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Die Erfindung betrifft eine Schrämeinrichtung für den Streb-
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bau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Insbesondere wird die erfindungsgemäße Schrämeinrichtung zur Gewinnung
von Steinkohle in langfrontartiger Bauweise eingesetzt.
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Die Erfindung geht aus von einer Schrämeinrichtung, welche sich außer
von Hand über den Steuer stand automatisch mit Hilfe des Prozeßrechners steuern
läßt (DE-PS 25 57 221).
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Diese Einrichtung baut auf einem ebenfalls bekannten Verfahren zur
Steuerung von Schrämwalzenladern auf (DE-PS 24 29 774). Bei diesem Verfahren wird
der Strebverlauf zunächst mit Hilfe der Meßgeräte erfaßt und dem Sollwertspeicher
des Prozeßrechners aufgegeben, der für i s in ihm gespeicherte Programms in der
folgenden Fahrt automatisch die von den Meßgeräten gelieferten Istwerten vergleicht
und ohne den Eingriff einer menschlichen Bedienungsperson den Schrämwalzenlader
durch den Streb steuert.
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Hierbei kann an den Strebenden mit einer Schleichfahrt begonnen werden,
auf die eine Schnellfahrt der Schrämmaschine folgt. Bei der vorbekannten Schrämeinrichtung
werden derProzeßrechner und der Steuerstand in einer Begleitstrecke stationär aufgestellt
und mit Hilfe von Schleppkabeln mit dem Schrämwalzenlader verbunden. Für die Unterbringung
der Meßgeräte, der Steuerelektronik und der Leistungseleketronik hat der Schrämwalzenlader
einen Zwischenkasten, welcher etwa in der Mitte des Walzenrahmens auf diesem zwischen
dem Windwerk und dem Schrämmotor untergebracht ist.
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Die Packungsdichte der elektronischen Baugruppen ist
bei
solchen Schrämmaschinen nicht mehr zu verstärken, weil die kompakte Bauweise zu
betrieblichen Schwierigkeiten führt. Diese ergeben sich einerseits aus der durch
den verwickelten Aufbau der Elektronik bedingten schwierigen Zugänglichkeit einzelner
Teile oder Baugruppen, aber auch aus deren gegenseitiger thermischer, mechanischer
und elektrischer Beeinflussung. Insbesondere können Störimpulse der Thyristorsteuerung
des Windenmotors auf die der Steuerung und Überwachung dienenden elektronischen
Bauteile durchschlagen. Es ist außerdem nachteilig, daß eine Erweiterung der Elektronik
ausgeschlossen ist, wenn die kompakte Bauweise des Schrämwalzenladers beibehalten
werden soll. Das ist z.B.
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nachteilig, wenn bei geneigter oder stark geneigter Lagerung zwei
Windenmotore vorhanden sein müssen. Die kompakte Bauweise verhindert außerdem eine
weitere Anpassung der Schrämmaschine an die für das jeweilige Flöz spezifischen
Bedingungen durch Erweiterung ihrer automatischen Steuerung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die auf der Schrämmaschine
untergebrachte Elektronik zu vereinfachen und dabei gleichzeitig die elektronische
Steuerung zu erweitern.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruches
1 gelöst.
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Durch die Erweiterung der Leistungselektronik um eine Steuerung der
Schrämwalzenmotore wird erreicht, daß man außer Gleichstrommotoren auch die betrieblich
robusten
Asynchronmotoren einsetzen kann, indem man in die Leistungselektronik
zusätzliche Thyristorsteuerungen einbaut. Als weitere Möglichkeit aufgrund der Erfindung
bietet sich eine Drehzahlregelung der Walzenmotore über entsprechende Thyristorsteuerungen
an, so daß man in Zukunft die Schneid-und Ladearbeit der Maschine den jeweiligen
Verhältnissen in den betreffenden Flöz anpassen kann. Die Voraussetzungen werden
erfindungsgemäß durch die Herausnahme der Leistungselektronik aus der Schrämmaschine
geschaffen, wodurch die Uberwachungs- und die Steuerungsebene von der Leistungsebene
wirksam entkoppelt wird. Dadurch werden gleichzeitig die bislang auftretenden betrieblichen
Schwierigkeiten beseitigt, die aufgrund der zehen Packungsdichte der Elektronik
auf der Schrämmaschine und durch die gegenseitige Beeinflussung von Leistungs- und
Steuerelektronik entstehen.
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Da man erfindungsgemäß die Leistun-gselektronik von der Steuerelektronik
der gesteuerten bzw. geregelten Motore trennt und ebenfalls stationär aufstellt,
kommt man auch bei beliebig komplexen Steuerungen nicht zu einer Vergrößerung der
Packungsdichte elektronischer Elemente bzw. Baugruppen auf der Schrämmaschine. Daher
bietet die Erfindung auch die Möglichkeit, die auf der Schrämwalzenmaschine befindlichen
weiteren Antriebe in einen höheren Automatisierungsgrad mit einzubeziehen.
