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Anwendung einer Schalteinrichtung mit mehreren Armaturen Die vorliegende
Erfindung betrifft die Anwendung einer an eine zentrale Druckmittelversorgung angeschlossenen
Schalteinrichtung mit mehreren in einem Kreis achsparallel zueinander angeordneten
Armaturen, die durch ein allen gemeinsames, zur Auswahl der zu betätigenden Armatur
drehbares und zum Betätigen der einzelnen Armaturen achsverschiebbares Steuerglied
betätigt werden können, für einen wandernden Strebausbau.
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Aus der britischen Patentschrift 631747 ist die Anwendung einer Schalteinrichtung
für einen einzelnen Grubenstempel mit angebautem Rückzylinder bekannt. Von einer
eingebauten Handpumpe aus werden Stempel und Rückzylinder über ein Steuerventil
mit Druckmittel aus einem Behälter versorgt. Der Handgriff des Steuerventils kann
in vier beliebig zu wählende Stellungen geschwenkt werden. Bei dieser Anmeldung
kann die Pumpe nur vier Funktionen bewirken: Setzen des Tragstempels, Vorrücken
des Rückzylinders, Senken des Tragstempels und Nachziehen des Tragstempels mittels
des Rückzylinders. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß ein wahlweises Verstellen
nur deshalb möglich ist, weil vor Betätigen der Handpumpe unabhängig von der Stellung
des Steuerventils nichts geschieht. Somit ist es bei der bekannten Einrichtung notwendig,
immer zwei Steuerorgane zu bedienen, nämlich zuerst den Handgriff des Steuerventils
für die Vorwahl einer bestimmten Pumpenfunktion zu schwenken und dann den Handpumpenhebel
zu betätigen.
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Wenn man statt der Handpumpe eine zentrale Dr uckmittelversorgung
anordnen wollte, würde man in analoger Anordnung ebenfalls zwei Steuerorgane benötigen,
nämlich ein Vorwahlventil zum Einstellen einer bestimmten Funktion und ein zweites
Ventil zum An- und Abstellen der Druckleitung. Bei Fehlen des zweiten Ventils ist
nur eine bestimmte Reihenfolge von Schaltungen möglich, da sonst in den beim Umschalten
zu überfahrenden Stellungen unerwünschte Schaltvorgänge eingeleitet werden.
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Diese Merkmale geben keinen Hinweis auf die Ausbildung einer Schalteinrichtung
mit mehreren in einem Kreis achsparallel zueinander angeordneten Armaturen, die
durch ein gemeinsames Steuerglied betätigt werden können, in einer Form, die einen
wandernden Strebausbau auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht. Die bekannte
Schalteinrichtung erlaubt es lediglich, einzelne Stempel zu betätigen, so daß sie
keine zentrale Steuerung und kein halb oder ganz automatisches Arbeiten erlaubt.
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Zwar wurde in der deutschen Auslegeschrift 1069 548 vorgeschlagen,
eine gemeinsame Steuerung für die Stempel- und Gespannbewegungen eines Ausbaugespannes
vorzusehen, doch .umfaßt eine solche Aufgabe noch keine Lehre zu einer brauchbaren
Lösung. Eine z. B. aus den bekanntgemachten Unterlagen des deutschen Patents 974199
bekanntgewordene Lösung gibt eine Anordnung wieder, welche selbständig in nicht
veränderbarer, bestimmter Reihenfolge das Setzen und Rücken zweier Stempelrahmen
bewirkt, solange Druckmittel zugeführt wird. Das hat den Nachteil, daß keiner der
Vorgänge unterbrochen und die Reihenfolge nicht geändert werden kann, was manchmal
auf Grund der besonderen Verhältnisse im Bergbau nötig ist. Die stets wechselnden
Zustände und Vorgänge im Streb lassen nicht erwarten, daß alle Vorgänge ohne Behinderung
wie in einer Fabrikhalle ablaufen. Darüber hinaus ist es nicht möglich, in eine
derartige Automatik auch das Betätigen der Vorpfändkappen einzubeziehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung zu schaffen, die es erlaubt, unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten
Nachteile alle für einen wandernden Strebausbau erforderlichen Funktionen in willkürlicher
Reihenfolge von einer Stelle aus zu steuern.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an zwei
der Armaturen je eine für sich zu raubende und zu setzende Stempelgruppe angeschlossen
ist, von denen jede insbesondere zu einem Rahmen zusammengefaßt ist, daß eine dritte
Armatur einen Rückzylinder betätigt, der die beiden Stempelgruppen verbindet und
einander nähert oder voneinander entfernt, und daß mindestens eine vierte Armatur
mit einem Vorpfändzylinder verbunden ist, mit dessen Hilfe die den oberen Abschluß
eines Rahmens bildende Kappe durch einen verschiebbaren Fortsatz in Abbaurichtung
verlängerbar ist, so daß durch Betätigen des Steuerglieds der aus den Stempeln bestehende
Grubenausbau dem fortschreitenden
Abbau nachgeführt und in der jeweils
erforderlichen Lage gesetzt wird.
