DE2831933C2 - Verfahren zur automatischen Regelung des Schnitthorizontes von Walzenschrämladern nach dem Flözverlauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Regelung des Schnitthorizontes von Walzen- » Schrämladern nach dem Flözverlauf mittels Aufnahme der durch zwei Meißel gemessenen unterschiedlichen Meißelkräfte und einer anschließenden elektronischen Meßwertverarbeitung.

Zur Regelung des Schnitthorizontes von Walzen-Schrämladern nach dem Flözverlauf ist das allgemein als Zwei-Meßmeißel-Methode bezeichnete Verfahren der oben beschriebenen Art bekannt.

Hierbei werden zwei unterschiedliche Schrämmeißel einer Walze zur Messung der tangentialen Schnittkräfte bzw. radialen Andruckkräfte als Meßmeißel verwendet. Der radiale Meißelabstand ist dabei so gewählt, daß der längere Meißel jeweils am Hangenden oder auch am Liegenden im Nebengestein schneidet, während der kürzere Meißel sich noch in der Kohle befindet. Dieser Schneidzustand entspricht der neutralen Höhenstellung der Walze, die in dieser Stellung an der Grenzfläche Flöz-Nebengestein entlang geführt wird. Neben dieser Neutralstellung ergeben sich zwei weitere Schneidzustände, und zwar schneiden beide Meßmeißel im *o Gestein bzw. in der Kohle.

Da in diesen beiden Fällen der Schnitthorizont der Walze nicht dem Flözverlauf entspricht, ist eine Korrektur der Walzenhöhe erforderlich. Alle drei Walzenstellungen werden durch die unterschiedlich *⁵ großen Schnitt- bzw. Andruckkräfte an den beiden Meßmeißeln beim Schneiden der Kohle und im Nebengestein bestimmt. Voraussetzung dieser Meßmethode ist ein ausreichend großer Festigkeitsunterschied zwischen Kohle und Nebengestein.

Für die praktische Durchführung der Regelung des Schnitthorizontes ist es erforderlich, die auf die Meßmeißel wirkenden Schnitt- bzw. Andruckkräfte über geeignete Geber, z. B. Dehnungsmeßstreifen in eine proportionale Meßspannung umzusetzen und mittels einer Meßwertübertragungsanlage von der drehenden Walze zum Statorteil der Maschine zu übertragen.

Anhand der Spitzenkräfte, die an den Meißeln beim Anschneiden der Gesteinsschicht auftreten, wird durch **> Vergleich der Signalverläufe eine Zuordnung der Höhenverstellung der Walze realisierbar. Hierzu ist eine Auswertung der Meßsignale durch eine elektrische Meßwertverarbeitung erforderlich. Dabei werden die von den Meßmeißeln drahtlos auf die Maschinen übertragenen Schnitt- bzw. Anriruckkraftsignale hinsichtlich der auftretenden Maximalwerte von der Signalverarbeitung erfaßt und aufbereitet. Entspricht der ermittelte Schneidzustand nicht der Neutralstellung der Walze, so wird von der Auswerteelektronik der entsprechende Steuerbefehl für die Höhenverstellung der Walze an die Hydraulik gegeben.

Der Nachteil dieses Verfahrens, insbesondere der Auswerteelektronik ist darin zu sehen, daß die Höhenverstellbarkeit einer Schrämwalze nicht allein abgestellt ist auf den Flözhorizont im Hangenden und Liegenden, sondern zufällige Spitzen im Schnittkraftverlauf, beispielsweise durch Steineinschlüsse in der Kohle, eine nicht erforderliche Korrektur der Walze mit sich bringen.

Des weiteren ist, wie in der Zeitschrift Colliery Guardian Mai 1971, Seite 228 bis Seite 231 beschrieben, ein Verfahren zur Regelung des Schnitthorizontes bekannt, bei welchem die Meißelschnittkraft des Meßmeißels durch einen Vorreißmeißel begrenzt wird. Dabei wird der Augenblick des Auftretens der maximalen Schnittkraft in Beziehung gebracht zur Stellung der Walze. Als nachteilig und für die Durchführung des Verfahrens von besonderer Schwierigkeit wirkt sich dabei aus, daß die Winkelstellung des die Walze verschwenkenden Tragarms auch durch die Stellung zum Maschinenkörper beeinflußt wird.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur automatischen Regelung des Schnitthorizontes von Walzenschrämladern zu schaffen, das unter Vermeidung der obengenannten Nachteile eine Steuerbewegung der Walzen nur dann gewährleistet, wenn die registrierten Schnittkraftspitzen vom Hangenden oder Liegenden des Flözes stammen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßwertverarbeitung unter Verwendung von Zeitgliedern die Signale während einer fest vorgegebenen Torzeit nach dem ersten Anstieg der Schneidkraft des Meßmeißels je Walzenumdrehung abtastet und außerhalb der Torzeit gegen Störimpulse unempfindlich bleibt.

Auf diese Weise wird lediglich während eines festen Zeitintervalls nach dem Auftreffen der Meßmeißel auf das zu schneidende Material der höchste auftretende Meßwtrt für die Schnitt- bzw. Andruckkraft ermittelt. Spitzenwerte, die erst nach Ablauf dieses Zeitintervalls an den Meißeln auftreten, werden von der Meßwertverarbeitung nicht berücksichtigt.

