DE2548791A1

DE2548791A1 - Steuervorrichtung zur steuerung des rueck-setzvorganges der grubenausbaugestelle eines strebausbaus

Info

Publication number: DE2548791A1
Application number: DE19752548791
Authority: DE
Inventors: Kenneth Darbyshire; Reginald Andrew Phillips
Original assignee: Gullick Dobson Ltd
Current assignee: Gullick Dobson Ltd
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1975-10-31
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2548791B2; JPS5216404A; DE2548791C3; US4050256A; GB1531246A

Description

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G 10 - 609

GULLICK DOBSON LIMITED Ince, Wigan, Lancashire England

Steuervorrichtung zur Steuerung des Rück-Setzvorganges der Grubenausbaugestelle eines Strebausbaus

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Rück-Setzvorganges der Grubenausbaugestelle eines Strebausbaus jeweils von einem anderen Grubenausbaugestell her, mit jedem Ausbaugestell zugeordneten, zum Steuern aller Funktionen dienenden Steuerventilblöcken, deren Ventilkörper zum Ansteuern der einzelnen Funktionen durch eine Fernbetätigungsvorrichtung betätigbar ist.

Derartige Steuervorrichtungen werden als sogenannte Nachbarsteuerungen bezeichnet. Sie haben den Vorteil, daß der Rück-SetζVorgang eines Ausbaugestelles von einem in der Verspannung zwischen Hangendem und Liegendem verbleibenden benachbarten Ausbaugestell her erfolgen kann, das dem Bedienungsmann einen wesentlich besseren Schutz bieten kann, als das gerade vorrückende Ausbaugestell. Nach dem Stande der Technik (DT-AS 2 02 5 29 3) sind Nachbarsteuerungen der genannten Art bekannt, bei denen die Fernbetätigungsvorrichtung ein mechanisches-Verbindungsglied zum benachbarten Grubenausbaugestell aufweist. Dieses mechanische Verbindungsglied erlaubt es,

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den Ventilkörper des Steuerventilblockes des vorrückenden Ausbaugestelles von einem benachbarten Ausbaugestell her zu verdrehen, derart, daß dieses die zum Rauben, Vorrücken und Setzen erforderlichen Funktionen ausführt. Ein solches mechanisches Verbindungsglied ist aber verhältnismäßig störanfällig und behindert durch seine zwangsläufig kurze Länge den Rückvorgang. Weiterhin ist es bekannt, die Fernbetätigungsvorrichtung durch zwischen den Ausbaugestellen angeordnete Druckmittelleitungen fernzusteuern. Hier treten im Prinzip die gleichen Schwierigkeiten auf, wie bei der mechanischen Fernbetätigung, zumal eine Vielzahl von DruckmitteIschläuchen zwischen den benachbarten Ausbaugestellen notwendig ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Steuervorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Behinderung des vorrückenden Ausbaugestells durch zu kurze oder zu viele Verbindungsglieder oder Verbindungsleitungen zwischen den Ausbaugestellen vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art vor, daß die Fernbetätigungsvorrichtung eine, elektronisch ferngesteuerte Steuereinrichtung aufweist.

Eine solche elektronische Steuereinrichtung benötigt zur Übertragung der Steuersignale keine mechanischen Verbindungsglieder oder Druckmittelschläuche, sondern lediglich elektrische Leitungen, die beliebig lang ausgeführt werden können und deshalb den Rückvorgang des jeweils vorrückenden Ausbaugestelles nicht beeinträchtigen können.

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Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fernbetätigungsvorrichtung einen Motor zum Verstellen des Ventilkörpers und einen mit der Welle des Motors und/oder dem Ventilkörper verbundenen Generator aufweist, der der Stellung des Ventilkörpers entsprechende elektrische Signale abgibt, und daß weiterhin die Steuereinrichtung einen vom gerade betätigten Ausbaugestell entfernt angeordneten Funktionswähler aufweist, der den einzelnen Funktionen zugeordnete elektrische Signale abgibt,die in einem elektronischen Vergleicher mit den elektrischen Signalen des Generators verglichen werden und bei fehlender Übereinstimmung mit den elektrischen Signalen des Generators die Energieversorgung des Motors freigeben und bei Übereinstimmung mit den elektrischen Signalen des Generators die Energieversorgung des Motors abschalten und die Druckmittelbeaufschlagung des Steuerventilblockes freigeben.