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Daneben ergibt sich der Vorteil, daß für die Übertragung der Signale
aus der Uberwachungs- und Steuerelektronik ein schnelles und eigen sicheres Übertragungssystem
geschaffen und eingesetzt werden kann, das durch vorverarbeitende Mikroprozessoren
unterstützt wird. Auch ist der Einsatz neuartiger Technologien zur Signalübertragung
wesentlich leichter.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 schematisch die Schrämeinrichtung gemäß
der Erfindung, Fig. 2 einen Schaltschrank, welcher die Leistungselektronik aufnimmt
in vereinfachter Darstellung, Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung einen
Schaltschrank zur Aufnahme der Steuerungselektronik für die geregelten bzw. gesteuerten
Motoren der Schrämmaschine, Fig. 4 in ebenfalls schematischer Darstellung eine Walzenschrämmaschine
in der Fig.l entsprechender Wiedergabe, Fig. 5 im Querschnitt eine erste Ausführungsform
der Motorzuleitungen, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Motorzuleitungen in
Seitenansicht und Fig. 7 den Gegenstand der Fig. 6 in Draufsicht.
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In einer Begleitstrecke 1 eines Strebes 2 ist schematisch eine Station
3 wiedergegeben, welche die Leistungselektronik
eines Schrämwalzenladers
4 enthält, die im Zusammenhang mit der Fig. 2 näher erläutert wird. Außerdem ist
in der Strecke 1 ein Umsetzer 5 aufgestellt. Dieser Umsetzer ist für den Empfang
bzw. die Fortleitung der von der Schrämmaschine 4 kommenden Signale vorgesehen,
welche insbesondere im Zusammenhang mit der Fig. 4 erklärt werden.
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Außerdem enthält der Umsetzer 5 die Abgänge für einen Steuerstand,
von dem aus die Maschine manuell durch den Streb 2 gesteuert werden kann und einen
Prozeßrechner; dieser Abgang ist bei 6 durch einen Pfeil angedeutet.
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Die Schrämmaschine benutzt einen Strebförderer 8 als Fahrgleis, der
gleichzeitig als Bezugsebene für die auf der Schrämmaschine eingebauten Meßgeräte
dient. Der Strebförderer 8 hat daher seinerseits Meßgeräte, nämlich solche, die
die beim Rücken von dem Rinnenstrang des Strebförderers 8 durchmessenen Wegstrecken
wiedergeben. Außerdem sind am Strebförderer Endschalter mit entsprechenden Melderelais
vorgesehen, um das unbeabsichtigte Überfahren der Fahrstrecke mit der Schrämmaschine
zu vermeiden. Darüberhinaus können Schalter mit Melderelais an bestimmten Stellen
des Strebförderers 8 angeordnet sein, welche das Windwerk von Schleichfahrt auf
Maximalgeschwindigkeit der Schrämmasch ine und umgekehrt umschalten. Diese Geräte
sowie ihre Leitungsverbindungen sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht wiedergegeben.
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Die Schrämmaschine 4 ist als Doppelwalzenlader ausgebildet und hat
dementsprechend je einen Walzenarm 10, 11, mit den darauf sitzenden Schrämwalzen
12, 13 und den dazugehörigen Walzenmotoren M1 und M2. In einem Windenkasten 14 des
Schrämmaschinengehäuses ist ein Windenmotor M3 untergebracht, während
im
Bereich des Schwenkarmes 11 ein Motor M5 im Gehäuse der Schrämmaschine untergebracht
ist, welcher zum Antrieb der maschineneigenen Hydraulik dient. Mit dieser werden
die in Fig. 4 dargestellten hydraulischen Schubkolbengetriebe 16, 17 beaufschlagt,
welche zum Schwenken der Schrämarme 10, 11 dienen.
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Gemäß der Darstellung der Fig. 4 läßt sich der jeweilige Winkel der
Schrämarme 10, 11 mit Hilfe je einer Neigungswaage 18, 19 feststellen und in ein
elektrisches Signal umwandeln. Außerdem ist auf dem Maschinenkörper eine Neigungswaage
20 angebracht, welche parallel zur Ebene des Maschinenrahmens angeordnet ist. Die
von der Neigungswaage 20 festgestellten Abweichungen quer zur Längsrichtung des
Förderers von bzw. in einem Sollwert führen im Prozeßrechner zu einem Signal, das
zum Anheben oder Absenken der als Unterwalze arbeitenden Schrämwalze 12 und damit
zum Ausgleich der Winkelabweichungen führt.
