DE3423042C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von hydraulischen Schubkolbengetrieben von Grubenausbaugestellen.

Ausbaugestelle für untertägige Grubenbetriebe ent­ halten eine Anzahl von als Stempel ausgebildete Schubkolbengetrieben, die zwischen der Liegendschwelle und den Kappen angeordnet sind. Beim Strebbau ist eine Reihe von Ausbaugestellen nebeneinander entlang einem Strebförderer angeordnet, auf dem eine Gewinnungs­ maschine entlang der Abbaufront verfahren wird und Kohle gewinnt. Sobald die Gewinnungsmaschine eine An­ zahl von Ausbaugestellen passiert hat, werden diese Ausbaugestelle zunächst dazu verwendet, den Streb­ förderer mittels eines Rückzylinders gegen die neu freigelegte Abbaufront vorzurücken. Dann werden die Ausbaugestelle eingeraubt durch umgekehrte Betätigung des Rückzylinders, an den Förderer herangezogen und wieder gesetzt.

Die Ausbaugestelle können an ihren Kappen hydrau­ lisch betätigte Vorpfändkappen und Spreizen auf­ weisen, die gegen die neue Abbaufront selbst ange­ preßt werden.

Die beschriebenen Funktionen eines Ausbaugestells werden gewöhnlich hydraulisch gesteuert, da die Ver­ wendung elektrischer Vorrichtungen Untertage die Ge­ fahr von Schlagwettern mit sich bringen würde. Dem­ entsprechend ist jedes Ausbaugestell mit einer hy­ draulischen Steuervorrichtung versehen.

Aus Sicherheitsgründen wird eine Vielzahl von Funk­ tionen von der Steuerung eines benachbarten Ausbau­ gestells oder von einer entfernten Steuerung durch­ geführt. Deshalb muß eine Vielzahl von Hydraulik­ schläuchen nicht nur innerhalb der einzelnen Ausbau­ gestelle sondern auch zwischen den Ausbaugestellen angeordnet sein. Da es oft wünschenswert ist, bestimmte Funktionen der Ausbauelemente in Gruppen zu steuern, wird hierdurch die Zahl der im Streb zu verlegenden Hydraulikschläuche noch erhöht.

Es wäre sehr wünschenswert, die Steuerung der Aus­ baugestelle elektrisch durchführen zu können, da hierbei leicht handhabbare und in ihren Abmessungen wesentlich kleinere elektrische Kabel anstelle der Vielzahl von Hydraulikschläuchen treten würden und auch die bei der hydraulischen Steuerung auftreten­ den Leckagen vermieden würden, jedoch würden hierbei die oben beschriebenen Sicherheitsprobleme auftreten.

Elektro-hydraulische Steuerungen sind in begrenztem Umfang verfügbar, sie müssen jedoch eigensicher sein hierzu muß ihre Leistungsaufnahme entsprechend be­ grenzt werden, beispielsweise auf 500 Milliampere bei 12 V.

Für die elektro-hydraulische Steuerung geeignete Magnetventile haben eine verhältnismäßig hohe Lei­ stungsaufnahme und deshalb können, damit die Bedin­ gungen der Eigensicherheit eingehalten werden, nur sehr wenige Ventile gleichzeitig betätigt werden. Wenn ein Ventil nach seiner elektrischen Betätigung in der Betätigungsstellung gehalten werden soll, muß es hydraulisch verriegelt werden, da andernfalls wei­ terhin elektrische Leistung aufgenommen werden müßte, die an einer Stelle, beispielsweise zur Betätigung eines anderen Magnetventiles, fehlen würde. Die hy­ draulische Verriegelung muß auch wieder gelöst wer­ den und wenn ein Bedienungsvorgang in einem Notfall unterbrochen werden muß, kann dies in vielen Fällen nur dadurch erfolgen, daß die gesamte Druckflüssig­ keitsversorgung unterbrochen wird und zwar aus Zeit­ gründen oft dadurch, daß die Druckflüssigkeitszu­ führungsleitung geöffnet und die Druckflüssigkeit in die Atmosphäre abgelassen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eigen­ sichere Steuervorrichtung für die hydraulischen Schub­ kolbengetriebe von Grubenausbaugestellen zu schaffen, bei der in größtmöglichem Umfange elektrische Steuer­ elemente und Steuerleitungen verwendet werden, so daß die Anzahl der im Streb zu verlegenden Hydraulikschläu­ che sehr wesentlich vermindert werden kann, die ein­ fach und kostensparend herzustellen ist, die viel­ fältige Bedienungsmöglichkeiten erlaubt und die dem Bedienungspersonal ein hohes Maß an Sicherheit und eine Vereinfachung und Erleichterung ihrer Tätigkeit bietet.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Steuer­ vorrichtung durch je einen Elektromotor geringer Lei­ stungsaufnahme mit einem Getriebe hoher Untersetzung zum Betätigen der Steuerventile gelöst.

