DE4214688A1 - Einrichtug zur selbsttaetigen endabschaltung eines gewinnungshobels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Endabschaltung eines kettengezogenen Gewinnungshobels im Strebendbereich unter Verwendung eines Hobelantriebs mit zugeordnetem, bei Überlast das angetriebene Kettenrad nebst Hobelkette vom Antrieb trennenden schaltbaren Überlast-Schutzsystems, mit einem am Ende der Hobelstrecke angeordneten mechanischen Hobelendanschlag und mit einem im vorgegebenen Abstand vor dem Hobelendanschlag auf der Hobelstrecke angeordneten, mit diesem eine Auslauf­ strecke für den Hobel definierenden und vom vorbei laufenden Hobel beeinflußten Steuerglied für die Hobelendabschaltung.

Es ist üblich, an den beiden Enden der Hobelstrecke, also in den Endbereichen des Strebförderers und der an ihm abbaustoßseitig oder versatzseitig angeordneten Hobelführung mechanische Endanschläge anzuordnen. Zur Ho­ belendabschaltung werden im Abstand vor den Endanschlägen auf der Hobelfahrstrecke elektrische Hobelendschalter vor­ gesehen, die vom vorbeilaufenden Hobel geschaltet werden (DE-PS 30 17 756). Mit Hilfe der Hobelendschalter werden entweder die Hobelantriebe stillgesetzt oder es wird die Hobelgeschwindigkeit auf eine Schleichgeschwindigkeit her­ abgesetzt, so daß der Hobel mit der Schleichgeschwindig­ keit gegen den Endanschlag läuft. Bei Hobelmotorabschaltung nach Überfahren des Endschalters ist der Auslaufweg des Ho­ bels abhängig von der Hobelgeschwindigkeit bzw. der Hobel­ schwungmasse, den Reibungsverhältnissen zwischen Hobel und Hobelführung, dem Schnitteingriff des Hobels in die Streb- Saumkohle und dem vor dem auslaufenden Hobel in der Hobelgas­ se liegenden Kohlenhaufen.

Es sind auch Hobelsteuerungen mit Hobelendabschaltung bekannt, bei denen am Hobelkörper ein Sender angeordnet ist, der bei Vorbeilauf des Hobels an Empfängern, die an definierten Stel­ len der Hobelstrecke angeordnet sind, ein Signal liefert, das zur Hobelendabschaltung genutzt werden kann (Zeitschrift "Berg­ bau", 4/1976, Seiten 111 bis 114) Wird ein Hobelkörper im Schnellgang auf den mechanischen End­ anschlag der abbaustoßseitigen oder versatzseitigen Hobelfüh­ rung am Strebende gefahren, so wirken die hohen Schwungmassen von Motor und Getriebe kurzzeitig voll auf die Hobelkette ein, wodurch der Hobelantrieb und auch die Hobelkette mechanisch stark beansprucht werden. Es kann hierbei zu bleibenden Dehnun­ gen der Hobelkette kommen. Bei Verwendung eines Hobelantriebs mit Überlastschutzgetriebe und zugeordneter Rutschkupplung kann es beim Fahren des Hobelkörpers gegen den Endanschlag zu einem Dauerrutschen der Rutschkupplung kommen, was einen hohen Ver­ schleiß zur Folge hat. Durch die zumeist zechenseitig für die Hobelsteuerung eingebaute Hobelendabschaltung mit Umschaltung des Hobelantriebs vom Schnellgang auf einen Schleichgang im Strebendbereich lassen sich die vorgenannten Probleme nicht zu­ verlässig beseitigen, zumal die gebräuchlichen Endschalter ma­ nipulierbar sind. Darüber hinaus ist es häufig erforderlich, schwer gewinnbare Stöße an den Strebenden im Schnellgang des Hobels zu durchfahren.

Bei modernen Hochleistungs-Hobelanlagen verwendet man Hobelan­ triebe mit schaltbaren Überlast-Schutzsystemen, die bei Überlast z. B. bei einem Blockieren des Hobels, die Hobelkette nebst Kettenrad vom Antrieb trennen. In der Praxis besonders bewährt haben sich Überlastgetriebe, die mit einer schaltbaren Über­ lastkupplung, bevorzugt einer hydraulisch lüftbaren und elek­ trisch über ein Schnellschaltventil ansteuerbaren Lamellen­ kupplung, ausgestattet sind (Zeitschrift "Glückauf", 1990, Seiten 621 bis 627, DE-OS 34 25 638, DE-OS 37 20 208).

