DE3012299C2 - Stempelsteuerung - Google Patents

Description

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1. Steuerung für hydraulische Stempel eines Schreitausbaus mit einem 3/2-Wege-Setzventil und einem 3/2-Wege-Raubventil zur wechselweisen Beaufschlagung der beiden Kolbenseiten des Stempels mit Druckflüssigkeit aus einer Hochdruck-Leitung und zum wechselweisen Anschluß der nicht beaufschlagten Kolbenseite an eine Rücklaufleitung, mit einem gemeinsamen Handsteuerhebel für das i< > Setzventil und das Raubventil, der bei Nicht-Betätigung in die Nullstellung zurückspringt, mit einer vom Setzventil zum Druckraum des Stempels führenden Stempelsetzleitung, mit einer vom Raubventil zum Ringrauni des Stempels führenden Raubleitung, mit einem hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventil und einem Druckbegrenzungsventil zur Absicherung des Druckraumes sowie einem Stempel-Nachsetzgerät in der Stempelsetzleitung, das aus mehreren sich gegenseitig beeinflussenden Einzelventilen zusammengesetzt ist und die Druckzufuhr zum Stempeldruckraum nach dem Erreichen des Mindestsetzdruckes bis zum Aufbau eines vorgegebenen Soll-Setzdruckes selbsttätig aufrecht erhält dadurch gekennzeichnet, daß das Stempelsetzventil (2) mit einem Stempel-Nachsetzgerät (10) regelbar ist, das im Nebenschluß vor dem Stempel-Rückschlagventil (8) in die Stempelsetzleitung (3) eingeschaltet ist.

2. Stempelsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stempel-Nachsetzgerät (10) aus einem manuell betätigbaren Eingangsventil (11), einem federbelasteten, auf den vorgegebenen Mindestsetzdruck eingestellten, hydraulisch schaltbaren 3/2-Wege-ZuschaItventil (12), einem 3/2-Wegeventil (13) mit einem hydraulisch betätigbaren Tandemschaltkolben (17) und einem federbelasteten, auf den vorgegebenen Soll-S:tzdruck eingestellten hydraulisch schaltbaren 3/2-Wege-Zuschaltventil (14) zusammengesetzt ist, wobei jedes Ventil (11 bis "Ό 14) an einem der Anschlüsse (A oder B) mit dem Setzdruck beaufschlagbar und mit einem Anschluß (C) an einem nach außen führenden Druckablaufkanal (24) angeschlossen ist.

3. Stempelsteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ventile (11 bis 14) des Stempel-Nachsetzgerätes (10) beim Setzvorgang wie folgt miteinander verschaltet sind:

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e) der Anschluß (A) des Solldruck-Zuschaltventils (14) ist mit dem ersten Schaltkolben [Ma) des Tandemkolben-Wegeventils (13) verbunden.

4. Stempelsteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkolben {\7b) des Tandem-Wegeventils (13) über eine Abzweigleitung (25) vom Stempelraubventil (6) mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist

5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach beendetem Setzvorgang und bei geschlossenem Eingangsventil (11) der Steuerkanal (22) über die Anschlüsse (B)\md (C)vom Mindestdruck-Zuschaltventil (12) mit dem Druckablaufkanal (24) verbunden ist.

6. Stempelsteuerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Eingangsventil (11) der Verbindungskanal (21) über die Anschlüsse (B) und (A) vom Tandemkolben-Wegeventil (13) und über die Anschlüsse (B) und (C) vom Eingangsventil (11) mit dem Druckablaufkanal (24) verbunden ist

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für hydraulische Grubenstempel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus Sicherheitsgründen wird im Bergbau verlangt, daß die Stempel von hydraulischem Schreitausbau zum Setzen nur so lange mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, wie der Steuerhebel des Stempelsetzventils von dem Bedienungsmann in Öffnungsstellung gehalten wird (Totmann-Steuerung). Anderenfalls besteht die Gefahr, daß bei einem unkontrollierten Nachsetzen eines nur mit geringer Setzlast gegen das Hangende verspannten oder noch frei stehenden Stempels Unfälle verursacht werden. Bei Ausbrüchen im Hangenden kann zudem der Ausbau durch unkontrolliertes Nachsetzen der Stempel beschädigt werden.

