan tapahtuva ajo ja louhintatilaan tapahtuva 5 ajo) vetosuunnan mukainen (kaksoisnuoli C). Lisäksi se mahdollistaa suuntaamisen ajoneuvon 13 kulloinkin esiintyvän ajosuunnan mukaan ajoneuvon 13 kääntyessä kuljetus-radalta 11 louhintatilaan 12 ja myös ajoneuvon liikkuessa poikittain louhintatilassa 12 kaksoisnuolen B suuntaan.

10 Johdon ohjaamista varten on järjestetty sekä liuku- rengasrunkoon 213 laakeroitu suppilo 214 että johtorum-puun 31 nähden sama-aksiaalisesti järjestetty ohjausvarsi 312, joka kääntyy johtorumpuun 31 nähden mieluimmin vaakatasossa (kaksoisnuoli D).

15 Johtorummun 31 ja ajoneuvossa 13 olevaan sähkömoot toriin tulevan syöttöjohdon välissä on tunnetulla tavalla luonnollisesti myös liukurengasrunko. Se on sijoitettu rummun pystyakseliin.

Keksinnön mukaisen kaivosajoneuvon etuina voidaan 20 mainita, että tällaisella ajoneuvolla voidaan ajaa käytännöllisesti katsoen rajoittamattomia ajomatkoja toiminta-säteen ollessa suuri ja rakennekorkeuksien ajoneuvon päällä ollessa hyvin pieniä. Lisäksi ajomahdollisuudet voidaan valita vapaasti koko ajoalueella, ilman että sähkönsyöt-25 töjohto kiertyy tai siihen liittyy vastaavia haittoja.

Claims (8)

9 81219

1. Kiskoton, vapaasti ohjattu kaivosajoneuvo, jonka veto-osa on varustettu sähkömoottorikäytöllä, johon ener- 5 giansyöttö tapahtuu liukukosketusjohdon (21) ja siinä liikkuvan virranottolaitteen (212) avulla sekä jälkimmäiseen sähköisesti ja pysyvästi yhdistetyn ja palautusvoimaa vastaan rummusta (31) vedettävän yhdysjohdon (311) välityksellä, tunnettu siitä, että se käsittää yhdis-10 telmänä: a) yhdysjohdon, eli syöttöjohdon (311), joka on yhdistetty pystyakselilla pyörivän liukurengasrungon (213) avulla virranottolaitteeseen (212), b) hydraulimoottorin käyttämän, spiraalimaisesti 15 kelaavan johtorummun (31), joka on sijoitettu veto-osaan pystyakselilla kääntyväksi, jolloin akseli on varustettu 1iukurengasrungolla, c) hydraulisesti kääntyvän ohjausvarren (312), joka on sijoitettu sama-akselisesti johtorumpuun (31) nähden, 20 ja d) hydrostaattiset aksiaalimäntäkäyttölaitteet ajo-käyttöä ja muuta käyttöä varten kohdissa b) ja c), jotka on yhdistetty kolmivaihemoottoriin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaivosajoneuvo, 25 tunnettu siitä, että yhdysjohdon (311) virranot- tolaitteessa (212) on erotuskytkin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kaivosajoneuvo, tunnettu säädettävän johtovedon käsittävästä johtorummusta (31).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kaivos- ajoneuvo, tunnettu siitä, että johtorummussa (31) on ulos vedetyn johdon painosta riippuen muuttuva johtove-to.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kaivos-35 ajoneuvo, tunnettu siitä, että johtorummun (31) ja 10 81219 ohjausvarren (312) käyttölaitteet toimivat vastakkaissuun-taisesti.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kaivos-ajoneuvo, tunnettu siitä, että johtorumpuun (31) 5 on kelausspiraalin sisäalueelle sijoitettu mitan ilmaiseva sähköinen päätekytkin, ja että ajoneuvon (13) irtikytkentä (pysäyttäminen) tapahtuu ennalta määrätyn johtopituuden ollessa jäljellä rummussa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kaivos-10 ajoneuvo, tunnettu siitä, että johtorumpuun (31) on kelausspiraalin ulkoalueelle sijoitettu yhdistelmä, jossa on ainakin kaksi mitan ilmaisevaa päätekytkintä, ja että ajoneuvon (13) irtikytkentä (pysäyttäminen) tapahtuu, kun ohjausvarren (312) ja liukurengasrungon (213) välissä 15 on pienin mahdollinen vapaa johtopituus.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kaivos-ajoneuvo, tunnettu siitä, että johtorummussa (31) on kytkinosa ohjausvarren (312) lukitsemiseksi johtorum-puun. 20 II 11 81219