DE10328286A1

DE10328286A1 - Hydraulischer Schildausbau

Info

Publication number: DE10328286A1
Application number: DE10328286A
Authority: DE
Inventors: Franz-Heinrich Suilmann; Michael Dettmers; Friedrich Wilhelm Dannehl; Werner Reinelt
Original assignee: DBT GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: CN1573014A; GB2403762B; DE10328286B4; US20040258487A1; PL202251B1; AU2004202506A1; US7237983B2; PL368063A1; GB2403762A; GB0413963D0; CN1573014B; AU2004202506B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schildausbau mit wenigstens zwei an Liegendkufen gelagerten und eine zugeordnete Kappe abstützenden, längenveränderbaren Hydraulikstempeln 8, die über einen Steuerblock 40 an ein Versorgungssystem 12 mit Hydraulikflüssigkeit anschließbar und im Setzzustand des Schildausbaus mit einem gegenüber dem Druck der Hydraulikflüssigkeit erhöhten Druck beaufschlagbar sind. Um auf einfache Weise an jedem Schildausbau im untertägigen Streb ein annähernd beliebig hohes Druckniveau bereitstellen zu können, weist dieser wenigstens einen im hydraulischen Leitungssystem zwischen der Hydraulikversorgung 12 und den Hydraulikstempeln 8 angeordneten Druckverstärker 20 mit einem oszillierenden, die Druckerhöhung bewirkenden, als Differentialkolben ausgebildeten Verstärkerkolben auf. Der Druckverstärker ist mit seinem Niederdruckeingang E vor und mit seinem Hochdruckausgang A hinter einem hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventil 51 an die Setzdruckleitungen 13A, 13B angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schildausbau mit wenigstens zwei an Liegendkufen gelagerten und eine zugeordnete Kappe abstützenden, längenveränderbaren Hydraulikstempeln, die über einen Steuerblock an ein Versorgungssystem mit Hydraulikflüssigkeit anschließbar oder angeschlossen sind und im Setzzustand des Schildausbaus mit einem gegenüber dem Druck der Hydraulikflüssigkeit erhöhten Druck beaufschlagbar sind.
Im untertägigen Bergbau werden zum Freihalten des Streb- oder Abbauraumes und Abstützen des sogenannten Hangenden hydraulische Schildausbaugestelle eingesetzt, die insbesondere als Lemiskatenschilde ausgeführt sein können, wie sie beispielsweise in der DE 36 30 570 C2 , DE 196 36 389 A1 oder DE 195 28 378 C1 offenbart sind. Die Abstützung der Haupt- bzw. Hangendkappe erfolgt mittels zweier doppelt wirksamer, vorzugsweise mehrstufiger Hydraulikstempel, die an den Liegendkufen widergelagert sind. Das Setzen oder Rauben der Schilde erfolgt in Abhängigkeit von Steuersignalen eines elektrischen Steuergerätes, welches die den hydraulischen Ansteuerventilen in den Steuerblöcken zugeordneten Aktoren wie z.B. Elektromagneten automatisch ansteuert. Bei den derzeit im untertägigen Bergbau zum Einsatz kommenden hydraulischen Ausbauschilden können die Hydraulikstempel zuerst mit einem Setzdruck von etwa 320 bar beaufschlagt werden, der anschließend zum Abstützen der Auflasten des Gebirges auf einen Höchstdruck von etwa 400 bar erhöht werden kann. Die Druckbeaufschlagung mit beiden Drücken erfolgt über den Steuerblock.
Aus der DE 101 16 916 A1 ist bekannt, den erhöhten Druck über ein zweites Zusatzversorgungssystem bereitzustellen. Durch das Bereitstellen eines Hauptversorgungssystems für einen Druck von etwa 300 bar kann erreicht werden, daß die Volumenströme, die das Zusatzversorgungssystem für den Druck von etwa 400 bar leisten können muß, gering sind und das Zusatzversorgungssystem mit vergleichsweise geringen Querschnitten ausgeführt werden kann. Bei dieser Lösung ist es erforderlich, zusätzlich zu dem Hauptversorgungssystem durch den kompletten Streb ein zweites hydraulisches Versorgungssystem zu verlegen.