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Auf dem Gehäuse der Schrämmaschine ist ferner ein Richtungsanzeiger
und Standort-Impulsgeber 21 angebracht. Dazu dienen mehrere Impulsfahnen, welche
an einem Ritzel 22 angebracht sind, das in einer auf dem Rinnenstrang des Strebförderers
8 befestigte Triebstockverzahnung eingreift. Über die Anzahl der je Umdrehung des
Ritzels erzeugten Impulse läßt sich der von der Schrämmaschine zurückgelegte Weg
messen.
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Außerdem ermöglicht die beschriebene Anordnung der Impulsfahnen die
Feststellung der jeweiligen Fahrtrichtung der Schrämmaschine.
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Im Schrämmaschinengehäuse ist eine Sende-und Empfangsanlage 23 untergebracht,
welche die Meßwerte der Station 5 in der Begleitstrecke 1 oder einer weiteren,
ebenfalls
in der Begleitstrecke 1 untergebrachten Station übermittelt, welche bestimmte, von
der Schrämmaschine ausgehende Signale aufnimmt und verarbeitet. Neben der Sende-und
Empfangsanlage 23 befindet sich ein Steuerblock 24, dem eine Fehlerdiagnose 25 zugeordnet
ist. Daran schließt sich ein Bedienungspult 26 an, das die Bedienung der Schrämmaschine
von Hand ermöglicht. Im Abstand davon ist eine Kabeleinführung 26a angebracht, welche
gemäß dem Ausführungsbeispiel insgesamt vier Eingänge 27-30 besitzt.
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Ein Anschluß 31 für Wasser sitzt oberhalb eines Flie8-wächters 32.
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Die vorstehend beschriebenen Meßgeräte und Wächter auf im Doppelwalzenschrämlader
4 sind nur beispielsweise aufgezählt. Diese Meßgeräte reichen zwar aus, um die Maschine
vollautomatisch durch den Streb zu steuern, wobei der Strebförderer 8 als Horizont
dient, auf den die Meßwerte bezogen werden. Das schließt jedoch das Vorhandensein
weiterer Meßgeräte ebensowenig aus wie eine Maschinensteuerung, welche von einer
anderen Bezugsebene als dem Strebförderer 8 ausgeht.
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So können z.B. weitere Meßgeräte auf der Schrämmaschine bzw.
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auf dem Strebförderer 8 installiert werden, welche die Schneid- und
Ladearbeit beeinflussende Meßwerte aus dem Flöz bzw. aus dem Nebengestein gewinnen,
welche sich in eine Steuerungskette oder in einen Regelkreis einbeziehen lassen,
der die Walzendrehzahl über die Motoren M1 und M2 beeinflußt.
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In Fig. 3 ist der Schrank 5 genauer wiedergegeben, welcher die Steuerelektronik
enthält. Insbesondere die Meßgeräte
und Wächter der die Schrämmotoren
M1 und M2 einbeziehenden Steuerketten bzw. Regelkreise erreichen mit den von ihnen
ausgehenden Signale41nen Eingabebaustein 35 über die Signalleitung 36. In dem Schaltbild
der Fig. 3 ist die Signalverarbeitung und Leitungsüberwachung als Block 37 wiedergegeben.
Über einen Baustein 38 ist die Signalleitung 6 angeschlossen, die zum Steuerstand
bzw. Prozeßrechner führt, der nicht wiedergegeben ist. Ein solcher Prozeßrechner
braucht nicht in der Begleitstrecke aufgestellt zu sein. Zweckmäßig wird der Prozeßrechner
vielmehr über Tage installiert und über eine Sende- und Empfangsanlage vorzugsweise
unter Verwendung des Telefonnetzes unter Tage angeschlossen.
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Die Einspeisung 41 führt zur Stromversorgung 42. Bei 42a ist eine
in den Schaltschrank eingebaute Fehlerdiagnose wiedergegeben. Je ein Ausgabebaustein
43-46 ist für jeden der zu steuernden Motoren der Schrämmaschine vorgesehen.
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Dabei handelt es sich im Ausführungsbeispiel um die beiden Walzenmotoren
M1 und M2, sowie um den Windenmotor M3; daher sind die Bausteine 43 und 45 mit Steuerleitungen
47-49 belegt und der Baustein 46 dient als Reservebaustein. Die Bezeichnung (Sch)s
weist auf den Schlagwetterschutz des Schrankes 5 hin.
