DE3631079C2 - - Google Patents
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
- E21D23/16—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices
- E21D23/18—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices of advancing mechanisms
- E21D23/22—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices of advancing mechanisms incorporated in mine caps
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
- E21D23/04—Structural features of the supporting construction, e.g. linking members between adjacent frames or sets of props; Means for counteracting lateral sliding on inclined floor
- E21D23/06—Special mine caps or special tops of pit-props for permitting step-by-step movement
- E21D23/063—Retractable cantilever extensions therefor
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rüttelsteuerung für einen
Hydraulikzylinder nach dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Im untertägigen Bergbau werden Hydraulikzylinder für
verschiedenste Zwecke eingesetzt. So werden beispiels
weise bei Schildausbaugestellen sogenannte Vorpfänd
kappen oder Schiebekappen wegsynchron mit dem an das
Ausbaugestell angelenkten Förderer vorverlagert, um
das im Zuge des fortschreitenden Abbaus freiliegende
Hangende zu unterfangen und Leerräume zuzufahren. Da
das Gewinnungsgerät, z.B. der Kohlehobel, sich nicht
bis zur Ebene des Hangenden erstreckt, verbleibt
häufig Oberkohle oder Restkohle am Hangenden. Diese
Restkohle steht der Vorverlagerung der Schiebekappe
entgegen. Die mit "normalem" Druck vorverlagerte
Schiebekappe kann mit einer Reißleiste oder einem
Lösekeil versehen sein, damit die Kappe im Verlauf
ihrer Vorverlagerung die Restkohle lösen kann. Dies
ist jedoch nur möglich, wenn die Restkohle nicht zu
fest sitzt.
Ein anderes Anwendungsgebiet von Hydraulikzylindern
ist das Verdichten von Füllmaterial, welches in den
Versatzraum eingebracht wird. Es ist denkbar, mit Hilfe
von Hydraulikzylindern das Material bis zu einem ge
wissen Grad zu verdichten.
Wenn nun bei dem oben erläuterten Beispiel die Rest
kohle sehr fest an dem Hangenden haftet, reicht der
bei der Vorverlagerung der Schiebekappe auf den die
Schiebekappe betätigenden Hydraulikzylinder einwirkende
Druck unter Umständen nicht aus, die Restkohle zu lösen.
In solchen Fällen war bislang der Einsatz von Handgerät
unumgänglich. Gemäß einem Vorschlag der Anmelderin soll
in solchen Fällen beispielsweise derart vorgegangen
werden, daß der normalen Vorwärtsbewegung der Schiebe
kappe eine Rüttelbewegung überlagert wird, d.h. eine
durch Druckschwankungen im Hydraulikzylinder hervor
gerufene wechselnde Be- und Entlastung der Schiebe
kappe. Durch diese impulsartigen Druckerhöhungen soll
die verbliebene Restkohle vom Hangenden gelöst werden.
In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des patentan
spruchs 1 zeigt die DE-OS 23 09 407 eine Rüttelsteue
rung, bei der in die erste Hydraulikleitung ein Umlauf
motor eingefügt ist, der mit einem Verteiler gekoppelt
ist. Durch das Drehen des Umlaufmotors wird das Um
schalten des Rüttelventils gesteuert.
Abgesehen von dem relativ hohen Aufwand, der durch den
Umlaufmotor bedingt wird, ist auch die Ansteuerung des
Motors relativ kompliziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rüttel
steuerung für einen Hydraulikzylinder der eingangs
genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln
impulsartige Druckschwankungen in dem Kolbenraum des
Hydraulikzylinders zur Erzielung eines Rütteleffekts
verursacht, wobei die Betätigung des Rüttelventils ab
hängig von bestimmten Druckverhältnissen innerhalb der
Steuerung erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen
kennzeichnenden Merkmale gelöst.
