DE2949030C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bedienung von Vortriebsmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Gefährdung von Personen und Ausrüstung ist beim Einsatz von Vortriebs- bzw. Teilschnittmaschinen besonders groß, da solche Maschinen vor allem wegen der großen Anzahl von individuell steuerbaren Einzelantrieben und der Vielzahl von Einsatz- und Bewegungsmöglichkeiten extreme Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Steuerungseinrichtung und vor allem der Bedienung stellen. Angesichts der durch die Vortriebsmaschine bei den Funktionen "Fahren" und "Schneiden" wirksam gemachten Kräfte könnten bereits geringfügige Bedienungsfehler zu einer lebensbedrohlichen Gefahr für das Personal vor Ort werden. Es wurden daher sowohl bauliche als auch bedienungsmäßige Sicherheitsvorkehrungen getroffen, um im praktischen Einsatz unvermeidbare Bedienungs- und Gerätefehler sowie Betriebsstörungen, z. B. Kurzschlüsse oder Energieunterbrechungen, möglichst unschädlich zu machen.

Die unter der Typenbezeichnung EVR-160 bekannte Vortriebsmaschine der Firma Gebr. Eickhoff hat eine Bedienungsanordnung der gattungsgemäßen Art, die so ausgebildet ist, daß bei der Inbetriebnahme der Maschine kein elektrisches Betriebsmittel, mit Ausnahme der Maschinenbeleuchtung, automatisch eingeschaltet werden kann und die Hydraulikpumpen beim Einschalten keine ungewollten Bewegungen auslösen können. Die Einschaltung jedes Einzelantriebs, beispielsweise der Auf- und Ab-, Rechts- und Linksbewegung des Schneidarms und des Ladetischs, die Fahrbewegungen des Fahrwerks, die Bewegungen des mit der Vortriebsmaschine zumeist integrierten Abwurfpanzers usw. sind mit der Betriebsmittelzufuhr zu den Einzelantrieben derart zwangsgekoppelt, daß dem Einzelantrieb das Betriebsmittel erst bei dessen bewußter Betätigung zugeführt wird. An besonders gefährdeten Stellen sowie an dem mit der Vortriebsmaschine verbundenen Förderer sind zusätzlich Notschalter für das Abschalten der Antriebe vorgesehen. In den Steuerschaltungen für die zentralen Betriebsmittel, insbesondere für den hydraulischen Hauptkreislauf, sind besondere Kurzschlußsicherungen eingebaut, die ein Zuschalten des Hauptkreislaufs bei einem Kurzschluß in der Steuerschaltung zuverlässig verhindern.

Trotz dieser umfangreichen Sicherheitsvorkehrungen ist es bisher nicht gelungen, die erhöhte Gefährdung von Personal und Maschinen beim Einsatz von Vortriebsmaschinen zu beseitigen. Hier greift die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Bedienung von Vortriebsmaschinen der eingangs genannten Gattung anzugeben, die bei geringem zusätzlichen Aufwand an Material und Bedienung eine erhebliche Erhöhung der Sicherheit für Personen und Material mit sich bringt.

Zwar sind Zweihandbedienungen an Stanzpressen bekannt, bei denen durch die Bindung der zweiten Hand der Bedienungsperson an die Pressenauslösung Handverletzungen im Maschinenspalt vermieden werden. Die bekannte Zweihandbedienung bei Stanzpressen ist jedoch sowohl baulich als auch funktionell mit einer Bedienungssicherung bei Vortriebsmaschinen nicht vergleichbar, da bei letzterer die Unfallgefahr in bezug auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Steuerfunktionen und Antrieben und eine Vielzahl von Bedienungsmöglichkeiten ausgeschlossen werden muß.

Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Eine ungewollte Auslösung einer Antriebsbewegung beispielsweise infolge einer Reflexbewegung der Bedienungsperson ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung ausgeschlossen. Ein besonders wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die zusätzlichen und bisher unerreichten Sicherheitsvorkehrungen ohne nennenswerten Mehraufwand erzielt werden, obwohl eine erhebliche Anzahl von Einzelantrieben abgesichert ist. Durch die Erfindung gelingt es nämlich, einerseits alle bisher bei Vortriebsmaschinen vorgesehenen Sicherheitsvorkehrungen ebenso beizubehalten, wie die grundsätzliche Anordnung zur Steuerung der Einzelantriebe. In das tragbare Steuergerät ist nur ein einziges zusätzliches Betätigungsorgan in Form des elektrischen Schalters eingebaut, der mit der zweiten Hand bedient wird und den hydraulischen Hauptkreislauf zentral in eine Bereitschaftstellung setzen kann, bei der der Betriebsmittelzulauf durch Rückmeldung bei Betätigung eines Einzelantriebs aktiviert, d. h. geöffnet werden kann. Auf diese Weise können die Hydraulikpumpen ständig durchlaufen. Erst bei Einschaltung der Einzelantriebe gemeinsam mit der Betätigung des zusätzlichen Schalters wird das Hydraulikmedium dem Einzelantrieb zugeführt, und zwar praktisch totzeitlos. Mit der besonderen Ausbildung jeder Steuerschaltung nutzt die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise die Diskriminatorwirkung von bisher als Kurzschlußsicherungen verwendeten Relais aus, die nur bei Erregung durch eine Halbwelle schalten, bei Erregung durch einen normalen Wechselstrom (Vollwelle) jedoch ebenso unbetätigt bleiben wie bei der Unterbrechung der Ansteuerung.