Um den Ausbau mit der vorgeschriebenen Setzlast zu setzen, müßte der Steuerhebel solange in Setzstellung gehalten werden, bis der erforderliche Setzdruck im Stempel aufgebaut hat. Dies wird aus Zeitgründen meist unterlassen. Daraufhin in einem Abbaube*rieb durchgeführte Messungen haben beispielsweise gezeigt, daß der größte Teil der Stempel mit weniger als 60% der vorgeschriebenen Setzlast gesetzt waren, so daß der Abbaubetrieb mit einem viel zu geringen Ausbauwiderstand unterstützt war. Die sich daraus ergebenden negativen Auswirkungen auf die Beschaffenheit des Hangenden sind hinreichend bekannt und eine der häufigsten Ursachen für einen schlechten Hangendzustand.

Es ist daher vorgeschlagen worden, Stempel-Nachsetzgeräte parallel zu den handbetätigten Stempelsetzventilen zwischen Druckleitung und Stempeldruckraum anzuordnen. Der Stempel soll von einem vorgegebenen Schwellendruckwert an von dem Nachsetzgerät selbsttätig solange mit der Hochdruckleitung verbunden werden, bis sich im Stempeldruckraum der erforderliche Selbstdruck aufgebaut hat. Eine solche, als Nachsetzautomatik bezeichnete Steuervorrichtung zum Nachspannen des Stempels auf einen vorgegebenen Stempelsetzdruck ist aus der DE-OS 27 49 312 bekannt. Parallel zum Stempeldruckraum wird ein Umschaltventil auf einem Schaltkolben beaufschlagt und bei einem vorgegebenen

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Mindestsetzdruck von ca. 100 bar gegen die Kraft einer Feder geschaltet. Dadurch wird Hochdruckflüssigkeit auf den Schaltkolben eines Nachsetzventils geleitet, das ebenfalls zur Hochdruckleitung öffnet. Durch das geöffnete Nachsetzventil gelangt dann Druckflüssigkeit über eine zweite Setzleitung unabhängig von dem manuell betätigten Stempelsetzventil -ium Druckraum des Stempels. Der Stempeldruck wird außer auf den Schaltkolben des Umschaltventils auch auf einen zweiten, dem ersten entgegengerichteten Schaltko'ben gegeben, der das Nachsetzventil abschalten soll, sobald der gewünschte hohe Setzdruck erreicht ist Da die Schaltkolben der Ventile des Nachsetzgei ätes bis zum Rauben des Stempels ständig mit Hochdruck belastet werden, sind Undichtigkeiten im Dauerbetrieb nicht i> auszuschließen.

Aus der Zeitschrift »Glückauf« 114 (1978), Nr. 19, Seiten 859 und 860 ist ein Vorschlag bekannt, den Stempel mit einem Druck zu setzen, der dem Einstelldruck des Druckbegrenzungsventiis entspricht 2» Der Druckraum des Stempels wird hierbei gleichfalls durch ein angesteuertes Nachströmventil über eine zweite Setzleitung mit Druckflüssigkeit aus der Hochdrucxieitung gespeist, wobei das Druckbegrenzungsventil von dem Stempelkreislauf getrennt wird. Es 2j wird erst dann wieder in den Stempelkreislauf eingeschaltet, wenn das Ansteuerventil vor dem Nachströmventil wieder ausgeschaltet wird. Es ist jedoch nicht sichergestellt, daß das Druckbegrenzungsventil nach dem Stempelsetzen wieder mit dem 3d Stempelkreislauf verbunden wird.

Die Nachsetzsteuerung nach der DE-OS 29 42 463 verwendet eine parallel zum Hauptsteuergerät des Stempels angeordnete und druckbelastbare Steuerkolben geschaltete Nachsetzsteuerung, die über ein r> Vorsteuerventil ausgelöst wird. Der nach Erreichen eines eingestellten Mindestsetzdruckes über eine zusätzliche Leitung ausgelöste Nachsetzvorgang kann entweder einzeln durch Schalthebel oder zentral ausgeschaltet werden, indem nach erfolgtem Rücken im ί<> Streb die Druckleitung am Strebeingang drucklos geschaltet wird.

