DE3311586A1

DE3311586A1 - Pneumatic control device for the remote control of mining machines

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Publication number: DE3311586A1
Application number: DE19833311586
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: RUDAT GmbH
Current assignee: RUDAT GmbH
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-04

Abstract

A coal drill (62) is to be continuously remote-controlled pneumatically with regard to feed and speed. A control station 90 contains pressure transducers 10 which continuously convert the regulating travel of a lever 12 into a pressure. The pressure controls a spring-anchored actuating cylinder 18 or 80 so that the pressure is in turn converted into a stroke of an actuating piston. This stroke controls slide valves 36, 46 and 82, 84 which control the quantities and directions of the pressure medium fed to the motors 60 and 78 of the coal drill 62 and thus their speeds and directions of rotation. <IMAGE>

Description

Pneumatische Steuervorrichtung zur Fernsteuerung vonPneumatic control device for remote control of

Bergbaumaschinen Die Erfindung betrifft eine pneumatische Steuervorrichtung zur Fernsteuerung von Bergbaumaschinen. Mining machines The invention relates to a pneumatic control device for remote control of mining machines.

Bei dem Einsatz von Bergbaumaschinen kann in manchen Fällen eine erhebliche Gefährdung des Bedienungspersonals eintreten, wenn dieses in unmittelbarer Nähe der Bergbaumaschine arbeitet. Ein Beispiel für einen Fall ist ein Kohlebohrer, durch den ein unter hohen Bergdruck stehendes Kohleflöz angebohrt werden soll. Solche Kohleflöze stehen häufig unter extrem hohen Bergdruck.In some cases, the use of mining machines can be significant The operating personnel are at risk if they are in the immediate vicinity the mining machine is working. An example of a case is a coal drill, through a coal seam under high mountain pressure is to be drilled. Such Coal seams are often under extremely high mountain pressure.

Sie bleiben stabil, solange ihre Oberfläche unbeschädigt ist und sich auftretende Spannungen die Waage halten. Wenn ein Kohiebohrer an einem solchen Kohleflöz angreift, dann kann das bestehende Gleichgewicht gestört werden, und die Spannungen können zu einem Fließen oder Zerspringen der Kohle führen. Das ist schon die Ursache von schwerwiegenden Unfällen gewesen.They remain stable as long as their surface is undamaged and unaffected occurring voltages keep the balance. When a coal drill on such a coal seam attacks, the existing equilibrium can be disturbed and the tensions can become one Cause the charcoal to flow or burst. That is already been the cause of serious accidents.