Der Öffner überbrückt den für die Entwicklung eines Halbwellensignals ursächlichen, in der Regel als Diode ausgebildeten Einweggleichrichter solange, bis der Öffner betätigt ist und die Diode in den Steuerstromkreis eingeschaltet wird. Auf diese Weise kann selbst bei Verwendung mehrerer, über getrennte Umlaufschieber zuschaltbarer hydraulischer Hauptkreisläufe die Zweithandbedienung durch einen einzigen Schalter erfolgen, der als Doppel- oder Zweiebenenschalter derzeit nur mit einer Schließer- und Öffnerfunktion zur Verfügung steht.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist für Vortriebsmaschinen bzw. Teilschnittmaschinen in optimaler Weise nutzbar, da in dieser Anwendung durch einen zentral wirksamen Schalter eine besonders große Anzahl von Einzelantrieben gesichert werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch mit prinzipiell den gleichen Vorteilen auch bei solchen Gewinnungsmaschinen, z. B. Hobeln oder Schrämmaschinen, angewendet werden, die zentral gesteuert unterschiedliche Bewegungsfunktionen über verschiedene Antriebe ausführen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur Bedienung von Vortriebsmaschinen, einschließlich der von dieser Anordnung gesteuerten Bewegungsantriebe teilweise als Blockschaltbild dargestellt.

In dem in der Zeichnung dargestellten Prinzipschaltplan sind zwei Gruppen von Stellantrieben 111 bis 116 und 211 bis 215 gezeigt, die gruppenweise aus einem hydraulischen Hauptkreislauf 11 bzw. 21 mit Betriebsmittel beaufschlagt werden. Das Hydraulikmedium kann die Zuleitungen 13 bzw. 23 zu den einzelnen Stellantrieben nur dann erreichen, wenn die zugehörigen Umlaufschieber 12 bzw. 22 geöffnet sind.

Die Stellantriebe 111 bis 116 und 211 bis 215 sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Magnetschieber ausgebildet, die in der Praxis gruppenweise in verschiedenen Magnetschieberkästen angeordnet sind. Bei üblichen Vortriebsmaschinen sind mehrere Schieberkästen vorhanden, denen in der Regel jeweils mehrere Stellantriebe zugeordnet sind, wobei zwei Schieberkästen jeweils an einen hydraulischen Hauptkreislauf angeschlossen sind. Die einzelnen Magnetschieber bzw. Stellantriebe 111 . . . 116 und 211 . . . 215 werden über eigensicher angesteuerte Koppelschalter 121 . . . 126 bzw. 221 . . . 225 bei Niederdrücken der zugehörigen Betätigungstaste erregt. Diese Erregung des Stellantriebs, also das Niederdrücken der zugehörigen Betätigungstaste, die als Schalter in den einzelnen Koppelschalterblöcken 121 . . . 126 bzw. 221 . . . 225 dargestellt ist, ist eine notwendige Voraussetzung für die Ausführung der zugehörigen Bewegungsfunktion der Vortriebsmaschine. Die den einzelnen Stellantrieben zugeordneten Maschinenfunktionen sind in der Zeichnung abgekürzt angegeben und in der nachfolgenden Tabelle für das dargestellte Ausführungsbeispiel zusammengestellt:

Tabelle

Wie oben gesagt, genügt die Betätigung eines der Stellantriebe durch Auslösen des zugehörigen Koppelschalters 121 . . . 126 oder 221 . . . 225 allein für die Bedienung der zugehörigen Maschinenfunktion d. h. die Ausführung der Bewegungsfunktion nicht; eine weitere notwendige Bedingung für die Freigabe der Bewegungsfunktion ist das Öffnen des die Verbindung zum hydraulischen Hauptkreislauf (Hydraulikleitung 11 bzw. 21) herstellenden Umlaufschiebers 12 bzw. 22. Jeder Umlaufschieber 12 und 22 wird in der Ruhestellung geschlossen gehalten, so daß der Betriebsmittelzustrom zu den einzelnen Stellantrieben 111 . . . 116 bzw. 211 . . . 215 unterbrochen ist. Jeder Umlaufschieber 12 und 22 ist über eine eigene Steuerschaltung betätigbar.

