DE3312348A1

DE3312348A1 - Energieversorgung von strebausbaueinheiten

Info

Publication number: DE3312348A1
Application number: DE19833312348
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Ketterer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-06
Filing date: 1983-04-06
Publication date: 1984-10-11

Description

Energieversorgung von Strebausbaueinheiten
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von Strebausbaueinheiten, beispielsweise Schildausbaueinheiten mit hydraulischer Energie, die als über eine elektrisch angetriebene Pumpe hochverspannte Hydraulikflüssigkeit aus einem Sammelbehälter mittels Hochdruckleitungen den Ausbaueinheiten zugeführt wird.
Der Strebausbau heutiger Bauweise, seien es Gestelle, Böcke, Bockschilde oder Schilde, weist neben einer hohen Anzahl von Stahlbauelementen einige hydrau lische Zylinder auf.
Die für die Beaufschlagung der Zylinder erforderliche Hydraulikflüssigkeit besteht zum weitüberwiegenden Teil aus Wasser mit einem geringen blzusatz und wird den einzelnen Ausbaueinheiten von ausserhalb des Strebs durch eine Hochdruckleitung zugeführt, wobei der Rückstrom durch eine Rücklaufleitung mit geringem Druck abgeführt wird.
Sämtliche Ausbaueinheiten eines Strebes sind mit der Hochdruckleitung sowie der Rücklaufleitung verbunden.
Die für die Bewegung der Ausbaueinheiten notwendige Energie bzw. Leistung wird über die Hydraulikflüssigkeit zugeführt und errechnet sich aus Druck x Volumenstrom. Die erforderliche hydraulische Leistung wird von einer elektrisch angetriebenen Pumpe erzeugt, die ausserhalb des Strebs in der Abbaustrecke steht. Die Leistung einer derartigen Pumpe muss dabei so gross gewählt sein, dass mindestens eine Ausbaueinheit möglichst aber gleichzeitig zwei oder drei Ausbaueinheiten beaufschlag werden können. Zusätzlich muss von der Pumpe der Strömungswiderstand der Hochdruckschlauchleitung über eine Länge von etwa 350 m bis über 1.000 m überwunden werden.
Aus der Tatsache, dass die für die Bewegung der einzelnen Ausbaueinheit notwendige Energie der einzelnen Ausbaueinheit innerhalb weniger Sekunden zugeführt werden muss, um eine befriedigende Bewegungsgeschwindigkeit zu erreichen, sowie aus der schon genannten Tatsache, dass hierbei von der Pumpe zusätzlich ein hoher Strömungswiderstand der Hydraulikflüssigkeit in der Hochdruckschlauchleitung überwunden werden muss, ergibt sich eine überaus hohe zu installierende Leistung der Hydraulikpumpe, die derzeit bei bis zu 132 kW liegt.
Bei einer solchen Energieversorgung ist als besonders nachteilig zu erwähnen, dass innerhalb des Strebs sehr lange Hochdruck-Schlauchleitungen sowie Rücklaufleitungen verlegt werden müssen. Weiterhin erweist sich als nachteilig, dass die Pumpen mit einer sehr hohen installierten Leistung zu versehen sind. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Notwendigkeit, eine überwiegend aus Wasser bestehende Hydraulikflüssigkeit zu verwenden. Bei der Länge der verwendeten Schläuche und der grossen Anzahl von Schlauchverbindungen sind Undichtigkeiten kaum zu vermeiden. Daraus resultierende Verluste an Hydraulikflüssigkeit sind aus Kostengründen und aus Gründen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes nur vertretbar, wenn es sich überwiegend um Wasser handelt.
Andererseits wirft eine Hydraulikflüssigkeit mit hohen Wasserbestandteilen technische Probleme wie Korrosion, unzureichende Schmierung der bewegten Teile oder auch Veränderung der Flüssigkeit durch Bakterienbefall mit anschliessender Ausflockung auf.
Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zur Versorgung von Strebausbaueinheiten mit hydraulischer Energie zu schaffen, die eine Senkung der für die hydraulische Versorgung des Ausbau benötigten Leistung ermöglicht, welche den Aufwand einer zentralen über den gesamten Streb verlaufenden Hochdruckschlauchleitung unterbindet und die darüber hinaus die Möglichkeit schafft, in Nbhängigkeit des geringen Verbrauchs höherwertige Hydraulikflüssigkeiten zu verwenden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jeder Ausbaueinheit und/oder kleiner Gruppen von Ausbaueinheiten eine selbständige Energieerzeugungsstation zugeordnet ist.
Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, dass die Energieerzeugungsstation im wesentlichen aus einem über eine Pumpe beaufschlagbaren Druckbehälter in Verbindung mit einem Energiespeicher besteht.
Weiterhin erweist es sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft, dass an die saug- und Druckseite einer Pumpe angeschlossen jeweils ein Behälter vorgesehen ist, wobei der Behälter auf der Druckseite als Druckbehälter mit einem Energiespeicher versehen und der Behälter auf der Rücklauf seite als druckloser Rücklaufbehälter ausgebildet sind.
Bei der Verwirklichung einer solchen Energieversorgung von Strebausbaueinheiten erscheint es vorteilhaft, elektrische Antriebseinheiten in Verbindung mit einem geeigneten Energiespeicher, beispielsweise einer Gasblase oder einen Federspeicher, einen Akkumulator oder ähnliches mit einer Energieumsetzungseinrichtung zu versehen, welche eine Umsetzung der gespeicherten Energie in mechanische und hydraulische Bewegungsenergie innerhalb weniger Sekunden ermöglicht. Dadurch, dass auf diese Weise der Hydraulikdruck in der Ausbaueinheit selbst erzeugt wird und auch die Flüssigkeit nicht von aussen zugeführt werden muss, wird die zentrale Hochdruckschlauchleitung vermieden. Die Senkung der Antriebsleistung ergibt sich - bei gleichem Energiebedarf für die einzelnen Ausbaueinheiten -aus dem Verhältnis der Stillstandszeit zur Bewegungszeit des Ausbaus. Wird unterstellt, dass der Ausbau in etwa 4 Sec. vorgezogen wird, anschliessend aber rund 1.000 Sec. lang nicht bewegt werden muss, so hat eine Antriebseinheit rund 1.000 Sec Zeit, um in einen Energiespeicher jene Energiemenge einzuspeichern, die für das Vorziehen der Ausbaueinheit benötigt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in schematisierter Form wiedergegeben und wird im folgenden näher erläutert.
In der Zeichnung ist in schematisierter Form eine Ausbaueinheit 1 dargestellt, die mit einer selbständigen Energieversorgunsstation 6 versehen ist.
Die als Schildausbau ausgebildete Ausbaueinheit 1 weist als wesentliche Bestandteile eine Liegendkufe 2, einen Bruchschild 3, einen Hangendschild 4 und einen zwischen Liegendkufe 2 und Hangendschild 4 angeordneten Hydraulikstempel 5 auf. Der Hydraulikstempel 5 ist in schematisierter Form über die Leitung 16 mit der Energieversorgungsstation 6 verbunden. Die Energieversorgungsstation 6 weist eine Pumpe 8 auf, die über einen Elektromotor 7 angetrieben wird. Die Pumpe 8 ist über eine Hochdruckleitung 10 mit dem Hochdruckbehälter 12 verbunden, der mit einem Energiespeicher 13 in Form einer Gasblase versehen ist. Als Energiespeicher kommen auch andere Einrichtungen, beispielsweise Federspeicher, in Frage. Auf der Saugseite ist die Pumpe 8 über eine Saugleitung 9 mit einem Behälter 11 verbunden, der als Rücklaufbehälter ausgebildet ist. Die Behälter 11, 12 sind über ein Umsteuerventeil 14 mit den hydraulischen Einheiten, beispielsweise dem Hydraulikzylinder 5 verbunden. Beim Einfahren des Hydraulikzylinders 5 läuft die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 16, das Umsteuerventil 15 und die Leitung 15 in den Rückflussbehälter 11. Beim Ausfahren des Hydraulikzylinders 5 wird die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit aus dem Behälter 12 über das Umsteuerventil 14 und die Leitung 16 dem Hydraulikzylinder 5 zugeführt. Der absinkende Flüssigkeitsspiegel im Behälter 12 wird über die Pumpe 8 aus dem Behälter 11 heraus ausgeglichen-.
Bei Verwendung einer selbständigen Energieversorgungsstation 6 für eine Ausbaueinheit 1 oder eine kleine Gruppe von Ausbaueinheiten 1 geht die Erfindung vor allem von der Verwendung von Energiespeichern aus.
Im Rahmen der Erfindung ist auch die Verwendung von Gruppenpumpen und Gruppenspeichern denkbar.
1 Ausbaueinheit 2 Liegendkufe 3 Bruchschild 4 Hangendschild 5 Hydraulikstempel 6 Energieversorgungsstation 7 Motor 8 Pumpe 9 Saugleitung 10 Druckleitung 11 Behälter 12 Behälter 13 Energiespeicher 14 Umsteuerventil 15 Leitung 16 Leitung - Leerseite -