Für einen wirtschaftlichen Abbau von Kohle oder anderen Mineralien in untertägigen Streben besteht ein ständiger Bedarf an längeren Streben und Gewinnungs- sowie Förderanlagen mit höherer Kapazität. Hierdurch bedingt nimmt die im Strebraum durch die Ausbauschilde abzustützende Hangendfläche ständig zu. Um das Gebirge abzustützen, ist es daher erforderlich, den mit den Hydraulikstempeln auf die Kappe aufbringbaren Widerstand zu erhöhen. Grundsätzlich ließen sich hierzu die Anzahl der Hydraulikstempel, der wirksame Durchmesser der Hydraulikstempel oder der Druck der Hydraulikflüssigkeit erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Schildausbau zu schaffen, mit dem ein gegenüber bestehenden Lösungen deutlich höherer Ausbauwiderstand erreicht werden kann, ohne daß die Stempeldurchmesser verändert werden müssen oder im untertägigen Streb ein zusätzlicher Leitungsaufwand aufgrund eines Zusatzversorgungssystems erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, jedem hydraulischen Schildausbau wenigstens einen Druckverstärker zuzuordnen, der im hydraulischen Leitungssystem zwischen der Hydraulikversorgung und den Hydraulikstempeln angeordnet ist und einen oszillierenden, die Druckerhöhung bewirkenden, als Differentialkol ben ausgebildeten Verstärkerkolben aufweist. Durch den jedem Schildausbau zugeordneten Druckverstärker mit oszillierendem Verstärkerkolben kann eine Druckerhöhung in jedem Schildausbau auf annähernd beliebig hohe Druckniveaus erreicht werden, ohne daß eine zusätzliche, für den hohen Druck ausgelegte Leitung im gesamten Streb verlegt werden muß. Die eingesetzten Druckverstärker liefern eine Druckerhöhung bzw. -verstärkung, die proportional zum Druck im Versorgungssystem ist, mithin zum Druck, der am Niederdruckeingang des Druckverstärkers anliegt.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung kommen Druckverstärker zum Einsatz, die zur Oszillation des Verstärkerkolbens ein Wegeventil umfassen, das vorzugsweise einen als Differentialkolben ausgebildeten Ventilschieber aufweist, der, vorzugsweise in Abhängigkeit vom Schaltzustand der Ventile im Steuerblock, mit der Hydraulikflüssigkeit aus dem Versorgungssystem an einer Kolbenseite beaufschlagbar ist.
Besonders vorteilhaft ist, wenn bei jedem hydraulischen Schildausbau dem Druckverstärker ein Druckreduzierventil und/oder eine Drossel vorgeschaltet ist, so daß unabhängig von Druckschwankungen im Versorgungssystem trotz der unveränderbaren, proportionalen Druckverstärkung ein gleichbleibendes Hochdruckniveau erreicht werden kann. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Druckverstärker am hydraulischen Schildausbau im Leitungssystem zwischen dem Steuerblock und den Hydraulikstempeln angeordnet. Wie an sich für einen Schildausbau bekannt, kann der Steuerblock für jeden Hydraulikstempel ein eigenes Ansteuerventil aufweisen, das über einen separaten Leitungszweig (Setzdruckleitung) zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit mit Setzdruck mit der zugeordneten Druckkammer im Hydraulikstempel verbunden ist. Um einen schnellen Druckaufbau in den Hydraulikstempeln zum Setzen des Schildausbaus zu erreichen, ist besonders günstig, wenn die beiden Ansteuerventi le für die die Hangendkappe abstützenden Hydraulikstempel über ein einziges, gemeinsames Vorsteuerventil angesteuert sind. Die Hydraulikstempel sind insbesondere als doppeltwirkende und/oder mehrfach teleskopierbare Zylinder ausgebildet und beidseitig mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar; weiter vorzugsweise ist zum Rauben beider Hydraulikstempel im Steuerblock ein gemeinsames, insbesondere pilotgesteuertes Ansteuerventil angeordnet. Im Leitungszweig der Setzdruckleitung für jeden Hydraulikstempel kann ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil angeordnet sein, das durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit zum Rauben der Hydraulikstempel hydraulisch entsperrbar ist.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung eines Schildausbaus ist im Leitungszweig (Setzdruckleitung) eines jeden Hydraulikstempels ein eigener, diesem zugeordneter Druckverstärker angeordnet. Bei einem entsprechenden Schildausbau ist der Aufwand an zusätzlichen, im Schildausbau zu verlegenden Leitungen äußerst gering und der Druckverstärker kann unmittelbar am Eingang der Druckkammer des Hydraulikstempels angeordnet sein, so daß ggf. auf Schlauchleitungen für Hydraulikflüssigkeit mit verstärktem Hochdruckniveau verzichtet werden kann. Besonders günstig ist hierbei, wenn der Niederdruckeingang des Druckverstärkers vor dem Rückschlagventil und der Hochdruckausgang des Druckverstärkers hinter dem Rückschlagventil an den zugehörigen Leitungszweigen der Setzdruckleitungen angeschlossen sind.
