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Hobelandrucksteuerung
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Die Erfindung betrifft eine Hobelandrucksteuerung für eine Bergbau-Gewinnungsanlage,
die eine mittels hydraulischer Rückzylinder rückbare Hobelführung für den längs
am Abbaustoß entlanggeführten Hobel, insbesondere einen Schwerthobel mit an der
Versatzseite eines Förderers geführter Hobelantriebskette, aufweist, wobei die Hobelandrucksteuerung
mit einer Schaltautomatik versehen ist, welche die Druckbeaufschlagung der Rückzylinder
über in Abhängigkeit vom Lastzustand des Hobelantriebes stehende Steuersignale steuert.
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Bei den besiamlten Hobelanlagen wird die Hobelführung entwieder von
dem Stretforderer selbst gebildet oder von einer Funrungsschiene, die an dem Strebförderer
angeordnet ist.
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Es ist hierbei üblich, die hydraulischen Rückzylinder des Strebförderers
über Steuerventile an das hydraulische Druckversorgungssystem des Strebs anzuschließen,
von welchem auch der hydraulische Schreitausball und sonstige hydraulische Verbraucher
gespeist werden Die Rückzylinder stützen sich zumeist an den schreitenden Ausbaugliedern
ab.
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Während der Gewinnungsarbeit muß die Hobelführung bzw. der Förderer
von den in Ausschubrichtung beaufschlagten Rückzylindern gegen den Abbaustoß gedrückt
werden. Da für das Nachziehen des Schreitausbaus im allgemeinen ein hoher Druckbedarf
besteht, ist der Andruck des Förderers bzw.
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der Hobelführung gegen den Abbaustoß häufig unnötig groß.
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Der hohe Andruck ist zumeist sogar schädlich, da sich hierdurch die
Kettenzugkräfte und damit auch die Leistungsaufnahme des Hobelantriebes beträchtlich
erhöhen. Als Folge der übermäßig hohen Andruckkräfte ergeben sich häufig Scherbolzenbrüche
an den zur Begrenzung der Kettenzugkräfte vorgesehenen Scherbolzenkupplungen. Außerdem
führen die unnötig hohen Andruckkräfte zu einem außerordentlich starken Meißelverschleiß
sowie nicht selten auch zu einem Blockieren des Hobels.
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Um diese Schwierigkeiten und Nachteile zu beheben, wurde mit der älteren
Patentanmeldung P 26 06 394.5 der snmelderin eine Hobelandrucksteuerung vorgeschlagen,
welche eine
mit einer Druckeinstellvorrichtung gekoppelte Schal-automatik
aufweist, mit der der Arbeitsdruck der Rückzylinder über die Druckeinstellvorrichtung
in Abhängigkeit vom Lastzustand des Hobelantriebes, insbesondere von seiner Stromaufnahme,
selbsttätig einstellbar ist. Hierdurch wird es möglich, den Andruck der Hobelführung
gegen den Abbaustoß dem Lastzustand des Hobelantriebes anzupassen, so daß übermäßig
hohe Andruckkräfte vermieden werden.
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Die Erfindung baut auf diesem älteren Vorschlag auf. Ihr liegt vor
allem die Aufgabe zugrunde, eine solche Hobelandrucksteuerung in steuerungstechnischer
Hinsicht zu verbessern, wobei insbesondere der Steuerungsaufwand vermindert und
die Betriebssicherheit erhöht werden soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltautomatik
der HobelandrucKsteuerung eine die Rückzylinder bei einem vorgegebenen Lastzustand
des Hobelantriebes auf Gegendruck umsteuernde Schaltvorrichtung aufweist.
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Bei dieser Anordnung werden somit die Rückzylinder in Abhängigkeit
von der Leistungsaufnahme der Elektromotoren des Hobelantriebes so gesteuert, daß
sie beim Blockieren des Hobels oder bei Erreichen einer vorbestimmten Grenzbelastung
auf Einfahren umgeschaltet werden. Infolgedessen wird die Hobelführung bzw. der
Förderer von den auf Gegendruck umgeschalteten Rückzylindern vom Abbau-bzw. Kohlenstoß
aktiv so weit zurückgezogen, daß die Blokkierung des Hobels aufgehoben wird und
damit der Hobel bei verminderter Lastaufnahme seines Antriebes weiterlaufen
kann.