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der eingangs genannten Ein­ richtung mit dem Hobelantrieb zugeordnetem aktiv schaltbaren Überlast-Schutzsystem eine zuverlässig arbeitende Hobelendab­ schaltung zu erreichen, mit der gewährleistet ist, daß recht­ zeitig vor dem Auflaufen des Hobels auf den Endanschlag die hohen Schwungmassen des elektrischen Antriebsmotors und des zugeordneten Getriebes vom Hobelkettenrad getrennt werden und damit auch die Hobelkette den schädlichen Einwirkungen der aus diesen Schwungmassen resultierenden Kräfte entzogen wird, auch dann, wenn der Hobel im Annäherungsbereich zum Endanschlag im Schnellgang gefahren wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das ge­ nannte Steuerglied aus einem mit der elektronischen Auswerte­ einheit des Überlast-Schutzsystems signalübertragend gekoppel­ ten Sensorsystem besteht, das bei Einlauf des Hobels in die Auslaufstrecke ein die Aktivierung des Überlast-Schutzsystems bewirkendes elektrisches Überfahrsignal an die Auswerteeinheit liefert.

Mit der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst. Die Erfin­ dung verwendet das bisher für die Überlast-Abschaltung verwen­ dete Überlast-Schutzsystem zugleich für die Hobelendabschaltung, d. h. für die Trennung des aus Elektromotor und Getriebe beste­ henden Hobelantriebs von der Hobelkette und dem Kettenrad, so daß selbst dann, wenn der Hobel im Strebendbereich im Schnell­ gang gefahren wird, die Hobelkette und das Kettenrad den hohen Schwungmassen des Motors und Getriebes entzogen sind. Die Steue­ rung der Hobelendabschaltung ist unabhängig vom Hobelfahrer und nicht von ihm manipulierbar. Beim Aktivieren bzw. Öffnen des Überlast-Schutzsystems wird nur noch die Hobelschwungmas­ se wirksam, die aber zu keiner dauerhaften Schädigung der Ho­ belkette führt. Mit der erfindungsgemäßen Zwangsabschaltung durch Aktivieren des schaltbaren Überlast-Schutzsystems wird somit ein Fahren des Hobels auf den mechanischen Endanschlag der abbaustoß- oder versatzseitigen Hobelführung am Strebende mit den wirksamen Schwungmassen von Motor und Getriebe zuver­ lässig ausgeschlossen.

Die bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendete Auswerte­ einheit weist zweckmäßig einen Steuerrechner auf, der nach Maß­ gabe der Hobelgeschwindigkeit beim Überlaufen des Sensorsystems, der Länge der Auslaufstrecke des Hobels und der effektiven Schaltzeit des Überlast-Schutzsystems dieses zur Aktivierung ansteuert, und zwar möglichst im Sinne eines Hobelauslaufs bis zumindest in den Annäherungsbereich des Hobelendanschlags. Da­ mit ist es möglich, beim Überlaufen des Sensorsystems durch den Hobel und bei Auslösung des Überfahrsignals das Überlast-Schutz­ system in Abhängigkeit von der Hobelfahrgeschwindigkeit zeit­ lich so zu steuern, daß selbst bei im Schnellgang fahrendem Ho­ bel dieser so rechtzeitig vom Hobelantrieb getrennt wird, daß er nicht mit der Schwungmasse des Motors und Getriebes gegen den mechanischen Hobelendanschlag läuft.

