WO2020035578A1 - Raupenmobile baumaschine - Google Patents

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WO2020035578A1
WO2020035578A1 PCT/EP2019/071978 EP2019071978W WO2020035578A1 WO 2020035578 A1 WO2020035578 A1 WO 2020035578A1 EP 2019071978 W EP2019071978 W EP 2019071978W WO 2020035578 A1 WO2020035578 A1 WO 2020035578A1
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WO
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construction machine
conveyor belt
energy
electrical energy
mobile
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/071978
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English (en)
French (fr)
Inventor
Cornelis Hoogendoorn
Original Assignee
Keestrack N.V.
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Publication date
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Priority claimed from DE102018120077.3A external-priority patent/DE102018120077B4/de
Application filed by Keestrack N.V. filed Critical Keestrack N.V.
Publication of WO2020035578A1 publication Critical patent/WO2020035578A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C21/00—Disintegrating plant with or without drying of the material
    • B02C21/02—Transportable disintegrating plant
    • B02C21/026—Transportable disintegrating plant self-propelled
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a crawler-type construction machine with a conveyor belt, in particular a conveyor belt system, a jaw crusher system, an impact crusher system or a screening system with the features in claim 1.
  • Caterpillar conveyor belt systems are also known as flalden belts or in English as stacker. They are used, among other things, in gravel works and quarries. Flalden belts or conveyor belt systems have very low operating costs compared to wheel loaders. Converted to a field output of 500,000 tons, the costs per ton of material handled are cheaper by a factor of 4 compared to wheel loaders.
  • the conveyor belt systems are usually driven by hydraulic motors. It is also possible to use electric drives, but in this case a generator is required for autonomous operation.
  • the generator is driven by a diesel engine, so that with such conveyor belt systems an internal combustion engine is inevitably required, via which the required electrical energy is generated.
  • Such a conveyor belt system continuously generates emissions during operation. The necessary operating materials must also be provided. The efficiency of internal combustion engines is low.
  • Jaw crushers are used to shred mineral materials. They are used for the coarse and pre-shredding of brittle, medium-hard and hard materials. The crushing takes place in a wedge-shaped shaft between a fixed and a moving jaw. The feed material is crushed by an elliptical movement of the crushing jaw. It automatically slides down. If the material is finer than the set minimum distance between the crushing jaws, it falls out of the crushing chamber and onto a conveyor belt.
  • jaw crushers are used in the processing of mineral raw materials. They are used, for example, in quarries. This crushing can be seen as the first stage in the processing of raw materials in the mining industry. Diesel motors are used to drive jaw crusher systems. It is also possible to provide electric drives, but in this case a generator is required, ie a diesel generator, which is either provided as a separate unit or but is installed on the jaw crusher system. Such a jaw crusher system permanently generates emissions during operation. In addition, the necessary supplies have to be provided, which makes constant replenishment necessary. The efficiency of internal combustion engines is low.
  • Impact crushers are used for crushing mineral materials (natural stone or recycling material) and for producing fine or coarse aggregate.
  • Mineral materials are used to manufacture fine or coarse aggregates, e.g. Fine grit, crushed in several successive crushing stages. Larger chunks are first crushed in a jaw crusher as a primary crusher stage, then transferred to a cone crusher as a secondary crusher stage and then fed to an impact crusher as a tertiary crusher stage. The mineral materials are transported on conveyor belts.
  • mobile impact crusher systems are used.
  • Caterpillar impact crushers are extremely flexible and suitable for various applications. They can therefore be used for rock processing as well as for recycling orders. Such crawler-type impact crusher plants have an extremely high throughput due to their construction and are nevertheless comparatively compact in construction. Impact crushers require a lot of energy. As a rule, diesel engines are used. It is also possible to provide electric drives, but in this case too, a power generator is required, i.e. H. a diesel generator, which is either provided as a separate unit or installed on the impact crusher system.
  • Such an impact crusher system permanently generates emissions during operation.
  • the necessary operating materials must be provided, which makes constant replenishment necessary.
  • Caterpillar mobile screening plants are used for screening, i.e. the separation of solid mixtures according to particle size.
  • Caterpillar mobile seven systems are in different sizes on the market. Capacities of up to 1200 tons per hour are possible. Screening systems are used for pre-screening or coarse screening, for example when recycling landfill waste or building rubble. Such screening plants can be used before or after a crusher. The material transfer takes place on conveyor belts. The areas of application are in quarries, mining or demolition work. The operating costs of such a screening plant can be reduced by using engines with low fuel consumption. The engines should preferably have low emissions at the same time. Such a system should also be compact in weight and dimensions, but still enable high throughput.
  • Diesel engines are generally used to drive the screening plants. It is also possible to provide electric drives, but in this case too, a power generator is required, i.e. H. a diesel generator, which is either provided as a separate unit or installed on the screening plant. Such a screening plant continuously generates emissions during operation. In addition, the necessary operating materials must be provided, which makes constant replenishment necessary. The efficiency of diesel gensets is very low.
  • the invention has for its object to show a caterpillar mobile construction machine with a conveyor belt in the form of a conveyor belt system, a jaw crusher system, an impact crusher system or a screening system, which can be operated independently and can be operated more resource-efficiently.
  • a caterpillar-mobile construction machine in the sense of the invention is a caterpillar-mobile conveyor belt system, a jaw crusher system, an impact crusher system or a screening system.
  • the term construction machine is used uniformly for the types of construction machinery mentioned.
  • the construction machine has at least one electrical drive unit and at least one memory for electrical energy for driving the construction machine. It is a purely electrically operated construction machine. There is no generator and in particular no internal combustion engine on the construction machine, so that no combustion gases are generated when the construction machine is operated on site.
  • the tracked construction machine is very environmentally friendly, especially with regard to its emissions. In addition, due to its purely electric motor operation, it is much quieter than construction machines that are operated with internal combustion engines. Furthermore, the efficiency of an electric drive train, at over 90%, is significantly higher than the values of a diesel engine, which experience has shown that it has an efficiency of approx. 35%
  • the drive units are in particular direct drives. As far as possible, hydraulic motors are not used if a purely rotary movement is required.
  • the invention does not exclude that, for. B. for retracting and extending lifting cylinders, an electric drive is coupled to a hydraulic pump, so an electro-hydraulic drive is also available.
  • the actual conveyor belt (a conveyor belt system) is preferably driven directly by an electric drive unit. Due to the generally higher speeds of the drive unit, corresponding speed or torque translators can be provided, i. H. Gearbox or converter.
  • the invention does not exclude that an electro-hydraulic implementation e.g. done on the jaw crusher system, e.g. B. if it is necessary to extend a lifting cylinder. In any case, the jaw crusher is driven electrically. In a figurative sense, this also applies to the impact crusher system and the screening system.
  • the crawler chassis of the construction machine can be driven purely electrically, in particular the conveyor belt of the conveyor belt system itself. Other consumers of the construction machine are also driven purely electrically.
  • the construction machine has a photovoltaic system which can be arranged between a feed end and a discharge end of the conveyor belt.
  • the photovoltaic system is the device for obtaining electrical energy from solar energy.
  • the energy obtained with the photovoltaic system is used primarily by the construction machine.
  • Primary use means that secondary consumers can also be fed via the photovoltaic system.
  • the Most of the energy is required to operate the construction machine. Accordingly, the renewable energy should mainly be used for this.
  • the construction machine has at least one device for obtaining electrical energy from solar energy and / or wind energy.
  • the construction machine should generate regenerative energy.
  • the at least one memory for driving the construction machine stores this regenerative electrical energy obtained directly on the construction machine in order to operate the construction machine from this storage.
  • the memory for operating the crawler-mobile construction machine must be dimensioned sufficiently to enable continuous operation.
  • the voltage at the storage for electrical energy is preferably a DC voltage greater than 150 V, in particular greater than 300 V. At these voltages, the necessary powers can be transmitted in combination with corresponding currents. The voltages are far higher than the voltages that are used in conventional storage or accumulators.
  • the total weight of the construction machine can be more than 12 tons, whereby the caterpillar chassis easily carries larger and thus more voluminous and heavy storage.
  • the construction machine has a mast as part of the wind energy installation for the production of electrical energy.
  • a rotor is arranged on the mast.
  • the axis of rotation of the rotor can be horizontal or vertical.
  • the mast for the transport of the crawler-mobile construction machine can be folded in to a further place of use.
  • the mast is preferably as high as possible. To do this, it can be telescoped.
  • the wind turbine is preferably arranged at a discharge end.
  • a wind turbine has a sufficient height at the discharge end so that wind at this height can be used to drive the wind energy system.
  • the wind speeds are higher at higher altitudes than in areas close to the ground. But this effect is also exploited in the case of shorter conveyor belts, such as those used in other construction machines in question.
  • the wind turbine is not arranged at the discharge end, but between the feed end and the discharge end.
  • the wind power plant is preferably located near or directly above a support which supports the conveyor belt between the feed end and the discharge end. This means that the end of the throw is less stressed.
  • the mast can also be located at a high point of a jaw crusher, impact crusher or screening plant, e.g. on the housing.
  • construction machines of this type are generally not operated 24 hours a day, so that sufficient energy can be stored in the non-operating time.
  • the local generation of regenerative electrical energy enables the jaw crusher system to be kept small, since the electrical energy obtained on site can be used directly and does not have to be kept in a correspondingly larger memory.
  • the operation of the wind turbine is completely independent of the operation of the tracked construction machine. The wind turbine can work day and night. By appropriately aligning the construction machine or the mast, the wind energy installation can also be moved into a favorable position.
  • the photovoltaic system can span the conveyor belt in a tunnel-like manner. Depending on the position of the sun, both side rays of the sun and rays from above can be used very efficiently. With a tunnel-like spanned conveyor belt, there are opportunities to generate energy at any time of the day and under the condition that the sun is shining.
  • the photovoltaic system is arranged on housing surfaces of the construction machine.
  • Housing surfaces are e.g. B. enclosures of the drive units. These can be side walls or tops. These housing surfaces are usually unused and are used to shield components of the construction machine. In the invention, these surfaces fulfill another function.
  • Housing surfaces are also understood to mean, for example, side surfaces of the conveyor belts. It is therefore not absolutely necessary for the photovoltaic system to span the top of the conveyor belt in a tunnel-like manner.
