DE3343372A1

DE3343372A1 - Einrichtung zum schutz von teilschnitt-schraemmaschinen

Info

Publication number: DE3343372A1
Application number: DE19833343372
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Dröscher; Otto Dipl.-Ing. Schetina; Herwig Ing. Wrulich; Alfred Ing. Zeltweg Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1984-07-12
Also published as: AU2274183A; FR2538851A1; ATA474282A; FR2538851B1; US4591209A; DE3343372C2; GB2133063B; GB8333997D0; ZA839449B; JPS59134299A; GB2133063A; PL141387B1; PL245202A1; AT377056B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Di?i...-?hysJDr; K. Fincjse

Dipl.-Ing. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dr. J. Prechtel

8000 MÜNCHEN 86 3 fi M₀V

POSTFACH 860 820 0 U. WOV.

MOHISTRASSE 22

Fall 2 4729 telefon (o89)980352

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TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft
Friedrichstraße 4

A- 1011 Wien

Einrichtung zum Schutz von Teilschnitt-Schrämmaschinen

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VOEST-ALPTNE Aktiengesellschaft
Wien (Österreich)

Ein richtung ?um Schutz von Teilschnitt-Schränmaschinen

Die ..rfinduncr hiezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz von Tei] Schnitt-Schrämmaschinen vor Überlastung, mit einem rotierbar gelagerte Schrämköpf e tragenden, schwenkbaren Schrämarm. Schrämköpf e derartiger Teilschnitt-Schrämmaschinen sind in der Regel auf eine bestimmte Schwenkgeschwindigkeit des Schrämarmes ausgelegt, um bei vorgegebener Würfeldruckfestigkeit des abzubauenden Gestein? ein korrektes Schnittbild zu erhalten. Wenn ein derartiger Schrämkopf mit einer Schwenkgeschwindigkeit betrieben wird, welche von der Schwenkgeschwindigkeit verschieden .ist, für welche die Auslegung der Anordnung der Meißel am Schrämkopf getroffen wurde, kann es ?\x schweren Erschütterungen der Teilschnittschrämmaschine kommen, welche zum Bruch von Teilen derselben führen kennen. Beim Abbau von bestimmten Materialien kommt es nun häufig vor, daß Teilbereiche mit geringerer Härte bzw. geringerer Zähigkeit bzw. höherer Sprcdigkeit durchfahren werden, in welchen ohne Gefahr unzulässiger Erschütterungen eine höhere Schwenkgeschwindigkeit des Schrämarmes gewählt werden kann. Um die Arbeitsleistung einer derartigen Teilschnitt-Schrämmaschine zu erhöhen, ist es daher vorteilhaft, zusätzlich zu der Schwenkgeschwindigkeit, für welche die Auslegung der Anordnung der Meißel am Schrämkopf getroffen wurde, eine größere Schwenkgoschwindigkeit für einen Anstellhub zu ermöglichen, wobei jedoch unmittelbar nach Auftreffen der Meißel des Schrämkopfes in das Gestein, für welches die Auflegung der Meißelanordnung getroffen wurde, die So]1-Hchwenkgeschwindigkeit eingestellt werden muß, um Beschädigungen an der Maschine zu verhindern.

Für die Überwachung unzulässiger Retriebszustände ist es bereits bekannt- gc^rden Wali'schrämmaschinen mit

