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Titel: Einrichtung zur Steuerung der Schiebekappen-
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zylinder hydraulischer Schreitausbaueinheiten Zusatz zu Patent ...
(Patentanmeldung P 33 18 641.3) Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung
der Schiebekappenzylinder bei hydraulischen Schreitausbaueinheiten in Abhängigkeit
von den ein Schreitwiderlager rükkenden Rückzylindern, mit einem am Boden des Rückzylinders
abgestützten, in einer Dosierkammer der Kolbenstange geführten Dosierkolben, mit
einer hydraulischen Verbindung der Dosierkammer mit einem Dosierraum im Kolben des
oder der Schiebekappenzylinder, mit einem im Dosierraum gleitenden Kolbenstößel,
der ein in einer Druckmittelzuleitung zu dem Kolbenraum des Schiebekappenzylinders
liegendes, am Zylinderboden des Schiebekappenzylinders angeordnetes Absperrventil
steuert, und mit einer Ventilvorrichtung für den Ein- und Ausschub des Rückzylinders.
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Eine solche Steuereinrichtung ist Gegenstand des Hauptpatents. Die
Steuereinrichtung arbeitet als Gleichlaufsteuerung, bei der die Schiebekappe beim
Rücken des Schreitwiderlagers, im allgemeinen des Strebförderers, in gleichem Maße
gegen den Abbaustoß ausgefahren wird wie das Schreitwiderlager zum Abbaustoß hin
vorgeschoben wird. Beim Rükken des Schreitwiderlagers wird von dem Dosierkolben
des Rückzylinders der in der Kolbenstange des zugeordneten Schiebekappenzylinders
frei verschieblich geführte Kolbenstößel
hydraulisch beaufschlagt,
der seinerseits das am Zylinderboden des Schiebekappenzylinders angeordnete Absperrventil
steuert, über welches der Schiebekappenzylinder bei seinem Aus schub vom hydraulischen
Druckmedium beaufschlagt wird. Das Absperrventil wird von dem Kolbenstößel also
in Öffnungsrichtung betätigt, wobei eine Abhängigkeit zwischen dem Hub des Dosierkolbens
des Rückzylinders und dem Kolbenhub des Schiebekappenzylinders im Sinne der Gleichlaufsteuerung
besteht. Eine einfache und funktionssichere Anordnung wird nach dem Hauptpatent
dadurch geschaffen, daß der den Kolben des Schiebekappenzylinders durchfassende
Kolbenstößel in der Kolbenstange des Schiebekappenzylinders frei verschieblich geführt
ist und mit einem Betätigungsorgan, z.B. einem Stößel od.dgl.
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des Absperrventils zusammenwirkt, welches im Schiebeweg des Kolbenstößels
liegt und vom Zylinderboden des Schiebekappenzylinders in den Kolbenraum ragt. Die
hydraulische Verbindungsleitung, welche die Dosierkammer des Rückzylinders mit dem
Dosierraum des Schiebekappenzylinders verbindet, kann über ein Rückschlagventil
an eine Niederdruckleitung angeschlossen werden, über welche die Dosierkammer mit
dem hydraulischen Druckmedium gefüllt wird.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung
der Steuereinrichtung nach dem genannten Hauptpatent, insbesondere in Bezug auf
ihre Betriebssicherheit.
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Dabei soll verhindert werden, daß der Schreitausbau gerückt werden
kann,obwohl die Schiebekappe blockiert, d.h.
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nicht oder nicht ganz eingefahren ist. Bei einem solchen Störfall
würde sich die blockierte Schiebekappe beim Rükken des Schreitausbaus in den Arbeitsbereich
einer am Abbaustoß entlangbewegten Gewinnungsmaschine schieben und die Gefahr gefährlicher
Kollisionen mit der Gewinnungsmaschine begründen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß
die Steuereinrichtung als Umkehrsteuerung ausgebildet ist, welche bei Druckbeaufschlagung
des Rückzylinders im Sinne eines Ausbau-Schreitens diesen Schreitvorgang in Abhängigkeit
vom Einschub der Schiebekappe durchführt.
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Die Umkehr steuerung kehrt die Steuerfunktion beim Einleiten des Ausbau-Rückens
um, d.h. das Ausbau-Rücken erfolgt nun in Abhängigkeit vom Schiebekappeneinschub.