  • the photovoltaic modules solar panels
  • the photovoltaic modules are only on the side of the conveyor belts. Here, they may well protrude above the fleas of the conveyor belt and therefore accommodate the conveyor belt between them. In a way, a channel is created between the opposite photovoltaic modules.
  • the photovoltaic modules can be attached in such a way that their position can be changed relative to the conveyor belt system. This means that the photovoltaic modules can be adjusted to suit the position of the sun.
  • the photovoltaic modules are pivoted from a transport position into an operating position. In the transport position, the photovoltaic modules should take up as little space as possible, while in the operating position they are inclined as much as possible and are ideally aligned with the sun.
  • the photovoltaic modules are covered when not in use or under special operating conditions. Corresponding covers can also be provided on the construction machine in order to protect the photovoltaic modules.
  • a control unit is designed to supply energy to a first electric motor for the conveyor belt of the conveyor belt system or for the jaw crusher of the jaw crusher system or for the impact crusher of the impact crusher system or for the screen decks of the screening system and at least one further electronic motor for the crawler track Taxes.
  • the motors for the crawler tracks and for the conveyor belt / jaw crusher / impact crusher / screen decks are the drives with the greatest energy requirements.
  • the control unit is designed to control the energy flows starting from the battery storage device. Both charging currents and voltages must be controlled. In particular, it should be noted that charging and discharging the batteries causes high temperature fluctuations may occur.
  • the control unit is designed to comply with limit values with regard to the thermal load on the batteries and only to provide the maximum permissible output to the respective electric motors.
  • the construction machine is never used in isolation, but is loaded in some way.
  • the conveyor belt system / jaw crusher / impact crusher / screening system is preceded by other construction machines that also require energy.
  • the memory can, for example, be coupled to a mobile or stationary electrical energy source.
  • a stationary electrical energy source is a supply network of an energy supplier.
  • a mobile electrical energy source is, for example, a mobile power generator or a separate battery, via which the construction machine's own memory can be charged.
  • Another consumer can be a mobile electrical energy source, for example.
  • Such an energy source is, in particular, a battery that can be charged and, in its function as an energy source, can emit energy at a later point in time.
  • Such a mobile energy source which is separated from the interface of the construction machine after charging, can then be used to supply additional electrical consumers at the site of the construction machine.
  • the other electrical consumers at the site of the construction machine are, in particular, other of the construction machines mentioned, namely electrically driven, caterpillar-mobile screening plants, electrically driven, caterpillar-mobile jaw crusher systems, electrically driven, caterpillar-mobile impact crusher systems or caterpillar-mobile, electrical conveyor belt systems.
  • the aforementioned electrical consumers form an off-road production line in the sense of the invention. This can also include other electrical consumers, such as an electrically powered excavator or other construction site vehicles, such as a wheel loader or a car.
  • the available electrical energy allows so-called mobile, battery-operated small consumers, such as B. computers, cell phones, etc., as well as battery-operated power tools.
  • the concept of the crawler-mobile construction machine with purely electrical operation is in particular part of a higher-level production line, in which communication between different electrical consumers and demand-dependent energy distribution is possible.
  • the crawler-type construction machine can be connected to a higher-level control system or can itself contain such a control system in order to take over control functions towards other electrical consumers. If there are several control systems, wireless data exchange can take place between the control systems.
  • the master-slave principle one of several control systems can be the leading system to which other control systems are subordinate. The redundancies of the system increase operational security.
  • each control system can be both a master and a slave means that a wide range of combinations of electrically operated consumers in the off-road production line is conceivable.
  • the construction machine according to the invention can be used in particular where emissions are to be avoided as far as possible, for example in the inner city area.
  • the energy storage device of the construction machine can have a modular structure and can therefore be adapted to construction machines of different sizes. Due to the changed drive concept, a purely electric construction machine is less maintenance-intensive than a hybrid system in which internal combustion engines are used. The investment costs compared to a combustion engine in combination with a generator may initially be higher. In the long term, the construction machine according to the invention is cheaper to operate, in particular if the construction machine obtains electrical energy from regenerative energy sources on site and can store it in its own energy store for its own consumption.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the schematic drawings. Show it:
  • Figure 1 shows a first construction machine in the form of a screening plant in side view
  • Figure 2 shows a second construction machine in the form of a jaw crusher in the
  • Figure 3 shows the jaw crusher system of Figure 2 with solar modules in a view from above;
  • Figure 4 shows a third construction machine in the form of an impact crusher in the
  • Figure 5 shows the impact crusher system of Figure 4 with solar modules in a view from above;
  • Figure 6 shows a fourth construction machine in the form of a conveyor belt system in the
  • Figure 7 shows the conveyor belt system of Figure 6 with solar modules in a view from above;
  • Figure 8 is an illustration of the power electronics of the construction machine on
  • FIG. 1 shows a purely schematic representation of a first construction machine in the form of a screening plant SC.
  • the screening plant SC is caterpillar-mobile and has a chassis 1 which is supported by a crawler chassis 2.
  • the chassis 1 has a frame 4 and carries all the superstructures 3.
  • the screening plant SC has a feeder 5 with a receiving funnel and conveyor belts 6, 7 for the discharge of screened material which has previously been screened via screening devices 8.1.
  • the screening plant SC is operated electrically and for this purpose has a storage BP for electrical energy for driving the screening plant SC.
  • the memory BP is arranged on the chassis 1.
  • the SC screening plant has a facility for extracting electrical energy from wind energy. It is a WM wind turbine with a mast 9.
  • the mast 9 is at the upper end of the superstructure 3.
  • the mast 9 can be folded in, so that it does not protrude above the receiving funnel of the feeder 5, in particular for transport.
  • the rotor blades 10 of the wind power plant WM can also be folded in.
  • the mast 9 can be telescopic and / or foldable in a manner not shown, so that it has a much greater length in the erected position than in its folded or non-telescopic transport position.
  • the screening plant SC is designed to be loaded onto a transport vehicle and to be transported to another location on public roads.
  • the SC screening plant is also very compact with the additional and particularly retrofittable WM wind turbine.
  • the screening plant SC also has a photovoltaic system PV as a device for generating electrical energy from solar energy.
  • the photovoltaic system PV is arranged on the structures 3.
  • the photovoltaic system PV can span the conveyor belt 6, 7 like a tunnel.
  • the photovoltaic system PV can span the conveyor belt 6, 7 in an arc-like manner, for example. It is also possible with larger solar panels 11 that they have a triangle or trapezoid above the cross section, for example Tension conveyor belt 6, 7.
  • the solar panels 11 can also only partially overlap the area above the conveyor belt 6, 7, so that the area above the conveyor belt 6, 7 remains partially open.
  • the advantage of arranging solar panels 11 on the conveyor belt 6, 7 is that the shading in this area is slight.
  • housing surfaces 12 of the screening system SC are all surfaces that serve to house components of the screening plant SC.
  • housing surfaces 12 are all surfaces that serve to house components of the screening plant SC.
  • the structures 3 include, in particular, the areas directly on the chassis 31 or the crawler chassis 2 and, moreover, the conveyor belt 6, 7 itself.
  • Solar panels 11 can in particular be arranged on lateral surfaces of the conveyor belt 6, 7 or on the frame, who carries and guides a conveyor belt. The position of a solar panel 11 can be adjustable in relation to the screening plant SC.
  • FIGS 2 and 3 show a purely schematic representation of a construction machine in the form of a jaw crusher system JC.
  • the jaw crusher system JC is caterpillar-mobile and has a chassis 1 which is carried by a crawler chassis 2.
  • the chassis 1 has a frame 4 and carries all the superstructures 3.
  • the jaw crusher system JC has a feeder 5 with a receiving funnel and conveyor belts 6, 7 for ejecting crushed material which was crushed beforehand in a jaw crusher 8.2.
  • the JC jaw crusher system is operated electrically and for this purpose has a BP electrical energy store for driving the JC jaw crusher system.
  • the memory BP is arranged on the chassis 1.
  • the JC jaw crusher system has a facility for extracting electrical energy from wind energy. It is a WM wind turbine with a mast 9.
  • the mast 9 is at the upper end of the superstructure 3.
  • the mast 9 can be folded in, so that it does not protrude above the receiving funnel of the feeder 5, in particular for transport.
  • the rotor blades 10 of the WM wind turbines can be folded in.
  • the mast 9 can be telescopic and / or foldable in a manner not shown, so that it has a much greater length in the erected position than in its folded or non-telescopic transport position.
  • the JC jaw crusher system is designed to be loaded onto a transport vehicle and to be transported to another location on public roads.
  • the JC jaw crusher system is also very compact with the additional and especially upgradeable WM wind turbine.
  • the JC jaw crusher system also has a PV photovoltaic system as a device for generating electrical energy from solar energy.
  • the photovoltaic system PV is arranged on the structures 3.
  • the photovoltaic system PV can span the conveyor belt 6 like a tunnel.
  • the photovoltaic system PV can, for example, span the conveyor belt 6 in an arc-like manner (FIG. 2).
  • solar panels 11 With larger solar panels 11, it is also possible that they e.g. stretch a triangle or trapezoid in cross section above the conveyor belt 6.
  • the solar panels 11 can also only partially overlap the area above the conveyor belt 6, so that the area above the conveyor belt 6 remains partially open.
  • the advantage of arranging solar panels 11 on the conveyor belt 6 is that the shading in this area is slight.
  • solar panels 11 of the photovoltaic system PV are arranged on housing surfaces 12 of the jaw crusher system JC.
  • Housing surfaces 12 are all surfaces that serve to house components of the jaw crusher system JC.
  • the structures 3 include, in particular, the areas directly on the chassis 1 or the crawler chassis 2 and also the conveyor belt 6 itself.
  • Photovoltaic modules or solar panels 11 can in particular be arranged on lateral surfaces of the conveyor belt 6 or on the frame which carries and guides a conveyor belt.
  • the position of a solar panel 11 can be adjustable relative to the jaw crusher system JC.
  • Figures 4 and 5 show in a purely schematic representation a construction machine in the form of an impact crusher system IC.
  • the impact crusher system IC is caterpillar-mobile and has a chassis 1 which is supported by a crawler chassis 2.