Claims

Energieversorgung von Strebausbaueinheiten Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Versorgung von Strebausbaueinheiten, beispielsweise Schildausbaueinheiten mit hydraulischer Energie, die als über eine elektrisch angetriebene Pumpe hochverspannte Hydraulikflüssigkeit aus einem Sammelbehälter mittels Hochdruckleitung den Ausbaueinheiten zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausbaueinheit (1) und/oder kleinen Gruppen von Ausbaueinheiten (1) eine selbständige Energieerzeugungsstation (6) zugeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungsstation (6) im wesentlichen aus einem über eine Pumpe (8) beaufschlagbaren Druckbehälter (12) in Verbindung mit einem Energiespeicher (13) besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Energieerzeugungsstation (6) ergebenden Elemente, wie Motor (7), Pumpe (8), Flüssigkeitsbehälter (11, 12) usw., in Ausbauteilen (2, 3, 4) integriert angeordnet sind.
4. Einrichtt:ng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass an die Saug- und Druckseite (9, 10) einer Pumpe (8) angeschlossen jeweils ein Behälter (11 12) vorgesehen ist, wobei der Behälter (12) auf der Druckseite als Druckbehälter mit einem Energiespeicher (13) versehen und der Behälter (11? als druckloser Rücklaufbehälter ausgebildet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch beaufschlagbaren Zylinder (5) der Ausbaueinheit (1) jeweils über ein Umsteuerventil (14) mit den Behältern (11, 12) verbunden sind.