Diese Ausführungsform der Fernbetätigungsvorrichtung und deren elektronische Steuerung sind im Aufbau verhältnismäßig einfach und deshalb äußerst robust und dauerhaft, was in Anbetracht der rauhen Einsatzbedingungen im untertägigen Grubenbetrieb sehr wichtig ist.

Zweckmäßig ist der Motor als Hydraulikmotor ausgebildet, dessen Druckmittelzufuhr durch ein Magnetventil gesteuert wird, das seinerseits durch den Ausgang des Vergleichers gesteuert ist. Dadurch, daß als Hauptenergiequelle für die Betätigungsvorrichtung die den Motor antreibende Hydraulikflüssigkeit dient, werden für die Betätigungsvorrichtung nur verhältnismäßig geringe Stromstärken benötigt, die eine eigensichere Ausführung der elektronischen Steuerung zu- \ lassen. _ a _ \

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geringe
Eine ähnlich/ elektrische Energie wird bei einer zweiten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung benötigt, bei der der Motor als elektrischer Getriebemotor ausgebildet ist, der mit einer hydraulischen Servo-Verdrehvorrichtung verbunden ist, die vom Ausgang des Vergleichers gesteuert ist.

Um zu ermöglichen, daß das vorzurückende Ausbaugestell von beiden Seiten her angesteuert werden kann und um dabei mögliche Fehlsteuerungen zu vermeiden, die durch ein gleichzeitiges Ansteuern des vorzurückenden Ausbaugestelles von beiden Seiten her hervorgerufen werden könnten, ist weiterhin vorgesehen, daß"dem Vergleicher ein ausschließendes ODER-Gatter vorgeschaltet ist, dessen beiden Eingänge mit Funktionswählern verbunden sind, die dem rechts bzw. links benachbarten Ausbaugestell zugeordnet sind. Bei Ansteuerung dieses ODER-Gatters von einem der Funktionswähler her ist automatisch der Eingang des anderen Funktionswählers gesperrt.

Um von jedem Funktionswähler her das rechte oder linke benachbarte Ausbaugestell ansteuern zu können, ist jedem Funktionswähler ein Richtungsschalter zugeordnet, durch den das Signal des Funktionswählers wahlweise dem benachbarten rechten oder dem benachbarten linken Ausbaugestell zugeleitet werden kann.

Um ein Einleiten des Rück-Setzvorganges im Gefahrenfalle zu verhindern oder den bereits eingeleiteten Rück-Setzvorgang im Gefahrenfalle sofort zu unterbrechen, ist in die elektrische Energieversorungsleitung des vorrückenden

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Ausbaugestelles ein Totmannschalter eingeschaltet. Wenn dieser Totmannschalter nicht betätigt ist, ist eine Auslösung der Funktionen des zugehörigen benachbarten Ausbauelementes ausgeschlossen.

Zwei Ausführungsbeispxele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 schematisch einen Schaltplan einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausfuhrungsform und

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Steuervorrichtung zeigen.

In Fig. 1 bezeichnen die vertikalen strichpunktierten Linien die Grenzen der von den benachbarten Ausbaugestellen belegten Bereiche, während die Doppellinien hydraulische Leitungen, die einfachen Linien elektrische Leitungen und die gestrichelten Linien mechanische Verbindungsglxeder darstellen. Das Ausbaugestell zwischen den beiden senkrechten strichpunktierten Linien ist das Ausbaugestell III und hat auf der linken Seite ein benachbartes Ausbaugestell II und auf der rechten Seite ein benachbartes Ausbaugestell IV. Details der Ausbaugestelle selbst sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Es wird jedoch angenommen, daß die Steuerung eines solchen Ausbaugestelles insgesamt acht separate Steuerfunktionen 4 bis benötigt, die alle von einem hydraulischen Steuerventilblock 1 gesteuert werden. Die Auswahl der einzelnen Steuerfunktionen 4 bis 11'wird durch einen Hydraulikmotor 2 bewirkt, der zum Verdrehen eines Ventilkörpers dient, der als selektiver