  • the chassis 1 has a frame 4 and carries all the superstructures 3.
  • the impact crusher system IC has a feeder 5 with a receiving funnel and a conveyor belt 6 with a discharge end 7 for the discharge of shredded material which was previously shredded in an impact crusher 8.3.
  • the impact crusher system IC is operated electrically and for this purpose has a memory BP for electrical energy for driving the impact crusher system IC.
  • the memory BP is arranged on the chassis 1.
  • the impact crusher system IC has a facility for extracting electrical energy from wind energy. It is a WM wind turbine with a mast 9.
  • the mast 9 is at the upper end of the superstructure 3.
  • the mast 9 can be folded in, so that it does not protrude above the receiving funnel of the feeder 5, particularly for transport.
  • the rotor blades 10 of the wind power plant WM can also be folded in.
  • the mast 9 can be telescopic and / or foldable in a manner not shown, so that it has a substantially greater length in the erected position than in its folded or non-telescopic transport position.
  • the impact crusher system IC is designed to be loaded onto a transport vehicle and to be transported to another location on public roads.
  • the impact crusher system IC is also very compact with the additional and especially retrofittable wind turbine WM.
  • the impact crusher system IC also has a photovoltaic system PV as a device for generating electrical energy from solar energy.
  • Solar panels 11 of the photovoltaic system PV are arranged on the structures 3.
  • the solar panels 11 are arranged on housing surfaces 12 of the impact crusher system IC.
  • Housing surfaces 12 are all surfaces that serve to house components of the impact crusher system IC.
  • the structures 3 include, in particular, the areas directly on the chassis 1 or the crawler chassis 2.
  • Solar panels 11 can be arranged on one side or on both sides of the structures 3, in particular on side housing surfaces 12. The position of a solar panel 11 can be adjustable in relation to the impact crusher system IC.
  • FIGS 6 and 7 show a purely schematic representation of a construction machine in the form of a conveyor belt system ST.
  • the conveyor belt system ST is caterpillar-mobile and has a chassis 1 which is supported by a crawler chassis 2.
  • the chassis 1 in turn carries all the superstructures 3.
  • a conveyor belt 6 is carried by the chassis 1 via adjustable supports 13, 14.
  • the conveyor belt 6 has a feed end 15 and a higher discharge end 16 for the discharge of material that was picked up by the conveyor belt 6 at the feed end 15.
  • the conveyor belt system ST is operated electrically and for this purpose has a memory BP for electrical energy for driving the conveyor belt system ST.
  • the memory BP is arranged on the chassis 1.
  • the conveyor belt system ST has a device for extracting electrical energy from wind energy. It is a wind turbine WM with a mast 9.
  • the mast 9 is arranged at the upper end of the conveyor belt system ST, i.e. at the discharge end 8.
  • the mast 9 can be folded in, so that it does not protrude above the conveyor belt 6, in particular for transport.
  • the rotor blades 10 of the WM wind turbine can also be folded in.
  • the mast 9 can be telescopic and / or foldable in a manner not shown, so that it has a much greater length in the erected position than in its folded or non-telescopic transport position.
  • the conveyor belt system ST is designed to be loaded onto a transport vehicle and to be transported to another location on public roads.
  • the conveyor belt system ST is also very compact with the additional and especially retrofittable wind turbine WM.
  • the conveyor belt system ST also has a photovoltaic system PV as a device for generating electrical energy from solar energy.
  • the photovoltaic system is PV arranged between the feed end 15 and the discharge end 16 on the conveyor belt 6.
  • the photovoltaic system PV can span the conveyor belt 6 like a tunnel.
  • the photovoltaic system PV can span the conveyor belt 6, for example, in the manner of an arc, as shown in FIG.
  • solar panels 11 With larger solar panels 11, it is also possible that they e.g. stretch a triangle or trapezoid in cross section above the conveyor belt 6.
  • the solar panels 11 can also only partially overlap the area above the conveyor belt 6, so that the area above the conveyor belt 6 remains partially open.
  • the advantage of arranging solar panels 11 on the conveyor belt 6 is that the shading in this area is slight.
  • housing surfaces 12 of the conveyor belt system ST are all surfaces that serve to house components of the conveyor belt system ST.
  • housing surfaces 12 are all surfaces that serve to house components of the conveyor belt system ST.
  • the structures 3 include, in particular, the areas directly on the chassis 1 or the crawler chassis 2 and, moreover, also the conveyor belt 6 itself.
  • Solar panels 11 can be arranged in particular on lateral surfaces of the conveyor belt 6 or on the frame which carries a conveyor belt and leads. The position of a solar panel 11 can be adjustable relative to the conveyor belt system 1.
  • a memory BP for electrical energy enables battery operation of the respective construction machine described above. This is described below using the example of a screening plant SC, where the term "screening plant” can be replaced by one of the following terms: jaw crusher system, impact crusher system, conveyor belt system.
  • the possible operating time of the construction machine depends on the capacity of the memory BP. So that the memory BP can deliver the necessary power, the voltage is more than 150 volts direct current and in particular more than 300 volts direct current. It is a high-voltage battery. For operation over 2 Hours, the capacity can be 24 kWh at 614V DC on the electrical storage BP.
  • the screening plant SC has power electronics for controlling the electric drives M1, M2, M3 of the screening plant SC (FIG. 8).
  • the power electronics is a central component of the drive train of the SC screening plant.
  • the power electronics include a central, electronic control unit PLC, which is designed to supply power to a first electric motor M1 for the main drive of the screening plant SC and the further electric motors M2, e.g. to control for the crawler track 2.
  • the screening plant SC can have further motors M3 and auxiliary drives, which are referred to as further electrical consumers Mn.
  • Other electrical consumers Mn include the on-board network of the SC screening system and also small consumers that are connected to the on-board network, e.g. Control devices, sensors, actuators, monitors etc. These consumers Mn are referred to in FIG.
  • Mn DC that is to say as DC consumers. Since small consumers are operated with much lower voltages than with the voltage of the electrical storage BP of the screening plant SC, converters INV are required.
  • the converter for small consumers is a DC-DC converter. Additional converters can be provided for other consumers, e.g. to supply the on-board network of the SC screening plant.
  • the electronic control unit PLC is also a consumer, which is fed via the electrical system. The voltage in the vehicle electrical system is 24 V. work lights also connected.
  • the converters are designated INV in FIG. 8 uniformly regardless of their structure, their power or their function (DC-DC, DC-AC).
  • the motors M1, M2, M3 are operated with 400 V alternating current.
  • the motor M1 can have a power of 22 kW and the motor M2 for the crawler track 2 has a power of 30 kW. Therefore, the DC line of the screening plant SC is preceded by a DC-AC converter INV.
  • the converter INV can be bypassed and obtained directly from an AC AC network, for example with 380V 50 Hz.
  • the power electronics with the control unit PLC controls the respective Energy intake.
  • the broken lines are control lines.
  • the solid lines are live conductors for direct current DC.
  • mobile electrical consumer devices can be charged via an on-board network, such as mobile radio devices, notebooks, battery-operated tools, etc.
  • an on-board network such as mobile radio devices, notebooks, battery-operated tools, etc.
  • all consumers who are not permanently connected to the screening system SC or who can be counted among the mobile electrical consumer devices are not necessary to operate the SC screening plant, and use the SC screening plant as an energy source for charging their own electrical storage.
  • a mobile electrical consumer device can therefore also be an electric vehicle, in particular a construction site vehicle, such as an electrically operated wheel loader.
  • the screening plant SC can be coupled with various energy sources, e.g. if the electrical energy obtained on the SC screening plant is not sufficient for operation.
  • Another energy source can be a stationary energy source AC, e.g. a stationary network.
  • Another energy source can be an additionally provided electrical storage RBP, via which either the storage BP is loaded on the screening plant SC or via which the screening plant SC is operated.
  • the screening plant SC can also be connected to mobile power generators, which preferably obtain electrical energy from renewable energy sources (wind, sun).
  • the interfaces of the screening plant SC can also be used to transfer excess energy, which has been obtained by the photovoltaic system PV or the wind energy plant WM and cannot be stored in the own storage BP, to other electrical storage devices RBP, to a network AC or to one to deliver additional consumers Mn. These are consumers Mn at the location of the SC screening plant.
  • the arrow directions of the current conductors indicate that, for example, one's own storage BP and the other storage RBP can be loaded and unloaded, specifically via the screening system SC itself.
  • the own storage BP can be charged by means of an on-board charger OBC via a network AC of a network operator.
  • Other energy sources, such as a mobile power generator can also be connected to the OBC on-board charger.
  • the electronic control unit PLC shown in FIG. 8 is in constant contact with a vehicle control (not shown) and receives from it the instruction to be implemented and also information from other control units.
  • the screening plant SC is in particular part of a production line in which the screening plant SC is followed by devices for comminuting and classifying or screening material.
  • the other consumers are therefore an electrically driven, tracked, mobile impact crusher system IC, an electrically driven, tracked, mobile screening plant SC or also a screening plant SC.
  • Figure 3 shows that connections to the other plants in the production line can be established. It is controlled by the PLC control unit. Communication can take place wirelessly.
  • FIG. 9 shows that each of these systems in the exemplary production line has its own control unit PLC1, PLC2, PLC3.
  • the control units PLC1, PLC2, PLC3 are connected via wireless communication interfaces. Electrical energy can be transferred from one of the systems to another system.
  • the solid line symbolizes the electrical supply line between the systems. The arrows indicate that the transmission can take place in different directions.
  • electrical energy obtained on the screening plant SC can be transmitted to the other plants.

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Abstract

Raupenmobile Baumaschine mit wenigstens einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit M1, M2, und mit wenigstens einem Speicher BP für elektrische Energie zum Antrieb der Baumaschine, und mit einem Förderband (6), das ein Aufgabeende (15) und ein Abwurfende (16) besitzt, wobei zwischen dem Aufgabeende (15) und dem Abwurfende (16) des Förderbandes (6) eine Photovoltaikanlage (PV) angeordnet ist, als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie zur primären Nutzung durch die elektromobile Baumaschine.

Description

Raupenmobile Baumaschine
Die Erfindung betrifft eine raupenmobile Baumaschine mit einem Förderband, insbesondere eine Förderbandanlage, eine Backenbrecheranlage, eine Prallbrecheranlage oder eine Siebanlage mit den Merkmalen im Patentanspruch 1.