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überv/achungseinrichtungen auszurüsten, die die Temperatur des Flüssigkeitskreislaufes der hyraulischen Winde, die Temperatur bestimmter Lagerstellen, die des Kühlwasserkreislaufes oder auch den Druck überwachen. Eine überwachungseinrichtung dieser Art ist beispielsweise der DE-OS 29 17 054 zu entnehmen. Den DE-OSen 31 00 116 und 31 06 348 sind sensibilisierte Schneidwerkezeuge zu entnehmen, mittels welcher eine Schneidcharakteristik des jeweiligen Gesteines oder Minerales während des Schneidens des Schneidwerkzeuges abgetastet werden kann. Derartige Einrichtungen sind naturgemäß relativ aufwendig, da sie unmittelbar im Bereich der mit dem Schnittdruck beaufschlagten Meißel angeordnet werden müssen, und die Lagerstellen für die Verschwenkung der Meißel sind entsprechend hohen Verschleißen ausgesetzt.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache und betriebssichere Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher es ohne Gefahr einer Beschädigung der Maschine möglich ist, den Schwenkarm mit höherer Geschwindigkeit zu verschwenken, wenn der Schrömkopf auf weicheres bzw. spröderes Gestein trifft,, Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die eingangs genannte Einrichtung im wesentlichen darin, daß der Schrämarm einen Erschütterungssensor trögt, dessen Signale über eine Steuerelektronik mit dem Schwenkantrieb des Schrämarmes, insbesondere steuerbaren Ventilen eines hydraulischen Schwenkantriebes, verbunden ist. Dadurch, daß der Schrömarm einen Erschütterungssensor trägt, kann beim Eintreten des Schrämkopfes in dasjenige Gestein, für welches eine bestimmte Schxvenkgeschwindigkeit vorgesehen ist, rasch dieser unzulässige Betriebszustand, d. h. die zu hohe Schwenkgeschwindigkeit, an Hand der Erschütterungen des Schrämarmes erkannt werden und durch die Steuerelektronik kann der Schwenkantrieb auf die Soll-Schwenkgeschwindigkeit, für welche der Schrämkopf ausgelegt ist, reduziert werden, bevor es zu einer Überlastung von Teilen der Teilschnitt-Schrämmaschine kommt.

Für den Schwenkantrieb von Schrämarmen von Teilschnitt- -Schrämmaschinen werden üblicherweise hydraulische Antriebe verwendet. Zur Erzielung einer angenüber der Soll-Schwenkgeschwindigkeit erhöhten Schwenkgeschwinöigkeit ist vorzugsweise der Schwenkantrieb mit einer Hydraulikpumpe mit

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veränderbarem Fördervolumen, insbesondere einer Axialkolbenpumpe, ausgestattet. Eine derartige Hydraulikpunipe läßt sich für den rascheren Hub auf größere Fördermenge verstellen.

Die Steuerelektronik für die Zurücknahme des Schwenkantriebes auf die Soll-Schwenkgeschwindigkeit, für welche der Schrämkopf ausgelegt ist, kann in vorteilhafcer Weise einen Schwellwertschalter enthalten. Vorzugsweise ist hiebei der Schwellv.rtscbalter mit einem Stellantrieb für die Veränderung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes verbunden. Durch einen derartigen Schwellwertschalter kann das Ausmaß der zulässigen Erschütterung vorgegeben werden und die Rücknahme der Schwenkgeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit erfolgt nur dann, wenn tatsächlich unzulässige Erschütterungen der Schrämmaschine eintreten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Ausbildung so getroffen, daß der Schwellwertschalter mit einem durch die Steuerelektronik betätigbaren Magnetventil zusammenwirkt, welches einen Steuerölkreis mit gesonderter Steueröldruckquelle, insbesondere -pumpe, mit einem hyraulischen Antrieb für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes verbindet. Eine derartige Ausbildung, bei welcher der Steuerölkreis für die Betätigung der Verstellung des hydraulischen Antriebes des Schwenkwerkes gesondert von der Hydraulik für den Antrieb des Schwenkwerkes ausgebildet ist, hat den Vorteil einer größeren Betriebssicherheit, da bei einer derartigen Ausbildung die Möglichkeit geschaffen wird, auch bei einem Defekt in der Schutzvorrichtung zumindest den normalen Betrieb der Schrämmaschine unverändert aufrechtzuerhalten.

Sobald eine unzulässige Erschütterung der Maschine aufgetreten ist, erscheint es vorteilhaft, wenn eine neuerliche raschere Schwenkbewegung des Schrämarmes nur bewußt und nicht automatisch wieder auftreten kann. Zu diesem Zweck weist vorzugsweise die Steuerelektronik ein selbsthaltendes Relais und einen Handtaster auf, wobei das Relais beim öffnen des Schwellwertschalters abfällt und bei geschlossenem Schwellwertschalter durch Betätigen des Handtasters wiederum in die Selbsthaltestellung bringbar ist, und bei Abfallen des Relais das Magnetventil stromlos geschaltet ist. Es muß somit nach Ansprechen der

