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Vorrichtung zur Steuerung des Ausbaustützdruckes
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Ausbaustützdruckes
von hydraulischen Ausbaueinheiten im untertägigen Bergbau, mit einem handbetätigten
Steuerventil, das in einem Ventilgehäuse mit Anschluß für die Druckzufuhrleitung
und Arbeitszylinder untergebracht ist, und einem Nachsetzventil.
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Die im untertägigen Bergbau eingesetzten hydraulischen Ausbaueinheiten
werden über die Steuerventile solange mit der Druckversorgungsleitung verbunden,
bis sich ein optimaler Ausbaustützdruck eingestellt hat. Die von den hydraulischen
Ausbaueinheiten zu erbringende Sicherung des bergmännischen Hohlraums ist wesentlich
abhängig von dem zu erreichenden Ausbaustützdruck.
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Die Entstehung von Ausbrüchen wird wesentlich durch den Ausbaustützdruck
beeinflußt, insbesondere dann, wenn der vorgesehene Ausbaustützdruck nicht erreicht
wird. Die bekannten einfachen Steuerungen können nicht immer gewährleisten, daß
ein gleichmäßiger bzw. ausreichend hoher Ausbaustützdruck immer gewährleistet ist.
Um dies zu erreichen, sind sogenannte Nachsetzsteuerungen entwickelt worden, durch
die ein vorbestimmter Druck in den einzelnen Stempeln garantiert wird. Derartige
Nachsetzsteuerungen arbeiten nach dem Prinzip druckabhängiger Ablaufsteuerungen.
Bei Erreichen eines bestimmten Betriebsdruckes beginnt die Nachsetzsteuerung zu
arbeiten, und zwar unabhängig von der Handhabung durch den Bergmann selbst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache
und sicher arbeitende Vorrichtung zu schaffen, mit der unter Tage eingesetzter hydraulischer
Ausbau automatisch bei Erreichen eines bestimmten Druckes nachgesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere Rückschlagventile
in einem Ventilgehäuse integriert sind, die in Abhängigkeit der anstehenden Drücke
und in Abhängigkeit voneinander schaltbar sind, und Anschlüsse für die Druckzufuhrleitung
und zwei oder mehr Arbeitszylinder aufweist.
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Eine derartige Vorrichtung weist eine vorteilhafte Kompaktbauweise
auf, die sowohl vom konstruktiven Aufwand her als auch von der Verschlauchung erhebliche
Vorteile mit sich bringt. Die Kosten für derartige Nachsetzsteuerungen können erheblich
reduziert werden und die gesamte Wirkungsweise ist wesentlich sicherer. Die Sicherheit
wird darüber hinaus dadurch erhöht, daß durch den Wegfall der unter Tage anzubringenden
Verschlauchung Fehler bei der Herstellung der Nachsetzsteuerung praktisch ausgeschlossen
sind. Schließlich sind alle Teile der Vorrichtung in einem einzigen Ventilgehäuse
sicher und vor äußerem Einfluß geschützt untergebracht, was die Betriebssicherheit
weiter erhöht.
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Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
den Anschlüssen miteinander über Leitungen verbundene und in Richtung Anschluß sperrende
Rückschlagventile zugeordnet sind, von denen das dem Anschluß für die Druckzufuhrleitung
zugeordnete
Rückschlagventil über einen Kolben automatisch steuerbar
ist, der seinerseits über ein vorspannbares und ein umgekehrt wirkendes Rückschlagventil
bewegbar ist. Mit einer derartigen Ausbildung ist es überraschend möglich, jeweils
genau nachzusetzen und dabei einen Ausbaustützdruck zu gewährleisten, der den jeweiligen
Gegebenheiten am besten genügt. Die einzelnen Rückschlagventile sind so angeordnet
und ausgebildet, daß sie jeweils unter Berücksichtigung des jeweiligen in den Arbeitszylindern
vorhandenen Druckes dann die Druckzuführleitung freischalten, wenn der eingestellte
Mindestdruck erreicht ist. Hierzu ist es zweckmäßig, das vorspannbare Rückschlagventil
in Richtung Arbeitszylinder auf einen Mindestdruck einstellbar auszubilden. Dadurch
kann jeweils der Mindestdruck verändert und somit die Verwendbarkeit der Vorrichtung
erhöht werden, da sie den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend eingestellt werden
kann.