Raupenmobile Förderbandanlagen werden auch als Flaldenbänder oder im englischen als Stacker bezeichnet. Sie kommen unter anderem in Kieswerken und Steinbrüchen zum Einsatz. Flaldenbänder bzw. Förderbandanlagen besitzen im Vergleich zu Radladern sehr günstige Betriebskosten. Umgerechnet auf eine Flaldenleistung von 500.000 Tonnen sind die Kosten je umgeschlagener Tonne Material im Vergleich zu Radladern um den Faktor 4 günstiger.
Der große Vorteil einer mobilen Förderbandanlage gegenüber der Verhaldung mit einem Radlader ist die hohe Betriebssicherheit. Das gefährliche Befahren von Schüttgut entfällt. Es erfolgt nur eine geringe Entmischung des Schuttgutes durch die mitwachsende Abwurfhöhe. Im Schwenkbetrieb von z.B. 180° ergeben sich große Haldenkapazitäten. Die Raupenmobilität ermöglicht den Einsatz in unebenem Gelände. Dennoch sind die Verladung und der Transport einfach. Durch Klappmechanismen können auch längere Förderbänder zu geringen Transportlängen und auch zu geringen Höhen zusammengeklappt werden. Neben der günstigen Transportmaße und der leichten Verladung durch den raupenmobilen Antrieb ist zu erwähnen, dass durch Förderbandanlagen im Unterschied zu Radladern keine Materialverdichtung erfolgt.
Üblicherweise werden die Förderbandanlagen mit Hydraulikmotoren angetrieben. Es ist auch möglich, Elektroantriebe zu verwenden, allerdings ist in diesem Fall für einen autarken Betrieb ein Generator erforderlich. Der Generator wird von einem Dieselmotor angetrieben, sodass bei derartigen Förderbandanlagen zwangsläufig ein Verbrennungsmotor erforderlich ist, über welchen die benötigte elektrische Energie erzeugt wird. Eine solche Förderbandanlage erzeugt während des Betriebes fortwährend Emissionen. Zudem sind die notwendigen Betriebsstoffe bereitzustellen. Der Wirkungsgrad von Verbrennungskraftmaschinen ist gering.
Backenbrecheranlagen werden zur Zerkleinerung von mineralischen Werkstoffen verwendet. Sie dienen zur Grob- und Vorzerkleinerung von spröden, mittelharten und harten Materialien. Die Zerkleinerung erfolgt in einem keilförmigen Schacht zwischen einer feststehenden und einer bewegten Brechbacke. Durch einen elliptischen Bewegungsverlauf der Brechbacke wird das Aufgabegut zerdrückt. Es rutscht selbsttätig nach unten. Wenn das Material feiner ist, als der eingestellte Mindestabstand zwischen den Brechbacken, fällt es aus der Brechkammer heraus und auf ein Förderband.
Im großindustriellen Maßstab werden Backenbrecher bei der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe verwendet. Sie kommen z.B. in Steinbrüchen zum Einsatz. Diese Zerkleinerung kann als erste Stufe der Aufbereitung von Rohstoffen im Bergbau angesehen werden. Zum Antrieb von Backenbrecheranlagen kommen Dieselmotoren zum Einsatz. Es ist auch möglich, elektrische Antriebe vorzusehen, allerdings benötigt man in diesem Fall ein Stromaggregat, d. h. einen Dieselgenerator, der entweder als separate Einheit zur Verfügung gestellt wird oder aber auf der Backenbrecheranlage installiert ist. Eine solche Backenbrecheranlage erzeugt während des Betriebs permanent Emissionen. Zudem sind die notwendigen Betriebsstoffe bereitzustellen, was einen ständigen Nachschub erforderlich macht. Der Wirkungsgrad von Verbrennungskraftmaschinen ist gering.
Prallbrecher werden zur Zerkleinerung von mineralischen Werkstoffen (Naturstein oder Recyclingmaterial) und zur Herstellung von feiner oder grober Gesteinskörnung verwendet. Mineralische Werkstoffe werden zur Herstellung von feinen oder groben Gesteinskörnungen, wie z.B. Edelsplitt, in mehreren aufeinanderfolgenden Brecherstufen zerkleinert. Größere Brocken werden zunächst in einem Backenbrecher als Primär-Brecherstufe zerkleinert, dann an einen Kegelbrecher als Sekundär-Brecherstufe übergeben und danach einem Prallbrecher als Tertiär- Brechstufe zugeführt. Die mineralischen Werkstoffe werden über Förderbänder transportiert. In Anbetracht des hohen Verschleißes in den Brechern sowie des hohen wirtschaftlichen Aufwandes für die Anschaffung und den Betrieb von einzelnen Brechern, kommen mobile Prallbrecheranlagen zum Einsatz.
Raupenmobile Prallbrecheranlagen sind extrem flexibel und für diverse Anwendungen geeignet. Sie können daher sowohl zur Gesteinsaufarbeitung als auch für Recyclingaufträge eingesetzt werden. Derartige raupenmobile Prallbrecheranlagen besitzen aufgrund ihrer Bauweise einen extrem hohen Durchsatz und sind dennoch vergleichsweise kompakt im Aufbau. Prallbrecher benötigen viel Energie. In der Regel kommen Dieselmotoren zum Einsatz. Es ist auch möglich, elektrische Antriebe vorzusehen, allerdings benötigt man auch in diesem Fall ein Stromaggregat, d. h. einen Dieselgenerator, der entweder als separate Einheit zur Verfügung gestellt wird oder aber auf der Prallbrecheranlage installiert ist.
Eine solche Prallbrecheranlage erzeugt während des Betriebs permanent Emissionen. Zudem sind die notwendigen Betriebsstoffe bereitzustellen, was einen ständigen Nachschub erforderlich macht.
Raupenmobile Siebanlagen dienen zum Sieben, also der Trennung (Separation) von Feststoffgemischen nach Korngrößen. Raupenmobile Siebenanlagen sind in verschiedenen Baugrößen am Markt. Kapazitäten von bis zu 1200 Tonnen je Stunde sind möglich. Siebanlagen kommen zum Vorsieben oder Grobsieben zum Einsatz, beispielsweise beim Recycling von Deponiemüll oder von Bauschutt. Derartige Siebanlagen können vor oder nach einem Brecher eingesetzt werden. Die Materialübergabe erfolgt über Förderbänder. Die Einsatzbereiche sind im Steinbruch, im Bergbau oder bei Abrissarbeiten. Die Betriebskosten einer solchen Siebanlage können durch den Einsatz von Motoren mit geringem Kraftstoffverbrauch gesenkt werden. Vorzugsweise sollen die Motoren gleichzeitig geringe Emissionen haben. Eine solche Anlage soll zudem kompakt in Gewicht und Abmessungen sein, aber dennoch einen hohen Durchsatz ermöglichen.
Zum Antrieb der Siebanlagen kommen in der Regel Dieselmotoren zum Einsatz. Es ist auch möglich, elektrische Antriebe vorzusehen, allerdings benötigt man auch in diesem Fall ein Stromaggregat, d. h. einen Dieselgenerator, der entweder als separate Einheit zur Verfügung gestellt wird oder aber auf der Siebanlage installiert ist. Eine solche Siebanlage erzeugt während des Betriebs permanent Emissionen. Zudem sind die notwendigen Betriebsstoffe bereitzustellen, was einen ständigen Nachschub erforderlich macht. Der Wirkungsgrad von Dieselaggregaten ist sehr niedrig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raupenmobile Baumaschine mit einem Förderband in Form einer Förderbandanlage, einer Backenbrecheranlage einer Prallbrecheranlage oder einer Siebanlage aufzuzeigen, welche autark betrieben werden kann und ressourceneffizienter betrieben werden kann.
Diese Aufgabe ist bei einer raupenmobilen Baumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine raupenmobile Baumaschine im Sinne der Erfindung ist eine raupenmobile Förderbandanlage, eine Backenbrecheranlage, eine Prallbrecheranlage oder eine Siebanlage. Nachfolgend wird der Begriff Baumaschine einheitlich für die genannten Typen von Baumaschinen verwendet.
Die Baumaschine besitzt wenigstens eine elektrische Antriebseinheit und wenigstens einen Speicher für elektrische Energie zum Antrieb der Baumaschine. Es handelt sich um eine rein elektrisch betriebene Baumaschine. Es ist kein Generator und insbesondere kein Verbrennungsmotor auf der Baumaschine vorgesehen, sodass beim Betrieb der Baumaschine vor Ort keine Verbrennungsgase anfallen. Die raupenmobile Baumaschine ist sehr umweltschonend, insbesondere im Hinblick auf ihre Emissionen. Zudem ist sie durch den rein elektromotorischen Betrieb wesentlich leiser als Baumaschinen, die mit Verbrennungsmotoren betrieben werden. Ferner liegt die Nutzeffizienz eines elektrischen Antriebsstranges mit über 90 % wesentlich über den Werten eines Dieselmotors, der erfahrungsgemäß eine Nutzeffizienz von ca. 35 % aufweist
Die Antriebseinheiten sind insbesondere Direktantriebe. Soweit es möglich ist, wird auf Hydraulikmotoren verzichtet, sofern eine rein rotatorische Bewegung erforderlich ist. Die Erfindung schließt nicht aus, dass z. B. zum Ein- und Ausfahren von Hubzylindern ein elektrischer Antrieb mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist, also ein elektrohydraulischer Antrieb zusätzlich vorhanden ist. Vorzugsweise erfolgt der Antrieb des eigentlichen Förderbandes (einer Förderbandanlage) jedoch direkt durch eine elektrische Antriebseinheit. Aufgrund der in der Regel höheren Drehzahlen der Antriebseinheit können entsprechende Drehzahl- oder Drehmomentübersetzer vorgesehen sein, d. h. Getriebe oder auch Wandler. Die Erfindung schließt nicht aus, dass eine elektrohydraulische Umsetzung z.B. auf der Backenbrecheranlage erfolgt, z. B. wenn es notwendig ist, einen Hubzylinder auszufahren. Der Antrieb des Backenbrechers erfolgt jedoch in jedem Fall elektrisch. Das gilt im übertragenen Sinne auch für die Prallbrecheranlage und die Siebanlage.