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Die Steuerleitungen 47-49 sind stationär verlegt und führen in den
Schaltschrank 3, welcher die Leistungselektronik der Motoren aufnimmt. Die Steuerleitung
50 (Fig. 1) ist in der Darstellung der Fig. 3 nicht berücksichtigt. Sie dient zur
Weitergabe der Steuerbefehle, die nicht die Motoren M1-M3 betreffen, sondern für
die anderen Baugruppen der Schrämmaschine vorgesehen sind, welche während des Betriebes
gesteuert
werden sollen. Dazu gehören z.B. die Schubkolbengetriebe
16, 17 für das Verschwenken der Schrämarme, das Ein- und Ausschalten der an die
Wasserleitung angeschlossenen Sprühdüsen o.dgl..
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Die Energieleitung 50o,ist eine Sammelbezeichnung für die Motorzuleitungen
51-53, welche die Ausgänge der Leistungselektronik darstellen, die im Schrank 3
untergebracht ist. Diese nehmen ihren Ausgang von den Leitungsüberwachungen 62-65,
den diesen vorgeschalteten Motorschützen 58-61 und den den Motoren M1-M3 einzeln
zugeordneten Thyristorsätzen 54-56, wobei der weitere Thyristorsatz 57 mit seinem
Schlitz 61 und der Leitungsüberwachung 65 in Reserve steht. Dementsprechend sind
die Steuerleitungen 47-49 einzeln den Thyristorsätzen 54-56 zugeordnet.
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Die Einspeisung erfolgt bei 66. Über einen Druckbegrenzer 67 wird
Kühlwasser durch eine Leitung 68 zugeführt, dem die Thyristorsätze 54-57 über Zweigleitungen
ihr Kühlwasser entnehmen können. Über Zweigleitungen wird das Abwasser einer zentralen
Wasserleitung 68aaufgegeben. Der Kühlkreislauf ist durch entsprechende Richtungspfeile
in Fig. 2 gekennzeichnet.
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Schließlich enthält der Schaltschrank 3 ein Anzeigefeld 69 sowie eine
Fehlerdiagnose 70. Die Bezeichnung (Sch)d weist auf den Schlagwetterschutz des Schaltschrankes
hin.
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Die Motor zuleitungen 51-53 müssen die unterschiedliche Entfernung
vom Schrämwalzenlader 4 bis zum Schaltschrank 3 ausgleichen.
Gemäß
der Ausführungsform nach Fig. 5 sind zu diesem Zweck die Zuleitungen in einem geschlossenen
und ebenfalls schlagwettergeschützten Gehäuse 75 untergebraeht. Das Ausführungsbeispiel
ist für einen höheren Automatisierungsgrad vorgesehen. Es weist auf gegenüberliegenden
Seiten eines Mittelträgers 76 die übereinander angeordneten Stromschienen 77-79;
82-84 für die Motoren M1 - M3 und dazu gehörige Schleifkontakte 77a-79a; 82a-84a
auf. Darunter-befinden sich auf beiden Seiten des Mittelträgers 76 weitere Stromschienen
80, 81, 85, 86; 100-104 mit.den dazugehörigen Schleifkontakten 80a, 81a, 85a, 86a;
100a-104a. Diese dienen alsSteuerleitungen und für andere Zwecke.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 7 sind die insgesamt drei
im beschriebenen Ausführungsbeispiel erforderlichen Motor zuleitungen und die Signalleitung
112 parallel in Schleppkabeln 110, 111, 113, 114 untergebracht. Diese Schleppkabel
können in entsprechenden Ablagen an den Seitenbracken des Strebförderers 8 untergebracht
sein.
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Die Maschine wirkt mit einem aus den Fig. 6 und 7 ersichtlichen Wagen
90 zusammen, der gegen eine beispielsweise von einem Seil bei 87 aufgebrachte Kraft
verfahrbar ist. In dem Wagen sind mehrere Scheiben 91 auf einer gemeinsamen Achse
93 gelagert, welche einzeln den Schleppkabeln 110-114 zugeordnet sind. Zur Vergrößerung
des Umschlingungswinkels sind Hilfsrollengruppen 94, 95 vorgesehen, die im Chassis
96 des Wagens 90 untergebracht sind.
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Im Betrieb wird der Strebverlauf vor Anlaufen der Gewinnung durch
eine Lern- oder Meßfahrt der Schrämmaschine durch den Streb mit Hilfe der beschriebenen
Meßgeräte ermittelt. Die
über die Streblänge ermittelten Werte
für den von der Unterwalze und der Oberwalze auszufUhrenden Schram werden einschließlich
der aufgezeichneten Flözneigung in Abbaurichtung dem Prozeßrechner aufgegeben. Der
Prozeßrechner steuert den Walzenlader in der folgenden Gewinnungsfahrt entsprechend
den vorgegebenen Werten.
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In entsprechender Weise wird mit den Meßgeräten verfahren, welche
zur Steuerung der Schrämwalzenmotoren dienen.
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