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Hydraulische Steuereinrichtung für eine in Richtung auf den Kohlenstoß
verschiebbare Abstützeinrichtung des Hangenden Die Erfindung setzt eine hydraulische
Steuereinrichtung für eine in Richtung auf den Kohlenstoß verschiebbare Abstützvorrichtung
des Hangenden als bekannt voraus, die an einer am Abbaustoß entlanggeführten Kohlefördervorrichtung
angelenkt ist, deren Abstützeinheiten jeweils aus zwei oder mehreren hydraulisch
betätigten Stempeln, einem waagerecht angeordneten Sohlbalken und einer Kappe bestehen.
Dabei ist die Speiseleitung für die Stempel, von der Anschlüsse für die Druckkammern
der letzteren abzweigen, geschützt an der Kohlefördervorrichtung entlanggeführt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, - die hydraulische Steuereinrichtung
der vorbezeichneten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß deren Teile gegen mechanische
Beschädigung gut geschützt sind und ihr einwandfreies Funktionieren gewährleistet
ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der
in an sich bekannter Weise im Sohlbalken angeordnete Rückzylinder und die in ihm
verschiebliche, beidseitig hydraulisch beaufschlagte, aus zwei vorzugsweise konzentrischen
Rohren bestehende Kolbenstange mit der Druckleitung und der Rückflußleitung über
ventilgesteuerte Abzweigleitungen verbunden sind, welche über Hohlräume der Kolbenstange
sowie Druckkammern des Rückzylinders mit den Druckkammern in den Zylindern der Stempel
in Verbindung stehen.
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Zwischen die Druckleitung und die Rückflußleitung einerseits und dem
im Sohlbalken angeordneten Rückzylinder andererseits ist ein handgesteuertes Zweiwege-Umsteuerventil
gelegt und die hydraulische Kupplung zwischen dem Rückzylinder und den Stempeln
durch eine ventilgesteuerte Druckleitung und eine ventilgesteuerte Rückflußleitung
hergestellt. In der Druckleitung zwischen dem Rückzylinder und den Stempeln ist
ein Absperrventil angeordnet, das sich nur beim Flüssigkeitsstrom in Richtung der
Stempel öffnet. In der Rückflußleitung liegen zwei parallel geschaltete Absperrventile,
welche sich nur beim Flüssigkeitsstrom in entgegengesetzter Richtung öffnen. In
der Druckleitung zwischen dem Rückzylinder und den Stempeln ist in Reihe mit dem
Absperrventil ein willkürlich zu betätigendes Drucksteigerungsventil und in der
Verbindungsleitung zwischen den Stempeln und der Rückflußleitung ein willkürlich
zu betätigendes Auslöseventil angeordnet.
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Bei der eingangs gekennzeichneten bekannten verschiebbaren Abstützvorrichtung
des Hangenden sind die Sohlenschienen über einen Hebel und einen Gelenkbolzen an
der am Abbaustoß entlanggeführten Kohlefördervorrichtung angelenkt. Bevor die Kohlefördervorrichtung
näher an den Abbaustoß herangeführt werden kann, ist es notwendig, daß jeweils die
Abstützeinheit vom Hangenden gelöst wird, die am weitesten von der Kohlefördervorrichtung
entfernt ist. An der Kohlefördervorrichtung ist nur eine einzige hydraulische Leitung
entlanggeführt, die durch eine gemeinsame Pumpe unter hydraulischen Druck gesetzt
werden kann. Von dieser Leitung zweigen Leitungen ab, über welche die Stempel mit
dem Druckmedium versorgt werden, wenn diese Stempel gegen das Hangende gepreßt werden
sollen. Im Sohrbalken angeordnete Rückzylinder finden bei der bekannten Abstützv
orrichtung keine Verwendung. Die mit der Pumpe verbundene Druckleitung ist nicht
gegen mechanische Beschädigung geschützt. Auch zweigen von ihr die zu den Stempeln
führenden Leitungen völlig ungeschützt ab.
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An Hand der Fig. 1 und 2 soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
der hydraulischen Steuereinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben werden.
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Die Fig. 1 zeigt - teilweise im Längsschnitt -eine Abstützvorrichtung
für das Strebhangende. Aus dem Schnitt ist die Konstruktion des Sohlbalkens und
der Kohlefördervorrichtung zu erkennen.
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In Fig. 2 ist ein Leitungsschema der hydraulischen Steuereinrichtung
dargestellt, an Hand dessen die Wirkungsweise der letzteren erläutert werden soll.