Das Raupenfahrwerk der Baumaschine kann rein elektrisch angetrieben werden, wie insbesondere das Förderband der Förderbandanlage selbst. Weitere Verbraucher der Baumaschine werden ebenfalls rein elektrisch angetrieben.
Die Baumaschine besitzt eine Photovoltaikanlage, die zwischen einem Aufgabeende und einem Abwurfende des Förderbandes angeordnet sein kann. Im Rahmen der Erfindung ist die Photovoltaikanlage die Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie. Die mit der Photovoltaikanlage gewonnene Energie dient zur primären Nutzung durch die Baumaschine. Primäre Nutzung bedeutet, dass über die Photovoltaikanlage auch Nebenverbraucher gespeist werden können. Der Hauptanteil der Energie ist zum Betrieb der Baumaschine erforderlich. Hierzu soll dementsprechend die regenerative Energie hauptsächlich genutzt werden.
Die Baumaschine besitzt wenigstens eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie und/oder Windenergie. Die Baumaschine soll regenerative Energie gewinnen. Der wenigstens eine Speicher zum Antrieb der Baumaschine speichert diese unmittelbar an der Baumaschine gewonnene regenerative, elektrische Energie, um die Baumaschine aus diesem Speicher heraus zu betreiben.
Der Speicher zum Betrieb der raupenmobilen Baumaschine muss hinreichend dimensioniert sein, um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Spannung an dem Speicher für elektrische Energie eine Gleichspannung größer als 150 V, insbesondere größer als 300 V. Bei diesen Spannungen können in Kombination mit entsprechenden Strömen die notwendigen Leistungen übertragen werden. Die Spannungen liegen bei weitem über den Spannungen, die bei üblichen Speichern oder Akkumulatoren verwendet werden.
Das Gesamtgewicht der Baumaschine kann mehr als 12 Tonnen betragen, wobei das Raupenfahrwerk problemlos auch größere und damit voluminösere und schwerere Speicher trägt.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung besitzt die Baumaschine einen Mast als Bestandteil der Windenergieanlage zur Gewinnung elektrischer Energie. An dem Mast ist ein Rotor angeordnet. Die Drehachse des Rotors kann horizontal oder vertikal sein. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn der Mast für den Transport der raupenmobilen Baumaschine zu einem weiteren Einsatzort einklappbar ist. Der Mast ist vorzugsweise möglichst hoch. Hierzu kann er teleskopiert werden.
Vorzugsweise ist die Windenergieanlage an einem Abwurfende angeordnet. Bei den sehr langen Förderbändern einer Förderbandanlage besitzt eine Windkraftanlage am Abwurfende eine hinreichende Höhe, sodass Wind in dieser Höhe zum Antrieb der Windenergieanlage ausgenutzt werden kann. Die Windgeschwindigkeiten sind in größeren Höhen höher als in bodennahen Bereichen. Dieser Effekt wird aber auch bei kürzeren Förderbändern ausgenutzt, wie sie bei anderen der in Rede stehenden Baumaschinen zum Einsatz kommen.
Alternativ ist die Windenergieanlage nicht am Abwurfende, sondern zwischen dem Aufgabeende und dem Abwurfende angeordnet. Bevorzugt befindet sich die Windkraftanlage in diesem Fall nahe oder unmittelbar über einer Stütze, welche das Förderband zwischen dem Aufgabeende und dem Abwurfende abstützt. Dadurch wird das Abwurfende weniger belastet.
Der Mast kann auch an einem hohen Punkt einer Backenbrecher-, Prallbrecher- oder Siebanlage angeordnet sein, z.B. an dem Gehäuse.
Zu berücksichtigen ist, dass derartige Baumaschinen in der Regel nicht 24 Stunden am Tag betrieben werden, sodass in der betriebsfreien Zeit hinreichend Energie gespeichert werden kann. Die lokale Erzeugung regenerativer elektrischer Energie ermöglicht es, die Speicher der Backenbrecheranlage klein zu halten, da die vor Ort gewonnene elektrische Energie direkt genutzt werden kann und nicht in einem entsprechend größeren Speicher vorgehalten werden muss. Der Betrieb der Windenergieanlage ist völlig unabhängig von dem Betrieb der raupenmobilen Baumaschine. Die Windenergieanlage kann Tag und Nacht arbeiten. Durch entsprechende Ausrichtung der Baumaschine bzw. des Mastes, kann die Windenergieanlage zudem in eine günstige Position verfahren werden.
Da bei einer Förderbandanlage das Förderband recht hoch reicht und zudem in Steinbrüchen oder auf Baustellen nicht beschattet ist, kann die Photovoltaikanlage das Förderband tunnelartig überspannen. Entsprechend des Sonnenstandes können sowohl seitlich auftreffende Sonnenstrahlen, als auch von oben auftreffende Strahlen sehr effizient ausgenutzt werden. Mit einem tunnelartigen überspannten Förderband ergeben sich zu jeder Tageszeit und unter der Bedingung, dass die Sonne scheint, Möglichkeiten zur Energiegewinnung.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Photovoltaikanlage an Gehäuseflächen der Baumaschine angeordnet ist. Gehäuseflächen sind z. B. Einhausungen der Antriebseinheiten. Es kann sich hierbei um seitliche Wände oder auch Oberseiten handeln. Diese Gehäuseflächen sind in der Regel ungenutzt und dienen zur Abschirmung von Komponenten der Baumaschine. Bei der Erfindung erfüllen diese Flächen eine weitere Funktion. Unter Gehäuseflächen werden beispielsweise auch Seitenflächen der Förderbänder verstanden. Es ist daher nicht zwingend erforderlich, dass die Photovoltaikanlage das Förderband oberseitig tunnelartig überspannt. Es ist auch möglich, dass sich die Photovoltaikmodule (Solarpaneele) lediglich seitlich an den Förderbändern befinden. Hierbei können sie durchaus über die Flöhe des Förderbandes nach oben ragen und daher das Förderband zwischen sich aufnehmen. Flierdurch entsteht gewissermaßen eine Rinne zwischen den gegenüberliegenden Photovoltaikmodulen.
Es ist möglich, die Photovoltaikmodule so zu befestigen, dass ihre Position relativ zur Förderbandanlage veränderbar ist. Dadurch können die Photovoltaikmodule passend zum Sonnenstand eingestellt werden. Denkbar ist aber auch, dass die Photovoltaikmodule von einer Transportposition in eine Betriebsposition verschwenkt werden. In der Transportposition sollen die Photovoltaikmodule möglichst wenig Platz einnehmen, während sie in der Betriebsposition möglichst geneigt sind und in idealer Weise zur Sonne ausgerichtet sind.
Es ist möglich, dass die Photovoltaikmodule bei Nichtgebrauch oder unter besonderen Betriebsbedingungen abgedeckt sind. Flierzu können an der Baumaschine entsprechende Abdeckungen vorgesehen sein, um die Photovoltaikmodule zu schützen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinheit dazu ausgebildet, die Energieversorgung eines ersten elektrischen Motors für das Förderband der Förderbandanlage oder für den Backenbrecher der Backenbrecheranlage oder für den Prallbrecher der Prallbrecheranlage oder für die Siebdecks der Siebanlage und wenigstens eines weiteren elektronischen Motors für das Raupenfahrwerk zu steuern. Bei den Motoren für das Raupenfahrwerk und für das Förderband/den Backenbrecher/den Prallbrecher/die Siebdecks handelt es sich um die Antriebe mit dem größten Energiebedarf. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Energieströme ausgehend von dem Batteriespeicher zu steuern. Es müssen sowohl Ladeströme als auch Spannungen gesteuert werden. Insbesondere ist zu beachten, dass durch das Laden und Entladen der Batterien hohe Temperaturschwankungen auftreten können. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, Grenzwerte im Hinblick auf die thermische Belastung der Batterien einzuhalten und nur die maximal zulässige Leistung den jeweiligen elektrischen Motoren zur Verfügung zu stellen.
Im Rahmen der Erfindung ist die Baumaschine niemals isoliert im Einsatz, sondern wird in irgendeiner Art und Weise beladen. Beispielsweise sind der Förderbandanlage / Backenbrechanlage / Prallbrechanlage / Siebanlage weitere Baumaschinen vorgeschaltet, die ebenfalls Energie benötigen.
Es ist möglich, die Baumaschine, die selbst regenerative Energie erzeugen kann, in ein übergeordnetes System einer Offroad-Produktionslinie einzubinden. Es ist möglich, dass der elektrische Speicher von anderen Baumaschinen mit elektrischer Energie versorgt wird. Hierzu besitzt der Speicher geeignete Schnittstellen.
Der Speicher kann beispielsweise mit einer mobilen oder stationären elektrischen Energiequelle gekoppelt werden. Eine stationäre elektrische Energiequelle ist ein Versorgungsnetz eines Energieversorgers. Eine mobile elektrische Energiequelle ist beispielsweise ein mobiler Stromgenerator oder eine separate Batterie, über welche der eigene Speicher der Baumaschine geladen werden kann.
Es ist möglich, über die Schnittstelle Energie an weitere Verbraucher abzugeben, sofern ein Energieüberschuss an der Baumaschine entsteht. Sollte die Baumaschine beispielsweise über ein Wochenende oder über einige Tage selber keine Energie verbrauchen und sollte in diesem Fall der eigene Speicher hinreichend geladen sein, kann ein Energieüberschuss über die besagte Schnittstelle an andere Verbraucher abgegeben werden.
Ein anderer Verbraucher kann beispielsweise eine mobile elektrische Energiequelle sein. Eine solche Energiequelle ist insbesondere eine Batterie, die geladen werden kann, und in ihrer Funktion als Energiequelle zu einem späteren Zeitpunkt Energie abgeben kann. Mittels einer solchen mobilen Energiequelle, die nach dem Laden von der Schnittstelle der Baumaschine getrennt wird, können anschließend weitere elektrische Verbraucher am Einsatzort der Baumaschine versorgt werden. In der Regel stehen auf Baustellen Möglichkeiten zur Verfügung, auch schwere mobile Energiequellen zu transportieren, beispielsweise mit einem Radlader. Die weiteren elektrischen Verbraucher am Einsatzort der Baumaschine sind insbesondere weitere der genannten Baumaschinen, nämlich elektrisch angetriebene, raupenmobile Siebanlagen, elektrisch angetriebene, raupenmobile Backenbrecheranlagen, elektrisch angetriebene, raupenmobile Prallbrecheranlagen oder raupenmobile, elektrische Förderbandanlagen. Die zuvor genannten elektrischen Verbraucher bilden im Sinne der Erfindung eine Offroad- Produktionslinie. Hierzu können auch weitere elektrische Verbraucher zählen, wie ein elektrisch betriebener Bagger oder sonstige Baustellenfahrzeuge, wie beispielsweise ein Radlader oder auch ein Pkw.