Anschließend werden die Rückzylinder auf Andruck umgesteuert, so daß sie die Hobelführung
bzw. den Förderer gegen den Abbaustoß mit der gewünschten Kraft andrücken.
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Der Andruck ist dabei abhängig von dem Arbeitsdruck der Rückzylinder,
der sich in der jeweils gewünschten Weise einstellen läßt. Dabei ist es möglich,
mit nur einem einzigen Arbeitsdruck an sämtlichen Rückzylindern zu arbeiten. Dieser
Arbeitsdruck läßt sich an einem für sämtliche Rückzylinder gemeinsamen Druckminderventil
auf den jeweils gewünschten Wert einstellen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Schaltvorrichtung
eine durch die lastabhängigen Steuersignale betätigte Steuerventilvorrichtung auf,
die über Steuerleitungen mit in den Rückzylinder-Anschlußleitungen angeordneten
servogesteuerten Schaltventilen verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung der Hobelandrucksteuerung
wird somit für die lastabhängige selbsttätige Umschaltung der Rückzylinder von Andruck
auf Gegendruck und umgekehrt nur eine für sämtliche Rückzylinder gemeinsame Schaltvorrichtung
nebst Steuerventilvorrichtung benötigt, welche die Schaltventile der Schaltvorrichtung
steuert. Dabei sind sämtliche Rückzylinder an die Ausgangsleitungen der Schaltvorrichtung
angeschlossen, welche längs durch den Gewinnungsbetrieb verlegt werden.
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Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß die Schaltventile
eingangsseitig an die Druck- und Rücklaufleitung
des Versorgungssystems
und ausgangsseitig an die längs durch den Gewinnungsbetri eb hindurchgeführten Rückzylinder-Versorgungsleitungen
angeschlossen sind. Die beiden Rückzylinder-Versorgungsleitungen dienen wechselweise
als Druck- und Rücklaufleitung Die Steuerventilvorrichtung, welche über die in Abhängigkeit
von dem Lastzustand des Hobelantriebes (Stromaufnahme der Elektromotoren) stehenden
Steuersignale gesteuert wird, kann hierbei eingangsseitig an die Druck- und Rücklaufleitung
des Versorgungssystems und ausgangsseitig an die servogesteuerten Schaltventile
angeschlossen werden. Über die Druck- und Rücklaufleitung des Versorgungssystems
wird zweckmäßig auch der hydraulische Schreitausbau gespeist.
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Es empfiehlt sich, die Steuerventilvorrichtung so auszubilden, daß
sie über elektrische Steuersignale betätigt wird.
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Dies läßt sich durch Verwendung einfacher elektromagnetischer Steuerventile
erreichen. Die Steuerventilvorrichtung weist zweckmäßig zwei Steuerventile auf,
die jeweils eingangsseitig an die Druck- und Rücklaufleitung des Strebversorgungssystems
angeschlossen sind und deren Ausgänge über eine Steuerleitung mit den servogesteuerten
Schaltventilen verbunden sind. Letztere bestehen vorzugsweise aus hydraulisch entsperrbaren
Rückschlagventilen.
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Es empfiehlt sich, in den Zuleitungen zu den Schaltventilen handbetätigte
Sperrventile, wie z.B. Sperrhähne, anzuordnen,
mit welcher sich
das gesamte Rückzylinder-Versorgungssystem gegenüber dem hydraulischen Strebversorgungssystem
abschalten läßt. Außerdem wird zwischen der Druckleitung des hydraulischen Versorgungssystems
und der zu der Schaltvorrichtung führenden Anschlußleitung zweckmäßig ein Druckminderventil
eingeschaltet, an welchem sich der Arbeitsdruck der Rückzylinder innerhalb bestimmter
Grenzen einstellen läßt.
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Die genannten Steuerventile, die servogesteuerten Schaltventile und
das Druckminderventil werden zweckmäßig in einem Hauptsteuerblock od.dgl. vereinigt,
der mit den Ausgängen für die Rückzylinder-Versorgungsleitungen versehen ist.