Alternativ kann der gesamte Schildausbau nur einen, beiden Hydraulikstempeln zugeordneten Druckverstärker aufweisen. Bei einer Ausgestaltung kann der Niederdruckeingang des Druckverstärkers am Leitungszweig (Setzdruckleitung) eines der beiden Hydraulikstempels vor dem zugehörigen Rückschlagventil dieses Hydraulikstempels angeschlossen sein. Alternativ kann der Nie derdruckeingang des Druckverstärkers über ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil unmittelbar, mithin ohne Zwischenschaltung eines Ansteuerventils, an das Versorgungssystem für die Hydraulikflüssigkeit mit dem niedrigen Druckniveau bzw. Ausgangsdruckniveau angeschlossen sein. Um bei beiden alternativen Ausgestaltungen gleichwohl eine Druckbeaufschlagung der Druckkammern beider Hydraulikstempel mit Hydraulikflüssigkeit auf verstärktem Hochdruckniveau zu gewährleisten, ist der Hochdruckausgang des Druckverstärkers zweckmäßigerweise an beide Leitungszweige (Setzdruckleitungen) jeweils hinter dem für den zugehörigen Hydraulikstempel vorgesehenen, entsperrbaren Rückschlagventil angeschlossen. Es empfiehlt sich dann, zwischen dem Hochdruckausgang und den Anschlußstellen an beiden Leitungszweigen jeweils ein nicht entsperrbares Rückschlagventil anzuordnen.
Bei einer Ausgestaltung, bei der der Niederdruckeingang des Druckverstärkers unmittelbar an das hydraulische Versorgungssystem angeschlossen ist, kann das vorgeschaltete, entsperrbare Rückschlagventil entweder durch den ggf. mittels des Druckverstärkers verstärkten Setzdruck entsperrbar sein, oder im Steuerblock ist ein zusätzliches Ansteuerventil angeordnet oder vorgesehen, durch dessen Betätigen ein Entsperren des hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventils erreicht werden kann. Im gesamten Streb kann Hydraulikflüssigkeit mit einem Druckniveau von 200 bar bzw. 300 bar zur Verfügung gestellt werden. Alternativ kann das Versorgungssystem für jedes Schildausbaugestell oder eine Gruppe von Ausbaugestellen eine Pumpe aufweisen, die am Schildausbau das Druckniveau auf das erste, zum anfänglichen Setzen der Hydraulikstempel erforderliche Druckniveau bringt, welches dann durch den Druckverstärker weiter auf das Hochdruckniveau erhöht wird. Ferner könnte der Hochdruckausgang des Druckverstärkers auch an den Druck raum von Anstellzylindern für eine Anstellkappe angeschlossen sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch einen erfindungsgemäßen Schildausbau in Seitenansicht;
2 schematisch in vereinfachter Darstellung den Aufbau eines geeigneten Druckverstärkers;
3 schematisch in einem Hydraulikschaltbild die Integration eines Druckverstärkers im Hydraulikkreis eines Schildausbaus gem. einem ersten Ausführungsbeispiel;
4 schematisch in einem Hydraulikschaltbild die Integration des Druckverstärkers gem. einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 schematisch in einem Hydraulikschaltbild die Integration eines Druckverstärkers gem. einem dritten Ausführungsbeispiel; und
6 schematisch in einem Hydraulikschaltbild die Integration eines Druckverstärkers gem. einem vierten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung einen hydraulischen Schildausbau für den Einsatz in untertägigen Gewinnungsbetrieben, insbesondere in Strebbetrieben für die Kohlegewinnung. Der Schildausbau 1 besteht aus zwei nebeneinander angeordneten, auf dem Strebboden (dem Liegenden) 2 aufliegenden Liegendkufen 3, einer das sogenannte Hangende 4 unterfangenden Hangendkappe 5, die zum weiter nicht dargestellten Abbau- bzw. Kohlenstoß hin vorkragt, und einem den Strebraum gegenüber dem Versatzraum abschirmenden Bruchschild 6, der über zwei Lenker 7 an der Liegendkufe 3 angelenkt ist und zusammen mit diesen sowie zwei an den Liegendkufen 3 in Fußgelenken abgestützten Hydraulikstempeln 8 ein Lemniskatengetriebe bilden, um auf die Kappe 5 ausreichend Kräfte zum Freihalten des Strebraums aufbringen zu können. Die beiden paarweise, nebeneinander angeordneten und jeweils an einer der beiden Liegendkufen 3 abgestützten Hydraulikstempel 8 sind hier mehrfach teleskopierbar und beidseitig mit Druck beaufschlagbar, wobei ein Hydraulikfluid über getrennten Leitungswege 13, 15 entweder einer Druckkammer in den Hydraulikstempeln 8 zuführbar ist, um die Kappe 5 gegen das Hangende 4 zu drücken, mithin den Schildausbau 1 zu setzen, oder einem Ringraum zuführbar ist, um die Hydraulikstempel 8 in entgegengesetzter Richtung zum Rauben des hydraulischen Schildausbaus einzufahren.
