DE3518162C1

DE3518162C1 - Vorrichtung zur UEberwachung des Gleichlaufs eines Rueckzylinders und eines Kappen-Schiebezylinders

Info

Publication number: DE3518162C1
Application number: DE3518162A
Authority: DE
Inventors: Günter Ing.(grad.) 4352 Herten-Westerholt Blumenthal
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-04-24
Also published as: US4657443A; ES552413A0; ES8705081A1

Description

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zeitig auch der Kolben des Schiebezylinders. Die Bewe- mierbaren elektronischen Steuer- und Regeleinheit 27 gungen der beiden Kolben werden durch die den Zylin- verbunden. Diese elektronische Steuer- und Regeleindern zugeordneten Wegemeßeinheiten überwacht und heit 27 ist ferner über Leitungen 28—30 bzw. 31-33 mit in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit auf dem Rückzylinder 2 sowie dem Schiebezylinder 7 zuge-Gleichlauf hin kontrolliert. Stellt die Steuer- und Regel- 5 ordneten Wegemeßeinheiten 34,35 verbunden. Die Weeinheit fest, daß beispielsweise der Kolben des Schiebe- gemeßeinheiten 34, 35 ermitteln die jeweilige Stellung Zylinders nachläuft, veranlaßt die Steuer- und Regelein- der Kolben 36,37 des Rückzylinders 2 und des Schiebeheit eine Positionsänderung des dem Rückzylinder zu- Zylinders 7, melden die Stellung an die Steuer- und Regeordneten 2/2-Wegeventils dahingehend, daß dessen geleinheit 27, welche eine Vergleichsmessung durch-Kolbenraum von der Rücklauf leitung getrennt wird. io führt und bei nicht vorhandenem Gleichlauf von Rück-Der Kolben des Rückzylinders kann dadurch so lange zylinder 2 und Schiebezylinder 7 die 2/2-Wegeventile nicht mehr weiter verschoben werden, bis die Steuer- 19, 20 so umsteuert, daß der Gleichlauf der Kolben 36, und Regeleinheit wieder einen Gleichlauf des Schiebe- 37 wieder hergestellt ist. Zu diesem Zweck ist auch das zylinderkolbens mit dem Rückzylinderkolben festge- 4/3-Wegeventil 13 über eine Steuerleitung 38 mit der stellt hat, das 2/2-Wegeventil des Rückzylinders im öff- 15 Steuer- und Regeleinheit 27 verbunden, nungssinne ansteuert und damit den Kolbenraum des Soll beispielsweise der Ringraum 5 des Rückzylinders Rückzylinders wieder mit der Rücklauf leitung verbin- 2 beaufschlagt werden, so wird das 4/3-Wegeventil 13 in det. die rechte Endstellung gebracht. Bei Betätigung des

Unabhängig davon, welche Beaufschlagungsart der 4/3-Wegeventils 13 erfolgt über die Steuerleitung 38 ein beiden Zylinder auch gewählt wird, sorgt die erfin- 20 Signal an die Steuer- und Regeleinheit 27, welche über dungsgemäße Gleichlaufsteuerung exakt dafür, daß die Leitungen 25 und 26 einen Impuls an die Steueranstets der Kolbenraum des voreilenden Zylinders von der Schlüsse 23, 24 der 2/2-Wegeventile 19, 20 gibt, so daß Druck- bzw. der Rücklaufleitung getrennt wird, so daß diese in die linke Endstellung verlagert werden, in weider nacheilende Kolben die Differenzstrecke aufholen eher die Kolbenräume 6, 16 mit der Rücklaufleitung T kann. Erst bei Gleichlauf der Kolben unter Kontrolle 25 bzw. der Druckleitung P verbunden sind. Der Kolben 36 der Steuer- und Regeleinheit wird dann der Kolben- des Rückzylinders 2 fährt ein, wobei über die ihm zugeraum des voreilenden Zylinders wieder mit der Druck- ordnete Wegemeßeinheit 34 und die Wegemeßeinheit bzw. Rücklaufleitung verbunden. 35 des Schiebezylinders 7 die Stellung der beiden KoI-

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der ben 36,37 zueinander an die Steuer- und Regeleinheit 27

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er- 30 signalisiert und hier die Lage der beiden Kolben 36, 37

läutert. ermittelt wird. Stellt die Steuer- und Regeleinheit 27

In der F i g. 1 ist mit .Pdie Druckleitung und mit Γ die fest, daß beispielsweise der Schiebezylinder 7 nachläuft,