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Der Hauptsteuerblock kann in Nähe des Hobelantriebes angeordnet werden,
wobei er über Steuerleitungen mit einem Signalgeber des Hobelantriebes verbunden
wird, welcher die in Abhängigkeit von dem Lastzustand (Stromaufnahme) des Hobelantriebes
stehenden Steuersignale liefert.
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Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die Rückzylinder
jeweils über einen eigenen Zusatzsteuerblock an die Rückzylinder-VersorgLmgsleitungen
angeschlossen, wobei die Zusatzsteuerblöcke wahlweise auf Schaltautomatik oder auf
Handsteuerung einstellbar sind. Der Zusatzsteuerblock weist zweckmäßig eine Ventilgruppe
für den Automatikbetrieb und eine weitere Ventilgruppe für die Handsteuerung auf,
wobei die Ventile der beiden Ventilgruppen über eine gemeinsame Schaltwelle betätigbar
sind und wobei
ferner in die eingangsseitigen Anschlüsse der Ventile
der beiden Ventilgruppen überbrückenden Leitungen RUckschlagventile so eingeschaltet
sind, daß bei Einschaltung der Hand steuerung die Automatikleitungen selbsttätig
verschlossen und bei Einschaltung der Automatiksteuerung die Handsteuerleitungen
selbsttätig verschlossen werden. Für diese Ausbildung des Zusatzsteuerblockes wird
im Rahmen der vorliegenden Anmeldung selbständiger Schutz beansprucht.
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Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den einzelnen
Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Hobelandrucksteuerung
in einem Schaltbild; Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Zusatzsteuerblock für Handsteuerung
und Schaltautomatik, der bevorzugt bei der Hobelandrucksteuerung gemäß der Erfindung
verwendbar ist.
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In Fig. 1 ist mit P die Druckleitung und mit R die Rücklaufleitung
des zentralen hydraulischen Strebversorgungssystems bezeichnet, über welches auch
der hydraulische Schreitausbau sowie weitere hydraulische Verbraucher mit dem hydraulischen
Hochdruckmedium versorgt werden. Die beiden Leitungen P und R werden zu diesem Zweck
längs durch den Gewinnungsbetrieb hindurchgeführt. Mit 10 ist eine
Hochdruckpumpe
bezeichnet, welche das Hochdruckmedium in die Druckleitung P fördert. Die Rücklaufleitung
R ist an einen Vorratsbehälter 11 angeschlossen. Die gesamte Schaltautomatik für
die Rückzylinder ist in einem Hauptsteuerblock 12 zusammengefaßt, der zweckmäßig
in Nähe des Hobelantriebes (nicht dargestellt) angeordnet und mit diesem über elektrische
Steuerleitungen 13 und 14 verbunden ist.
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Am Hobelantrieb ist ein (nicht dargestellter) Signalgeber angeordnet,
welcher in Abhängigkeit von dem Lastzustand, insbesondere der Stromaufnahme des
Hobelantriebes stehende elektrische Steuersignale liefert. Der Signalgeber kann
z.B. in einem Schaltkasten untergebracht sein, der an dem Hobelantrieb angebaut
ist. Er kann aber auch vom Hobelantrieb getrennt und z.B. mit dem Motorschütz des
Hobelantriebes verbunden sein. Wesentlich ist, daß der Signalgeber auf den Lastzustand
des Hobelantriebes anspricht und in Abhängigkeit von dem Lastzustand Steuersignale
über die Steuerleitungen 13 und 14 der Schaltautomatik 12 zuführt.
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Die Hobelanlage ist an sich bekannt und daher in der Zeichnung nicht
dargestellt. Fig. 1 läßt nur einen einzigen hydraulischen Rückzylinder 15 erkennen.
Es versteht sich aber, daß für das Rücken der Hobelführung bzw. des die Hobelführung
aufweisenden Förderers und für den Andruck der Hobelführung gegen den Abbaustoß
eine Vielzahl hydraulischer Rückzylinder 15 vorgesehen wird, die über die Länge
des Förderers bzw. der Hobelführung verteilt angeordnet werden
und
die sich, wie üblich, an einem hydraulischen Schreitausbau abstützen, derart, daß
beim Ausschub der Kolbenstangen 16 der Rückzylinder 15 der Förderer gerückt und
bei Druckbeaufschlagung der Rückzylinder in Einschubrichtung das betreffende Ausbauglied
vorgezogen wird.