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Auf diese Weise wird eine von der Arbeitsweise der verschiedenen Arbeitsstellen
abhängige, willkürliche Folge von Einstellungen im Gerät erleichtert und übersichtlicher
gemacht; Fehlschaltungen werden vermieden.
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Die Arbeitsvorgänge der beiden Stempelgruppen der dem Rahmen zugehörigen
Drucknüttelmotoren sind durch ein einziges Gerät -und damit mit einem Hebel von
einer sicheren Stelle aus steuerbar. Zum Setzen der Grubenstempel wird das Druckmittel
in deren Arbeitsraum geführt; zum Rauben wird durch das Druckmittel ein den Arbeitsraum
abschließendes Ventil geöffnet; die Arbeitskolben in den Rück- und Vorpfändzylindern
sind wechselseitig vom Druckmittel beaufschlagbar und dadurch gegenüber ihren Zylindern
verschiebbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt F i g.1 einen Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-I1
in Fig.1: Ein Gehäuse 1 weist etwa in seiner Mitte eine Bohrung 2 auf, um die konzentrisch
fünf Bohrungen 3 bis 7 im Halbkreis angeordnet sind. Die Bohrung hat zwei Erweiterungen
9 und 10, von denen die eine über einen Kanal 11 mit einem von einer Speiseleitung
14 abzweigenden Kanal 15 und die andere über je einen Kanal 17 bis 21 mit den Bohrungen
3 bis 7 verbunden sind. Jede der Bohrungen 3 bis 7 hat drei Erweiterungen, von denen
nur die Erweiterungen 24 bis 26 der Bohrung 5 und die Erweiterungen 28 bis 31 der
Bohrungen 3"4, 6 und 7 zu sehen sind. Von den AnschIußbohrungen, die jeweils mit
den beiden an den Enden der Bohrungen 3 bis 7 liegenden Erweiterungen verbunden
sind, sind nur die Anschlußbohrungen 34- bis 39 dargestellt. Die fünf Bohrungen
3 bis 7 münden einerseits in einen Ringkanal 41 und andererseits in einen
Hohlraum 42, die beide durch eine Bohrung 43 miteinander verbunden sind.
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In der- Bohrung 2 ist drehbeweglich und axial verschiebbar ein Mitnehmer
46 gelagert, in den zwei Ringnuten 47 und 48 eingeschnitten. sind: Diese Ringnuten
liegen in der dargestellten Mittenlage des Mitnehrners in Höhe der Erweiterungen
9 und 10. Ein zwischen den Nuten liegender und dichtend im Gehäuse 1 geführter Bund
49 schließt die Erweiterungen gegenseitig ab. An dem einen Ende des Mitnehmers sind
auf einem Zapfen 52 zwei Federteller 53 und 54 axial verschiebbar gelagert. Ihre
Verschiebebewegungen sind durch eine zwischen dem Mitnehmer und dem Zapfen 52 gebildete
Anschlagschulter 55 einerseits und durch einen am freien Ende des Zapfens eingelassenen
Federring 57 andererseits begrenzt. Zwischen den Federtellern 53 und 54 ist eine
Feder 58 eingespannt, die bestrebt ist, den Federteller 53 gegen die Anschlagschulter
55 und gegen das Gehäuse 1 zu drücken und den anderen Federteller 54 gegen den Federring
57 und einen auf dem Gehäuse 1 befestigten Deckel 59.
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An dem aus. dem Gehäuse 1 herausragenden Ende des Mitnehmers 46 greift
über einen Querstift 62 ein Hebel 63 an,. dessen. Lagerbolzen 64 an einem ringförmigen
Halter 65 befestigt ist. Dieser sitzt drehbar auf einem Gehäusehals 67. Zur Befestigung
des Rings 65 auf dem Gehäusehals 67 dient ein durch einen Federring gehaltener Lagerring
68. Der Ring 65, der Lagerring 68,. der Gehäusehals 67 und ein Abschnitt des Hebels
63 sind durch eine Kappe 69 abgedeckt, in die eine Kulissenführung 72 für den Hebel
63 eingeschnitten ist.