Es ist die Aufgabe der Eilinüung, eine Nachsetzsteuerung für hydraulische Grubenstempel zu schaffen, die ohne zusätzliche Druckleitungen auskommt und den Setzvorgang sowohl selbsttätig ein- als auch wieder ausschaltet und bei der sichergestellt ist, daß das Stempel-Nachsetzgerät nach der Beendigung des Setzvorganges vollkommen drucklos ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Stempel-Nachsetzgerät ist im Nebenschluß vor dem Stempel-Rückschlagvettil in die Stempelsetzleitung eingeschaltet und nicht mit sogenannten tragenden Druckleitungen des Stempels verbunden. Zum Nachsetzen wird der Druckraum des Stempels über das reguläre Setzventil mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so daß zusätzliche Druckleitungen &o überflüssig sind. Es sind nur die Schaltkolben des Stempel-Nachsetzgeräts mit Druckflüssigkeit zu beaufschlagen, die schon mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen geschaltet werden. Folglich sind die erforderlichen Durchflußquerschnitte und somit das Bauvolumen sehr ^b5 klein bemessen. Das Nachsetzgerät schaltet sich selbsttätig wieder aus, wenn der gewünschte Setzdruck erreicht ist. Der automalische Setzvorgang kann durch leichtes Antippen des Handsteuerhebels zur Raubseite, d. h. durch kurzzeitige Beaufschlagung des Raubventils unmittelbar unterbrochen werden. Nach Beendigung des Setzvorganges ist das Nachsetzgerät vollkommen drucklos und nicht vom Stempeldruck belastet der durch Gebirgsdruck weiter ansteigen kann, jedoch durch das Druckbegrenzungsventil abgesichert ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellten Schaltbildern von der erfindungsgemäßen Stempelsteuerung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Schaltzustand bei geraubtem Stempel und ausgeschalteter Stempelsteuerung,

Fig.2 den Schaltzustand während des manuell ausgelösten Setzvorgangs vor der Anlage des Stempels am Hangenden,

F i g. 3 den Schaltzustand nach der Anlage des Stempels am Hangenden und beendigter manueller Betätigung, bevor der Stempel die volle Setzlast aufgenommen hat (automatisches Setzen),

F i g. 4 den Schaltzustand nach dem Aufbau der vollen Stempeisetziast vor dem Abschaben der Steuerung.

Nach dem Stande der Technik wird der Setzvorgang eines hydraulischen Stempels 1 von einem Schreitausbaugestell mit einem 3/2-Wege-Setzventil 2 eingeleitet, wobei Druckflüssigkeit aus einer Hochdruckleitung P über eine Stempelsetzleitung 3 zu dem tragenden Druckraum des Stempels 1 geleitet wird. Der Setzvorgang wird mit einem Handsteuerhebel 4 gegen den Druck in der Hochdruckleitung P und die Kraft einer Feder 5 ausgelöst und dauert nur so lange an, wie der Handsteuerhebel 4 in der Öffnungsstellung gehalten wird. Durch Betätigung des Handsteuerhebels in die andere Richtung wird auf gleiche Weise ein 3/2-Wege-Raubventil 6 geöffnet und über die Raubleitung 7 wird die Ringfläche des Stempels 1 zum Einrauben mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. In der Null-Stellung sind die Ventile 2 und 6 mit einer Rücklaufleitung T verbunden. Der Druckraum des Stempels 1 ist durch ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 8 und ein Druckbegrenzungsventil 9 in der Stempelsetzleitung 3 abgesichert.