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Steuerelektronik durch den Handtaster das selbsthaltende Relais wiederum in die Bereitschaftntellung gebracht werden, was wiederum nur dann möglich ist, wenn auch der Schwellwertschalter wiederum geschlossen ist. Die Sicherheit des Betriebes, insbesondere bei Ausfall der Steuerelektronik oder der Stromversorgung für die Steuerelektronik kann dadurch verbessert werden, daß das Magnetventil in seiner stromdurchflossenen Stellung den hydraulischen Antrieb für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes im Sinne der maximalen Fördermenge derselben mit der Steueröldruckquelle verbindet und in seiner Ruhelage den hydraulischen Antrieb für die Verstellung der Fördermenge der Hyraulikpumpe drucklos macht, wobei die Fördermenge der Hydraulikpumpe auf einen vorbestimmten Betriebswert abgesenkt wird. Hiebei kann vorzugsweise der hydraulische Antrieb für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes durch eine Feder im Sinne der Verringerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes belastet sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei einem Ausfall der Steuerelektronik die Soll-Schwenkgeschwindigkeit, für welche die Geometrie der Anordnung der Meißel am Schrämkopf berechnet ist, automatisch und selbsttätig wieder aufgesucht wird.

Als Erschütterungssensoren kommen eine Reihe von Bauteilen in Frage, wobei insbesondere Trägheitssensoren oder Beschleunigungsaufnehmer genannt seien.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schrämmaschine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für die erfindungsgemäße Einrichtung und Fig. 3 ein Detail einer hydraulischen Steuerung für den Schwenkantrieb des Schrämarmes einer Schrämmaschine nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist die Schrämmaschine mit 1 bezeichnet. Diese Schrämmaschine 1 weist einen Schrämarm 2 auf, welcher in Höhenrichtung im Sinne des Doppelpfeiles 3 und um eine im wesentlichen vertikale Schwenkachse 4 im Sinne des Doppelpfeiles 5 verschwenkbar ist und an seinem freien Ende Schränköpfe 6 trägt. Am Schrämarm ist ein Erschütterungsr-icnsor 7 angeordnet, dessen Signale

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einer mit 8 angedeutenden Steuerelektronik zugeführt werden. In der Fahrerkabine 9 ist ein Handtaster 10 schematisch angedeutet, welcher die Erhöhung der Schwenkgeschwindigkeit des Schrämarmes im Sinne des Doppelpfeiles 5 ermöglicht. Es ist weiters ein Magnetventil 11 schematisch angedeutet, welches von der Steuerelektronik 8 betätigt wird.

In Fig. 2 sind Details der Steuerelektronik näher erläutert. Der Ecschleunigungsaufnehmer bzw. Erschütterungssensor ist wiederum mit 7 bezeichnet. Die Steuerelektronik 8 umfaßt einen Meßwertverstärker 12 sowie einen Schwellwertschalter 13. Der Handtaster 10 ist mit einem selbsthaltenden Relais 14 verbunden. Dieses selbsthaltende Relais 14 sowie der Schwellwertschalter 13 sind wiederum über elektrische Leitungen mit dem Magnetventil 11 verbunden.

Bei Betätigung des Handtasters 10 und eingeschalteter Stromquelle gelangt das selbsthaltende Relais 14 dann in die Selbsthaltestellung, wenn der Schwellwertschalter 13 geschlossen ist. In dieser selbsthaltenden Stellung ist bei geschlossenem Schwellwertschalter 13 das Magnetventil 11 stromdurchflössen und daher in derjenigen Stellung, in welcher der beschleunigte Schwenkantrieb möglich ist. Sobald der Erschütterungssensor unzulässige Erschütterungen meldet und unter Zwischenschaltung des Signalverstärkers 12 der Schwellwertschalter 13 anspricht, fällt das selbsthaltenden Relais 14 ab und es gelangt das Magnetventil 11 in seine Ruhelage, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Ein neuerliches Einschalten der Schutzschaltung durch Betätigung des Handtasters 10 ist nur dann möglich, wenn gleichzeitig auch der Schwellwertschalter 13 wiederum geschlossen ist, wobei die geschlossene Stellung des Schwellwertschalter 13 die Ruhelage darstellt.