Es ist wünschenswert, solche und ähnliche Berbaumaschinen aus sicherer Entfernung steuern zu können, um eine Gefährdung des Bedienungspersonals auszuschließen. Eine Besonderheit des Bergbaus ist dabei, daß die Steuerung aus Sicherheitsgründen pneumatisch erfolgen sollte. Es ist in vielen Fällen, z.B. bei einem Kohlebohrer, erforderlich, Antriebsmotore stetig zu regeln, um z.B. die Bohrerdrehzahl oder den Bohrervorschub feinfühlig verändern zu können.It is desirable to make such and similar mining machines from safer To be able to control the distance in order to exclude any risk to the operating personnel. A special feature of the mining industry is that the control system is used for safety reasons should be done pneumatically. In many cases, e.g. with a coal drill, necessary to regulate drive motors continuously, e.g. to increase the drill speed or the To be able to change the drill feed sensitively.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine pneumatische Steuervorrichtung zu schaffen, welche eine stetige Regelung von Antriebmotoren bei Bergbaumaschinen aus der Ferne gestattet.The invention is based on the object of using simple means To create a pneumatic control device, which allows continuous regulation of drive motors Permitted remotely for mining machines.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch (a) wenigstens einen Druckgeber zur Umsetzung eines Stellwegs in einen von dem Stellweg stetig abhängigen Druck an einem ersten oder einem zweiten Ausgang, (b) wenigstens einen Stellzylinder mit einem in dem Stellzylinder beweglichen, durch eine Federanordnung an eine Nullage gefesselten und beidseitig in einer ersten und einer zweiten Zylinderkammer druckbeaufschlagbaren Stellkolben, (c) Mittel zur Fernübertragung des Drucks an dem ersten Ausgang des Druckgebers auf die erste Zylinderkammer und des Drucks an dem zweiten Ausgang des Druckgebers auf die zweite Zylinderkammer, (d) ein erstes gleichachsig zu dem Stellkolben angcordnetes Schieberventil mit einem Schieberkolben, der mit dem Stelikolben über ejne Kolbenstange verbunden ist, einem von dem Schieberkolben beherrschen Druckgaseinlaß und einem Druckgasauslaß und (e) ein zweites gleichachsig zu dem Stellkolben angeordnetes Schieberventil mit einem Schieberkolben, der mit dem Stellkolben über eine Kolbenstange verbunden ist, einem von dem Schieberkolben beherrschten Druckgaseinlaß und einem Druckgasauslaß, und (f) Mittel zum Verbinden des Druckauslasses des ersten Schieberventils mit einem ersten Eingang eines Motors der fernzusteuernden Bergbaumaschine und zum Verbinden des Druckauslasses des zweiten Schieberventils mit einem zweiten Eingang des Motors der fernzusteuernden Bergbaumaschine.According to the invention, this object is achieved by (a) at least one Pressure transducer for converting a travel path into one that is continuously dependent on the travel path Pressure at a first or a second output, (b) at least one actuating cylinder with a movable in the adjusting cylinder, by a spring arrangement to a zero position tied and can be pressurized on both sides in a first and a second cylinder chamber Control piston, (c) means for remote transmission of the pressure at the first output of the Pressure transducer on the first cylinder chamber and the pressure at the second output of the Pressure transducer to the second cylinder chamber, (d) a first coaxial with the actuating piston Angcorderes slide valve with a slide piston, which is connected to the stem over a piston rod is connected, dominate one of the spool Pressurized gas inlet and a pressurized gas outlet and (e) a second coaxial with that Control piston arranged slide valve with a slide piston that connects to the control piston connected via a piston rod, one ruled by the slide piston Pressurized gas inlet and a pressurized gas outlet, and (f) means for connecting the pressure outlet of the first slide valve with a first input of a motor to be remotely controlled Mining machine and for connecting the pressure outlet of the second slide valve with a second input of the motor of the remote-controlled mining machine.

Eine solche Steuervorrichtung kann auf einfache Weise mit handelsüblich erhältlichen Bauteilen wie Druckgebern und Stellzylindern aufgebaut werden. Das Komando, z.B.Such a control device can easily be commercially available available components such as pressure transducers and actuating cylinders. That Command, e.g.

eine Motorgeschwindigkeit, wird durch den Druckgeber in einen dazu proportionalen oder davon abhängigen Druck umgesetzt. Der Druck wirkt in dem Stellzylinder gegen die Feder, so daß jedem Druck eine dazu proportionale Stellung des Stellzylinders zugeordnet ist.an engine speed, is converted into one by the pressure transducer proportional or dependent pressure implemented. The pressure acts in the actuating cylinder against the spring, so that each pressure has a proportional position of the actuating cylinder assigned.

Der Stellzylinder steuertein erstes und ein zweites Schieberventil, durch das die Menge des dem anzutreibenden Motor zugeführten Druckgases veränderbar ist.The actuating cylinder controls a first and a second slide valve, by which the amount of the compressed gas supplied to the motor to be driven can be changed is.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Steuervorrichtung mit der fernzusteuernden Bergbaumaschine.An embodiment of the invention is hereinafter referred to explained in more detail on the accompanying drawings: Fig. 1 shows schematically the structure of the control device with the remote-controlled mining machine.

Fig. 2 zeigt den Stellzylinder mit den beiden davon gesteuerten SchieberventiZen. Fig. 2 shows the actuating cylinder with the two slide valves controlled by it.

Die pneumatische Steuervorrichtung zur Fernsteuerung von Bergbaumaschinen enthält wenigstens einen Druckgeber 10 zur Umsetzung eines Stellwegs an einem Hebel 12 in einen von dem Stellweg stetig abhängigen Druck an einem ersten und einem zweiten Stellausgang 14 oder 16.The pneumatic control device for the remote control of mining machines contains at least one pressure transducer 10 for implementing a travel on a lever 12 into a pressure that is continuously dependent on the travel path at a first and a second pressure Control output 14 or 16.

Der Druckgeber kann beispielsweise ein Feinregelventil mit Handhebel sein, wie es in der Firmendruckschrift "Feinregelventil NW7" der Wabco Westinghouse Nr. 832 000-295 Ausgabe September 1977 beschrieben ist.The pressure transmitter can, for example, be a fine control valve with a hand lever as it is in the company publication "Precision control valve NW7" from Wabco Westinghouse No. 832 000-295 September 1977 edition.