Hierdurch ist es möglich, die elektrische Leistungs­ aufnahme der Ventile erheblich zu vermindern, so daß unter Einhaltung eigensicherer Bedingungen eine große Anzahl von Ventilen gleichzeitig betätigt bzw. be­ nutzt werden kann. Die geringe Leistungsaufnahme der Ventile und auch die Tatsache, daß sie Leistung nur erfordern, um verstellt zu werden, nicht aber um eine bestimmte Stellung einzuhalten, macht es möglich, inner­ halb einer eigensicheren Anlage 16 bis 20 Ventile zu verwenden statt, wie bisher, höchstens drei Ventile, und es ermöglicht auch die Verwendung elektrischer Leistung für andere Zwecke.

Vorzugsweise sind die Ventile nockenbetätigt.

Nach einer Weiterbildung ist die Erfindung gekennzeich­ net durch elektrische Bewegung der Ventile zwischen vorbestimmten Stellungen, so daß die Notwendigkeit hydraulischen Verriegelns entfällt.

Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Not-Stop-Vorrichtung zum Stoppen elektrischer Vor­ gänge enthalten, durch die die Steuerungsvorgänge ab­ gebrochen werden, ohne daß es notwendig wäre, die Druckflüssigkeitszuleitung zu unterbrechen oder zu öffnen.

Wenn die Vorrichtung zur Folgesteuerung verwendet wird, enthält sie zweckmäßig auf einen bestimmten Druck eingestellte Druckfühler oder Druck-Meßwand­ ler für die Stempel eines ersten Ausbaugestelles, die dort einen Mindest-Setzdruck feststellen, nach dessen Erreichen das folgende Ausbaugestell betätigt wird, während im ersten Ausbaugestell der Setzvor­ gang fortgesetzt wird, bis dort der vorgegebene maxi­ male Setzdruck erreicht ist. Hierdurch wird die Takt­ zeit der Folgesteuerung erheblich verringert, da es nicht länger erforderlich ist, daß der Raub-, Rück- und Setz­ vorgang des zweiten Ausbaugestells erst dann einge­ leitet wird, wenn das erste Ausbauelement vollstän­ dig bis zur Höchstlast gesetzt ist.

Die Steuervorrichtungen können Microprozessoren ent­ halten, wodurch die Schaltungen vereinfacht und die Anzahl der Bauteile erheblich vermindert werden können. Dem Microprozessor kann als Speicher ein ROM zugeordnet sein, wobei es sich vorzugsweise um ein EEPROM handelt. Eine Steuerstation oder eine Ausgabeeinheit kann Übertage angeordnet und mit den untertägigen Steuervorrichtungen verbunden sein.

Ausführungsbeispiele von Steuervorrichtungen gemäß der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine Auf­ sicht mit der Steuervorrichtung ge­ steuerten Strebausrüstung zeigt während,

Fig. 2 die Vorderansicht der Steuervorrichtung für ein einzelnes Grubenausbaugestell und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ven­ tileinrichtung für ein Ausbaugestell,

Fig. 4 eine Ansicht nach dem Pfeil IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht nach dem Pfeil V der Fig. 3 bei abgenommener Abdeckung,

Fig. 6 ein vereinfachtes Schaltdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 7 ein entsprechendes hydraulisches Schal­ tungsdiagramm und

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform in Dar­ stellung wie in Fig. 1 zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Strebausrüstung weist eine Vielzahl von Ausbaugestellen 10 auf, die ne­ beneinander entlang der Abbaufront 11 aufgestellt sind. Zwischen den Ausbaugestellen 10 und der Ab­ baufront 11 verläuft ein Strebförderer 12. Eine Ge­ winnungsmaschine 13 mit an ihren beiden Enden ange­ ordneten Schrämtrommeln 14 ist entlang des Abbau­ stoßes hin- und her verfahrbar und gewinnt bei jeder Fahrt von der Abbaufront einen Schnitt Kohle herein. Die hereingewonnene Kohle wird von der Gewinnungsmaschine auf den mit 15 bezeichneten schraffierten Teil des Strebförderers 12 geworfen.

Nach der Vorbeifahrt der Gewinnungsmaschine 13 werden aus den Ausbaugestellen 10 Vorpfändkappen 16 ausge­ fahren, die das neu freigelegte Hangende bis nahe an den neuen Kohlenstoß unterstützen. Außerdem werden Spreizen 17 ausgefahren, die gegen den neu freige­ legten Stoß angepreßt werden.