Wie
aus der Fig. 1 zu ersehen ist, trägt die Kohlefilrdervorrichtung 10, die sich an
dem Abbaustoß entlangzieht, an ihrer Rückseite eine Platte 11, eine im Querschnitt
U-förmig ausgebildete Schiene 12 und an der Kopfseite der letzteren eine im Querschnitt
S-förmig ausgebildete Schiene 13. Die U-förmige Schiene 12 dient als Anker für die
Kolbenstange 14 des hydraulisch betätigten Rückzylinders 15. Die S-förmige Schiene
13 hat die Aufgabe, die hydraulische Druckleitung 16 und die hydraulische Rückflußleitung
17 gegen mechanische Beschädigungen zu schützen. Beide Leitungen sind an der Kohlefördervorrichtung
10 befestigt und mit einer nicht dargestellten hydraulischen Druckquelle verbunden.
Ein Umsteuerventi118 ist an der S-förinigen Schiene 13 unmittelbar über der U-förmigen
Schiene 12 befestigt. Mit ihm wird der Zufluß und der Abfluß der Druckflüssigkeit
zu der Abstützvorrichtung geregelt. Die Wirkungsweise dieses Ventils 18 wird bei
der Beschreibung der Fig. 2 des näheren erläutert.
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Das Umsteuerventil 18 hat eine Betätigungswelle 19 und einen Betätigungshandgriff
21, durch dessen Verschwenken die Haupleitungen 16 und 17 mit den vom Ventil 18
ausgehenden Abzweigleitungen 22 und 23 verbunden werden. Die letzteren schaffen
eine hydraulische Verbindung zu dem Kopf 24 der Kolbenstange 14. Sie sind vorzugsweise
flexibel ausgeführt, weil der Kopf 24 der Kolbenstange 14 im Punkt 25 gelenkig an
dem senkrecht stehenden Bolzen 26 gelagert ist, dessen Enden in der U-förmigen Schiene
12 befestigt sind.
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Die Abstützvorrichtung des Hangenden besteht aus einem Sohlbalken
27, der an seiner Stirnseite für die Aufnahme des hydraulisch betätigten Zylinders
15 offen ist. Dieser ist mittels eines kardanischen Ringes 28, der bei 29 schwenkbar
gelagert ist, an den Seiten des Sohlbalkens 27 schwenkbar befestigt. Der kardanische
Ring 28 ist am vorderen Ende des Zylinders 15 durch vertikal angeordnete Bolzen
32 gelagert. Die Abstützvorrichtung weist einen vorderen Stempel 33 und einen hinteren
Stempel 34 auf. Der erstere hat einen Zylinder 35, welcher in einem becherartigen
Teil 36 gelagert ist, der sich am vorderen Ende des Sohlhalkens 27 befindet. Der
hintere Stempel 34 hat einen Zylinder 37 und ist im hinteren Teil des Sohlbalkens
27 gelagert. Die Stempel 33 und 34 haben Kolben 38 und 39, welche die ein umgekehrtes
U-Profil aufweisende Kappe 41 tragen, die in einen vorkragenden Teil 42 ausläuft.
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Hinter dem becherartigen Lager 36 ist auf dem Sohlbalken 27 ein Ventilblock
43 befestigt, der unter anderem ein mittels eines Griffes 44 zu betätigendes Drucksteigerungsventil
und ein mittels eines Regelarms 45 zu betätigendes Auslöseventil enthält. Zu der
Stirnseite und dem rückwärtigen Ende des Zylinders 15 in dem Sohlbalken 27 führen
vom Ventilblock 43 ausgehende Leitungen 46 und 47. Diese Leitungen können flexibel
ausgeführt sein oder weisen - wie aus Fig. 1 zu erkennen ist - Schleifen 48 auf,
die ein geringes Verschwenken des Zylinders 15 mit dem kardanischen Ring 28 gestatten.
Die Leitungen 49 und 51 verbinden die Zylinder 35 und 37 der Stempel 33 und 34 mit
dein Ventilblock 43.