Die Ansteuerung der Schildausbaugestelle 1 erfolgt über ein an der Kappe 5 befestigtes elektronisches Steuergerät 11, mit welchem Schaltventile im Steuerblock 40 zur Funktionssteuerung des Schildausbaus 1 angesteuert werden können. Zur wahlweisen Druckbeaufschlagung des Druckraums bzw. des Ringraums jedes Hydraulikstempels 8 ist an diesem ein ein Rückschlagventil aufnehmendes Ventilgehäuse 14 befestigt, welchem über die Druckleitung (Setzdruckleitung) 13 Hydraulikflüssigkeit zur Druckbeaufschlagung des Hydraulikstempels 8 im Druckraum zuführbar ist, und welchem über eine weitere Hydraulikleitung (Raubdruckleitung) 15 Hydraulikfluid zur Beaufschlagung des Ringraums zuführbar ist. Da zumindest zwei Hydraulikstempel 8 angeordnet sind, führt wenigstens eine weitere, nicht dargestellte Hydraulikleitung (Setzdruckleitung) zu dem in 1 verdeckten Hydraulikstempel. Das Rückschlagventil im Ventilgehäuse 14 ist derart angeordnet, daß Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum des Hydraulikstempels 8 nur dann abfließen kann, wenn der Ringraum des Hydraulikstempels 8 zum Rauben mit Hydraulikflüssigkeit über die Raubdruckleitung 15 beaufschlagt ist.
In einem untertägigen Streb wird der Strebraum mittels zahlreicher, nebeneinander angeordneter hydraulischer Schildausbauten 1 abgestützt und zwischen jedem Schildausbau 1 und dem weiter nicht dargestellten Abbaustoß ist eine ebenfalls nicht dargestellte Gewinnungsanlage wie z.B. ein Kohlenhobel oder ein Walzenlader samt eines Kettenkratzförderes angeordnet. Die Gewinnungsanlage kann über den Schreitbalken 16 in Richtung Abbaustoß vorgerückt werden. Zwischen dem Bruchschild 6 und der Kappe 5 ist ein Eckzylinder 9 zwischengeschaltet, um die Haupt- bzw. Hangendkappe 5 in eine Winkelstellung oder in eine Parallelstellung zum Hangenden bzw. Liegenden zu drücken oder zu ziehen – wie dem Fachmann allgemein bekannt ist. Die Druckversorgung aller hydraulischen Schildausbauten 1 im Streb, mithin die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zum Steuerblock 40 erfolgt über ein hier nicht weiter dargestelltes hydraulisches Versorgungssystem, in welchem für jeden oder für eine Mehrzahl von Schildausbauten 1 eine Pumpe vorgesehen sein kann, um den Druckraum der Hydraulikstempel 8 beim Setzvorgang bzw. im Setzzustand mit zwei unterschiedlichen Setzdrücken zu versorgen, wobei es im Stand der Technik bekannt ist, mit einem ersten Setzdruck (Druckniveau von etwa 300 bar) und einem zweiten Setzdruck (Druckniveau von etwa 400 bar) zu arbeiten.
Die Erfindung besteht darin, im hydraulischen Leitungssystem für jeden Schildausbau 1 wenigstens einen Druckverstärker vorzusehen, der einen oszillierenden, die Druckerhöhung bewirkenden, als Differentialkolben ausgebildeten Verstärkerkolben aufweist. Ein der Erfindung entsprechender Druckverstärker ist in 2 schematisch dargestellt und wird nun zuerst unter Bezugnahme auf diese Fig. erläutert. Der Druckverstärker kann erfindungsgemäß am Schildausbau 1 dem Ventilgehäuse 14 für das Rückschlagventil, dem Steuerblock 40, entlang der Setzdruckleitung 13 für Hydraulikfluid oder parallel zum Steuerblock 40 angeordnet sein, wie unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 noch erläutert werden wird.