Ist dieser blockiert, so wird der Ausbau-Rückvorgang automatisch gesperrt bzw. unterbrochen,
so daß bei diesem Störfall die Schiebekappe nicht in eine Position vorgefahren werden
kann, in der sie mit der vorbeilaufenden Gewinnungsmaschine kollidieren könnte.
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Die erfindungsgemäße Umkehrsteuerung läßt sich in einfacher und funktionssicherer
Weise mit Hilfe eines hydraulisch ansteuerbaren Verriegelungsventils verwirklichen,
welches in der zu dem Kolbenraum des Schreitzylinder führenden Druckleitung angeordnet
ist und dessen Ansteuerleitung an das von der Dosierkammer des Rückzylinders und
dem Dosierraum des Schiebekappenzylinders gebildete Steuersystem angeschlossen ist.
Vorzugsweise weist die genannte Druckleitung eine vor dem Verriegelungsventil abzweigende,
zu dem Ringraum des Schiebekappenzylinders führende Zweigleitung auf, über die beim
Einleiten des Ausbau-Rückvorgangs zunächst der Ringraum des oder der Schiebekappenzylinder
vom hydraulischen Druckmedium beaufschlagt wird, bevor der Rückzylinder durch Öffnen
des hydraulisch ansteuerbaren Verriegelungsventils an die Druckleitung angeschlossen
wird. Es empfiehlt sich ferner, eine das Verriegelungsventil überbrückende Umgehungsleitung
für die Restbeaufschlagung des Kolbenraumes des Rückzylinders bei eingefahrenem
Schiebekappenzylinder vorzusehen. In dieser Umgehungsleitung ist ein Sperrventil
angeordnet, welches bei erfolgtem Einschub des Schlebekappcnzyiinders automatisch
geöffnct wird. as il,r-rrirlntill ist zSw klner rr
Boden des Schiebekappenzylinders
oder, falls mehrere Schiebekappenzylinder vorgesehen sind, an einem der Zylinder
angeordnet, so daß es von dem einschiebenden Kolben dieses Schiebekappenzylinders
in Öffnungsrichtung betätigt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
in einem hydraulischen Schaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert.
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Der in der Zeichnung dargestellte Rückzylinder 1 und der oder die
Schiebekappenzylinder 2 sind derselben Ausbaueinheit, z.B. einem Ausbauschild, Ausbaubock
od.dgl. zugeordnet, wie dies in Fig. 1 der DE-OS 30 02 818 als Beispiel veranschaulicht
ist. Der Rückzylinder 1 dient zum Rücken des Strebförderers oder eines sonstigen
Schreitwiderlagers, während der Schiebekappenzylinder 2 zum Vorschub einer als Vorpfändkappe
gegen den Abbaustoß ausfahrbaren Schiebekappe verwendet wird, die an der stempel
unterstützten Hauptkappe der Ausbaueinheit gelagert ist.
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Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist davon ausgegangen, daß
der Rückzylinder 1 in bekannter Weise in das Führungsgestänge der Ausbaueinheit
so eingeschert ist, daß er bei seiner Druckbeaufschlagung in Einschubrichtung den
Förderer oder ein sonstiges Schreitwiderlager über das Führungsgestänge gegen den
Abbaustoß rückt und bei seiner Druckbeaufschlagung in Ausschubrichtung die Ausbaueinheit
unter Benutzung des Förderers als Rückwiderlager nachzieht.
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Der zugleich als Schreitzylinder für die zugeordnete Ausbaueinheit
dienende Rückzylinder 1 besteht aus einem Zylinderteil 3 und dem darin geführten
Kolben 4 mit der Kolbenstange 5, die als Hohlstange ausgebildet ist und zugleich
den Dosierzylinder mit der Dosierkammer 6 bildet, in der ein Dosierkolben 7 geführt
ist. Der Dosierkolben 7 durchgreift
den Kolben 4 unter Abdichtung
und er stützt sich am Zylinderboden 8 des Zylinderteils 3 mittig ab. Er ist zweckmäßig
mit dem Zylinderboden 8 fest verbunden. Die axiale Dosierkammer 6 ist über eine
im Durchmesser abgesetzte Axialbohrung 9 mit dem freien Ende der Kolbenstange 5
verbunden und hier an eine hydraulische Steuerleitung 10 angeschlossen.