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Verteiler ausgebildet ist und die über eine Versorgungsleitung 3 ankommende Hydraulikflüssigkeit an eine oder mehrere der acht Steuerleitungen 4-7 des Steuerventilblockes 1 weitergibt. Die Steuerung der Beaufschlagung des Motors 2 durch Druckflüssigkeit aus der Versorgungsleitung 3 erfolgt durch ein Magnetventil 12. Die Steuerung der Beaufschlagung des Steuerventiles 1 mit Druckflüssigkeit aus der Versorgungsleitung 3 erfolgt durch ein weiteres Magnetventil 13, um ein wahlweises Ansprechen zu ermöglichen. Die Welle des Hydraulikmotors 2 trägt einen Generator 14 'Tür kodierte elektrische Signale, dessen Ausgang die Winkelstellung der Motorwelle und damit die geradeaus^gewählte Funktion anzeigt und an einen elektronischen Vergleicher 15 angeschlossen ist, dessen Funktion weiter unten erläutert wird. Das Ausbaugestell III trägt ein manuell zu betätigenden Funktionswähler 16^und einen Richtungsschalter 17 ⁷ClUrCh den die Betätigung der Ausbaugestelle II oder IV vom relativ sicheren Ausbaugestell III her gesteuert werden kann. Korrespondierende Funktionswähler und Richtungsschalter 18, 19 und 20721

(nicht dargestellt)

für die Steuerung der Ausbaugestelle I und III und die Ausbaugestelle III und V werden von den Ausbaugestellen II bzw. IV getragen. Die Steuerung des Ausbaugestelles III vom Ausbaugestell II her wird im folgenden beschrieben, um die Steuerung von jedem benachbarten Ausbaugestell her darzulegen.

Zur Steuerung des Vorrückens des Ausbaugestelles III vom Ausbaugestell II her schaltet der Bedienungsmann zunächst den Richtungsschalter 19 in die Position A. Hierdurch wird der kodierte Signale abgebende Generator, der Teil des Funktionswählers 18 ist, von einer Leitung 22 abgetrennt, über die der Funktionswähler 18 im ungekehrten Falle zur

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Steuerung des nicht dargestellten Ausbaugestelles I links neben dem Ausbaugestell II verwendet werden könnte. Der zum Funktionswähler 18 gehörende Generator wird an eine gemeinsame elektrische Versorgungsleitung 29'angeschlossen, die sich entlang der gesamten Reihe der Ausbaugestelle erstreckt. Hierdurch werden über die Leitung 13 ein ausschließendes ODER-Gatter 24f das Teil der elektronischen Steuereinrichtung des Ausbaugestelles III ist, und der Generator 14 unter Spannung gesetzt. Zweck des ausschließenden ODER-Gatters 24^iSt es, ein Ansteuern des Ausbaugestelles III durch den Funktionswähler 20'des Ausbaugestelles IV über die Leitung 25^zu verhindern, sobald eine Ansteuerung vom Ausbaugestell II her erfolgt ist,und umgekehrt. Der Bedienungsmann verdreht dann den Wählarm des Funktionswählers 18 in eine Stellung, die der auszuführenden Funktion entspricht. Das kodierte elektrische Signal, das die vom Bedienungsmann ausgewählte Funktion anzeigt, wird nun vom Generator des Funktionswählers .18 über die Leitung 2 3^dem ODER-Gatter 24 ^ zugeleitet, von wo es dem Vergleicher 15 zugeführt wird, um mit dem vom Vergleicher 14 empfangenen Signal verglichen zu werden. Wenn die Welle des Motors 2 sich bereits in der der ausgewählten Funktion zugeordneten Stellung befindet, die dem Vergleicher 15 eingegeben worden ist, erlaubt ein Speicher 31, das Magnetventil 13 über einen Verstärker 32 mit Spannung zu beaufschlagen, vorausgesetzt, daß die Kontakte 27'durch Betätigung eines Totmann-Steuerschalters 26 ^geschlossen sind und über die Leitung 28 eine Verbindung zur gemeinsamen Versorgungsleitung 29 hergestellt ist.