Durch die zur Verfügung stehende elektrische Energie können sogenannte mobile, batteriebetriebene Kleinverbraucher, wie z. B. Computer, Handys etc. aufgeladen werden, ebenso wie batteriebetriebene Elektrowerkzeuge.
Das Konzept der raupenmobilen Baumaschine mit rein elektrischen Betrieb ist insbesondere Teil einer übergeordneten Produktionslinie, bei welcher eine Kommunikation zwischen verschiedenen elektrischen Verbrauchern und eine bedarfsabhängige Energieverteilung möglich ist. Die raupenmobile Baumaschine kann an ein übergeordnetes Steuerungssystem angeschlossen sein oder selbst ein solches Steuerungssystems beinhalten, um Steuerungsfunktion gegenüber weiteren elektrischen Verbrauchern zu übernehmen. Wenn mehrere Steuerungssysteme vorhanden sind, kann ein drahtloser Datenaustausch zwischen den Steuerungssystemen erfolgen. Nach dem Master-Slave-Prinzip kann eines von mehreren Steuerungssystemen das führende System sein, welchem sich andere Steuerungssysteme unterordnen. Die Redundanzen des Systems erhöhen die Betriebssicherheiten. Dadurch, dass jedes Steuerungssystem sowohl Master als auch Slave sein kann, sind vielfältige Kombinationen von elektrisch betriebenen Verbrauchern der Offroad-Produktionslinie denkbar.
Die erfindungsgemäße Baumaschine kann insbesondere dort zum Einsatz kommen, wo Emissionen möglichst vermieden werden sollen, beispielsweise im Innenstadtbereich. Der Energiespeicher der Baumaschine kann modular aufgebaut sein und daher an Baumaschinen unterschiedlicher Baugrößen angepasst sein. Eine rein elektrisch betriebene Baumaschine ist aufgrund des geänderten Antriebskonzepts wartungsarmer als ein Hybridsystem, bei welchem Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen. Die Investitionskosten im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor in Kombination mit einem Generator mögen anfangs höher liegen. Langfristig betrachtet ist die erfindungsgemäße Baumaschine im Betrieb günstiger, insbesondere wenn die Baumaschine vor Ort elektrische Energie aus regenerativen Energiequellen gewinnt und in einem eigenen Energiespeicher zum Eigenverbrauch speichern kann. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Baumaschine in Form einer Siebanlage in der Seitenansicht;
Figur 2 eine zweite Baumaschine in Form einer Backenbrecheranlage in der
Seitenansicht;
Figur 3 die Backenbrecheranlage der Figur 2 mit Solarmodulen in einer Ansicht von oben;
Figur 4 eine dritte Baumaschine in Form einer Prallbrecheranlage in der
Seitenansicht;
Figur 5 die Prallbrecheranlage der Figur 4 mit Solarmodulen in einer Ansicht von oben;
Figur 6 eine vierte Baumaschine in Form einer Förderbandanlage in der
Seitenansicht;
Figur 7 die Förderbandanlage der Figur 6 mit Solarmodulen in einer Ansicht von oben;
Figur 8 eine Veranschaulichung der Leistungselektronik der Baumaschine am
Beispiel einer Siebanlage stellvertretend für eine Backenbrecheranlage / Prallbrecheranlage / Förderbandanlage und Figur 9 eine Produktionslinie der Baumaschine mit mehreren elektrischen Verbrauchern.
Nachfolgend werden für die Beschreibung von im Wesentlichen funktionsgleichen Baugruppen einheitliche Bezugszeichen für alle Ausführungsbeispiele verwendet.
Die Figur 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine erste Baumaschine in Form einer Siebanlage SC. Die Siebanlage SC ist raupenmobil und besitzt ein Chassis 1 , das von einem Raupenfahrwerk 2 getragen wird. Das Chassis 1 besitzt einen Rahmen 4 und trägt alle Aufbauten 3. Die Siebanlage SC besitzt einen Aufgeber 5 mit einem Aufnahmetrichter und Förderbänder 6, 7 zum Abwurf von gesiebtem Material, das zuvor über Siebeinrichtungen 8.1 gesiebt wurde. Die Siebanlage SC wird elektrisch betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Speicher BP für elektrische Energie zum Antrieb der Siebanlage SC. Der Speicher BP ist auf dem Chassis 1 angeordnet. Die Siebanlage SC besitzt eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenergie. Es handelt sich um eine Windenergieanlage WM mit einem Mast 9. Der Mast 9 ist am oberen Ende der Aufbauten 3. Der Mast 9 ist einklappbar, so dass er insbesondere für den Transport nicht nach oben über den Aufnahmetrichter des Aufgebers 5 vorsteht. Auch die Rotorblätter 10 der Windenergieanlage WM können eingeklappt werden. Zudem kann der Mast 9 in nicht näher dargestellter Weise teleskopierbar und/oder faltbar sein, so dass er in der errichteten Position eine wesentlich größere Länge hat, als in seiner gefalteten oder nicht-teleskopierten Transportposition. Die Siebanlage SC ist dazu ausgebildet, auf ein Transportfahrzeug verladen zu werden und auf öffentlichen Straßen zu einem anderen Einsatzort transportiert zu werden. Die Siebanlage SC ist auch mit der zusätzlichen und insbesondere nachrüstbaren Windenergieanlage WM sehr kompakt.
Die Siebanlage SC besitzt zudem als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenergie eine Photovoltaikanlage PV. Die Photovoltaikanlage PV ist an den Aufbauten 3 angeordnet. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6, 7 tunnelartig überspannen. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6, 7 zum Beispiel bogenartig überspannen. Es ist bei größeren Solarpaneelen 11 auch möglich, dass sie z.B. im Querschnitt ein Dreieck oder Trapez oberhalb des Förderbandes 6, 7 aufspannen. Die Solarpaneele 11 können den Bereich oberhalb des Förderbandes 6, 7 auch nur teilweise übergreifen, sodass der Bereich oberhalb des Förderbandes 6, 7 teilweise offenbleibt. Der Vorteil der Anordnung von Solarpaneelen 11 an dem Förderband 6, 7 ist, dass die Verschattung in diesem Bereich gering ist.
Zusätzlich sind Solarpaneele 11 der Photovoltaikanlage PV an Gehäuseflächen 12 der Siebanlage SC angeordnet. Gehäuseflächen 12 sind alle Flächen, die der Einhausung von Komponenten der Siebanlage SC dienen. Es sind insbesondere obere und seitliche Flächen aller Aufbauten 3 auf dem Chassis 1 der Siebanlage SC.
Zu den Aufbauten 3 zählen insbesondere die Bereiche unmittelbar an dem Chassis 31 bzw. dem Raupenfahrwerk 2 und darüber hinaus auch das Förderband 6, 7 selbst. Solarpaneele 11 können insbesondere an seitlichen Flächen des Förderbandes 6, 7 angeordnet sein, bzw. an dem Rahmen, der einen Fördergurt trägt und führt. Die Position eines Solarpaneels 11 kann gegenüber der Siebanlage SC einstellbar sein.
Die Figuren 2 und 3 zeigen in rein schematischer Darstellung eine Baumaschine in Form einer Backenbrecheranlage JC. Die Backenbrecheranlage JC ist raupenmobil und besitzt ein Chassis 1 , das von einem Raupenfahrwerk 2 getragen wird. Das Chassis 1 besitzt einen Rahmen 4 und trägt alle Aufbauten 3. Die Backenbrecheranlage JC besitzt einen Aufgeber 5 mit einem Aufnahmetrichter und Förderbänder 6, 7 zum Abwurf von zerkleinertem Material, das zuvor in einem Backenbrecher 8.2 zerkleinert wurde. Die Backenbrecheranlage JC wird elektrisch betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Speicher BP für elektrische Energie zum Antrieb der Backenbrecheranlage JC. Der Speicher BP ist auf dem Chassis 1 angeordnet.
Die Backenbrecheranlage JC besitzt eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenenergie. Es handelt sich um eine Windenergieanlage WM mit einem Mast 9. Der Mast 9 ist am oberen Ende der Aufbauten 3. Der Mast 9 ist einklappbar, so dass er insbesondere für den Transport nicht nach oben über den Aufnahmetrichter des Aufgebers 5 vorsteht. Auch die Rotorblätter 10 der Windenergieanlage WM können eingeklappt werden. Zudem kann der Mast 9 in nicht näher dargestellter Weise teleskopierbar und/oder faltbar sein, so dass er in der errichteten Position eine wesentlich größere Länge hat, als in seiner gefalteten oder nicht-teleskopierten Transportposition. Die Backenbrecheranlage JC ist dazu ausgebildet, auf ein Transportfahrzeug verladen zu werden und auf öffentlichen Straßen zu einem anderen Einsatzort transportiert zu werden. Die Backenbrecheranlage JC ist auch mit der zusätzlichen und insbesondere nachrüstbaren Windenergieanlage WM sehr kompakt.
Die Backenbrecheranlage JC besitzt zudem als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenergie eine Photovoltaikanlage PV. Die Photovoltaikanlage PV ist an den Aufbauten 3 angeordnet. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 tunnelartig überspannen. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 zum Beispiel bogenartig überspannen (Figur 2).
Es ist bei größeren Solarpaneelen 11 auch möglich, dass sie z.B. im Querschnitt ein Dreieck oder Trapez oberhalb des Förderbandes 6 aufspannen. Die Solarpaneele 11 können den Bereich oberhalb des Förderbandes 6 auch nur teilweise übergreifen, sodass der Bereich oberhalb des Förderbandes 6 teilweise offen bleibt. Der Vorteil der Anordnung von Solarpaneelen 11 an dem Förderband 6 ist, dass die Verschattung in diesem Bereich gering ist.