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Der Schiebekappenzylinder oder jeder Schiebekappenzylinder 2 besteht
aus einem Zylinderteil 14 und dem darin geführten Kolben 15, dessen Kolbenstange
16 an die (nicht dargestellte) Schiebekappe angeschlossen ist. Die Kolbenstange
16 weist eine Axialbohrung auf, die einen Dosierraum 17 bildet, in welchem ein schwimmender
Kolben, hier als Kolbenstößel 18 bezeichnet, geführt ist, der den Kolben 15 unter
Abdichtung durchgreift und in den Kolbenraum 19 des Schiebekappenzylinders eintaucht.
Der Dosierraum 17 ist über eine im Durchmesser abgesetzte Axialbohrung 20 an die
hydraulische Steuerleitung 10 angeschlossen. Die Dosierkammer 6 des Rückzylinders
1 und der Dosierraum 17 des zugeordneten Schiebekappenzylinders 2 stehen somit über
die Steuerleitung 10 in ständiger hydraulischer Verbindung.
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Im Zylinderboden 21 des Schiebekappenzylinders 2 oder eines der Schiebekappenzylinder
ist ein Absperrventil 22 angeordnet, welches aus einem Kugel-Rückschlagventil besteht.
Das Absperrventil 22 liegt in einer zu dem Kolbenraum 19 führenden Bohrung des Zylinderbodens
21, an die außenseitig eine hydraulische Druckleitung 23 angeschlossen ist. Das
Absperrventil 22 wird von dem Druck in der Druckleitung 23 und von der Kraft einer
Ventilfeder 34 in Absperrposition gehalten.
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Es ist gegen diese Schließkräfte mittels eines kleinen Stößels 24
od.dgl., der in den Kolbenraum 19 eintaucht, von seinem Sitz abhebbar, um den Kolbenraum
19 über die Druckleitung 23 vom hydraulischen Druckmedium zu beaufschlagen und damit
den Schiebekappenzylinder zum Vorschub der Schie @ekappe gegen den Abbaust@@ @@@@@@@@@@@@
@@@ @@@@@@@@@ des
Absperrventils 22 erfolgt durch den Kolbenstößel
18, der auf den Stößel 24 oder ein sonstiges Betätigungsorgan des Absperrventils
22 wirkt.
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Dem Rückzylinder 1 ist ein Steuerventil 25 zugeordnet, welches von
Hand und/oder durch die jeweilige Ausbausteuerung betätigbar ist. Das Steuerventil
25 ist eingangsseitig an die hydraulische Druckleitung P, eine Niederdruckleitung
ND und den hydraulischen Rücklauf R und ausgangsseitig über Leitungen 26 und 27
an die beiden Zylinderräume 28 und 29 des Rückzylinders 1 angeschlossen. Ein weiteres
Steuerventil 30 ist dem Schiebekappenzylinder 2 bzw. der Schiebekappenzylindergruppe
zugeordnet. Es ist eingangsseitig an die Druckleitung P und an den Rücklauf R und
ausgangsseitig über die Leitungen 31 und 32 an die Kolbenräume 19 und die Ringräume
33 der Schiebekappenzylinder angeschlossen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist nur einer der Schiebekappenzylinder
2 ein Absperrventil 22, einen Kolbenstößel 18 und einen Anschluß an die Steuerleitung
10 auf.
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In der das Absperrventil 22 mit der Hochdruckleitung P verbindenden
Leitung 23 sind hintereinander ein Riegelventil 35 und ein Riegelventil 36 angeordnet.
Das Riegelventil 35 besteht aus einem hydraulisch gesteuerten Zuschaltventil, welches
unter der Schließkraft einer Federvorrichtung 37 steht und die Druckmittelzuleitung
23 normalerweise absperrt. Das Riegelventil 35 ist über eine Zweigleitung 10' an
die hydraulische Steuerleitung 10 angeschlossen.