In der erfindungsgemäßen Rüttelsteuerung verbindet das
3/2-Wegeventil in seiner Nullstellung eine an die erste
Hydraulikleitung angeschlossene zweite Hydrauliklei
tung mit einem Rücklauf. Wenn der Kolbenraum des
Hydraulikzylinders beaufschlagt wird, um die Kolben
stange auszufahren, stellt sich in der ersten Hydrau
likleitung ein erster vorbestimmter Druck ein. Wenn nun
die Bewegung der Kolbenstange gestoppt wird, weil das
mit der Kolbenstange verbundene Teil auf ein Hindernis
trifft, erhöht sich der Druck in der ersten Hydraulik
leitung. Dieser erhöhte Druck gelangt über die erste
Steuerleitung zu der ersten Steuerfläche des Rüttel
ventils.
Wird ein bestimmter Grenzwert (zweiter vorbestimmter
Druck) erreicht, so schaltet das Ventil um. Hierdurch
wird die erste Hydraulikleitung mit der zweiten Hydrau
likleitung verbunden. Da in der ersten Hydraulikleitung
ein erhöhter Druck herrscht, wird dieser Druck schlag
artig über die zweite Hydraulikleitung in den Kolben
raum des Hydraulikzylinders eingeleitet. Diese impuls
artige Druckerhöhung veranlaßt, daß die Kolbenstange
mit kurzzeitig erhöhter Kraft gegen das Hindernis
gedrückt wird.
Gleichzeitig wirkt der erhöhte Druck in der zweiten
Hydraulikleitung über die zweite Steuerleitung auf die
zweite Steuerfläche des Rüttelventils. Durch diesen
erhöhten Druck wird das Rüttelventil wieder in seine
Nullstellung gebracht. Damit wird wieder der Ausgangs
zustand erreicht, und der gesamte Ablauf wird wieder
holt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung spannt
eine verstellbare Druckfeder das Rüttelventil in die
Nullstellung vor. Die Druckfeder wirkt also in die
gleiche Richtung wie der auf die zweite Steuerfläche
wirkende Druck. Durch Einstellen der Druckfeder läßt
sich festlegen, bei welchem Druck das Rüttelventil
umschaltet.
Wenn man in die zweite Steuerleitung eine verstellbare
Drossel einfügt, läßt sich durch entsprechende Ein
stellung der Drossel eine mehr oder weniger hohe Fre
quenz und damit eine mehr oder weniger ausgeprägte
Druckspitze in dem Kolbenraum des Hydraulikzylinders
erreichen. Die Drossel bewirkt nämlich nach dem Ver
binden der ersten Hydraulikleitung mit der zweiten
Hydraulikleitung und mithin der zweiten Steuerleitung,
daß der auf die zweite Steuerfläche wirkende Druck
sowohl beim Aufbau als auch beim Abbau verzögert wird.
Das zeitliche Verhalten des Rüttelventils beim Um
schalten läßt sich auch dadurch beeinflussen, daß die
erste und die zweite Steuerfläche unterschiedlich groß
gewählt sind.
Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Rüttel
steuerung bei einfach wirkenden und bei doppelt wirken
den Zylindern einsetzen. Wenn der Hydraulikzylinder
ein doppelt wirkender Zylinder ist, an dessen Kolben
raum die erste Hydraulikleitung und an dessen Ringraum
eine dritte Hydraulikleitung angeschlossen ist, wobei
in die erste Hydraulikleitung ein Rückschlagventil
eingefügt ist, so ist letzteres entsperrbar über eine
dritte Steuerleitung an die dritte Hydraulikleitung
angeschlossen. Das entsperrbare Rückschlagventil verhin
dert, daß sich während des Rüttelvorgangs der Druck im
Kolbenraum in die erste Hydraulikleitung hinein abbaut.
Wird der Ringraum beaufschlagt, so wird das entsperr
bare Rückschlagventil über die mit der dritten Hydrau
likleitung verbundene Steuerleitung entsperrt, so daß
sich der Druck aus dem Kolbenraum des Hydraulikzylinders
entspannen kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt
einen Hydraulik-Schaltplan einer Rütteleinrichtung.
Die in der Figur gezeigte Rütteleinrichtung wirkt auf
einen doppeltwirkenden Zylinder 1, dessen Kolbenstange 2
die Schiebekappe eines hier nicht gezeigten Schild
ausbaugestells verschiebt. Diese Verschiebung erfolgt
im Gleichlauf mit der Vorverlagerung des Strebförderers.