Jedes Ausbaugestell weist eine Liegendschwelle und Kappen auf, die miteinander durch hydraulische Stem­ pel verbunden sind. Wenn die Ausbaugestelle ihre Stütz­ funktion ausüben, sind die Stempel ausgefahren um die Kappen gegen das Hangende anzupressen. Jedes Ausbauge­ stell 10 ist mit dem Strebförderer 12 durch einen Rückzylinder verbunden und wenn die Gewinnungsmaschine 13 an einem bestimmten Ausbaugestell vorbeigefahren und eine vorbestimmte Entfernung von ihm erreicht hat, die in Fig. 1 mit 18 bezeichnet ist, werden die Rück­ zylinder eines oder mehrerer vorbestimmter Ausbauge­ stelle nacheinander ausgefahren, um den Strebförderer gegen die neu freigelegte Abbaufront vorzurücken. Nach dem Rücken des Strebförderers in die neue Stellung wird jedes Ausbaugestell, eines nach dem anderen, eingeraubt und dann durch umgekehrte Betätigung des Rückzylinders unter Verwendung des Strebförderers als Widerlager gegen die Abbaufront vorgezogen und in seiner neuen Stellung wieder gesetzt werden. Hierbei werden die Vorpfändkappen 16 und Spreizen 17 wieder in ihre Ruhestellungen zurück­ geführt.

Die verschiedenen Funktionen der Ausbaugestelle ein­ schließlich der Betätigung der hydraulischen Zylinder werden üblicherweise durch Magnetventile gesteuert, von denen jedes eine typische Leistung von 100 Milli­ ampere bei 12 V benötigt. Da aus Sicherheitsgründen innerhalb einer Steuereinrichtung ein Strom von max. 500 Milliampere zulässig ist, können auf diese Weise nur einige wenige Magnetventile zur gleichen Zeit be­ tätigt werden. Mit dem höchstzulässigen Strom von 500 Milliampere sind nicht nur die Magnetventile zu betrei­ ben, sondern auch alle anderen elektrischen Einrichtun­ gen, so daß bisher die Verwendung von Microprozessoren, elektrisch betätigten Ventilen und von Überwachungsein­ richtungen, wie Druckschaltern, nur sehr begrenzt mög­ lich gewesen ist.

Da dieses Ventil detailliert in der britischen Patent­ anmeldung 83 07 541 beschrieben ist, wird hier auf die betreffenden Ausführungen verwiesen.

Das neue Ventil erfordert einen typischen Strom von nur 12 Milliampere und deshalb ist es möglich, eine große Anzahl von Ventilen zu gebrauchen, so daß jedes Ausbaugestell mit seiner eigenen elektronischen Steue­ rungseinheit, die in Fig. 2 dargestellt ist, ausge­ rüstet werden kann. An die Steuerungseinheit ist eine konventionelle Handsteuerung 20 angeschlossen, mit der es möglich ist, die elektronische Steuerungseinheit zu übergehen.

Aus der Fig. 2 ist zu erkennen, daß die elektro­ nische Steuerungseinheit drei Sektionen enthält, nämlich eine mittlere Sektion 21, eine linke Sektion 22 und eine rechte Sektion 23. Die mittlere Sektion 21 hat einen Ein-Aus-Schalter 24 und einen Betriebsar­ tenschalter 25, der entweder auf eine Lokalstellung ge­ setzt werden kann, so daß die Ausbaugestelle lokal individuell gesteuert werden können oder auf eine Auto­ matik-Stellung, in der die Steuerung ein Teil der Folge­ steuerung wird, die von einer unten beschriebenen Haupt­ steuerstelle durchgeführt wird.

Die mittlere Sektion 21 enthält ebenfalls einen Vor­ rückknopf 26 der gedrückt werden kann, um es möglich zu machen, daß das betreffende Ausbaugestell vorgerückt werden kann.

Claims (12)

1. Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von hydrau­ lischen Schubkolbengetrieben von Ausbaugestellen für den Grubenbetrieb, gekennzeichnet durch je einen Elektromotor geringer Leistungsaufnahme mit einem Getriebe hoher Untersetzung zum Betäti­ gen der Steuerventile.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile nockenbetätigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch elektrische Bewegung der Ventile zwischen vorbestimmten Stellungen, so daß die Notwendigkeit hydraulischen Verriegelns entfällt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Notstopvorrichtung zum Stoppen elektrischer Vorgänge.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Folgesteuerung die Vorrichtung Druckfühler (47, 48) enthält, die auf eine erste Druckstufe in einem ersten Ausbaugestell ansprechen, wenn das erste Ausbau­ gestell gesetzt wird und ein folgendes Ausbauge­ stell angesteuert wird, wenn die erste Druckstufe im ersten Ausbaugestell erreicht ist und ehe dort eine zweite höhere Druckstufe festgestellt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zweistufige Anordnung von Druckschal­ tern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch analoge Meßwertgeber für den Druck in den Schubkolbengetrieben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Druck-Meßwertwandler.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung einen Mikroprozessor enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor ein ROM zugeordnet ist, zum Erhalten der Programm-Parameter bei Ausfall der Stromversorgung.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der ROM ein EEPROM ist, so daß Umprogrammierun­ gen untertage möglich sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriff zum EEPROM durch einen Schlüssel­ schalter oder einen Sicherheitscode beschränkt ist.