Rücklaufleitung eines hydraulischen Versorgungssy- erteilt die Steuer- und Regeleinheit 27 über die Steuer-

stems für beispielsweise Schildausbaugestelle 1 (F i g. 2) leitung 25 einen Impuls an den Steueranschluß 23 des

im untertägigen Grubenbetrieb bezeichnet. 35 2/2-Wegeventils 19 des Rückzylinders 2 in dem Sinne,

Jedes dieser Schildausbaugestelle 1 umfaßt wenig- daß das 2/2-Wegeventil 19 wieder in die rechte Endstel-

stens einen Rückzylinder 2, der eingeschert eingebaut lung verlagert wird. Der Kolbenraum 6 des Rückzylin-

ist. Das heißt, zur Verlagerung des dem Schildausbauge- ders 2 wird von der Rücklaufleitung T getrennt. Eine

stell 1 zugeordneten Widerlagers, beispielsweise eines weitere Verlagerung des Kolbens 36 des Rückzylinders

Strebförderers 3, in Richtung auf den Abbaustoß 4 wird 40 2 ist nicht mehr möglich. Erst wenn die Steuer- und

der Ringraum 5 und zum Nachziehen des Schildausbau- Regeleinheit 27 festgestellt hat, daß der Kolben 37 des

gestells 1 der Kolbenraum 6 mit dem hydraulischen Ar- Schiebezylinders 7 sich wieder im Gleichlauf mit dem

beitsfluid beaufschlagt, um die große Kolbenfläche zur Kolben 36 des Rückzylinders 2 befindet, wird auch das

Verlagerung des schweren Ausbaugestells 1 zu nutzen. 2/2-Wegeventil 19 des Rückzylinders 2 wieder nach

Ferner umfaßt jedes Schildausbaugestell 1 einen Schie- 45 links verlagert und der Kolbenraum 6 des Rückzylinders

bezylinder 7, der im Gleichlauf mit dem Rückzylinder 2 2 mit der Rücklaufleitung Tverbunden.

eine abbaustoßseitig der Hauptkappe 8 angeordnete Soll hingegen der Kolbenraum 6 des Rückzylinders 2

Schiebekappe 9 verlagert. beaufschlagt werden, um das Ausbaugestell 1 in Rich-

Es ist zu erkennen, daß der Ringraum 5 des Rückzy- tung zum Abbaustoß 4 zu verlagern, so wird das linders 2 und der Ringraum 10 des Schiebezylinders 7 50 4/3-Wegeventil 13 in die linke Endstellung verlagert, über Leitungen 11,12 unmittelbar an ein 4/3-Wegeven- Auch durch diese Betätigung erfolgt ein Signal über die til 13 angeschlossen sind, das manuell oder automatisch Steuerleitung 38 an die Steuer- und Regeleinheit 27 in betätigbar ist. Das 4/3-Wegeventil 13 ist seinerseits über dem Sinne, daß die 2/2-Wegeventile 19, 20 die Kolben-Leitungen 14,15 mit der Druckleitung P und der Rück- räume 6,16 der beiden Zylinder 2,7 mit dem 4/3-Wegelaufleitung Tverbunden. 55 ventil 13 verbinden. Das heißt, der Kolbenraum 6 des

In die zu dem Kolbenraum 6 des Rückzylinders 2 und Rückzylinders 2 ist jetzt mit der Druckleitung P und der zum Kolbenraum 16 des Schiebezylinders 7 führenden Kolbenraum 16 des Schiebezylinders 7 mit der RückLeitungen 17,18 sind elektrisch ansteuerbare 2/2-Wege- laufleitung Γ verbunden, während der Ringraum 5 des ventile 19, 20 eingegliedert. Die 2/2-Wegeventile 19, 20 Rückzylinders 2 mit der Rücklaufleitung T und der stehen unter dem Einfluß von federnden Rückstellkräf- 60 Ringraum 10 des Schiebezylinders 7 mit der Druckleiten 21,22, welche ohne einen elektrischen Impuls an den tung /"verbunden ist.