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Eine Beeinflussung des Stempelkreislaufes durch Undichtigkeiten, insbesondere
auch im geraubten Zustand des Ausbaus wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß
in der Wandung der den Kolben aufnehmenden Bohrung eine durch den Stößel des Kolbens
verschließbare Öffnung zu einer Entlüftungsbohrung ausgebildet ist.
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Über diese Entlüftungsbohrung gelangt bei eventueller Undichtigkeit
Emulsion ins Freie, ohne den Stempelkreislauf in irgendeiner Form beeinflussen zu
können. Beim Setzen wird diese Öffnung und damit die Entlüftungsbohrung durch den
Kolben geschlossen, so daß das Nachsetzen wiederum einwandfrei erfolgen kann.
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Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß der Stößel des
Kolbens eine achsial verlaufende Innenbohrung aufweist, die eine im Entlastungszustand
mit der Entlüftungsbohrung korrespondierende Querbohrung aufweist. Auch hierdruch
werden eventuelle Undichtigkeiten im Bereich des Rückschlagventils sicher unschädlich
gemacht.
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Um den für das Nachsetzen vorgesehenen Teil der Vorrichtung auch als
Einzelteil für eine eventuelle Nachrüstung zur Verfügung zu haben, ist das steuerbare
Rückschlagventil mit Schaltteilen einer an das Ventilgehäuse anflanschbaren Anschlußplatte
zugeordnet.
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Dies hat, wie erläutert, den Vorteil, daß die für die automatische
Nachsetzung notwendigen Teile an ein vorhandenes Ventil angeflanscht werden können,
um auch dort ohne großen Aufwand den mit der Erfindung erzielbaren Vorteil zu gewährleisten.
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Die einfache Regelung und Steuerung wird unter anderem auch dadurch
erreicht, daß das über den Kolben steuerbare Rückschlagventil als Doppelsitzventil
ausgebildet ist. Damit ist die vorteilhafte Kompaktbauweise erreicht.
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Als Vorteile sind insbesondere der geringe konstruktive Aufwand für
derartige Vorrichtung zu nennen, sowie die erhöhte Betriebssicherheit, da Fehlschaltungen
aufgrund falsch angeschlossener Schlauchleitungen und ähnlicher Fehler nicht mehr
zu befürchten sind. Außerdem ist die Anwendbarkeit verbessert, da ohne großen Aufwand
auch vorhandene Vorrichtungen mit den Nachsetzsteuerteilen kompliziert werden können.
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Die Erfindung wird weiter anhand der nachfolgend erläuterten Figuren
beschrieben, wobei Fig. 1 ein Schaltschema der Vorrichtung wiedergibt, Fig. 2 einen
Schnitt durch das Ventilgehäuse mit den erfindungsgemäßen Einzelteilen, und Fig.
3 eine andere Ausbildung des Ventilgehäuses.
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Das in Fig. 1 schematisch angedeutete Ventilgehäuse 1 weist bei der
schematischen Darstellung nach Fig. 1 ebenso wie bei den konkreten Ausführungen
nach Fig. 2 und 3 Anschlüsse 25, 26, 27 für die Druckzuführleitung 10 sowie die
Arbeitszylinder 11 und 28 auf.
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Nach einer weiteren Ausbildung, die zunächst schematisch anhand Figur
1 erläutert wird, sind den einzelnen Anschlüssen, 25, 26, 27 Rückschlagventile 30,
31, 34, 35 zugeordnet. Die Rückschlagventile 30, 31 sind in Form eines Doppelventils
32 dargestelt, wobei dieses über den Kolben 36, wie noch weiter hinten erläutert
wird, betätigt werden kann. Die Rückschlagventile 30, 34, 35 sind jeweils so angeordnet,
daß sie in Richtung Anschluß 25, 26 bzw. 27 sperren.