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Die in dem Hauptsteuerblock zusammengefaßte Schalt automatik 12 umfaßt
eine Steuerventilvorrichtung mit zwei elektromagnetisch betätigten Steuerventilen
17 und 18, welche jeweils über Anschlußleitungen 19 und 20 an die Druck- und Rücklaufleitungen
P und R des Strebversorgungssystems angeschlossen sind. Die Betätigung der Steuerventile
17 und 18 erfolgt über die elektrischen Steuerleitungen 13 und 14.
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Ferner umfaßt die Schaltautomatik 12 eine Schaltvorrichtung 21 mit
vier servobetätigten Schaltventilen 22 bis 25, die bei dem dargestellten bevorzugten
Ausführungsbeispiel aus hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventilen bestehen.
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Die Schaltventile 22 und 25 sind über eine gemeinsame Steuerleitung
26 mit dem Ausgang des Steuerventils 18 verbunden, während die Schaltventile 23
und 24 über eine gemeinsame Steuerleitung 27 an den Ausgang des Steuerventils 17
angeschlossen sind. Die Schaltventile 22 und 23 sind über eine Leitung 28 miteinander
und über eine Leitung 29 mit der Rücklaufleitung R verbunden. In einer Parallelleitung
30 liegt ein Absperrventil 31, hier ein Absperrhahn, der somit einerseits mit der
Rücklaufleitung R und andererseits mit der zu den beiden Schaltventilen 23 und 24
führenden Leitung 30 verbunden ist.
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Die beiden anderen Schaltventile 24 und 25 sind über eine Leitung
32 untereinander und über eine Leitung 33 mit der Druckleitung P verbunden. In der
Anschlußleitung 33 liegt ein ßbsperrventil 34, welches ebenfalls aus einem Absperrhahn
besteht. Das Absperrventil 34 ist außerdem über eine Leitung 35 an eine Rückzylinder-Versorgungsleitung
S angeschlossen. Mit der Leitung 35 sind auch die beiden Schaltventile 22 und 24
verbunden. Entsprechend sind die anderen Schaltventile 23 und 25 sowie das andere
Absperrventil 31 über die Leitung 30 mit einer zweiten Rückzylinder-Versorgungsleitung
T verbunden. Die beiden Rückzylinder-Versorgungsleitungen S und T sind längs durch
den Gewinnungsstreb hindurchgeführt, wobei sämtliche der Gewinnungsanlage zugeordneten
Rückzylinder 15 an die gemeinsamen hydraulischen Versorgungsleitungen S und T angeschlossen
sind. Die Leitungen S und T sind wechselweise Druck- und Rücklaufleitungen.
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In der Anschlußleitung 33 des Absperrventils 34 ist ein Druckminderventil
36 eingeschaltet, welches z.B. auf einen hydraulischen Arbeitsdruck von 20 bis 300
bar einstellbar ist. Mit Hilfe des Druckminderventils 36 läßt sich somit der höhere
Druck in der Druckleitung P auf den jeweils gegewünschten niedrigeren Arbeitsdruck
der Rückzylinder 15 herabsetzen. Außerdem ist an die Leitung 33 ein Überdruckventil
37 angeschlossen.
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Die Rückzylinder 15 sind jeweils über einen Zusatzsteuerblock
38
mit den beiden Rückzylinder-Versorgungsleitungen S und T verbunden. Die Anschlüsse
sind mit A und B bezeichnet. Der Zusatzsteuerblock 38 weist in dem dargestellten
Schaltbild zwei Schieberventile 39 und 40 auf, die bei 41 mechanisch miteinander
gekoppelt sind und gemeinsam mittels eines Hebels 42 od.dgl. von Hand betätigt werden.
Die beiden Ventile 39 und 40 weisen jeweils vier Schaltstellungen auf.