Zusätzlich sind Solarpaneele 11 der Photovoltaikanlage PV an Gehäuseflächen 12 der Backenbrecheranlage JC angeordnet. Gehäuseflächen 12 sind alle Flächen, die der Einhausung von Komponenten der Backenbrecheranlage JC dienen. Es sind insbesondere obere und seitliche Flächen aller Aufbauten 3 auf dem Chassis 1 der Backenbrecheranlage JC. Zu den Aufbauten 3 zählen insbesondere die Bereiche unmittelbar an dem Chassis 1 bzw. dem Raupenfahrwerk 2 und darüber hinaus auch das Förderband 6 selbst. Photovoltaikmodule bzw. Solarpaneele 11 können insbesondere an seitlichen Flächen des Förderbandes 6 angeordnet sein, bzw. an dem Rahmen, der einen Fördergurt trägt und führt. Die Position eines Solarpaneels 11 kann gegenüber der Backenbrecheranlage JC einstellbar sein. Die Figuren 4 und 5 zeigen in rein schematischer Darstellung eine Baumaschine in Form einer Prallbrecheranlage IC. Die Prallbrecheranlage IC ist raupenmobil und besitzt ein Chassis 1 , das von einem Raupenfahrwerk 2 getragen wird. Das Chassis 1 besitzt einen Rahmen 4 und trägt alle Aufbauten 3. Die Prallbrecheranlage IC besitzt einen Aufgeber 5 mit einem Aufnahmetrichter und ein Förderband 6 mit einem Abwurfende 7 zum Abwurf von zerkleinertem Material, das zuvor in einem Prallbrecher 8.3 zerkleinert wurde. Die Prallbrecheranlage IC wird elektrisch betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Speicher BP für elektrische Energie zum Antrieb der Prallbrecheranlage IC. Der Speicher BP ist auf dem Chassis 1 angeordnet.
Die Prallbrecheranlage IC besitzt eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenergie. Es handelt sich um eine Windenergieanlage WM mit einem Mast 9. Der Mast 9 ist am oberen Ende der Aufbauten 3. Der Mast 9 ist einklappbar, so dass er insbesondere für den Transport nicht nach oben über den Aufnahmetrichter des Aufgebers 5 vorsteht. Auch die Rotorblätter 10 der Windenergieanlage WM können eingeklappt werden. Zudem kann der Mast 9 in nicht näher dargestellter Weise teleskopierbar und/oder faltbar sein, so dass er in der errichteten Position eine wesentlich größere Länge hat als in seiner gefalteten oder nicht-teleskopierten Transportposition. Die Prallbrecheranlage IC ist dazu ausgebildet, auf ein Transportfahrzeug verladen zu werden und auf öffentlichen Straßen zu einem anderen Einsatzort transportiert zu werden. Die Prallbrecheranlage IC ist auch mit der zusätzlichen und insbesondere nachrüstbaren Windkraftanlage WM sehr kompakt.
Die Prallbrecheranlage IC besitzt zudem als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenergie eine Photovoltaikanlage PV. Solarpaneele 11 der Photovoltaikanlage PV sind an den Aufbauten 3 angeordnet.
Die Solarpaneele 11 sind an Gehäuseflächen 12 der Prallbrecheranlage IC angeordnet. Gehäuseflächen 12 sind alle Flächen, die der Einhausung von Komponenten der Prallbrecheranlage IC dienen. Es sind insbesondere obere und seitliche Flächen aller Aufbauten 3 auf dem Chassis 1 der Prallbrecheranlage IC. Zu den Aufbauten 3 zählen insbesondere die Bereiche unmittelbar an dem Chassis 1 bzw. dem Raupenfahrwerk 2. Solarpaneele 11 können insbesondere an seitlichen Gehäuseflächen 12 einseitig oder beidseitig der Aufbauten 3 angeordnet sein. Die Position eines Solarpaneels 11 kann gegenüber der Prallbrecheranlage IC einstellbar sein.
Die Figuren 6 und 7 zeigen in rein schematischer Darstellung eine Baumaschine in Form einer Förderbandanlage ST. Die Förderbandanlage ST ist raupenmobil und besitzt ein Chassis 1 , das von einem Raupenfahrwerk 2 getragen wird. Das Chassis 1 trägt wiederum alle Aufbauten 3. Ein Förderband 6 wird über verstellbare Stützen 13, 14 von dem Chassis 1 getragen. Das Förderband 6 besitzt ein Aufgabeende 15 und ein höher gelegenes Abwurfende 16 zum Abwurf von Material, das am Aufgabeende 15 von dem Förderband 6 aufgenommen wurde.
Die Förderbandanlage ST wird elektrisch betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Speicher BP für elektrische Energie zum Antrieb der Förderbandanlage ST. Der Speicher BP ist auf dem Chassis 1 angeordnet.
Die Förderbandanlage ST besitzt eine Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windenenergie. Es handelt sich um eine Windenergieanlage WM mit einem Mast 9. Der Mast 9 ist am oberen Ende der Förderbandanlage ST angeordnet, d.h. am Abwurfende 8. Der Mast 9 ist einklappbar, so dass er insbesondere für den Transport nicht nach oben über das Förderband 6 vorsteht. Auch die Rotorblätter 10 der Windkraftanlage WM können eingeklappt werden. Zudem kann der Mast 9 in nicht näher dargestellter Weise teleskopierbar und/oder faltbar sein, so dass er in der errichteten Position eine wesentlich größere Länge hat, als in seiner gefalteten oder nicht-teleskopierten Transportposition. Die Förderbandanlage ST ist dazu ausgebildet, auf ein Transportfahrzeug verladen zu werden und auf öffentlichen Straßen zu einem anderen Einsatzort transportiert zu werden. Die Förderbandanlage ST ist auch mit der zusätzlichen und insbesondere nachrüstbaren Windkraftanlage WM sehr kompakt.
Die Förderbandanlage ST besitzt zudem als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenergie eine Photovoltaikanlage PV. Die Photovoltaikanlage PV ist zwischen dem Aufgabeende 15 und dem Abwurfende 16 an dem Förderband 6 angeordnet. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 tunnelartig überspannen. Die Photovoltaikanlage PV kann das Förderband 6 zum Beispiel bogenartig überspannen, wie es in Figur 2 gezeigt ist.
Es ist bei größeren Solarpaneelen 11 auch möglich, dass sie z.B. im Querschnitt ein Dreieck oder Trapez oberhalb des Förderbandes 6 aufspannen. Die Solarpaneele 11 können den Bereich oberhalb des Förderbandes 6 auch nur teilweise übergreifen, sodass der Bereich oberhalb des Förderbandes 6 teilweise offenbleibt. Der Vorteil der Anordnung von Solarpaneelen 11 an dem Förderband 6 ist, dass die Verschattung in diesem Bereich gering ist.
Zusätzlich sind Photovoltaikmodule bzw. Solarpaneele 11 der Photovoltaikanlage PV an Gehäuseflächen 12 der Förderbandanlage ST angeordnet. Gehäuseflächen 12 sind alle Flächen, die der Einhausung von Komponenten der Förderbandanlage ST dienen. Es sind insbesondere obere und seitliche Flächen aller Aufbauten 3 auf dem Chassis 1 der Förderbandanlage ST.
Zu den Aufbauten 3 zählen insbesondere die Bereiche unmittelbar an dem Chassis 1 bzw. dem Raupenfahrwerk 2 und darüber hinaus auch das Förderband 6 selbst. Solarpaneele 11 können insbesondere an seitlichen Flächen des Förderbandes 6 angeordnet sein bzw. an dem Rahmen, der einen Fördergurt trägt und führt. Die Position eines Solarpaneels 11 kann gegenüber der Förderbandanlage 1 einstellbar sein.
Ein Speicher BP für elektrische Energie ermöglicht einen Batteriebetrieb der jeweiligen vorstehend beschriebenen Baumaschine. Das wird nachfolgend anhand des Beispiels einer Siebanlage SC beschrieben, wobei der Begriff "Siebanlage" durch einen der nachfolgenden Begriffe ersetzt werden kann: Backenbrecheranlage, Prallbrecheranlage, Förderbandanlage.
Die mögliche Betriebsdauer der Baumaschine hängt von der Kapazität des Speichers BP ab. Damit der Speicher BP die notwendige Leistung abgeben kann, beträgt die Spannung mehr als 150 Volt Gleichstrom und insbesondere mehr als 300 V Gleichstrom. Es handelt sich um einen Hochvoltspeicher. Für einen Betrieb über 2 Stunden kann die Kapazität 24 kWh betragen bei 614V Gleichstrom an dem elektrischen Speicher BP.
Die Siebanlage SC besitzt eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Antriebe M1 , M2, M3 der Siebanlage SC (Figur 8). Die Leistungselektronik ist eine zentrale Komponente des Antriebsstranges der Siebanlage SC. Die Leistungselektronik umfasst eine zentrale, elektronische Steuereinheit PLC, die dazu ausgebildet ist, die Energieversorgung eines ersten elektrischen Motors M1 für den Hauptantrieb der Siebanlage SC und der weiteren elektrischen Motoren M2 z.B. für das Raupenfahrwerk 2 zu steuern. Die Siebanlage SC kann weitere Motoren M3 und Nebenantriebe, die als weitere elektrische Verbraucher Mn bezeichnet werden, haben. Zu den weiteren elektrischen Verbrauchern Mn zählen unter anderem das Bordnetz der Siebanlage SC und auch Kleinverbraucher, die an das Bordnetz angeschlossen werden, z.B. Steuergeräte, Sensoren, Aktoren, Monitore etc. Diese Verbraucher Mn werden in Figur 3 als Mn DC, also als Gleichstromverbraucher, bezeichnet. Da Kleinverbraucher mit wesentlich niedrigeren Spannungen betrieben werden als mit der Spannung des elektrischen Speichers BP der Siebanlage SC, sind Wandler INV erforderlich. Es handelt sich bei dem Wandler für die Kleinverbraucher um einen DC-DC-Wandler. Es können für weitere Verbraucher zusätzliche Wandler vorgesehen sein, z.B. zur Versorgung des Bordnetzes der Siebanlage SC. Auch die elektronische Steuereinheit PLC ist ein Verbraucher, der über das Bordnetz gespeist wird. Die Spannung im Bordnetz beträgt 24 V. An das Bordnetz sind z.B. auch Arbeitsleuchten angeschlossen.