Gemäß der Erfindung ist in die Stempelsetzleitung 3 vor dem Rückschlagventil 8 im Nebenschluß ein Stempel-Nachsetzgerät 10 eingeschaltet, das aus vier federbelasteten 3/2-Wege-Ventilen 11 bis 14 zusammengesetzt ist. Die an jedem 3/2-Wege-Ventil 11 bis 14 vorgesehenen Anschlüsse sind mit A, B und C bezeichnet. Mit dem Eingangsventil 11 wird das Stempelnachsetzgerät 10 von Hand ein- und ausgeschaltet. Das mit 12 bezeichnete Mindestdruck-Zuschaltventil ist durch eine Ventilfeder 15 auf einen vorgegebenen Mindestsetzdruck von beispielsweise 120 bar eingestellt und mit einem Schaltko'ben 16 gegen den Schließdruck der Feder 15 hydraulisch zu öffnen. Das Ventil 13 ist mit einem Tandemkolben 17 versehen. Mit 14 ist ein Solldruck-Zuschaltventil bezeichnet, dessen hydraulisch betätigbarer Schaltkolben 18 gegen die auf den Sollsetzdruck von beispielsweise 300 bar eingestellte Feder 19 öffnet.

Das Stempel-Nachsetzgerät ist über eine Leitung 20, die zum Anschluß A des Eingangsventils 11 führt, im Nebenschluß an die Stempelsetzleitung angeschlossen. Vom Anschluß ßdes Eingangsventils 11 führt ein nicht bezeichneter, sich verzweigender Kanal zum Anschluß A des Mindestdruck-Zuschaltventils 12, zum Anschluß B des Solldruck-Zuschaltventils 14 und zum Anschluß A des Tandemkolben-Wegeventils 13. Dieses ist am

Anschluß B an einen Verbindungskanal 21 angeschlossen, der zum Schaltkolben 16 des Mindestdruck-Zuschaltventils 12 führt. Dieses ist wiederum am Anschluß B an einen Steuerkanal 22 angeschlossen, der zu einem hydraulisch betätigbaren Schaltkolben 23 am Setzventil ^r> 2 führt. Die Anschlüsse C der Ventile 11 bis 14 sind an einen ins Freie führenden Druckablaufkanal 24 angeschlossen.

In den Schaltbildern sind die druckführenden Leitungen in dicker Strichstärke ausgezogen, während i< > die drucklosen Leitungen dünn gezeichnet sind. In Fig. t befinden sich das Stempelsetzventil 2 und der Handsteuerhebel 4 in der Nullstellung. Der Stempel 1 ist bei druckloser Stempelsetzleitung 3 eingeraubt. Das Stempel-Nachsetzgerät 10 ist bei geschlossenem Eingangsventil 11 drucklos, wobei alle Verbindungskanäle über die Anschlüsse der Ventile U bis 14 mit dem nach außen führenden Druckablaufkanal 24 verbunden sind. Im Schaltbild von F i g. 2 befindet sich der Handsteuerhebel 4 in der Setzstellung. Aus der Druckleitung P strömt Druckflüssigkeit über das geöffnete Setzventil 2 und die Setzleitung 3 sowie über das geöffnete Rückschlagventil 8 unter die tragende Kolbenfläche des ausfahrenden Stempels 1, der jedoch noch keinen Kontakt mit dem schraffiert angedeuteten Hangenden hat. Aus der Stempelsetzleitung 3 ist über die Leitung 20 Druckflüssigkeit zum Anschluß A des geöffneten Eingangsvenlils 11 geströmt und weiter über den Anschluß B zu den Anschlüssen A des geschlossenen Mindestdruck-Zuschaltventils 12 und des geöffneten Tandemkolben-Wegeventil 13 sowie zum Schaltkolben 18 und zum Anschluß B des geschlossenen Solldruck-Zuschaltventils 14 gelangt Der Anschluß A vom Tandemkolben-Wegeventil 13 ist zu B geöffnet, so daß die Druckflüssigkeit auch in dem daran angeschlossenen Verbindungskanal 21 und vor dem Schaltkolben 16 des Mindestdruck-Zuschaltventils 12 ansteht. Dieses öffnet jedoch noch nicht, weil infolge des Druckabfalls beim Setzvorgang der Mindestsetzdruck noch nicht erreicht ist.