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Das Ventil 39 dient der Einstellung der Schaltautomatik während des
Hobelbetriebes, während das Ventil 40 für die Handsteuerung des zugeordneten Rückzylinders
15 verwendet wird.
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Die beiden Zylinderräume 15A und 15B sind jeweils über eine Anschlußleitung
43 bzw. 44 an die beiden Ausgänge C, D des Zusatzsteuerblockes 38 angeschlossen,
die ihrerseits über Leitungen 45 und 46 in der dargestellten Weise mit den Ventilen
39 und 40 wechselseitig verbunden sind. Eingangsseitig sind die beiden Ventile über
vier Leitungen 47, 48, 49 und 50 an die beiden Anschlußleitungen 51 und 52 angeschlossen,
über welche der Zusatzsteuerblock 38 mit den Rückzylinder-Versorgungsleitungen S
und T verbunden ist. In den parallelen tfberbrückungsleitungen 47 bis 50 liegt jeweils
ein Rückschlagventil 53 bis 56. Die vier Schaltstellungen des Ventils 40 sind mit
a bis d und diejenigen des Ventils 39 mit a' bis d' bezeichnet.
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Die beschriebene Hobelandrucksteuerung arbeitet wie folgt: Im normalen
Hobelbetrieb ist das Steuerventil 18 über die elektrische Steuerleitung 14 so geschaltet,
daß die Steuerleitung
26 über die Leitung 19 mit der Druckleitung
P in Verbindung steht. Das Steuerventil 17 befindet sich in der dargestellten Schaltstellung,
in der seine Steuerleitung 27 über die Leitung 20 mit der Rücklaufleitung R verbunden
ist.
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Über die druckbeaufschlagte Steuerleitung 26 des Steuerventils 18
werden die beiden servogesteuerten Schaltventile 22 und 25 entsperrt, so daß diese
Ventile öffnen. Das hydraulische Hochdruckmedium fließt daher über das Druckminderventil
36 und mit entsprechend vermindertem Druck über die Leitung 33, das in der dargestellten
Öffnungsstellung befindliche Absperrventil 34, die Leitung 32 und das geöffnete
Schaltventil 25 in die Rückzylinder-Versorgungsleitung T, die in diesem Fall die
Druckleitung bildet. Die andere Rückzylinder-Versorgungsleitung S dient in diesem
Fall als Rücklaufleitung, da sie über die Leitung 35, das geöffnete Schaltventil
22 und über die Leitung 29 mit der Rücklaufleitung R des Strebversorgungssystems
in Verbindung steht.
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Im normalen Hobelbetrieb ist der Zusatzsteuerblock.38 so geschaltet,
daß sich die Ventile 39 und 40 in den Schaltstellungen d' bzw. d befinden. Dies
bedeutet, daß der Zylinderraum 15B des Rückzylinders 15 über die Leitung 44, über
das Ventil 39 und über die Leitung 52 mit der druckführenden Rückzylinder-Versorgungsleitung
T verbunden ist, während der andere Rückzylinderraum 15A über die Leitungen 43 und
45, das Ventil 39 und die Leitung 51 an die Rücklaufleitung S angeschlossen ist.
Infolgedessen wird der Rückzylinder
15 in Ausschubrichtung, d.h.
im Sinne eines Andruckes der Hobelführung und/oder des Förderers gegen den Abbaustoß
beaufschlagt.
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Bei Überschreiten einer vorbestimmten maximalen Lastaufnahme des Hobelantriebes,
wie dies insbesondere bei einem Blockieren des Hobels der Fall ist, wird ein elektrisches
Steuersignal geliefert, welches über die Leitung 13 das Steuerventil 17 umschaltet.
Zugleich wird das andere Steuerventil 18 über die Steuerleitung 14 umgeschaltet,
was z.B.