Es können zwei derartige Ventile nebeneinander angeordnet von einem gemeinsamen Stellhebel in noch zu beschreibender Weise betätigbar sein. Es ist weniqstens ein Stellzylinder 18 in einer Stellzylinderanordnunq 20 vorgesehen. Der Stellzylinder ist in Fig. 2 näher dargestellt. In dem Stellzylinder 18 ist ein Stellkolben 22 geführt, der durch eine Federanordnung 24 an eine Nullage gefesselt und beidseitig in einer ersten und einer zweiten Zylinderkammer 26 bzw. 28 druckbeaufschlagbar ist. Es sind Mittel 30,32,34 zur Fernübertragung des Drucks an dem ersten Ausgang 14 des Druckgebers auf die erste Zylinderkammer 26 und des Drucks an dem zweiten Ausgang 16 des Druckaebers auf die zweite Zylinderkammer vorgesehen. Gleichachsig zu dem Stellkolben 18 ist ein erstes Schieberventil 36 mit einem Schieberkolben 38 angeordnet. Der Schieberkolben 38 ist mit dem Stellkolben 22 über eine Kolbenstange 40 verbunden. Der Schieberkolben 38 beherrscht einen Druckgaseinlaß 42. Weiterhin enthält das Schiebervenil einen Druckgasauslaß 44. Ebenfalls gleichachsig zu dem Stellkolben 22 angeordnet ist ein zweites Schieberventil 46 mit einem Schieberkolben 48, der mit dem Stellkolben 22 über eine Kolbenstange 50 verbunden ist.There can be two such valves arranged side by side by one common control lever can be operated in a manner to be described. It is at least an adjusting cylinder 18 is provided in an adjusting cylinder arrangement 20. The adjusting cylinder is shown in more detail in FIG. An actuating piston 22 is located in the actuating cylinder 18 out, which is tied to a zero position by a spring arrangement 24 and on both sides can be pressurized in a first and a second cylinder chamber 26 and 28, respectively is. There are means 30,32,34 for remote transmission of the pressure at the first output 14 of the pressure transducer on the first cylinder chamber 26 and the pressure on the second Output 16 of the pressure transducer is provided on the second cylinder chamber. Equiaxed to the control piston 18 is a first slide valve 36 with a slide piston 38 arranged. The slide piston 38 is connected to the actuating piston 22 via a piston rod 40 connected. The slide piston 38 dominates a pressurized gas inlet 42. Furthermore the slide valve contains a pressurized gas outlet 44. Also equiaxed to A second slide valve 46 with a slide piston is arranged on the actuating piston 22 48, which is connected to the actuating piston 22 via a piston rod 50.