In Fig.3 liegt der Stempel am Hangenden an, ohne daß der vorgegebene Setzdruck erreicht ist. Der Handsteuerhebei 4 ist in die Null-Stellung zurückgestellt. Die zum Stempel-Nachsetzgerät 10 zugeführte Druckflüssigkeit hat inzwischen den Mindestsetzdruck erreicht und überschritten. Das Mindestdruck-Zuschaltventi! 12 ist durch den am Schaltkolben 16 anstehenden Druck geöffnet worden. Die Druckflüssigkeit strömt nun vom Anschluß A zum Anschluß B und über den daran angeschlossenen Steuerkanal 22 zum Schaltkolben 23 des Setzventils 2. Dieses wird nun weiter in der Öffnungsstellung gehalten, so daß der Druckraum des Stempels 1 mit der Hochdruckleitung P verbunden bleibt. Das Stempel-Nachsetzgerät 10 bleibt nun selbsttätig in hydraulischer Selbsthaltefunktion in der Öffnungsstellung.

In Fig.4 hat der Stempel 1 gerade die volle Setzlast erreicht und das Stempelrückschlagventil 8 ist wieder geschlossen. Durch den am Schaltkolben 18 anstehenden Setzdruck wird das Solldruck-Zuschaltventil 14 geöffnet, so daß die an dessen Anschluß A anstehende Druckflüssigkeit über den Anschluß B zu dem ersten Schaltkolben 17a des Tandemkolben-Wegeventils 13 strömt. Dieses wird geschaltet, wobei der Verbmdungskanal 21 vom Anschluß A getrennt und über den Anschluß Cmitdem nach außen führenden Druckablaufkanal 24 verbunden wird. Der von dem Verbindungskanal 21 beaufschlagte Schaltkolben 16 des Mindestdruck-Zuschaltventils 12 ist nun ebenfalls drucklos. Das Ventil 12 schaltet und unterbindet die weitere Druckzufuhr über den Anschluß A. Der am Anschluß S angeschlossene Steuerkanal 22 wird über den Anschluß C mit dem Druckablaufkanal 24 verbunden. Dadurch wird der Schaltkolben 23 des Stempelsetzventils 2 entlastet. Dieses wird geschlossen, wobei die Stempelsetzleitung 3 und die zum Eingangsventil 11 abzweigende Leitung 20 mit der Rücklauf leitung T verbunden werden. Die vom weiterhin geöffneten Eingangsventil 11 abzweigenden Kanäle sind somit ebenfalls an die Rücklaufleitung T angeschlossen, so daß das Stempel-Nachsetzventil 10 nach beendetem Setzvorgang vollkommen drucklos ist.

Der in F i g. 3 dargestellte automatische Setzvorgang kann durch eine kurze Betätigung des Handsteuerhebels 4 in die Raubstellung sicher abgeschaltet werden. Der hierbei in die Raubleitung 7 abgegebene Druckimpuls wirkt über eine von der Raubleitung 7 abgehende Abzweigleitung 25 auf den zweiten Schaltkolben 17b des Tandemkolben-Wegeventils 13. Durch den hierdurch ausgelösten Schaltvorgang wird der Verbindungskanal 21 drucklos, das Mindestdruck-Zuschaltventil 12 zurückgeschaltet und die Druckzufuhr über den Steuerkanal 22 zum Schaltkolben 23 des Setzventils 3 unterbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   a) der Anschluß (A)des Eingangsventils (11) ist im Nebenschluß an die Stempelsetzleitung (2) angeschlossen,

   b) der Anschluß (B)des Eingangsventils (11) ist mit den Anschlüssen (A) des Mindestdruck-Zuschaltventils (12) und des Tandemkolben-Wegeventils (13) sowie mit dem Schaltkolben (18) und dem Anschluß (B) des Solldruck-Zuschaltventils (14) verbunden,

   c) das Tandemkolben-Wegeventil (13) ist durch einen am Anschluß (B) angeschlossenen Verbindungskanal (12) mit dem Schaltkolben (16) des Mindestdruck-Zuschaltventils (12) verbunden,

   d) der Anschluß (B) des Mindestdruck-Zuschaltventils (12) ist zum mit Setzdruck beaufschlagten Anschluß (A) geöffnet und über einen Steuerkanal (22) mit dem das Stempelventil (2) in Öffnungsstellung haltenden Schaltkolben (23) verbunden.

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