Steueranschlüssen 23, 24 die 2/2-Wegeventile 19, 20 in Als Beispiel sei jetzt angenommen, daß bei dieser

eine Position verlagern, in welcher die Kolbenräume 6, Beaufschlagung der Kolben 36 des Rückzylinders 2

16 unabhängig von der Stellung des 4/3-Wegeventils 13 nacheilt. Hat die Steuer- und Regeleinheit 27 über die

von der Druckleitung P bzw. der Rücklauf leitung T ge- 65 Wegemeßeinheiten 34, 35 festgestellt, daß der Kolben

trennt sind. 37 des Schiebezylinders 7 schneller als der Kolben 36

Die Steueranschlüsse 23, 24 der 2/2-Wegeventile 19, des Rückzylinders 2 verlagert wird, gibt die Steuer- und

20 sind über Steuerleitungen 25, 26 mit einer program- Regeleinheit 27 über die Steuerleitung 26 einen Impuls

an den Steueranschluß 24 des 2/2-Wegeventils 20 des Schiebezylinders 7, so daß dessen Kolbenraum 16 von der Rücklauf leitung Γ getrennt wird. Der Schiebezylinder 7 kann nicht mehr weiter einfahren, und zwar so lange nicht, bis die Steuer- und Regeleinheit 27 einen Gleichlauf des Kolbens 37 des Schiebezylinders 7 mit dem Kolben 36 des Rückzylinders 2 festgestellt hat. Erst dann wird das 2/2-Wegeventil 20 des Schiebezylinders 7 wieder umgesteuert und der Kolbenraum 16 des Schiebezylinders 7 mit der Rücklaufleitung Tverbunden.

Unabhängig davon, welche Beaufschlagung der Zylinder 2,7 auch gewählt wird, ist jederzeit sichergestellt, daß der Kolbenraum 6,16 des jeweils voreilenden Zylinders 2, 7 über das ihm zugeordnete 2/2-Wegeventil 19, 20 von der Druck- bzw. Rücklauf leitung P, T getrennt und erst dann wieder angeschlossen wird, wenn die elektronische Steuer- und Regeleinheit 27 den Gleichlauf der beiden Kolben 36,37 ermittelt hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Überwachung des Gleichlaufs eines Rückzylinders und eines Kappen-Schiebezylinders bei einem Ausbaugestell für den untertägigen Grubenbetrieb, welche dem Rückzylinder und dem Schiebezylinder zugeordnete Wegemeßeinheiten umfaßt, deren Meßergebnisse in einer programmierbaren elektronischen Steuer- und Regeleinheit verglichen werden und das Vergleichsergebnis ggf. zur Verlagerung von Wegeventilen benutzt wird, die zwischen dem Rückzylinder bzw. dem Schiebezylinder einerseits und der Druck- sowie Rücklaufleitung für das hydraulische Arbeitsfluid andererseits angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (5) des Rückzylinders (2) und der Ringraum (10) des Schiebezylinders (7) unmittelbar und die Kolbenräume (6,16) der Zylinder (2,7) über jeweils ein von der Steuer- und Regeleinheit (27) gegen eine elastische Rückstellkraft (21, 22) ansteuerbares 2/2-Wegeventil (19, 20) an ein mit der Druckleitung (P) sowie der Rücklaufleitung (T) hydraulisch und mit der Steuer- und Regeleinheit (27) elektrisch verbundenes 4/3-Wegeventil (13) angeschlossen sind, wobei der Ringraum (10) des Schiebezylinders (7) an die Leitung (17) zwischen dem 4/3-Wegeventil (13) und dem dem Kolbenraum (6) des Rückzylinders (2) zugeordneten 2/2-Wegeventils (19) und der Ringraum (5) des Rückzylinders (2) an die Leitung (18) zwischen dem 4/3-Wegeventil (13) und dem dem Kolbenraum (16) des Schiebezylinders (7) zugeordneten 2/2-Wegeventils (20) angeschlossen sind.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Gleichlaufs eines Rückzylinders und eines Kappen-Schiebezylinders innerhalb eines Ausbaugestells für den untertägigen Grubenbetrieb gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei Verlagerungen z. B. eines Strebförderers als Widerlager für Ausbaugestell, insbesondere in Richtung auf den Abbaustoß, bleiben in der Regel die Ausbaugestelle für einen bestimmten Zeitraum zwischen Hangendem und Liegendem verspannt. Dabei vergrößert sich zunehmend der Abstand zwischen den Hauptkappen und dem Abbaustoß. Dieser Abstand wird durch Schiebekappen überbrückt. Dabei sollen die Schiebekappen in gleichem Maße in Richtung auf den Abbaustoß zu relativ zur Hauptkappe verschoben werden, wie der Strebförderer relativ zu den Ausbaugestellen verlagert wird.