Die Betätigung des Magnetventiles 13 benötigt einen Druckmitteldurchfluß von der Versorgungsleitung 3 zum Ventilblock 1, wodurch die ausgewählte Funktion ausgeführt wird. Falls sich die Welle des Motors 2 nicht in der der angewählten

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Funktion entsprechenden Stelle befindet, steuert der Ausgang des Vergleichers 15 über die Leitung 33 einen Verstärker 34, um das Magnetventil 12 unter Spannung zu setzen. Die Betätigung des Magnetventiles 12 bewirkt einen Druckmittelzufluß von der Versorgungsleitung 3 zum Motor 2. Der Motor sucht durch Verdrehen die der ausgewählten Funktion zugeordnete Stellung einzunehmen. Bei Erreichen dieser Stellung ergibt sich ein Wechsel im Ausgang des Vergleichers 15, wodurch das Magnetventil 12 abfällt und das Magnetventil 13'erregt wird, um die angesteuerte Funktion durchzuführen, nachdem die Kontakte 27 des Totmann-Steuerschalters·26 geschlossen sind.

Im beschriebenen Falle kann der Funktions 18 betätigt werden, wenn der Funktionswähler 20 sich in einer neutralen Stellung befindet. Wenn beispielsweise der Funktionswähler 18 sich in der dem Absenken des Stempels zugeordneten Position befindet und der Richtungsschalter 19 sich in der Position A befindet, dann kann der Funktionswähler 20 zur Betätigung des Ausbaugestelles III nicht verwendet werden, bis entweder der Funktionswähler 18 in der neutralen Stellung steht oder der Richtungsschalter 19 in die Position B umgeschaltet ist. Jede dieser Maßnahmen erlaubt dem Funktionswähler 20, die Steuerfunktion zu übernehmen, vorausgesetzt, daß sich der Richtungsschalter 21 in Position A befindet. Beim gegebenen Beispiel befinden sich der Funktionswähler 18 in der dem Absenken der Stempel zugeordneten Position und der Funktionswähler 20 in der dem Ausfahren des Rückzylinders zugeordneten Position. Wenn dann der Richtungsschalter 19 am Funktionswähler 18 in die Position B, d.h. also in die neutrale Stellung umgeschaltet wird, so erlaubt dies dem Funktionswähler 20, das Kommando zu übernehmen. Der Generator 14 geht nun

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in die dem Ausfahren des Rückzylinders zugeordnete Stellung. Weiter geschieht jedoch nichts, bis der Totmann-Steuerschalter 26a die Kontakte 27a schließt.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Steuervorrichtung zur Steuerung des Steuerventilblockes 1, bei der nur ein Magnetventil verwendet wird. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist die Druckmittelversorgungsleitung 3 direkt an eine hydraulische Servo-Drehvorrichtung 40 angeschlossen, die den beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Motor 2 ersetzt. Weiterhin ist das Magnetventil 12 der Fig. 1 durch einen elektrischen Getriebemotor 41 ersetzt, der vom Verstärker 24 gesteuert mit Spannung beaufschlagbar ist. Wenn bei dieser Ausführungsform der Vergleicher 15 eine Differenz in der Stellung aufweist, wird der Getriebemotor 41 mit Spannung beaufschlagt und treibt mit geringer Kraft die hydraulische Servo-Verdrehvorrichtung 40 an. Die geringe Antriebskraft wird in der Servo-Drehvorrichtung 41 verstärkt und verdreht den Funktionswähler solange, bis die angestrebte Position aufgefunden ist. Beim Auffinden der angestrebten Position schaltet der Vergleicher 15 um, schaltet der Motor 41 ab und wird das Magnetventil 13 erregt, wie schon oben beschrieben.

Die Welle zwischen Motor 41 und Generator 14 kann verlängert sein und eine Anzeigevorrichtung tragen, die visuell anzeigt, welche Funktion geradeaus gewählt ist. Die Welle kann außerdem mit einer manuellen Betätigungsvorrichtung versehen sein, mit der die Fernsteuerung des Steuerventilblockes 1 übersteuert werden kann, und zwar zur Verwendung im Notfall und/ oder wenn die Ausbaugestelle neu installiert werden.