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Iri den Böhrungen 3 bis 7 ist je ein als Schieber ausgebildetes Steuerglied
70 bis 74 axial verschiebbar gelagert. Jeder Schieber ist hohl und weist an seiner
AtzZenfläche fünf Ringnuten 75 bis 79 auf. Der Innenraum jedes Schiebers ist in
zwei Abschnitte 80 und 81 unterteilt. In den Abschnitt 80 mündet eine mit der Ringnut
76 verbundene Querbohrung 82, und in den Abschnitt 81 münden mit den Ringnuten 77
und 79 verbundenen Querbohrungen 83 und 84. Eine zwischen den Abschnitten 80 und
81 gebildete Schulter 86 dient als Sitz für ein Schließglied 87. Eine zwischen diesem
und einem im Schieber eingelassenen Federring 88 eingespannte Feder 89 ist bestrebt,
das Schließglied auf seinen Sitz zu drücken.
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In die Ringnut 75 greift ein als Kupplungszapfen ausgebildetes Kupplungsstück
91 ein, das am Mitnehmer 46 befestigt ist und dessen Bewegungen mitmacht. In Höhe
des Kupplungszapfens 91 ist auf dem. Mitnehmer eine Nabe einer Scheibe 92 gelagert,
die bei den nicht mit dem Kupplungszapfen 91 verbundenen Steuergliedern oder Schiebern
in der Ringnut 75 des Schiebers 72 entsprechende Ringnuten eingreift und die Steuerglieder
auf diese Weise in ihrer Mittenstellung hält. In eine der Ausnehrnungen 93 der Scheibe
92 greift ein unter der Kraft einer Feder 94 stehendes Rastglied 95 ein,
das in einer Bohrung Girier Befestigungsplatte 97 geführt ist.
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Die Befestigungsplatte 97 weist die Speiseleitung 14 und den Kanal
15 auf. Sie schließt den Hohlrau 42 iiri Gehäuse 1 ab und verbindet einen Kanal
98 mit einer Rücklaufleitung 99. Die Anschlüsse für die Speiseleitung 14 und die
Rücklaufleitung 99 liegen an den Stirnseiten der Befestigungsplatte, so daß die
Verbindung zur benachbarten Befestigungsplatte durch einen Verbindungsschlauch hergestellt
werden kann, ohne daß ein T-Stück für den Anschluß des Steuergeräts verwendet werden
muß.
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Der Mitnehmer 46 ist mit Hilfe des Hebels 63 um seine Achse- drehbar.
Während des Drehens greift der Kupplungszapfen 91 und die Scheibe 92 abwechselnd
in Ausnehmungen der Schieber 70 bis 74 ein, die der Ausnehmung 75 des Schiebers
72 entspricht. Der Übergang von der Scheibe 92 auf den Kupplungszapfen und umgekehrt
geschieht derart, daß der betreffende Schieber immer von einem dieser Teile gehalten
wird. Der Mitnehmer ist infolge der Kulissenführung 72 in der Kappe 69 immer nur
in den Drehlagen. axial verschiebbar, in denen der Kupplungszapfen. 91 mit einem
der Schieber 70 bis 74 im Eingriff steht.
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In der in F i g. 1. gezeigten Lage greift der Kupplungszapfen 91 des
Mitnehmers 46 in die Ringnut 75 des Schiebers 72 ein. Der Mitnehmer 46 und der mit
ihr gekuppelte Schieber 72 liegen in ihrer Mittenlage. Hierbei ist die Speiseleitung
14 durch den Bund 49 abgesperrt, der dichtend im Gehäuse 1 geführt ist, Die Ringnut
10 im Gehäuse 1 und die daran angeschlossenen Kanäle 17 bis 21 stehen also nicht
unter dem Druck des Druckmittels in der Speiseleitung 14. Wie am Beispiel des Schiebers
72 gezeigt ist, ist der an die Ringnut 10 angeschlossene Kanal 19 und die Ringnut
25 gegenüber den Auslässen 34 und 35 durch die zwischen. den Ringnuten 77 und 78
sowie 78 und 79 liegeirden Bunde abgeschlossen, die im Gehäuse 1
ebenfalls
dichtend geführt sind. Die beiden Auslässe 34 und 35 stehen über die Querbohrungen
83 und 84 und den Innenraum des Schiebers 72 miteinander in Verbindung. Übersteigt
der Druck des Druckmittels im Innenraum des Schiebers 72 den Öffnungsdruck des Ventils
mit dem Schließglied 87, so steht über die Bohrung 82 der Zugang zu dem Hohlraum
42 und über den Kanal 98 zur überlaufleitung 99 offen.