In Fig. 3 ist das Magnetventil 11 und der Steuerölkreis für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe des Schwenkantriebes näher erläutert. Dan Magnetventil 11 ist in der Ruhelage dargestellt, bei welcher die Spule nicht vom Strom durchflossen ist. In dieser Stellung wird ein von einem hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregat 5 gebildeter Stellantrieb für eine hydraulische Pumpe 16 mit veränderbarem Fördervolumen mit der Rücklaufleitung ]7 verbunden, so daß der Steuerkolben 18 des

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hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregates 15 durch die Kraft einer Feder 19 in Richtung des Pfeiles 20 verstellt wird. In dieser Ausgangslage ist die Fördermenge der Hydraulikpumpe 16 auf geringste Fördermenge und damit auf geringe Schwenkgeschwindigkeit verstellt. Sobald die Schutzschaltung aktiviert ist und das Magnetventil 11 stromdurchflossen ist, wird der Arbeitsraum des Kolbens 18 des hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregates 15 mit einer Steuerölpumpe 21 verbunden. Die Steuerölpumpe 21 verschiebt hiebei den Kolben 18 entgegen der Richtung des Pfeiles 20 und unter Überwindung der Kraft der Feder 19 nach links, wobei die Hydraulikpumpe mit veränderbarem Fördervolumen 16 in Richtung ihrer größten Fördermenge verstellt wird. Es wird somit die große Schwenkgeschwindigkeit des Schrämarmes so lange ermöglicht, als das Magnetventil 11 in stromdurchflossener Stellung gehalten wird.

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Claims

3343ο V ί. VOEST-ALPIFE Aktiengesellschaft Wien (Österreich) Patentansprüche

1. Einrichtung zum Schutz von Teilschnitt-Schrämmaschinen vor überlastung, mit einem rotierbar gelagerte Schrämköpfe (6) tragenden, schwenkbaren Schrämarm (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Schrämarm (2) einen Erschütterungssensor (7) trägt, dessen Signale über eine Steuerelektronik (8) mit dem Schwenkantrieb des Schrämarmes (2) , insbesondere steuerbaren Ventilen eines hydraulischen Schwenkantriebes, verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb eine Hydraulikpumpe (16) mit veränderbarer Fördermenge, insbesondere eine Axialkolbenpumpe, aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (8) einen Schwellwertschalter (13) enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (13) mit einem Stellantrieb (15) für die Veränderung der Fördermenge der Hydraulikpumpe (16) des Schwenkantriebes verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (13) mit einem durch die Steuerelektronik betätigbaren Magnetventil (11) zusammenwirkt, welches einen Steuerölkreis mit gesonderter Steueröldruckquelle, insbesondere -pumpe (21), mit einem hydraulischen Antrieb

(15) für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe (16) des Schwenkantriebes verbindet.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (8) ein selbsthaltendes Relais (14) und einen Handtaster (10) aufweist, daß das Relais (14) beim Öffnen des Schwellwertschalters (13) abfällt und bei geschlossenem Schwellwertschalter (13) durch Betätigen des Handtasters (10) wiederum in die Selbsthaltestellung bringbar ist,

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und daß bei Abfallen des Relais (14) das Magnetventil (11) stromlos geschaltet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (11) in seiner stromdurchflossenen S'ellung den hydraulischen Antrieb (15) für die Verstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe (16) des Schwen.;antriebes Im Sinne der maximalen Fördermenge derselben mit der Steueröldruckquelle (21) verbindet und in seiner Ruhelage den hydraulischen Antrieb (15) für die Verstellung der Fördermenge der Hyraulikpumpe (16) drucklos macht, wobei die Fördermenge der Hydraulikpumpe (16) auf einen vorbestimmten Betriebswert abgesenkt wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Erschütterungssensor (7) als Trägheitssensor oder als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb (15) für die Verstellung der Fördermenge der 'Hydraulikpumpe (16) des Schwenkantriebes durch eine Feder (19) im Sinne der Verringerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe (16) des Schwenkantriebes belastet ist.

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