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Das Schaltventil 36 weist z.B. einen Betätigungsstößel 39 auf, mit
dessen Hilfe es gegen die Rückstellkraft einer Schließfeder 40 in die gezeigte Schaltposition
schaltbar ist, in der es die Druckmittelzuleitung 23 nicht absperrt. Der Stößel
befindet sich im Anschlag mit einem Bauteil 41 der Ausbaueinheit, z.B. mit dem Bruchschild
oder der Kappe derselben. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Durchfluß
durch
das Riegelventil 36 so lange geöffnet ist, wie die dem Schiebekappenzylinder 2 zugeordnete
Schiebekappe keine übermäßig starke Neigung zum Liegenden hin aufweist, bei der
die Gefahr besteht, daß eine am Abbaustoß entlangbewegte Gewinnungsmaschine gegen
die geneigte Schiebekappe läuft. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Neigungswinkels
wird der Stößel 39 an einer Einziehung 42 des zugeordneten Bauteils (Kappe oder
Bruchschild) freigegeben, so daß das Riegelventil 36 unter der Rückstellkraft seiner
Federvorrichtung 40 in die Schließstellung umschaltet, in der es die Druckmittelzuleitung
23 absperrt und damit einen Ausschub des oder der Schiebekappenzylinder 2 und der
zugeordneten Schiebekappe verhindert.
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Die Ausgangsleitung 32 des Steuerventils 30 ist über ein Wechselventil
52 mit den Anschlußleitungen der Ringräume 33 der Schiebekappenzylinder 2 verbunden.
An das Wechselventil ist außerdem die Leitung 26 des Steuerventils 25 angeschlossen.
In der zu dem Kolbenraum 28 des Rückzylinders 1 führenden Leitung 26 ist ein hydraulisch
ansteuerbares Verriegelungsventil 61 angeordnet, dessen Ansteuerleitung 62 mit dem
Steuersystem der Steuerleitungen 10, 10' verbunden ist.
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Das Verriegelungsventil 61 wird von einer Umgehungsdruckleitung 63,
64 überbrückt, in der ein Sperrventil 65 liegt, das am Boden 21 eines der Schiebekappenzylinder
2 gelagert ist und dessen federbelastetes Schließglied 66 durch ein Betätigungsglied,
hier einen in den Kolbenraum 19 eintauchenden Stößel 67 von seinem Sitz abhebbar
ist, um die Verbindung der Leitungen 63 und 64 zu öffnen.
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Wird das Steuerventil 25 von der gezeigten Nullstellung O in die Schaltstellung
A geschaltet, so wird der Ringraum 29 des Rückzylinder 1 über die Leitung 27 mit
der Niederdruckleitung ND und der Kolbenraum 28 dieses Zylinders über die Leitung
26 mit dem Rücklauf R verbunden. Bei in Einschubrichtung
beaufschlagten
Kolben 4 des Rückzylinders 1 baut sich in der Dosierkammer 6 und damit im Steuersystem
10, 10' ein Steuerdruck auf mit der Folge, daß der vom Steuerdruck beaufschlagte
Stößelkolben 18 das Absperrventil 22 auf steuert. Gleichzeitig wird über die Ansteuerleitung
10' auch das Riegelventil 35 umgeschaltet. Die Kolbenräume 19 der Schiebekappenzylinder
22 werden somit über die Leitung 23 an die Druckleitung P angeschlossen, so daß
die Schiebekappe ausgefahren wird. Beim Ausfahren der Schiebekappenzylinder sinkt
der Druck im Steuersystem 10, 10' wieder ab, so daß das Riegelventil 35 und damit
auch das Absperrventil 22 wieder schließen. Durch den weiter einfahrenden Kolben
4 des Rückzylinders 1 beginnt der vorbeschriebene Vorgang erneut, so daß im Ergebnis
die Schiebekappenzylinder mit der Schiebekappe gesteuert in dem Maße ausgefahren
werden, wie der Rückzylinder 1 einfährt bzw. das Rückwiderlager (Strebförderer)
gegen den Abbaustoß vorgeschoben wird. Die Schiebekappenzylinder sind demgemäß in
Abhängigkeit von der Hubbewegung des Rückzylinders 1 im Sinne des Rückens des Schreitwiderlagers
gesteuert.
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Steht in dem Steuersystem 10, 10' ein Steuerdruck an, so wirkt dieser
auch auf das Verriegelungsventil 61, welches hierdurch geöffnet wird, um die Verbindung
des Kolbenraumes 28 des Rückzylinders 1 mit dem Rücklauf R herzustellen.