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In der vorangegangenen Beschreibung ist die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung so beschrieben worden, daß die Steuerung jedes Ausbaugestelles nur von einem nächstbenachbarten Ausbaugestell her möglich ist. Es ist jedoch besonders hervorzuheben, daß die gleiche Steuereinrichtung auf einfache Weise auch zur Steuerung aus größeren Entfernungen verwendet werden kann. Aus größerer Entfernung ist jedoch die visuelle Überwachung der Bewegungen des Ausbaugestelles auf die Aktionen des Bedienungsmannes hin erschwert. Aus diesem Grunde wird bei der Steuerung aus größerer Entfernung ein Beobachtungssystem erforderlich, das die Bewegungen der Ausbaugestelle zurücksendet. Da bei Verwirklichung des Steuersystemes gemäß der Erfindung jedoch die zwischen der Steuerstelle und dem Ausbaugestell benötigten Drähte relativ dünn sind und nicht zu den gleichen Problemen führen, wie Hydraulikschläuche oder mechanische Verbindungsglieder zwischen dem Ausbaugestell und der Steuerstelle, macht die Anordnung von zusätzlichen Drähten für ein elektrisches Überwachungssystem keine Schwierigkeiten. Auch die Verwendung von zusätzlichen Steuerdrähten für die Überwachung in einem die Zeiten einteilenden Multiplex-Verfahren stellen kein großes Problem dar.

Patentansprüche:

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Claims

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1. Steuervorrichtung zur Steuerung des Rück-Setzvorganges der Grubenausbaugestelle eines Strebausbaus jeweils von einem anderen Grubenausbaugestell her, mit jedem Ausbaugestell zugeordneten, zum Steuern aller Funktionen dienenden Steuerventilblöcken, deren Ventilkörper zum Ansteuern der einzelnen Funktionen durch eine Fernbetätigungsvorrichtung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Fernbetätigungsvorrichtung (2,12; 40,41) eine elektronisch ferngesteuerte Steuereinrichtung aufweist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fernbetätigungsvorrichtung (2,12; 40,41) einen Motor (2, 40) zum Verstellen des Ventilkörpers -und einen mit der Welle des Motors und/oder dem Ventilkörper verbundenen Generator (14) aufweist, der der Stellung des Ventilkörpers entsprechende elektrische Signale abgibt und daß weiterhin die Steuereinrichtung einen vom gerade betätigten Ausbaugestell entfernt angeordneten Funktionswähler (16,18,20) aufweist, der den einzelnen Funktionen zugeordnete elektrische Signale abgibt, die in einem elektronischen Vergleicher (15) mit den elektrischen Signalen des Generators (14) verglichen werden und bei fehlender Übereinstimmung mit den elektrischen Signalen des Generators (14) die Energieversorgung des Motors (2,40) freigeben und bei Übereinstimmung mit den elektrischen Signalen des Generators (14) die Energieversorgung des Motors (2,40) abschalten

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und die Druckmittelbeaufschlagung des Steuerventilblockes

(1) freigeben.

3. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor

(2) als Hydraulikmotor ausgebildet ist, dessen Druckmittelzufuhr durch ein Magnetventil (12) gesteuert ist, das seinerseits durch den Ausgang des Vergleichers (15) gesteuert ist.

4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als elektrischer Getriebemotor (41) ausgebildet ist, der mit einer hydraulischen Servo-Verdrehvorrichtung (40) verbunden ist, die vom Ausgang des Vergleichers (15) gesteuert ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (15) ein ausschließendes ODER-Gattung (24) vorgeschaltet ist, dessen beiden Eingänge mit Funktionswählern (18,20) verbunden sind, die dem rechts bzw. links benachbarten Ausbaugestell zugeordnet sind.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet» daß jedem Funktionswähler (16,18,^0) ein Richtungsschalter (17,19,21) zugeordnet ist, durch den das Signal des Funktionswählers wahlweise dem benachbarten rechten oder dem benachbarten linken Ausbaugestell zugeleitet werden kann.

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7. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in die elektrische Energieversorgungsleitung des vorrückenden Ausbaugestelles ein Totmann-Steuerschalter (26,27) eingeschaltet ist.

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