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Nachstehend soll die Konstruktion und die Anordnung der vorerwähnten
Ventile zusammen mit dem Leitungsplan der Fig. 2 beschrieben werden. Das Umsteuerventil
18 ist mit Kolben 52 und 53 ausgerüstet, die mittels eines Schwinghebels 54 axial
zu verschieden sind, der auf der Welle 19 befestigt und in seiner in Fig. 2 dargestellten
Stellung durch die Federn 55 und 56 gehalten ist. In dieser Stellung schließen die
Kolben 52 und 53 eine Drucköffnung 57, welche durch eine Bohrung 58 und eine Leitung
59 mit der Hauptdruckleitung 16 in Verbindung steht. Eine Öffnung 61 verbindet den
Ringraum um die Kolbenstange 62 des Ventilkolbens 52 mit der Leitung 22, während
die Öffnung 63 den Ringraum um die Kolbenstange 64 des Ventilkolbens 53 mit der
Leitung 23 in Verbindung bringt. Die zwei vorerwähnten Ringräume sind untereinander
durch die Bohrung 65 verbunden, welche über eine senkrechte Bohrung 66 und eine
Leitung 67 mit der Hauptrückführungsleitung 17 in Verbindung steht.
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Die Kolbenstange 14 des Zylinders 15 in dem Sohlbalken 27 weist ein
rohrförmiges Einsatzstück 68 auf, dessen Innenraum in der Fig.2 mit dem Bezugszeichen
69 versehen ist. Der Raum 69 ist durch die Leitung 22 mit der Öffnung 61 im Steuerventil
18 verbunden. Von dem Ringraum 72 der Kolbenstange 14 führt eine Leitungsverbindung
23 zu der Öffnung 63 des Steuerventils 18. Der Raum 69 der Kolbenstange 14 reicht
durch den Kolben 74 hindurch bis zur Kolbenkammer 75 des Zylinders 15, während der
Ringraum 72 durch eine Querbohrung 76 der Kolbenstange 14 mit dem Zylinderringraum
77 in Verbindung steht.
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Wenn mittels der Betätigungswelle 19 der Schwinghebel 54 so verschwenkt
wird, daß er den Kolben 52 axial nach oben verschiebt, so daß dieser die Öffnung
65 schließt und die Öffnung 57 öffnet, dann strömt die Druckflüssigkeit von der
Hauptleitung 16 über die Leitung 59 durch die senkrechte Bohrung 58, die dazu senkrechte
Bohrung 57, die Öffnung 61, die Leitung 22 und den Raum 69 des Kolbens 14 in die
Kolbenkammer 75, während die Flüssigkeit von der Ringkammer 77 durch die Bohrung
76, den Ringraum 72, die Leitung 23, die Öffnung 63 des Ventils 18, die Bohrungen
65 und 66 in die Rückleitung 17 fließt. Dieser Flüssigkeitsstrom hat zur Folge,
daß der Kolben 14 aus dem Zylinder 15 herausgedrückt wird, während das entgegengesetzte
Verschwenken der Betätigungswelle 19 seine Hineinziehung in den Zylinder 15 bewirkt.
Wenn sich der Schwinghebel 54 in seiner in Fig. 2 dargestellten neutralen Stellung
befindet, dann stehen die beiden Kammern 75 und 77 des Zylinders 15 miteinander
sowie mit der Rückleitung 17 über das Ventil 18 in Verbindung.
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Mit dem Ventilblock 43 ist auch noch ein Ventilblock 78 vereint, der
ein Absperrventil 79 enthält, das einen Flüssigkeitsstrom von der Ringkammer 77
des Zylinders 31 durch die Leitung 46 zur Leitung 81 zuläßt, welche mit der Öffnung
82 des Drucksteigerungsventils 83 verbunden ist. Das letztgenannte Ventil hat einen
unter Federdruck stehenden Kolben 84, der mittels eines Nockens 85 in Achsrichtung
verschoben werden kann. Der Nocken 85 sitzt auf der Welle 44. Bei einer Verschiebung
des Kolbens 84 wird die Eintrittsöffnung 82 mit der Austrittsöffnung 86 des Ventils
83 verbunden. Die Öffnung 86 ist durch die Leitung 87 mit zwei Absperrventilen 88
und 89 verbunden, die nur einen Flüssigkeitsstrom über die Leitungen 49 und 51 zu
den Druckkammern der Zylinder 35 und 37 der Stempel 33 und 34 gestatten. Die Absperrventile
88 und 89 sind in einem Ventilblock 93 untergebracht, der ebenfalls in dem Ventilblock
43 enthalten ist. In dem Ventilblock 93 sind auch noch zwei weitere Absperrventile
94 und 95 angeordnet, welche nur einen Flüssigkeitsstrom über die Leitungen 49 und
51 von den Zylindern 35 und 37 nach der Rückführungsleitung 96 zulassen.