Zunächst wird auf die den Umlaufschieber 12 erregende Steuer­ schaltung eingegangen. Die Erregung des Umlaufschiebers 12 erfolgt über einen Koppelschalter 14, der von solcher, an sich bekannter Ausbildung ist, daß er nur auf eine Ansteuerung mit einem Halbwellensignal anspricht und den Umlaufschieber 12 erregt, während er sowohl bei fehlender Ansteuerung als auch bei Ansteuerung mit einem Vollwellensignal im Ruhezustand bleibt und den Umlaufschieber 12 entregt hält. Die Steuerschaltung, von der wesentliche Teile im tragbaren Steuerpult angeordnet sind, ist ebenso wie die Ansteuerschaltungen für die den einzelnen Maschinenfunktionen zugeordneten Koppelschalter 121 . . . 126 und 221 . . . 225 eigensicher angesteuert, und zwar bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bei einer maximalen Leerlaufspannung von 10 V und einem maximalen Kurzschlußstrom von 20 mA. Der Umlaufschieber 12 wird von dem Koppelschalter 14 erregt, wenn eine Halbwelle des auf der Leitung a anstehenden Wechselstrom-Steuersignals über die Steuerschaltung zur Leitung b übertragen wird.

Mit der Leitung a ist eine als Einweggleichrichter wirkende Diode 15 verbunden, die nur eine Halbwelle des auf der Leitung a anstehenden Signals durchläßt. Der Diode 15 ist ein Umschalter 16 nachgeschaltet, der in Abhängigkeit von der Betätigung eines der den Einzelantrieben zugeordneten Koppelschalter 122 . . . 126 über eine Verriegelungsschaltung 130, 131 zur Leitung c umschaltbar ist, ohne Betätigung eines Einzelantriebs dagegen in der einem offenen Schaltzustand entsprechenden Ruhestellung ist. Das Umschalten des Schalters 16, d. h. die Betätigung eines der Koppelschalter 122 . . . 126 für einen der Stellantriebe 112 . . . 116 ist eine notwendige, allein jedoch nicht ausreichende Bedingung zum Schalten des Koppelschalters 14 und Öffnen des Umlaufschiebers 12. Eine weitere notwendige Bedingung für das Schließen des elektrischen Steuerkreises von der Leitung a zur Leitung b ist das Schließen eines Schalters 17, der über eine separate Drucktaste 1 betätigbar ist. Diese Drucktaste 1 gehört zum Zweihandschalter, der am tragbaren Steuerpult so angeordnet ist, daß er nur von einer zweiten Hand bei gleichzeitiger Betätigung eines zu einem Stellantrieb 111 . . . 116 gehörigen Koppelschalters 121 . . . 126 bedient werden kann. Das zentrale Betriebsmittel, also das Hydraulikmedium kann von der Leitung 11 zur Zulaufleitung 13 über den Umlaufschieber 12 also nur dann übertragen werden, wenn durch Zweihandbetätigung von zwei Drucktasten und Schließung des Steuerstromkreises über die Diode 15 und die beiden Schalter 16 und 17 eine Halbwelle von der Leitung a zur Leitung b übertragen wird. Ein ungewolltes Auslösen eines Einzelantriebs ist daher in jedem Falle unschädlich. Der Koppelschalter 121 zur Bedienung des Schneidarm-Schnellgangs SSA ist mit dem Koppelschalter 122 derart verriegelt, daß er nur bei gleichzeitiger Betätigung der Drucktaste für den Koppelschalter 122 betätigt werden kann. Daher erübrigt sich eine Kopplung der Verriegelungsschaltung 130, 131 mit dem Koppelschalter 121. Entsprechendes gilt auch für den Koppelschalter 221, der mit dem Koppelschalter 222 verriegelt ist, so daß über letzteren die Verriegelungsschaltung 230, 231 ansteuerbar ist.