Der in 2 insgesamt mit 20 bezeichnete hydraulische Hochdruckverstärker umfaßt einen Niederdruckeingang E für Hydraulikflüssigkeit mit einem Ausgangs-Druckniveau P, einen Hochdruckausgang A für Flüssigkeit mit dem verstärkten Hochdruckniveau H sowie eine Drucksenke R, die beispielsweise an eine Rücklaufleitung od. dgl. angeschlossen sein kann. Der Druckverstärker 20 für Hydraulikflüssigkeit umfaßt einen als Differentialkolben ausgebildeten Verstärkerkolben 21 mit einem Hochdruckkolben 22 und einem Niederdruckkolben 23 mit unterschiedlichen Durchmessern, die in einem Niederdruckkolbenraum 24 bzw. einem Hochdruckkolbenraum 25 angeordnet sind und über die Kolbenstange 26 miteinander verbunden sind. Der Verstärkerkolben 21 kann über ein insgesamt mit 30 bezeichnetes Wegeventil, das vorzugsweise einen als Differentialkolben ausgebildeten Ventilschieber aufweist, derart angesteuert werden, daß der Verstärkerkolben 21 selbständig in Oszillation versetzt wird, so daß am Hochdruckausgang A die Hydraulikflüssigkeit mit einem entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Hochdruckverstärkers 20 erhöhten Druckniveau H ausgegeben wird. Die Druckverstärkung bzw. Druckübersetzung ist vom Verhältnis der Kolbenquerschnitte des Niederdruckkolbens 23 und des Hochdruckkolbens 22 abhängig. Das Wegeventil 30 ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt und am Eingangsanschluß 31 des Wegeventils 30 liegt Hydraulikfluid mit dem Ausgangsdruck (Druckniveau P) wie am Eingang E an. Der verschiebliche Ventilschieber des Wegeven tils 30 ist über die Druckleitung 34 mit dem Ausgangsdruck (Druckniveau P) wie am Eingang E in Schließstellung des Wegeventils 30 permanent vorgespannt. Die Zuführung zu den Eingängen 31, 34 erfolgt über die Zuleitung 37. Das Druckniveau P, mit dem die eine Kolbenseite des Ventilschiebers (Differentialkolbens) des Wegeventils 30 bei 34 vorgespannt ist, ist daher im Betrieb des Druckverstärkers 20 konstant. 2 zeigt den Druckverstärker 20 am Ende des Arbeitstaktes des Verstärkerkolbens 21 bei entlastetem bzw. sperrendem Wegeventil 30. Im gezeigten Zustand des Verstärkerkolbens 21 liegt aufgrund der Schaltstellung des Wegeventils 30 im Niederdruckraum 24 und im Ringraum 27 über die Leitungen 38 und 36 sowie 29 der Druck mit dem Druckniveau der Drucksenke R an. Da im Hochdruckraum 25 die Hydraulikflüssigkeit das Druckniveau H wie am Hochdruckausgang A hat, wird der Verstärkerkolben 21 nach unten bewegt. Am Ende seiner Abwärtsbewegung gibt der Hochdruckkolben 22 die Pilotleitung 28 frei, wobei dort, über das mittels des Rückschlagventils 32 abgesicherten Zulaufs 33, zumindest Druck mit dem Druckniveau P ansteht. Hierdurch wird der ebenfalls als Differentialkolben ausgebildete Ventilschieber des Wegeventils 30 in eine Schaltstellung verschoben, in welcher Hydraulikflüssigkeit mit dem Druckniveau P über den Hydraulikeingang 31 dem Niederdruckraum 24 des Verstärkerkolbens 21 zugeführt wird, wodurch erneut eine Aufwärtsbewegung des Verstärkerkolbens 21 einsetzt, bis sowohl der Verstärkerkolben 21 als auch das Wegeventil 30 wieder die gezeigte Ausgangsstellung gem. 2 erreichen, zu der ein weiterer Arbeitstakt einsetzt. Die Betätigung des Differentialkolbens im Wegeventil 30 erfolgt über den Ausgangsdruck mit dem Druckniveau P, der über die Zuleitung 34 zugeführt wird. In der nicht dargestellten Schaltstellung gibt das Wegeventil 30 eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckeingang E und dem Niederdruckraum 24 des Verstärkerkolbens 21 über den Hydraulikeingang 31 und die Verbindungsleitung 38 frei. Die bevorzugte Ausgestaltung und Arbeitsweise des Druckverstärkers 20 ist in der DE 196 33 258 C2 offenbart, auf deren Inhalt zur Ergänzung der vorliegenden Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird. Mit jedem Arbeitstakt des Verstärkerkolbens 21 wird am Ausgang des Druckverstärkers 20 ein Volumenstrom mit dem verstärkten Hochdruck-Druckniveau H erreicht, der beispielsweise eine Verdoppelung des Eingangsdrucks mit dem Druckniveau P bildet. Ein Rückströmen von Hydraulikflüssigkeit mit dem Hochdruckniveau H durch den Druckverstärker 20 wird über das ausgangsseitige Rückschlagventil 35 verhindert. Die Integration bzw. der Einbau eines Druckverstärkers 20 gem. 2 in das Hydrauliksystem am erfindungsgemäßen Schildausbau (1, 1) wird nun anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erläutert.