Von dem Schieberkolben 48 wird ein Druckgaseinlaß 52 beherrscht. Außerdem ist ein Druckgasauslaß 54 an dem Schieberventil 46 vorgesehen. Es sind weiterhin Mittel 56 zum Verbinden des Druckgasauslasses des ersten Schieberventils 36 mit einem ersten Eingang 58 eines Motors 60 der fernzusteuernden Bergbaumaschine 62 und Mittel 64 zum Verbinden des Druckauslasses 54 des zweiten Schieberventils 46 mit einem zweiten Eingang 66 des Motors 60 der ferngesteuerten Bergbaumaschine 62 vorgesehen.A pressurized gas inlet 52 is dominated by the slide piston 48. aside from that a compressed gas outlet 54 is provided on the slide valve 46. There are still Means 56 for connecting the pressurized gas outlet of the first slide valve 36 to a first input 58 of a motor 60 of the remote-controlled mining machine 62 and means 64 for connecting the pressure outlet 54 of the second slide valve 46 with a second input 66 of the motor 60 of the remote-controlled mining machine 62 intended.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist bildet jedes der Schieberventile 36 und 46 eine erste Kammer 68, welche mit dem Druckgasauslaß 44 (bzw. 54) in Verbindung steht und eine zweite Kammer 70, die über einen Auslaß 72 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Schieberkolben 38 trennt die erste und die zeite Kammer 68 bzw. 70. Der Druckgaseinlaß 52 mündet seitlich und ist von dem Schieberkolben 38 beherrscht. Weiterhin mündet seitlich in dem Schieberventil 36 ein ebenfalls von dem Schieberkolben 38 beherrschter, mit der zweiten Kammer 70 verbindbarer Bypasseinlaß 74. Ein mit dem Druckgasauslaß 44 verbundener Bypasskanal 76 ist zu dem Bypasseinlaß 74 geführt. Die Schieberkolben 38 und 48 der beiden Schieberventile 36 und 46 sind so mit dem Stellkolben 22 verbunden und die Druckgas- und Bypasseinlässe 42 und 74 sind so angeordnet, daß stets der Bypasseinlaß des einen Schieberventils 36 freigegeben wird, wenn der Druckgaseinlaß des anderen Schieberventils 46 freigegeben wird und umgekehrt. Die Freigabe des Bypasseinlasses führt dazu, daß der Druckgasauslaß über den Bypasskanal 46, die Kammer 70 und den mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Auslaß 72 ebenfalls mit der Atmosphäre verbunden wird, so daß der zugehörige Anschluß des Motors 60 nicht mit Druckgas beaufschlagt ist, wenn der jeweils andere Anschluß des Motors 60 Druckgas erhält.As can be seen from FIG. 2, each of the slide valves forms 36 and 46, a first chamber 68 which communicates with the pressurized gas outlet 44 (or 54) stands and a second chamber 70, which via an outlet 72 with the atmosphere in Connection. The spool 38 separates the first and second chambers 68 or 70. The compressed gas inlet 52 opens laterally and is from the slide piston 38 controlled. Furthermore, a laterally from the slide valve 36 also opens The bypass inlet controlled by the slide piston 38 and connectable to the second chamber 70 74. A bypass channel 76 connected to the pressurized gas outlet 44 is to the bypass inlet 74 led. The spool pistons 38 and 48 of the two slide valves 36 and 46 are so connected to the actuating piston 22 and the compressed gas and bypass inlets 42 and 74 are arranged so that the bypass inlet of one slide valve 36 is always released when the pressurized gas inlet of the other slide valve 46 is released and vice versa. The release of the bypass inlet leads to the pressure gas outlet over the bypass channel 46, the chamber 70 and those communicating with the atmosphere Outlet 72 also with the Atmosphere is connected so that the associated connection of the motor 60 is not acted upon with pressurized gas when the each other connection of the motor 60 receives compressed gas.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Bergbaumaschine 62 ein Kohlebohrer mit einem richtungsumkehrbaren Bohrerantriebsmotor 60 und einem ebenfalls richtungsumkehrbaren Vorschubmotor 78. Die Steuervorrichtung enthält je einen Stellzylinder nämlich den Stellzylinder 18 und einen Stellzylinder 80 mit einem Paar von Schieberventilen 36,46 bzw. 82,84 für den Bohrerantriebsmotor 60 und den Vorschubmotor 78. Es ist eine erste Steuerstation 86 mit wenigstens einem Druckgeber vorgesehen, die mit der Stellzylinderanordnung 20 über relativ kurze pneumatische Steuerleitungen 88 in Verbindung steht. Eine zweite Steuerstation 90 mit wenigstens einem Druckgeber 10 ist mit der Stellzylinderanordnung 20 über relativ lange pneumatische Steuerleitungen 30 verbunden. An der Stellzylinderanordnung 20 sind Umschaltventilmittel 92 zum Umschalten von einer Steuer station 86 auf die andere vorgesehen. Die Steuerstation 68 kann benutzt werden, um die Bergbaumaschine 62 einzurichten, während die Steuerstation 90 für den eigentlichen Betrieb in sicherer Entfernung sorgt.In the illustrated embodiment, the mining machine 62 is a Coal drill with a reversible drill drive motor 60 and one also reversible feed motor 78. The control device contains an actuating cylinder each namely, the actuating cylinder 18 and an actuating cylinder 80 having a pair of slide valves 36.46 and 82.84, respectively, for the drill drive motor 60 and the feed motor 78. It is a first control station 86 is provided with at least one pressure transducer, which with of the actuating cylinder arrangement 20 via relatively short pneumatic control lines 88 communicates. A second control station 90 with at least one pressure transducer 10 is connected to the actuating cylinder arrangement 20 via relatively long pneumatic control lines 30 connected. On the actuating cylinder arrangement 20 are switching valve means 92 for Switching from one control station 86 to the other provided. The control station 68 can be used to set up the mining machine 62 while the control station 90 takes care of the actual operation at a safe distance.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden Schieberventile 36,46 auf gegeniiberli.egenden Seiten des Stellzylinders 18 angeordnet. Die Druckgasauslässe 44 und 54 und die damit verbundenen Kammern 68 sind auf den dem Stellzylinder 18 abgewandten Seiten der Schieberkolben 38 bzw. 48 angeordnet. Die Druckgaseinlässe 42 bzw. 52 sind in größerem Abstand von dem Stellzylinder 18 angeordnet als die Bypasseinlässe 74. - Leerseite -As can be seen from FIG. 2, the two slide valves are 36, 46 arranged on opposite sides of the actuating cylinder 18. The compressed gas outlets 44 and 54 and the chambers 68 connected to them are located on the actuating cylinder 18 facing away from the sides of the slide piston 38 and 48, respectively. The compressed gas inlets 42 and 52 are arranged at a greater distance from the actuating cylinder 18 than that Bypass inlets 74. - blank page -