Die dem unteren Koppelschalter 24 und dem unteren Umlaufschieber 22 zugeordnete Steuerschaltung entspricht nach Funktion und Anordnung der zuvor beschriebenen Steuerschaltung für den Koppelschalter 14 und den Umlaufschieber 12, mit der Ausnahme, daß der in der unteren Steuerschaltung angeordnete und von der Drucktaste 1 betätigte Schalter 27 nicht als Schließer, wie der Schalter 17, sondern als Öffner ausgebildet ist und zu der Reihenschaltung, bestehend aus der Gleichrichterdiode 25 und dem von der Verriegelungsschaltung 230, 231 betätigten Umschalter 26, über die Leitung 28 parallel geschaltet ist. In der Ruhestellung der durch Zweithandbedienung betätigten Drucktaste 1 wird die Diode 25 über die Leitung 28 überbrückt, so daß das Vollwellensignal von der Leitung a zur Leitung b übertragen wird und der Koppelschalter 24 unbetätigt bleibt. Erst bei Öffnen des Schalters 27, also bei Niederdrücken der Taste 1 befindet sich die untere Steuerschaltung in Bereitschaftsstellung, bei der durch Betätigung eines der Stellantriebe 211 . . . 215 die Steuerleitung b mit dem zum Schalten des Koppelschalters 24 erforderlichen Halbwellensignal beaufschlagt werden kann. Durch Verwendung einer Reihenschaltung aller Schaltungskomponenten a, 15, 16, c, 17 und b in der oberen Steuerschaltung und einer Parallelschaltung 25, 26 mit 27, 28 in der unteren Steuerschaltung gelingt es, einen üblichen Zweiebenenschalter 17, 27 durch eine gemeinsame Drucktaste 1 als Zweithandschalter zur Bereitschaftsschaltung aller zentralen Betriebsmittel 11, 21 auszunutzen. Die Erfindung gewährleistet dadurch eine zuverlässige Zweihandbedienung und -auslösung für alle Stellantriebe der Vortriebsmaschine, ohne den baulichen und funktionellen Aufwand beachtlich zu erhöhen und ohne grundsätzliche Änderung der herkömmlichen Steuerungs­ anordnungen.

Claims (2)

1. Anordnung zur Bedienung von Vortriebsmaschinen, insbesondere bei deren Einsatz in Aufhauen, Breitaufhauen, Kurzstreben und Flöz- und Abbaustrecken, mit einem tragbaren Steuergerät zur Fernbedienung, in das von außen bedienbare, einzelne Maschinenfunktionen und Stellantriebe steuernde und mehrere Betriebsmittel beeinflussende Betätigungsorgane eingebaut sind, wobei die zentralen Betriebsmittel durch zwei elektrisch getrennte Steuerschaltungen aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Steuerschaltung ein Steuerstromkreis von einer einen elektrischen Wechselstrom liefernden Steuerstromquelle (a) über einen nur eine Halbwelle des Wechselstroms durchlassenden Einweggleichrichter (15; 25) und wenigstens einen als Schließer wirkenden Schalter (16; 26) zu einem nur auf Beaufschlagen mit einem Halbwellensignal ansprechenden, das zugehörige zentrale Betriebsmittel (11, 12, 13; 21, 22, 23) steuernden Stellglied (12; 22) vorgesehen ist, daß am tragbaren Steuergerät ein weiteres Betätigungsorgan (1) in Form eines in die unbetätigte Stellung vorgespannten Schalters an einer solchen Stelle entfernt von den die Maschinenfunktionen steuernden Betätigungsorganen (121 . . . 126, 221 . . . 225) angeordnet ist, daß der elektrische Schalter (1) nur durch Zweihandbedienung gleichzeitig mit einem die Maschinenfunktionen steuernden Betätigungsorgan (121 . . . 126, 221 . . . 225) betätigbar ist, daß der elektrische Schalter (1) als Doppel- bzw. Zweiebenenschalter mit einem Schließer (17) und einem Öffner (27) ausgebildet ist und daß der Schließer (17) in dem einen Steuerstromkreis (a, 15, 16, c, 17, b, 14) mit dem Einweggleichrichter (15) in Reihe liegt und der Öffner (27) in dem anderen Steuerstromkreis (a, 25 . . . 28, b, 24) zu dem Einweggleichrichter (25) parallel geschaltet ist und letzteren im unbetätigten Zustand überbrückt, derart daß die Betätigung des elektrischen Schalters (1) eine notwendige Einschaltbedingung jedes der zentralen Betriebsmittel (11 . . . 13; 21 . . . 23) dar­ stellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Maschinenfunktion steuernden Betätigungsorgane (122 . . . 126; 222 . . . 225) mit einer Verriegelungsschaltung (130, 131; 230, 231) gekoppelt sind und daß die Verriegelungsschaltung bei Ansteuerung einen mit dem Einweggleichrichter (15; 25) in einer der Betriebsmittel-Steuerschaltungen (a, 15, 15, c, 17, b, 14; a, 25 . . . 28, b, 24) in Reihe gaschalteten Schließer (16; 26) schaltet, derart daß die Bedienung eines Funk­ tionsbetätigungsorgans (122 . . . 126; 222 . . . 225) eine zweite notwendige Betriebsmittel-Einschaltbedingung darstellt.