Die Gleichlaufsteuereinrichtung ist hier nicht im ein
zelnen dargestellt, sondern nur durch das Symbol S ge
kennzeichnet. Sie wirkt auf zwei Hydraulikleitungen
3 und 4, von denen die Leitung 3 mit dem Kolbenraum 5
und die Leitung 4 mit dem Ringraum 6 des Zylinders 1
verbunden ist. Durch Beaufschlagen des Ringraums 6 mit
unter Druck stehendem Fluid wird die Schiebekappe mit
Hilfe der Kolbenstange 2 zurückgezogen. Wird der Kol
benraum 5 über die Leitung 3 mit unter Druck stehendem
Fluid beaufschlagt, schiebt der Kolben 2 die Schiebe
kappe auf den Kohlestoß zu. Dabei stellt sich in der
Leitung 3 ein bestimmter Druck ein.
Wenn die Vorderkante der Kappe nun auf ein Hindernis
stößt, welches z.B. aus dem Hangenden verbliebender
Restkohle besteht, bleibt die Kolbenstange 2 stehen,
wenn die Restkohle nicht durch die mit "normaler" Kraft
vorwärts bewegte Kappe abgestoßen wird. Dabei steigt
der Druck in der Leitung 3 zwangsläufig an.
Ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Rüttelventil 7
einer Rüttelsteuerung 8 besitzt eine erste, größere
Steuerfläche 7 a und eine zweite, kleinere Steuerfläche
7 b. Eine verstellbare Druckfeder spannt das Rüttel
ventil 7 in die in der Figur dargestellte Nullstellung
vor. Bei normalem Druck der Leitung 3 während der Vor
wärtsbewegung der Kolbenstange 2 reicht der über die
Steuerleitung 10 auf die Steuerfläche wirkende Druck
nicht aus, das Rüttelventil gegen die Kraft der Druck
feder 9 umzuschalten. Bei dem erhöhten Druck in der
Leitung 3 jedoch, verursacht durch die die Kolbenstange
2 anhaltende Restkohle, wird bei Erreichen eines mit
Hilfe der verstellbaren Druckfeder 9 eingestellten
Grenzwerts das Rüttelventil 7 schlagartig unter Zu
sammenpressen der Feder 9 geöffnet. Dadurch gelangt
der erhöhte Druck in der mit der Leitung 3 verbundenen
Zweigleitung 11 über das Rüttelventil 7, eine Leitung
12 und ein Rückschlagventil 13 schlagartig in den
Kolbenraum 5 des Zylinders 1. Dieser erhöhte Druckim
puls bewirkt, daß die als beispielsweise Reißleiste
ausgebildete Vorderkante der Schiebekappe mit erhöhter
Kraft zwischen die am Hangenden verbliebene Restkohle
und das Gebirge drückt.
Der erhöhte Druck in der Leitung 12 wirkt außerdem
über eine eine Drossel 14 enthaltende Steuerleitung 15
auf die Steuerfläche 7 b des Rüttelventils 7. Dieser
Druck reicht zusammen mit dem durch die Druckfeder 9
verursachten Druck aus, das Rüttelventil 7 zurückzu
stellen, so daß die Leitung 12 wieder mit dem Rück
lauftank T verbunden ist, ebenso wie die Steuerleitung
15, letztere jedoch mit einer durch die Drossel 14
verursachten Zeitverzögerung.
Wenn nun das Hindernis noch vorhanden ist, herrschen
wieder die oben beschriebenen Zustände, und der ge
schilderte Vorgang wiederholt sich mit einer durch die
Drossel 14 einstellbaren Frequenz. Die Vorderkante der
Schiebekappe beaufschlagt die Restkohle an der Be
rührungsstelle also mit abwechselnd hohem und niedri
gem Druck, also impulsartig. Dadurch kann die Restkohle
gelöst werden.