Beim Ausführungsbeispiel gem. 3 weist der Schildausbau für beide Hydraulikstempel 8, die hier mit einem nur einfach ausschiebbaren, doppelt beaufschlagbaren Kolben 17 dargestellt sind, jeweils einen eigenen, separaten Druckverstärker 20 auf. Beide Druckverstärker 20 sind hierbei an zugehörige Setzdruckleitungen 13A, 13B angeschlossen, denen jeweils im Steuerblock 40 ein separates, nur schematisch als 3/2-Wegeventil dargestelltes, federrückgestelltes und vorgesteuertes Hauptsteuerventil 41A, 41B zugeordnet ist, die je nach Schaltstellung die Setzdruckleitungen 13A, 13B mit dem Rücklauftank T oder einer Versorgungsleitung 12 verbinden, in der Hydraulikfluid mit dem Druckniveau P bzw. einem mit der Pumpe 60 aufgebrachten Pumpenniveau ansteht. Zur Vereinfachung der weiteren Darstellung sei angenommen, daß in der Versorgungsleitung 12 Druckniveau mit dem Druckniveau P ansteht, und in der Tankrücklaufleitung Druckniveau mit dem Druckniveau R ansteht. Die beiden Hauptsteuerventile 41A, 41B werden über ein gemeinsames Pilotsteuerventil 42 angesteuert, wobei das Pilotsteuerventil 42 mit einem geeigneten Aktor 43 wie beispielsweise einem Elektro magnetventil in Abhängigkeit von einem Steuersignal aus der Steuereinheit (11, 1) geschaltet wird. Ferner umfaßt der Steuerblock 40 ein über den Aktor 45 und das Vorsteuerventil 46 ansteuerbares Hauptsteuerventil 47, um die Raubdruckleitung 15 mit Hydraulikflüssigkeit mit Raubdruck zu beaufschlagen, der wiederum das Druckniveau P hat. Die beiden Setzdruckleitungen 13A, 13B führen jeweils über ein im zugehörigen Leitungszweig angeordnetes Rückschlagventil 51 unmittelbar zum Druckraum 18 der Hydraulikstempel 8. Mit beiden Setzdruckleitungen 13A, 13B ist, vor dem Rückschlagventil 51, außerdem der Niederdruckeingang E eines Druckverstärkers 20 verbunden, wobei die Druckverstärker 20 wie zuvor beschrieben aufgebaut sind. Allerdings ist zwischen dem Niederdruckeingang E und der eigentlichen oszillierenden Verstärkereinheit jedes Druckverstärkers 20 zuerst eine Drossel 49 und dann ein Druckreduzierventil 50 hydraulisch zwischengeschaltet, um auch bei unterschiedlichen Setzdrücken in den Setzdruckleitungen 13A, 13B mit dem proportional verstärkenden Druckverstärker 20 ein gleiches Druckniveau H am Hochdruckausgang A zu erreichen. Der Druckverstärker 20 bewirkt die Druckerhöhung erst, nachdem das Pilotsteuerventil 42 die Hauptsteuerventile 41A, 41B geschaltet hat und Setzdruck in den Setzdruckleitungen 13A, 13B ansteht. Zu Beginn wird hierbei der Druckraum 18 über die Zuleitung 52 unmittelbar mit dem Druckniveau aus den Setzdruckleitungen 13A, 13B beaufschlagt. Mit dem Druckverstärker 20 brauchen daher nur geringe Volumenströme gewährleistet zu werden, um die Hydraulikstempel 8 im Setzzustand auch mit dem höheren, verstärkten Druckniveau beaufschlagen zu können. Der Hochdruckausgang A der Druckverstärker 20 ist hinter den Rückschlagventilen 51 an die Zuleitungen 52 angeschlossen. Im Setzzustand beider Hydraulikstempel 8 wird ein Rückfluß der Hydraulikflüssigkeit mit dem Hochdruckniveau H über die Rückschlagventile 51 verhindert. Beide hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile 51 werden entsperrt, wenn aufgrund eines An steuersignals von der Steuereinheit (11, 1) das vorgesteuerte Steuerventil 47 geschaltet wird und Raubdruck in der Raubdruckleitung 15 ansteht. Die Raubdruckleitung 15 führt über die Verzweigungsleitungen 54 zu beiden Ringräumen 19 der Hydraulikstempel 8, um die Hydraulikstempel 8 und damit den Schildausbau (1, 1) zu rauben. Gleichzeitig wird aufgrund der über die Ansteuerleitung 55 an beiden Rückschlagventilen 51 gleichzeitig anstehenden Hydraulikflüssigkeit mit Raubdruck das Rückschlagventil 51 entsperrt, so daß das Hochdruckfluid aus dem Druckraum 18 und durch das Rückschlagventil 51, die Leitungen 13A, 13B sowie die Hauptsteuerventile 41A, 41b hindurch in den Tank T zurücklaufen kann. In beiden Zuleitungen 52 hinter dem jeweiligen Rückschlagventil 51 können ein weiteres Druckbegrenzungsventil 61 sowie Drucksensoren, Druckmanometer od.dgl. angeordnet sein.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem für beide Hydraulikstempel 8 nur ein einziger Druckverstärker 120 mit vorgeschaltetem bzw. integriertem Druckbegrenzungsventil 50 und Drossel 49 vorgesehen ist. Gleiche Bauteile wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und die Hydraulikstempel 8 sowie der Steuerblock 40 weisen den identischen Aufbau wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel auf, so daß eine erneute Beschreibung hier nicht erfolgt. Der für beide Hydraulikstempel 8 vorgesehene, gemeinsame Druckverstärker 20 ist mit seinem Niederdruckeingang E über eine Verbindungsleitung 101 nur mit einer der beiden der Leitungszweige (Setzdruckleitungen 13A, 13B) für die Hydraulikstempel 8, hier der Setzdruckleitung 13A, verbunden. Der Hochdruckausgang A des Druckverstärkers 120 ist mittels der Verbindungsleitung 102, den beiden abzweigenden Leitungssträngen 103, 104 sowie zwei hydraulisch nicht entsperrbare Rückschlagventilen 105, 106 hinter den hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventilen 51 an die Zuleitungen 152B, 152A angeschlossen.