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dadurch geschieht, daß der Haltestromkreis der Steuerleitung 14 unterbrochen
wird. Beim Umschalten des Steuerventils 17 wird dessen Steuerleitung 27 mit der
Druckleitung P verbunden, so daß die Schaltventile 23 und 24 entsperrt und geöffnet
werden, während andererseits die Schaltventile 22 und 25 gesperrt werden. Infolgedessen
wird die Rückzylinder-Versorgungsleitung S über die Leitung 35, das geöffnete Schaltventil
24, die Leitung 32, das Absperrventil 34, die Leitung 33 und das Druckminderventil
36 mit der Druckleitung P verbunden, während die andere Rückzylinder-Versorgungsleitung
T nun über die Leitung 30, das geöffnete Schaltventil 23 und die Leitung 29 mit
der Rücklaufleitung R verbunden ist. Aufgrund des Druckwechsels der beiden Leitungen
S und T wird der Rückzylinderraum 15A nunmehr mit der druckführenden Leitung S und
der andere Rückzylinderraum 15B mit der Rücklaufleitung T verbunden, so daß der
Rückzylinder 15 einschiebt und damit die Hobelführung
bzw. den
Förderer vom Abbaustoß zurückzieht.
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Sobald sich hierbei die Lastaufnahme des Hobelantriebes wieder unter
den vorgegebenen Wert vermindert, die Blokkierung des fiobels also aufgehoben wird,
werden die beiden Steuerventile 17 und 18 wieder über die elektrischen Steuerleitungen
13 und 14 umgeschaltet, so daß entsprechend die Rückzylinder 15 wieder in Ausschubrichtung
beaufschlagt werden.
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Mit Hilfe des Zusatzsteuerblockes 38 kann von Automatikbetrieb auf
Handsteuerung umgeschaltet werden. Soll z.B.
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der Rückzylinder 15 durch Handsteuerung eingefahren werden, so wird
das Ventil 40 in die Schaltstellung a gebracht, wobei zugleich auch das andere Ventil
39 in seine Schaltstellung a' gelangt. Es ist erkennbar, daß in der Schaltstellung
a des Ventils 40 der Rückzylinderraum 15A über die Leitung 47, das geöffnete Rückschlagventil
53 und die Leitung 52 mit der druckführenden Rückzylinder-Versorgungsleitung T verbunden
ist, während der andere Rückzylinderraum 15B über die Leitungen 44 und 46, das geöffnete
Rückschlagventil 56 und die Leitung 51 an die Rücklaufleitung S angeschlossen ist.
Durch Umsteuern des Ventils in die Schaltstellung c kann entsprechend der Rückzylinder
15 ausgefahren werden. Die in den Überbrückungsleitungen 47 bis 50 liegenden Rückschlagventile
53 bis 56 sind so geschaltet, daß bei Einschaltung der Handsteuerung (Ventil 40)
die Schaltautomatik (Ventil 39) und, umgekehrt, bei Einschaltung der
Schaltautomatik
die Handsteuerung gesperrt wird.
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In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Zusatzsteuerblockes
für Automatikbetrleb und Hand steuerung dargestellt. Der Steuerblock 60 weist hier
eine für sämtliche Ventile gemeinsame Schaltwelle 62 auf, die z.B. mittels eines
Handhebels drehbar ist und vier Schaltnocken 63 bis 66 trägt, die jeweils zwei Schaltventile
schalten. Entsprechend den vier Schaltstellungen der beiden Ventile 39 und 40 (Fig.
1) weist der Steuerblock 60 zwei Ventilgruppen mit jeweils vier Ventilen 67 und
68 auf, die hier aus stößelbetätigten Kugelrückschlagventilen bestehen. Die Ventile
der beiden Ventilgruppen sind eingangsseitig überbrückt, wobei in den Überbrückungsleitungen
die den Ventilen 53 bis 56 gemäß Fig. 1 entsprechenden Rückschlagventile angeordnet
sind. Die Schaltungsanordnung und die Funktion ist im übrigen dieselbe wie diejenige
gemäß Fig. 1. Wesentlich ist, daß der Steuerblock 60 für sämtliche Ventile eine
gemeinsame drehbare Schaltwelle 62 aufweist, die sich in eine Schaltstellung für
den Automatikbetrieb sowie jeweils in eine Schaltstellung für den Hand-Einschub
oder aus schub des Riickzylinders sowie schließlich in eine vierte Schaltstellung
bringen läßt, in der die beiden Zylinderkammern 15A und 15B des Rückzylinders hydraulisch
verriegelt sind.