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Das Ventil mit dem beweglichen Ventilglied 87 dient dazu, Drucksteigerungen,
die in der Rücklaufleitung 99 infolge Rückführens einer größeren Druckmittelmenge
während des Bedienens eines anderen an die Rücklaufleitung angeschlossenen Steuergeräts
auftreten können, nicht über den Hohlraum 42, die Ausnehmungen in den Schiebern
70 bis 74 und die von diesen gesteuerten Anschlüsse 34 bis 39 in die daran angeschlossenen
Rahmenabschnitte gelangen zu lassen. Insbesondere könnte bei einem starken Druckanstieg
das Raubventil einer Stempelgruppe geöffnet werden, wodurch unbeabsichtigt Druckmittel
aus deren Arbeitsraum ausströmen würde.
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Wird der Hebel 63 an seinem Handgriff entgegen der Kraft der Feder
58 in der Kulissenführung in Richtung zum Gehäuse 1 bewegt, wobei der Federteller
53 an seinem Platz bleibt und der Federteller 54 vom Deckel 59 abgehoben wird, so
werden der Mitnehmen 46 und der damit gekuppelte Schieber 72 in Gegenrichtung verschoben.
Hierdurch tritt der Bund 49 in die Erweiterung 9 der Bohrung 2 ein, und die Ringnut
48 im Mitnehmen 46 stellt eine Verbindung zwischen den beiden Ringnuten 9 und 10
her, die Ringnut 78 im Schieber verbindet die Ringnuten 25 und 24 miteinander. Infolge
der Abstufung des Bundes neben der Ringnut 78 wird zuerst nur ein kleiner Durchgangsquerschnitt
aufgesteuert, durch den das Druckmittel nur gedrosselt, d. h. mit geringerem Druck
als in der Druckmittelleitung 14, in den Anschluß 34 fließt. Wird Druckmittel über
den Anschluß 35 beispielsweise beim Betreiben eines nicht dargestellten Druckmittelmotors
zurückgeführt, so fließt es über die Ringnut 26 im Gehäuse, die Ringnut 79, die
Querbohrungen 84, in den Innenraum des Schiebers 72 und von da über die Querbohrungen
83 - gegebenenfalls unter Anheben des Schließgliedes 87 über die Bohrungen 82 -
den Hohlraum 42 und den Kanal 98 in die Rücklaufleitung 99.
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Wird der Handhebel 63 entgegen der Kraft der Feder 58 in Richtung
zur Kappe 69 bewegt, wobei der Federteller 54 an seinem Platz bleibt und der Federteller
53 vom Gehäuse 1 abgehoben wird, so werden. der Mitnehmen 46 und der mit ihm verbundene
Schieber 72 in Richtung zum Deckel 59 verschoben. Das Druckmittel wird nun aus der
Speiseleitung 14 ebenfalls über die Kanäle 15, 11 und 19, die Ringnuten 9, 10 und
25 im Gehäuse, die Ringnut 47 im Mitnehmen sowie die Ringnut 78 im Schieber zur
Ringnut 26 und damit zum Anschluß 35 geführt. Das über den Anschluß 34 zurückfließende
Druckmittel gelangt über die Querbohrung 83 in den Innenraum des Schiebers 72 und
verläßt diesen unter Anheben des Schließgliedes 87 über die Bohrung 82. Von dem
Hohlraum 42 fließt es über den Kanal 98 in die Rücklaufleitung 99. Nach Loslassen
des Bedienungsgriffes des Hebels 63 führt die Feder 58 den Mitnehmen 46 und den
Schieber 72 in ihre Ruhe- oder Mittenlage zurück.
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In der oben angegebenen Weise sind die Schieber 70, 71, 73 und 74
ebenfalls nach Kupplung durch die Kupplungszapfen 91 einzeln verschiebbar, wodurch
die Anschlußöffnungen willkürlich mit der Speiseleitung 14 oder der Rücklaufleitung
99 verbindbar sind.
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Durch die fünf Schieber 70 bis 74 werden die folgenden Vorrichtungen
eines Rahmens betätigt: Zwei Anschlüsse sind je für das Setzen und Rauben einer
Stempelgruppe vorgesehen, zwei Anschlüsse führen zu einem Druckmittelmotor für das
Rücken des Rahmens und vier Anschlüsse zu zwei Druckmittelmotoren für das Vorpfänden
bzw. Verschieben von Rahmenteilen. Zweckmäßigerweise sind z. B. die Verbindungen
so gewählt, daß der Schieber 72 den Rückzylinder betätigt, die Schieber 71 und 73
je eine Stempelgruppe und die Schieber 36 und 39 den jeweils zugehörigen Vorpfändzylinder.
So kommt ein sinnfälliges Schalten zustande, das den tatsächlichen Vorgängen entspricht
und dem Verwechseln der beiden Stempelgruppen vorbeugt.