Über den für beide Hydraulikstempel 8 zentralen Druckverstärker 120 kann daher jeweils den Zuleitungen 152A, 152B zum Druckraum 18 der Hydraulikstempel 8 Hydraulikfluid mit dem erhöhten Druckniveau H zugeführt werden.
Beim Ausführungsbeispiel gem. 5 ist wiederum ein zentraler Druckverstärker 220 für beide Hydraulikstempel 8 vorgesehen. Der Steuerblock 40 zur Beaufschlagung beider Hydraulikstempel 8 über die Setzdruckleitungen 13A, 13B oder die Raubdruckleitung 15 ist wie beim Ausführungsbeispiel gem. 3 aufgebaut, so daß eine erneute Beschreibung hier nicht erfolgt. Der Niederdruckeingang E des Druckverstärkers 220 ist über die Verbindungsleitung 231 unter Zwischenschaltung eines hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventils 230 unmittelbar an das Strebleitungssystem 12 für die Hydraulikflüssigkeit mit dem Ausgangsdruck P angeschlossen. Der Hochdruckausgang A ist, wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel, über die Verbindungsleitung 201, zwei abzweigende Leitungsstränge 203, 204 sowie zwei nicht entsperrbare Rückschlagventile 205, 206 hinter den entsperrbaren Rückschlagventilen 51 an die Zuleitungen 252A, 252B zum Druckraum der Hydraulikstempel 8 angeschlossen. Die Zuleitung 252A aus dem Leitungszweig der Setzdruckleitung 13A ist über eine weitere Stichleitung 207 mit dem eingangsseitig des Druckverstärkers 220 angeordneten, entsperrbaren Rückschlagventil 230 verbunden, wobei im Setzzustand hier ständig Hydraulikflüssigkeit mit dem Hochdruckniveau H ansteht. Das eingangsseitige Rückschlagventil 230 öffnet erst, wenn Setzdruck im Leitungszweig der Setzdruckleitung 13A ansteht.
Beim Ausführungsbeispiel nach 6 ist der Steuerblock 40 mit einem Blockabschnitt 340 versehen, in welchem zum Ansteuern eines für beide Hydraulikstempel 8 zentralen Druckverstärkers 320, dem wiederum hinter dem Niederdruckeingang E eine Drossel 49 und ein Druckreduzierventil 50 zugeordnet sind, ein zusätzliches Ansteuerventil 343 angeordnet ist. Im Blockabschnitt 340 sind ein in Abhängigkeit vom Signal des elektronischen Steuergeräts (11, 1) über den Aktor 341 elektrisch ansteuerbares Vorsteuerventil 342 sowie das nachgeschaltete Hauptsteuerventil 343 angeordnet, um ein hydraulisch entsperrbares, zwischen dem Niederdruckeingang E und dem Versorgungssystem 12 angeordnetes Rückschlagventil 330 zu entsperren. Hierdurch wird der hydraulische Druckverstärker 320 aktiviert. Der Ausgang A des Druckverstärkers 320 ist wie bei den Ausführungsbeispielen gem. 4 und 5 über Verbindungsleitungen, Leitungsstränge und nicht entsperrbare Rückschlagventile 305 hinter den Rückschlagventilen 51 mit den Zuleitungen 352A, 352B zum Druckraum 18 der Hydraulikstempel 8 verbunden. Durch Zurücksetzen des Ansteuerventils 343 wird der Druckverstärker 320 deaktiviert.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung eine Reihe von Abweichungen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Beide Leitungszweige mit den Setzdruckleitungen könnten auch separat mittels separater Vorsteuerventile angesteuert werden. Die am Hochdruckausgang des Druckverstärkers zur Verfügung stehende Hochdruckflüssigkeit könnte auch zum Ansteuern anderer Zylinder wie Anstellzylinder für Anstellkappen od.dgl. verwendet werden.