Claims

Claims jl: I Pneumatic control device for remote control of mining machines, characterized by (a) at least one pressure transducer (10) for converting an adjustment path into a pressure that is continuously dependent on the adjustment path at a first or a second output (14 or 16), (b) at least one adjusting cylinder (18) with a spring arrangement which is movable in the adjusting cylinder (18) (24) tied to a zero position and on both sides in a first and a second Cylinder chamber (26,28) pressurizable actuating piston (22), (c) means (30,32,33) for remote transmission of the pressure at the first output (14) of the pressure transmitter (10) the first cylinder chamber (26) and the pressure at the second outlet (16) of the pressure (jebers (10) on the second cylinder chamber (28), (d) a first on the same axis as the actuating piston (22) arranged slide valve (36) with a slide piston (38), which with the The actuating piston (22) is connected via a piston rod (40), one of the slide piston (38) controlled pressurized gas inlet (42) and one Pressurized gas outlet (44) and (e) a second slide valve arranged coaxially with the actuating piston (22) (46) with a slide piston (48) that connects to the actuating piston (22) via a piston rod (50) is connected to a pressure gas inlet dominated by the slide piston (48) (52) and a pressurized gas outlet (54), and (f) means (56,64) for connecting the pressurized gas outlet (44) of the first slide valve (36) with a first input (58) of a motor (60) of the mining machine (62) to be remote controlled and for connecting the pressurized gas outlet (54) of the second slide valve (46) with a second input (66) of the motor (60) of the remote-controlled mining machine (62).

2. Pneumatic control device according to claim 1, characterized in that that (a) each of the slide valves (36,46) (a1) forms a first chamber (68), which communicates with the pressurized gas outlet (44), and (a2) a second chamber (70), which is in communication with the atmosphere via an outlet (72), the slide piston (38,48) separates the first and second chambers, (a3) the laterally opening from the pressure gas inlet (42,52) dominated by the slide piston (38,48), (a4) one likewise dominated by the slide piston (38, 48) with the second chamber (70) connectable bypass inlet (74), (a5) one connected to the pressurized gas outlet (44,54), to the bypass inlet (74) led bypass channel (76) and (b) the slide piston (38, 48) of the two slide valves (36, 46) are connected to the actuating piston (22) and the Compressed gas and bypass inlets (42, 52 and 74) are arranged so that the bypass inlet is always (74) of a slide valve (36) is released when the pressurized gas inlet (52) the other slide valve (46) is released.

3. Pneumatic control device according to claim 2, characterized in that that (a) the two slide valves (36,46) on opposite sides of the actuating cylinder (18) are arranged, (b) the compressed gas outlets (44,54) and the associated ones Chambers (68) on the sides of the slide piston facing away from the adjusting cylinder (18) (38,48) are arranged and (c) the compressed gas inlets (42,52) at a greater distance of the actuating cylinder (18) are arranged as the bypass inlets (74).

4. Pneumatic control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that (a) the mining machine (62) is a coal drill with a reversible drill drive motor (60) and a reversible feed motor (78) and (b) the control device (20) each have an actuating cylinder (18,80) with a Pair of slide valves (36,46; 82,84) for the drill drive motor (60) and the Includes feed motor (78).

5. Pneumatic control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that (a) a first control station (86) having at least one Pressure transmitter with the adjusting cylinder arrangement (20) via relatively short pneumatic control lines (88) is in communication, (b) a second control station (90) having at least one Pressure transmitter (10) with the adjusting cylinder arrangement (20) over a relatively long pneumatic Control lines (30) is in connection and (c) on the actuating cylinder arrangement (20) Switching valve means (92) for switching from one control station (86) to the other (90) are provided.