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Der Hydraulikdruck gelangt über den Anschluß 25 zum Rückschlagventil
30. Der Druck des Arbeitszylinders 11 wird bis zum Rückschlagventil 34 geführt,
das zunächst durch den anstehenden Druck
geschlossen bleibt. Der
Druck aus dem Arbeitszylinder 28 kommt zu den Rückschlagventilen 31, 37, die durch
den anstehenden Druck verschlossen sind. Der ebenfalls am vorspannbar ausgebildeten
Rückschlagventil 38 anstehende Druck aus dem Arbeitszylinder 28 öffnet dieses Ventil
bei einem Druck, der zwischen 80 und 120 bar eingestellt werden kann. Die Druckflüssigkeit
gelangt zum Kolben 36, der das Rückschlagventil 31 und damit auch die in der Wandung
46 ausgebildete Bohrung 47 und damit die Entlüftungsbohrung 45 schließt. Gleichzeitig
wird das Rückschlagventil 30 geöffnet und der anstehende Pumpendruck gelangt über
die Verbindungsbohrung zu den Rückschlagventilen 34 und 35 und damit zu den Arbeitszylindern
11, 28.
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Bei Ausfall der Druckversorgung und bei Auflastung der Arbeitszylinder
über den Pumpendruck hinaus schließen die Rückschlagventile 34, 35.
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Beim Einrauben des Arbeitszylinders 28 bzw. beim Einrauben beider
Arbeitszylinder 11, 28 fällt der Druck am Anschluß 27 bzw.
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26 ab. Über das Rückschlagventil 37 wird der Kolben 36 druckentlastet.
Der anstehende Pumpendruck am Anschluß 25 schließt das Rückschlagventil 30, öffnet
das Rückschlagventil 31 und damit die Verbindung zur Entlüftungsbohrung 45, die
alternativ auch über einen Anschluß mit dem Rücklauf verbunden werden kann.
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Ein undichter Ventilsitz des Rückschlagventils 30 führt nicht zum
Nachsetzen der Arbeitszylinder 11, 28, da bei druckentlasteten Stempeln die Emulsion
über die Entlüftungsbohrung 45 abströmen kann.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht dem Schaltschema nach Anspruch
1. Von daher kann hier auf weitere Erläuterungen verzichtet werden, zumal sich auch
die zeichnerische Darstellung annähernd überdeckt. Nicht dargestellt sind hier die
in Fig. 1 angedeuteten entsperrbaren Doppelrückschlagventile 40 und Drehschieber
41. Die einzelnen Rückschlagventile sind über die Leitung 43 bzw. die Leitung 44
miteinander verbunden.
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Die Ausbildung nach Fig. 3 ist im Prinzip ähnlich aufgebaut, nur das
die einzelnen Teile weiter integriert sind. Auch ist hier der Stößel 48 des Kolbens
36 mit einer Innenbohrung 50 versehen, die im Ruhezustand mit der Querbohrung 51
deckungsgleich mit der Entlüftungsbohrung 45 ist. Außerdem sind hier alle die Nachsetzsteuerung
betreffenden Teile in einer Anschlußplatte 52 zusammengefaßt, die dann ihrerseits
an das übrige Ventilgehäuse angeflanscht werden kann, um so die komplette Vorrichtung
zur Steuerung des Ausbaustützdruckes zu ergeben.
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Mit 54 ist der Raubanschluß bezeichnet.
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1 Ventilgehäuse 10 Druckzuführleitung 11 Arbeitszylinder 25 Anschluß
zu 10 26 Anschluß zu 11 27 Anschluß zu 28 28 Arbeitszylinder 30 Rückschlagventil
31 Rückschlagventil 32 Doppelventil 34 Rückschlagventil zu 26 35 Rückschlagventil
zu 27 36 Kolben 37 Rückschlagventil 38 vorspannb. Rückschlagventil 40 Doppelrückschlagventil
(entsperrbar) 41 Drehschieber 43 Leitung 44 Leitung 45 Entlüftungsbohrung 46 Wandung
47 Bohrung für 36 48 Stößel 50 Bohrung 51 Querbohrung 52 Anschlagplatte 54 Raubanschluß