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Um die Schreitausbaueinheit zu rücken, d.h. in Richtung auf den Abbaustoß
nachzuziehen, wird das Steuerventil in die Schaltstellung B geschaltet, wodurch
die Leitung 26 mit der Druckleitung P und die Leitungen 27 mit dem Rücklauf R verbunden
wird. Die Verbindung der Leitung 26 mit dem Kolbenraum 28 des Rückzylinders 1 wird
jedoch durch das Verriegelungsventil 61 zunächst abgesperrt. Die Leitung 26 ist
über das zu ihr geöffnete Wechselventil 52 mit der Leitung 32 verbunden, die zu
den Ringräumen 33 der Schiebekappenzylinder 2 führt.
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Die Schiebekappenzylinder 2 fahren ein, d.h. die Schiebekappe
wird
eingeschoben. Die Druckflüssigkeit in den Kolbenräumen 19 der Schiebekappenzylinder
2 fließt über die Leitung 31 und ein hydraulisch angesteuertes Rückschlagventil
68 sowie über das Steuerventil 30 in den Rücklauf R ab.
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Beim Einschub der Schiebekappenzylinder baut sich im Dosierraum 17
und damit im Steuersystem 10, 10' ein Steuerdruck auf, der über die Ansteuerleitung
62 auf das Verriegelungsventil 61 wirkt und dieses öffnet, so daß die Verbindung
zwischen der Druckleitung 26 und dem Kolbenraum 28 des Rückzylinders 1 geöffnet
wird. Der Rückzylinder kann nun ausfahren, wobei das hydraulische Druckmedium im
Ringraum 29 des Rückzylinders 1 über die Leitung 27 in den Rücklauf R abfließt.
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Es ist erkennbar, daß der Rückzylinder 1 nur dann ausschieben kann,
wenn der oder die Schiebekappenzylinder einfahren und damit im Steuersystem 10,
10' einen Steuerdruck bewirken, der das Verriegelungsventil 61 öffnet. Der Ausschub
des Rückzylinders 1 erfolgt demgemäß in Abhängigkeit vom Einschub des oder der Schiebekappenzylinder,
während beim Rücken des Schreitwiderlagers (Strebförderer) umgekehrt der Ausschub
der Schiebekappenzylinder in Abhängigkeit vom Einschub des Rückzylinders erfolgt.
Mit Hilfe des hydraulisch ansteuerbaren Verriegelungsventils 61 wird demgemäß eine
Umkehrsteuerung verwirklicht, welche die Abhängigkeit zwischen den über die Gleichlaufsteuerung
verbundenen Zylinder 1, 2 umkehrt, derart, daß der steuernde Zylinder zum gesteuerten
Zylinder umgekehrt wird.
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Sobald der oder die Schiebekappenzylinder 2 sich ihrer voll eingeschobenen
Position nähern, wird durch Kolbenanschlag über den Stößel 67 das Sperrventil 66
geöffnet, so daß über die Umgehungsleitung 63, 64 der Kolbenraum 28 des Rückzylinders
1 unter Umgehung des Verriegelungsventils 61 vom hydraulischen Druckmedium beaufschlagt
wird. Auf diese Weise kann der Rückzylinder 1 bei voll eingeschobenem Schiebekappenzylinder
2 noc-h einen Rest} b zurücklogtan, obwohl im Steuersystem
10,
10' kein Steuerdruck vorhanden und demgemäß das Verriegelungsventil 61 geschlossen
ist.
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Die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung ist unabhängig von den
Volumina der Ringräume des Rückzylinders und des oder der Schiebekappenzylinder.
Es ist also nicht erforderlich, die Ringräume im Volumen gleich zu bemessen. Außerdem
ist durch die Umgehungsleitung 63, 64 mit dem eingeschalteten Sperrventil 66 sichergestellt,
daß unabhängig von den verschiedenen Zylindervolumina der Rückzylinder auch beim
Ausschub den vollen Hub ausführen kann. Das beschriebene Steuersystem läßt sich
nicht nur bei dem in der Zeichnung dargestellten System mit einem sogenannten eingesch~erten
Rückzylinder verwenden, sondern auch bei einem ebenfalls bekannten System ohne eingeschertem
Rückzylinder. Aufgrund der Volumen-Unabhängigkeit der genannten Zylinder erhalten
der Dosierkolben 7 und der Stößelkolben 18 die Funktion von einfachen Steuerkolben
und die Kolbenräume 6 und 17 die Funktion von Steuerzylindern.