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Die Leitung 96 ist mit der Einlaßöffnung 97 eines Rückschlagventils
98 verbunden, welches gleichzeitig auch als Druckminderungsventil Verwendung findet.
Zu
diesem Zweck ist auf einer Welle 45 ein Nocken 99 befestigt. Der Kolben 101 dieses
Ventils steht unter Federdruck. Das innere Ende des Ventilkolbens 101 enthält ein
unter Federdruck stehendes Rückschlagventil 102, welches sich nur bei großem Druck
öffnet. Dadurch kann die Flüssigkeit aus den Druckkammern der Stempel 33 und 34
zur Auslaßöffnung 103 des Ventils 98 fließen. Der Druck in den Druckkammern beider
Stempel kann willkürlich auch durch Drehen der Regelwelle 45 des Ventils 98 gemindert
werden. In diesem Falle verschiebt der Nocken 99 des Ventils 98 den Kolben 101 axial
entgegen der Kraft einer Schließfeiler.
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Die Auslaßöffnung 103 des Ventils 98 ist über eine Leitung 104 mit
zwei weiteren Absperrventilen 105 und 106 verbunden, die sich im Ventilblock 78
befinden. Das Absperrventil 105 erlaubt nur einen Flüssigkeitsstrom nach der Leitung
46, die mit der Ringkammer 77 des Zylinders 15 in dem Sohlbalken 27 in Verbindung
steht. Das Absperrventil 106 gestattet nur einen Flüssigkeitsstrom nach der Leitung
47, die in die Kolbenkammer 75 mündet. Die Absperrventile 105 und 106 erlauben also
jederzeit einen Flüssigkeitsstrom vom Ventil 98 in eine unter niedrigem Druck
stehende Kammer 77 oder 75. Durch die Leitungen 22 und 23 und das Umsteuerventil
18 stehen diese Kammern dann mit der Hauptrückleitung 17 in Verbindung.
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Das Absperrventil 79 im Ventilkopf 78 erlaubt einen Flüssigkeitsstrom
von der unter Druck stehenden Ringkammer 77 zu dem Drucksteigungsventil 83. Wenn
das letztere in der beschriebenen Weise betätigt wird, dann kann die Druckflüssigkeit
zu den beiden Stempeln 33 und 34 über die Ventile 88 und 89 fließen. Dies hat zur
Folge, daß die Kappe 41 gegen die Stollendecke gepreßt wird.
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Die Abstützvorrichtung des Strebhangenden kann auch mit mehr als zwei
Stempeln zwischen dem Sohlbalken 27 und der Kappe 41 ausgerüstet sein. Wenn ein
dritter Stempel Verwendung findet, dann enthält der Ventilblock 93 zwei zusätzliche
Absperrventile, welche den Ventilpaaren 88, 94 oder 89, 95 entsprechen und in ähnlicher
Weise zwischen den Stempeln und dem Drucksteigerungs- und Rückschlagventil angeordnet
sind.
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Der hydraulisch betätigte Zylinder 15 im Sohlbalken 27 kann sowohl
dazu benutzt werden, um die Kohlefördervorrichtung 10 gegen den Abbaustoß hin zu
verschieben, wenn die Stempel 33 und 34 druckbelastet worden sind, als auch die
gesamte Abstützvorrichtung nach der Kohlefördervorrichtüng hin nachzuziehen. Wenn
die Kohlefördervorrichtung 10 verschoben werden soll, dann muß der Handhebel 21
der Betätigungswelle 19 des Umsteuerventils 18 in dem Sinne verschwenkt werden,
daß der Kolben 52 angehoben wird. Dann wird nämlich der Ringraum um die Ventilkolbenstange
62 von der Rückflußöffnung 65 abgeschnitten und die Druckbohrung 57 mit der Öffnung
61 verbunden. Die Druckflüssigkeit fließt dann über die Leitung 22 und den Raum
69 des Kolbens 14 des Zylinders 15 zu der Kolbenkammer 75, während die Flüssigkeit
aus der Zylinderkammer 77 über die Ringkammer 72 der Kolbenstange 14, die Leitung
23, den Ringraum um die Kolbenstange 64 des Ventilkolbens 53 zur Bohrung 66 und
von dort aus über die Leitung 67 zur Hauptrückleitung 17 fließt.
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Wenn die Abstützv orrichtung nach dem Abbaustoß zu verschoben werden
soll, müssen die Kappe 41 und die Stempel 33 und 34 zunächst vom Hangenden durch
Verschwenken der Steuerwelle 45 des Druckminderungsventils 98 abgehoben werden.