Zu diesem Zweck sind rein hydraulische Gleichlaufsysteme bekannt, welche sicherstellen, daß die die Schiebekappen verlagernden Schiebezylinder stets entsprechend der Verlagerung der Rückzylinder zwischen dem Ausbaugestell und dem Strebförderer verfahren werden. Hydraulische Gleichlaufsysteme sind aber vom Bauvolumen her zwangsläufig aufwendig und erfordern somit vergleichsweise viel Einbauraum.

Um den Bedarf an Einbauraum zu verkleinern, sind ferner kombinierte elektrisch-hydraulische Gleichlaufsysteme vorgeschlagen worden. Bei diesen Gleichlaufsystemen sind sowohl den Schiebezylindern als auch den Rückzylindern jeweils elektronische Wegemeßeinhei-

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65 ten zugeordnet, die mit einer programmierbaren elektronischen Steuer- und Regeleinheit verbunden sind. Die Ring- und Kolbenräume der Schiebe- und Rückzylinder sind dann über Mehr-Wegeventile an die hydraulischen Versorgungs- und Rücklaufleitungen angeschlossen. Mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Regeleinheit konnte zwar der Bauaufwand insgesamt verringert werden, indessen sind die in diesem Zusammenhang zur Anwendung gelangenden Mehr-Wegeventile noch sehr aufwendig, und zwar sowohl hinsichtlich ihrer Größe als auch in bezug auf ihre Anzahl. Dies bedingt wiederum eine entsprechende Vielzahl von Anschluß- und Verbindungsleitungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebene Überwachungsvorrichtung so zu verbessern, daß ohne Vergrößerung des elektrischen Aufwands der hydraulische Anteil in bezug auf Ventile und Verbindungsleitungen gesenkt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmalen.

Die erhebliche Reduzierung des hydraulischen Aufwands hinsichtlich Ventile und Verbindungsleitungen wird dadurch erreicht, daß jeweils ein durch die Steuer- und Regeleinheit gegen z. B. eine Federkraft verlagerbares 2/2-Wegeventil gezielt in die Verbindungsleitungen zwischen den Kolbenräumen des Schiebezylinders und des Rückzyiinders und einem als 4/3-Wegeventil ausgebildeten Hauptsteuerventil eingegliedert wird und die Ringräume der beiden Zylinder unmittelbar an das Hauptsteuerventil angeschlossen werden. Das Hauptsteuerventil kann dabei von Hand oder automatisch betätigbar sein.

Die Zuordnung der 2/2-Wegeventile erfolgt derart, daß ohne einen elektrischen Ansteuerimpuls am Steueranschluß der Ventile sie in eine Position verlagert werden, in welcher die Kolbenräume sowohl von der Druck- als auch von der Rücklaufleitung getrennt sind. Eine Beaufschlagung der Ringräume kann dann keine Verlagerung der Zylinderkolben bewirken. Erst bei gezielter Ansteuerung der 2/2-Wegeventile, z. B. durch Verlagerung des 4/3-Wegeventils oder aufgrund wegeabhängiger Vergleichsmessungen am Schiebezylinder und am Rückzylinder sowie nach Auswertung der Vergleichsmessungen in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit werden die Kolbenräume je nach Beaufschlagungsrichtung der Zylinder an die Druck- oder Rücklaufleitung angeschlossen, so daß jetzt Verlagerungen des Strebförderers und/oder der Schiebekappe stattfinden können.

Bei manueller oder automatischer Betätigung des 4/3-Wegeventils, beispielsweise, um bei einem sogenannten eingeschert eingebauten Rückzylinder den Ringraum zwecks Verlagerung des Strebförderers zu beaufschlagen, wird gleichzeitig der Steuer- und Regeleinheit ein Signal erteilt, welches von dieser ausgewertet und in einen Steuerbefehl an die 2/2-Wegeventile im Sinne einer Positionsverlagerung umgewandelt wird. Das heißt, die Kolbenräume des Schiebezylinders und des Rückzylinders werden nunmehr mit dem 4/3-Wegeventil verbunden, wobei der Kolbenraum des Rückzylinders zusammen mit dem Ringraum des Schiebezylinders an die Rücklaufleitung und der Kolbenraum des Schiebezylinders gemeinsam mit dem Ringraum des Rückzylinders an die Druckleitung angeschlossen sind.

Bei Beaufschlagung des Ringraums des Rückzylinders wird jetzt der Rückzylinderkolben verlagert und gleich-