Die Wandler werden in der Figur 8 einheitlich mit INV bezeichnet unabhängig von ihrem Aufbau, ihrer Leistung oder ihrer Funktion (DC-DC, DC-AC).
Die Motoren M1 , M2, M3 werden bei diesem Ausführungsbeispiel mit 400 V Wechselstrom betrieben. Der Motor M1 kann eine Leistung von 22 kW haben und der Motor M2 für das Raupenfahrwerk 2 eine Leistung von 30 kW. Daher ist der DC- Leitung der Siebanlage SC ein DC-AC-Wandler INV vorgeschaltet. Für den Fall, dass der elektrische Speicher BP leer ist, kann der Wandler INV umgangen werden und direkt aus einem Netz AC Wechselstrom z.B. mit 380V 50 Hz bezogen werden. Die Leistungselektronik mit der Steuereinheit PLC steuert die jeweilige Energiezufuhr. Die unterbrochenen Linien sind Steuerleitungen. Die durchgezogenen Linien sind stromführende Leiter für Gleichstrom DC. Mittels der Siebanlage SC können über ein Bordnetz mobile elektrische Verbrauchsgeräte geladen werden, wie z.B. Mobilfunkgeräte, Notebooks, batteriebetriebene Werkzeuge etc. Im weiteren Sinne können zu den mobilen elektrischen Verbrauchsgeräten alle Verbraucher gezählt werden, die nicht permanent mit der Siebanlage SC verbunden sind bzw. die nicht zum Betrieb der Siebanlage SC notwendig sind, und die Siebanlage SC als Energiequelle zum Laden eigener elektrischer Speicher nutzen. Ein mobiles elektrisches Verbrauchsgerät kann daher auch ein Elektrofahrzeug sein, insbesondere ein Baustellenfahrzeug, wie z.B. ein elektrisch betriebener Radlader.
Die Siebanlage SC kann mit verschiedenen Energiequellen gekoppelt werden, z.B. wenn die auf der Siebanlage SC gewonnene, elektrische Energie für den Betrieb nicht ausreicht. Eine weitere Energiequelle kann eine stationäre Energiequelle AC sein, z.B. ein stationäres Netz. Eine weitere Energiequelle kann ein zusätzlich bereitgestellter elektrischer Speicher RBP sein, über den entweder der Speicher BP auf der Siebanlage SC geladen wird, oder über den die Siebanlage SC betrieben wird. Die Siebanlage SC kann auch an mobile Stromerzeuger angeschlossen sein, die bevorzugt elektrische Energie aus regenerativen Energiequellen (Wind, Sonne) gewinnen.
Die Schnittstellen der Siebanlage SC können auch dazu genutzt werden, überschüssige Energie, die durch die Photovoltaikanlage PV oder die Windenergieanlage WM gewonnen worden sind und nicht in dem eigenen Speicher BP gespeichert werden kann, an andere elektrische Speicher RBP, an ein Netz AC oder an einen weiteren Verbraucher Mn abzugeben. Dabei handelt es sich um Verbraucher Mn am Einsatzort der Siebanlage SC. Die Pfeilrichtungen der Stromleiter zeigen an, dass z.B. der eigene Speicher BP und der andere Speicher RBP geladen und entladen werden können und zwar über die Siebanlage SC selbst. Der eigene Speicher BP kann mittels eines Bordladegerätes OBC über ein Netz AC eines Netzbetreibers geladen werden. An das Bordladegerät OBC können auch andere Energiequellen angeschlossen werden, wie z.B. ein mobiler Stromerzeuger. Die in Figur 8 gezeigte elektronische Steuereinheit PLC steht im ständigen Kontakt zu einer nicht dargestellten Fahrzeugsteuerung und erhält von dieser die umzusetzende Anweisung und zudem Informationen von anderen Steuergeräten.
Die Siebanlage SC ist insbesondere Teil einer Produktionslinie, bei welcher der Siebanlage SC Einrichtungen zum Zerkleinern und Klassieren oder Sieben von Material nachgeschaltet sind. Insbesondere sind die weiteren Verbraucher daher eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Prallbrecheranlage IC, eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Siebanlage SC oder auch eine Siebanlage SC. Figur 3 zeigt, dass Verbindungen zu den weiteren Anlagen der Produktionslinie hergestellt werden können. Die Steuerung erfolgt über die Steuereinheit PLC. Die Kommunikation kann drahtlos erfolgen.
Die Figur 9 zeigt, dass jede dieser Anlagen der beispielhaften Produktionslinie eine eigene Steuereinheit PLC1 , PLC2, PLC3 besitzt. Die Steuereinheiten PLC1 , PLC2, PLC3 stehen über drahtlose Kommunikationsschnittstellen in Verbindung. Elektrische Energie kann von einer der Anlagen an eine weitere Anlage übertragen werden. Die durchgezogene Linie symbolisiert die elektrische Versorgungsleitung zwischen den Anlagen. Die Pfeile zeigen an, dass die Übertragung in unterschiedliche Richtungen erfolgen kann. Bezogen auf die vorliegende Erfindung kann auf der Siebanlage SC gewonnene, elektrische Energie an die weiteren Anlagen übertragen werden.
Bezugszeichen:
1 - Chassis
2 - Raupenfahrwerk
3 - Aufbauten
4 - Rahmen
5 - Aufgeber mit Aufnahmetrichter
6 - Förderband
7 - Förderband
8.1 - Siebeinrichtung
8.2 - Backenbrecher
8.3 - Prallbrecher
9 - Mast
10 - Rotorblatt
11 - Solarpaneel
12 - Gehäusefläche
13 - Stütze
14 - Stütze
15 - Aufgabeende
16 - Abwurfende
AC - Stromnetz
BP - elektrischer Speicher
CR - Zerkleinerungsanlage
DC - Leitung für Gleichstrom
IC - Prallbrecheranlage
INV - Wandler
JC - Backenbrecheranlage
M1 - elektrischer Antrieb
M2 - elektrischer Antrieb
Mn - elektrischer Antrieb
OBC - Bordladegerät PLC- elektronische Steuereinheit PLC1 - elektronische Steuereinheit PLC2 - elektronische Steuereinheit PLC3- elektronische Steuereinheit PV- Photovoltaikanlage
RBP - externer elektrischer Speicher SC- Siebanlage
ST- Förderbandanlage
WM- Windenergieanlage

Claims

Patentansprüche
1. Raupenmobile Baumaschine in Form einer Förderbandanlage (ST) oder einer Backenbrecheranlage (JC) mit einem Gesamtgewicht von über 12 t oder einer Prallbrecheranlage (IC) mit einem Gesamtgewicht von über 12 t oder einer Siebanlage mit wenigstens einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit (M1 , M2), und mit wenigstens einem Speicher (BP) für elektrische Energie zum Antrieb der Baumaschine, und mit einem Förderband (6), das ein Aufgabeende (15) und ein Abwurfende (16) besitzt, wobei zwischen dem Aufgabeende (15) und dem Abwurfende (16) eines Förderbandes (6) eine Photovoltaikanlage (PV) angeordnet ist, als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie zur primären Nutzung durch die elektromobile Baumaschine.
2. Baumaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Einrichtung (WM, PV) zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie und/oder Windenergie aufweist, wobei der Speicher (BP) zur Speicherung der mit der Einrichtung (WM, PV) zur Gewinnung elektrischer Energie gewonnenen regenerativen, elektrischen Energie ausgebildet ist.
3. Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung an dem Speicher (BP) für elektrische Energie eine Gleichspannung größer als 150 V und insbesondere größer als 300 V ist.
4. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie keinen Verbrennungsmotor besitzt.
5. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Windenergieanlage (WM) als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie einen Mast (9) besitzt, der für den Transport der raupenmobilen Baumaschine einklappbar ist.
6. Baumaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergieanlage (WM) an dem Abwurfende (16) angeordnet ist.
7. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikanlage (PV) als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie ein Förderband (6) tunnelartig überspannt.
8. Förderbandanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikanlage (PV) als Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie zur primären Nutzung durch die Förderbandanlage (ST) an Gehäuseflächen (12) der Baumaschine angeordnet ist.
9. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikanlage (PV) wenigstens ein Solarpaneel (11 ) besitzt, wobei die Position des Solarpaneels (11 ) relativ zur Baumaschine veränderbar ist.
10. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (PLC) dazu ausgebildet ist, die Energieversorgung eines ersten elektrischen Motors (M1 ) als Flauptantrieb für einen Backenbrecher (8.2) der als Backenbrecheranlage (JC) ausgeführten Baumaschine oder für einen Prallbrecher (8.3) der als Prallbrecheranlage (IC) ausgeführten Baumaschine oder für eine Siebeinrichtung (8.1 ) einer als Siebanlage (SC) ausgeführten Baumaschine und für jeweils wenigstens eines weiteren elektrischen Motors (M2, M3) für ein Raupenfahrwerk (2), Aufgeber (5) und Förderbänder (6, 7) zu steuern.
11. Baumaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumaschine mit einer mobilen oder stationären elektrischen Energiequelle (AC, RBP) koppelbar ist, wobei Energie von dem Speicher (BP) für elektrische Energie der Baumaschine und den elektrischen Verbrauchern der Baumaschine aufnehmbar ist oder bei einem Energieüberschuss der Baumaschine von der Baumaschine an andere Verbraucher abgebbar ist.
12. Baumaschine nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine mobile elektrische Energiequelle dazu ausgebildet ist, die von der Baumaschine erzeugte elektrische Energie bei Bedarf an weitere elektrische Verbraucher (Mn) am Einsatzort der Baumaschine abzugeben.
13. Baumaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer elektrischer Verbraucher am Einsatzort der Baumaschine eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Siebanlage (SC), eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Backenbrecheranlage (JC), eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Prallbrecheranlage (IC) oder eine elektrisch angetriebene, raupenmobile Förderbandanlage (ST) ist.
14. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer elektrischer Verbraucher ein mobiles elektrisches Verbrauchsgerät ist.
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