Claims

Hydraulischer Schildausbau mit wenigstens zwei an Liegendkufen (3) gelagerten und eine zugeordnete Kappe (5) abstützenden, längenveränderbaren Hydraulikstempeln (8), die über einen Steuerblock (40) an ein Versorgungssystem (12) mit Hydraulikflüssigkeit anschließbar und im Setzzustand des Schildausbaus mit einem gegenüber dem Druck der Hydraulikflüssigkeit erhöhten Druck beaufschlagbar sind, gekennzeichnet durch wenigstens einen im hydraulischen Leitungssystem zwischen der Hydraulikversorgung (12) und den Hydraulikstempeln (8) angeordneten Druckverstärker (20; 120; 220; 320) mit einem oszillierenden, die Druckerhöhung bewirkenden, als Differentialkolben ausgebildeten Verstärkerkolben (21).
Hydraulischer Schildausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (20) zur Oszillation des Verstärkerkolbens (21) ein Wegeventil (30) umfaßt, das vorzugsweise einen als Differentialkolben ausgebildeten Ventilschieber aufweist, wobei vorzugsweise der Differentialkolben des Wegeventils (30), insbesondere in Abhängigkeit vom Schaltzustand der Ventile (41A, 41B; 42) im Steuerblock (40), mit der Hydraulikflüssigkeit aus dem Versorgungssystem (12) an einer Kolbenseite beaufschlagbar ist.
Schildausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Druckverstärker (20; 120; 220; 320) ein Druckreduzierventil (50) und/oder eine Drossel (49) hydraulisch vorgeschaltet ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (20; 120) mit seinem Niederdruckeingang (E) im Leitungssystem (13A, 13B) zwi schen dem Steuerblock (40) und den Hydraulikstempeln (8) angeschlossen ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (40) für jeden Hydraulikstempel (8) ein eigenes Ansteuerventil (41A; 41B) aufweist, das über einen separaten Leitungszweig (13A; 13B) mit der zugeordneten Druckkammer (18) im Hydraulikstempel (8) verbunden ist, wobei vorzugsweise die beiden Ansteuerventile (41A, 41B) für die die Hangendkappe (5) abstützenden Hydraulikstempel (8) über ein einzelnes, gemeinsames Vorsteuerventil (42) angesteuert sind.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikstempel (8) als doppeltwirkende und/oder mehrfach teleskopierbare Zylinder ausgebildet und beidseitig mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind, und daß zum Rauben beider Hydraulikstempel (8) im Steuerblock (40) ein gemeinsames Ansteuerventil (47) angeordnet ist.
Schildausbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszweig für jeden Hydraulikstempel (8) ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (51) angeordnet ist, das durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit zum Rauben der Hydraulikstempel (8) entsperrbar ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszweig (13A, 13B) für jeden Hydraulikstempel (8) ein eigener, diesem zugeordneter Druckverstärker (20) angeordnet ist.
Schildausbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckeingang (E) des Druckverstärkers (20) vor dem Rückschlagventil (51) und der Hochdruckausgang (A) des Druckverstärkers (20) hinter dem Rückschlagventil (51) an den zugehörigen Leitungszweigen (13A, 13B; 52A, 52B) angeschlossen ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch nur einen, beiden Hydraulikstempeln (8) zugeordneten Druckverstärker (120; 220; 320).
Schildausbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckeingang (E) des Druckverstärkers (120) am Leitungszweig, insbesondere an der Setzdruckleitung (13A) eines der beiden Hydraulikstempel (8) vor dem zugehörigen Rückschlagventil (51) dieses Hydraulikstempels angeschlossen ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckeingang (E) des Druckverstärkers (220; 320) über ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (230; 330) unmittelbar an das Versorgungssystem (12) für die Hydraulikflüssigkeit angeschlossen ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckausgang (A) des Druckverstärkers (120; 220; 320) an beide Leitungszweige (152, 252, 352) hinter den jeweils zugehörigen Rückschlagventilen (51) angeschlossen ist.
Schildausbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochdruckausgang (A) des Druckverstärkers (120; 220; 320) und den Anschlußstellen an beide Leitungszweige jeweils ein nicht entsperrbares Rückschlagventil (105; 205; 305) angeordnet ist.
Schildausbau nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulisch entsperrbare, dem Niederdruckeingang (E) des Druckverstärkers (220; 320) zugeordnete Rückschlagventil (230; 330) durch den Setzdruck entsperrbar ist.
Schildausbau nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulisch entsperrbare, den Niederdruckeingang (E) des Druckverstärkers (320) zugeordnete Rückschlagventil (330) durch Betätigen eines im Steuerblock (40) angeordneten Ansteuerventils (343) entsperrbar ist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungssystem (12) für jeden oder für mehrere Schildausbauten (1) eine Pumpe (60) aufweist.
Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckausgang des Druckverstärkers an den Druckraum von Anstellzylindern für eine Anstellkappe angeschlossen ist.