Um die Signale von der drehenden Walze zum Maschinenkörper zu übertragen, wird in der bekannten Weise eine Telemetrieanlage benutzt. Dabei modulieren die Signale der Meßmeißel in geeigneter Weise einen Meßsender. Über eine Ringantenne werden die Signale des Meßsenders drahtlos zum Statorteil der Maschine übertragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild und

F i g. 2 ein Schema der Meßwertverarbeitung.

Die Signale der Empfangsantenne auf dem Statorteil der Maschine werden dem Telemetrieempfänger (Block 1) zugeführt. Dieser entschlüsselt aus dem Telemetriesignal wieder den Verlauf (a und b) der Meßsignale der beiden Meßmeißel. Die weitere Verarbeitung der Signale (Block 2 bis Block 8) erfolgt für jedes Signal getrennt. Die eigentliche Aufbereitung der Signale erfolgt im Pfad II, bestehend aus den Blöcken 6,7 und 8, während im Pfad I, bestehend aus den Blöcken 2, 3, 4 und 5, die notwendigen HilfsSteuerimpulse erzeugt werden.

In dem Schema der Meßwertverarbeitung nach

F i g. 2 ist der Signalverlauf am Ausgang der einzelnen Stufen dargestellt. Die Blöcke 2, 3, 4 und 5 sind digital arbeitende Schaltstufen, deren Ausgänge alternativ zwei verschiedene Spannungszustände annehmen können. Das Ausgangssignal des Blocks 2 nimmt den höheren Spannungspegel immer dann an, wenn das Eingangssignal (Momentanwert des MeDmeißelsignals) größer als ein einstellbares Triggerniveau ist Block 3 stellt ein Zeitglied dar, bei dem der Ausgang immer dann den höheren Spannungswert annimmt, wenn die Eingangsspanmsig eine positiven Spannungssprung ausführt Für die einstellbare Zeit fi verbleibt diese Schaltung im Zustand des hohen Spannungspegels. Block 4 ist ein Zeitglied wie Block 3, jedoch mit der kürzer eingestellten Zeit f2- Block 5 bezeichnet ein Zeitglied mit der sehr kurz eingestellten Zeit t^ bei dem die Auslösung durch einen negativen Sprung des Eingangssignales erfolgt Block 6 verstärkt das Signal des Telemetrieempfängers derart, daß der Pegel für den folgenden Block 7 gut angepaßt ist Die Arbeitsweise des Blocks 7 wird vom Ausgangsimpuls des Blocks 3 gesteuert. Ist die Spannung vom Block 3 auf niedrigem Potential, so wird das Ausgangssignal des Blocks 7 auf Null gesetzt.

Von dem Augenblick an, wo der Ausgang des Blocks 3 auf dem höheren Spannungswert liegt, ist die Spannung des Blockes 7 immer gleich dem höchstem Wert, den die Eingangsspannung in dem betrachteten Zeitraum aufweist. Die Abtastung der Eingangsspannung wird fortgesetzt, bis die abfallende Flanke des Ausgangssignales von Block 3 wieder den Befehl gibt den Block 7 auf Null zu setzen. Mit Block 8 ist eine Haltestufe bezeichnet Diese wird in ihrer Arbeitsweise vom Signal des Blockes 5 gesteuert Ist der Aysgangspegel des Blockes 5 auf dem niedrigeren Spannungspegel, so wird der momentane Wert der Ausgangsspannung des Blockes gehalten. Während der kurzen Zeit f* wo Block 5 den hohen Spannungspege! aufweist wird der

ίο Ausgang der Haltestufe (Block 8) auf den Wert gebracht der am Eingang momentan anliegt Nach Ablauf der Zeit i3 wird der neue Wert gehalten. Die an den beiden Haltestufen Block 8 zur Verfügung stehenden Signale sind also ein Maß für die innerhalb der Torzeit ?2 nach Auftreffen der zugehörigen Meißel auf das zu zerspanende Material auftretenden Maximalwerte der Meißelkräfte.

In der gemeinsamen Auswertelogik 9 werden die Signale der beiden Haltestufen 8 daraufhin untersucht, ob sie oberhalb eines Triggerniveaus liegen. Liegen beide Signale oberhalb, so erfolgt das Signal »tiefer steuern«. Wenn beide Signale tiefer liegen, so erfolgt das Signal »höher steuern«.

Mit 10 schließlich ist eine Leistungsschal tst.ufe bezeichnet Die Signale der Auswertelogik 9 schalten über Relais den Schaltstrom für Magnetventile, über welche die Höhenverstellung der Walze eingeleitet wird.

Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur automatischen Regelung des Schnitxhorizontes von Walzenschrämladern nach dem Flözverlauf mittels Aufnahme der durch zwei 5 Meißel gemessenen unterschiedlichen Meißelkräfte und einer anschließenden elektronischen Meßwertverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertverarbeitung unter Verwendung von Zeitgliedern die Signale während einer fest vorgegebenen Torzeit nach dem ersten Anstieg der Schneidkraft des Meßmeißels je Walzenumdrehung abtastet und außerhalb der Torzeit gegen Störimpulse unempfindlich bleibt

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