Durch das Verschwenken dieser Steuerwelle verschiebt der Nocken 99 den Ventilkolben
101 in axialer Richtung. Dies hat zur Folge, daß die Druckflüssigkeit von den Zylindern
35 und 37 der Stempel 33 und 34 über die Absperrventile 94 und 95, die Leitung 96,
das Druckminderungsventil 98 entweder in die Ringkammer 77 durch das Absperrventil
105 oder in die Kolbenkammer 75 durch das Absperrventil 106 abfließen kann, je nachdem
welche Kammer den niedrigsten Druck hat.
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Wie die Fig. 2 erkennen läßt, sind in der neutralen Stellung des Umsteuerventils
18 beide Kammern 75 und 77 mit der Hauptrückleitung 17 durch das Umsteuerventil
18 verbunden. Wenn man letzteres in dem Sinne betätigt, daß die Abstützvorrichtung
nach dem Abbaustoß zu bewegt wird, bevor die Stempel genügend druckentlastet sind,
muß die Steuerwelle 19 so verschwenkt werden, daß der Ventilkolben 53 nach unten
gedrückt wird, damit die Druckflüssigkeit zu der Zylinderkammer 77 strömen kann.
Die Kolbenkammer 75 ist dann noch in Verbindung mit der Hauptrückleitung 17, so
daß die Flüssigkeit aus den Druckkammern der Stempel 33 und 34 weiter durch das
Druckminderungsventil 98 und das Absperrventil 106 in die Kolbenkammer 75 und von
dort aus zur Hauptrückleitung 17 abfließen kann.
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Nach Beendigung der Nachziehbewegung der Abstützvorrichtung ist es
notwendig, die wirksame Länge der Stempel 33 und 34 wieder zu vergrößern. Dieses
kann erreicht werden, während der Flüssigkeitsdruck noch in der Zvlinderringkammer
77 wirksam ist, durch Verschwenken der Betätigungswelle 44 des Drucksteuerungsventils
83 in dem Sinne, daß der Ventilkolben 84 entgegen der Federkraft axial verschoben
,viril. Die Druckflüssigkeit strömt dann von der Zylinderkammer 77 über das Absperrventil
79, das Drucksteigerungsventil 83, die Absperrventile 88 und 89 und die Zylinder
35 und 37 der Stempel 33 und 34.
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Wenn die Kappe 41 durch das Vergrößern der wirksamen Länge der Stempel
33 und 34 gegen das Hangende gepreßt worden ist, kann das Umsteuerventil 18 durch
Zurückbewegen des Schwenkhebels 54 in seine neutrale Stellung gebracht werden. Wenn
der Druck des Gebirges auf die Kappe 41 sehr groß wird, dann strömt die Druckflüssigkeit
aus den Druckkammern der beiden Stempel 33 und 34 über die Absperrventile 94 und
95 zu der Einlaßöffnung 97 des Druckminderungsventils 98. Das unter Federdruck stehende
Rückschlagventil 102, das in dem Ventilkolben 101 untergebracht ist. gibt dann unter
dem in den Zylindern 35 und 37 herrschenden, maximal möglichen Druck nach. Dies
hat zur Folge, daß die Druckflüssigkeit von der Einlaßöffnung 97 über das Rückschlagventil
102 zur Auslaßöffnung 103 und von dort aus weiter über die Absperrventile
105 oder 106 zur Hauptrückflußleitung 17 strömen kann.
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Obwohl eine relative Beweglichkeit zwischen der Kohlefördervorrichtung
10, mit der die Druckleitung 16 und die Rückführungsleitung 17 verbunden sind, und
der Abstützvorrichtung besteht, wird ein Druckausgleich über den Zylinder 15 des
Sohlbalkens 27 erfolgen, ohne daß zusätzliche Leitungen zwischen der Kohlenfördervorrichtung
und der Abstützvorrichtung notwendig sind.
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Obgleich es - wie in dem Beispiel beschrieben -nur notwendig ist,
die Stempel 33 und 34 zu verlängern, wenn die Zylinderkammer 77 des Zylinders 15
unter Druck steht, ist es auch möglich, mittels des Drucksteigerungsventils 83 einen
Druck zu erzeugen, wenn die Kolbenkammer dadurch unter Druck gesetzt
ist,
daß ein zusätzliches Absperrventil eine Verbindung zwischen den Leitungen 47 und
81 herstellt.