Eine Steuerleitung 16 verbindet die Leitung 4 mit einem
entsperrbaren Rückschlagventil 17, welches verhindert,
daß sich der Druck im Kolbenraum 5 in die Leitung 3
abbaut, während der Rüttelvorgang stattfindet. Im
Handbetrieb wird die Kolbenstange 2 durch Druckbeauf
schlagung des Ringraums 6 über die Leitung 4 zurück
gezogen. Das Entsperren des Rückschlagventils 17 über
die Steuerleitung 16 gestattet das Entspannen des im
Kolbenraum 5 herrschenden Drucks in die Leitung 3.
Es wurden oben einige Anwendungsgebiete von Hydraulik
zylindern angesprochen. Insbesondere sieht die Erfin
dung vor, daß die Rüttelsteuerung Bestandteil einer
Rütteleinrichtung zum Lösen der am Hangenden haftenden
Restkohle mit Hilfe der Schiebekappe eines Ausbauge
stells ist, wozu die Rüttelsteuerung in die Gleichlauf
steuerung des Ausbaugestells eingegliedert ist, welche
die Schiebekappe wegsynchron mit dem Förderer vorver
lagert.
Man kann sich vorstellen, daß der Hydraulikzylinder 1
anders als bei dem oben beschriebenen speziellen Aus
führungsbeispiel für andere Zwecke eingesetzt wird,
beispielsweise zum Verdichten des in den Versatzraum
eingebrachten Materials. Zum Verdichten des Materials
wird mit der Kolbenstange 2 z.B. ein Preßstempel oder
dergleichen verbunden. Über die erste Hydraulikleitung
3 wird ein bestimmter Druck auf den Kolbenraum ge
geben. Die Rütteleinrichtung arbeitet dann in der
oben beschriebenen Weise.
Claims (5)
1. Rüttelsteuerung für einen Hydraulikzylinder,
dessen Kolbenraum (5) über eine erste Hydraulikleitung
(3) mit einem ersten vorbestimmten Druck beaufschlagbar
ist, mit einem als 3/2-Wegeventil ausgebildeten Rüttel
ventil (7), das eine an die erste Hydraulikleitung (3)
angeschlossene zweite Hydraulikleitung (12) mit einem
Rücklauf (T) verbindet, wenn es seine eine Stellung
einnimmt,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) das Rüttelventil (7) verbindet die zweite Hydraulik leitung (12) in seiner Nullstellung mit dem Rück lauf (T), und die zweite Hydraulikleitung ist über ein Rückschlagventil (13) an die erste Hydraulik leitung (3) angeschlossen,
- b) von der ersten Hydraulikleitung (3) führt eine erste Steuerleitung (10) zu einer ersten Steuerfläche (7 a) des Rüttelventils (7),
- c) von der zweiten Hydraulikleitung (12) führt eine zweite Steuerleitung (15) zu einer zweiten Steuer fläche (7 b) des Rüttelventils, und
- d) das Rüttelventil ist derart ausgebildet, daß es, wenn der Druck in der ersten Hydraulikleitung (3) einen zweiten vorbestimmten Druck, der größer als der erste vorbestimmte Druck ist, erreicht, um schaltet und die erste Hydraulikleitung (3) mit der zweiten Hydraulikleitung (12) verbindet.
2. Rüttelsteuerung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine verstellbare
Druckfeder (9) das Rüttelventil (7) in die Nullstellung
vorspannt.
3. Rüttelsteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in die zweite
Steuerleitung (15) eine verstellbare Drossel (14) ein
gefügt ist.
4. Rüttelsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste
und die zweite Steuerfläche (7 a, 7 b) des Rüttelventils
(7) unterschiedlich groß sind.
5. Rüttelsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Hydraulikzylinder (1) ein doppeltwirkender
Zylinder ist, an dessen Kolbenraum (5) die erste Hydrau
likleitung (3), und an dessen Ringraum (6) eine dritte
Hydraulikleitung (4) angeschlossen ist, und wobei in
die erste Hydraulikleitung (3) ein Rückschlagventil
eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (17) entsperrbar über eine
dritte Steuerleitung (16) an die dritte Hydrauliklei
tung (4) angeschlossen ist.
Priority Applications (3)
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DE19863631079 DE3631079A1 (de) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | Ruettelsteuerung fuer einen hydraulikzylinder |
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Publications (2)
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