Das über eine Signalleitung mit der Auswerteeinheit gekoppelte Sensorsystem läßt sich in unterschiedlicher Weise ausbilden. Es kann aus einem oder auch aus mehreren elektrischen oder opti­ schen Sensoren bestehen und läßt sich geschützt an bzw. in der abbaustoßseitigen oder versatzseitigen Hobelführung anordnen. Das Sensorsystem läßt sich so ausbilden, daß es nur dann ein Überfahrsignal liefert, wenn der Hobel in die genannte Auslauf­ strecke zwischen dem Sensorsystem und dem zugeordneten mechani­ schen Hobelendanschlag hineinläuft, während es beim Herausfah­ ren des Hobels aus der Auslaufstrecke kein Signal liefert. An­ dererseits kann das Sensorsystem aber auch so ausgebildet sein, daß es bei seinem Überfahren durch den Hobel in beiden Richtun­ gen ein Überfahrsignal liefert, wobei die elektronische Auswer­ teeinheit aus der Hobelsteuerung die jeweilige Hobelfahrtrich­ tung bestimmt und nur dann das Überlast-Schutzsystem aktiviert, wenn der Hobel in die Auslaufstrecke hineinläuft. Das Sensor­ system kann auch mehrere, in Hobellaufrichtung in verhältnismä­ ßig dichtem Abstand zueinander angeordnete Sensoren aufweisen, die jeweils beim Vorbeigang des Hobels ein Überfahrsignal an die Auswerteeinheit liefern, wobei sich aus der Folge der Signa­ le und/oder der Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Sig­ nalen die Hobelfahrtrichtung bzw. die Hobelgeschwindigkeit beim Überfahren des Sensorsystems durch den Steuerrechner der Aus­ werteeinheit bestimmen läßt. Auch kann das Sensorsystem mit ei­ ner eigenen Intelligenz in Gestalt eines Mikroprozessors ausge­ stattet sein, das beim Überfahren durch den Hobel die Hobel­ laufrichtung und/oder die Hobelgeschwindigkeit bestimmt und die Daten der Auswerteeinheit zuführt.

Für das Überlast-Schutzsystem lassen sich beliebige schaltbare Systeme bekannter Art verwenden. In bevorzugter Ausführung wird hierfür ein Überlastgetriebe mit zugeordneter, von der elektro­ nischen Auswerteeinheit im Überlastfall schaltbarer Überlast­ kupplung verwendet, zweckmäßig einer hydraulisch lüftbaren La­ mellenkupplung, die über ein Schnellschaltventil schaltbar ist. Solche Überlastgetriebe mit dem Getriebe des Hobelantriebs zu­ geordneter Überlastkupplung sind z. B. aus den eingangs genann­ ten Druckschriften bekannt und haben sich im Bergbaueinsatz für die Überlastabschaltung bewährt.

Im allgemeinen werden bei den bekannten Hochleistungs-Hobelan­ lagen Hobelantriebe am Haupt- und Hilfsantrieb, also an den beiden Strebenden vorgesehen. In diesem Fall empfiehlt es sich, die beiden jeweils mit einem Überlast-Schutzsystem ausgestat­ teten Hobelantriebe über eine Kommunikationsleitung so zu ver­ binden, daß bei Überfahren des jeweiligen Sensorsystems die Überlast-Schutzsysteme beider Antriebe etwa zeitgleich öff­ nen. Ferner besteht die Möglichkeit, die Steuerung der Streb­ endabschaltung so auszugestalten, daß zeitgleich mit der Schaltung des oder der Überlast-Schutzsysteme der oder die elektrischen Antriebsmotoren des bzw. der Hobelantriebe ab­ geschaltet wird bzw. werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung läßt einen Gewinnungshobel 1 erkennen, der sich an einer Hobelführung 2 führt, die lediglich in dem einen End­ bereich des Strebs gezeigt ist und die entweder abbaustoßseitig oder aber versatzseitig eines vor dem Abbaustoß längs durch den Streb verlegten (nicht dargestellten) Strebförderers angebaut ist, wie dies bekannt ist. Mit 3 ist die angetriebene Hobelket­ te bezeichnet, die bei 4 am Hobel 1 angeschlagen ist und an beiden Strebenden jeweils über ein Kettenrad 5 umgelenkt wird, wobei mindestens das eine der beiden Kettenräder 5, im allge­ meinen aber beide Kettenräder vom Hobelantrieb 6 angetrieben wird. Der Hobelantrieb 6 besteht aus einem Elektromotor 7, im allgemeinen einem elektrischen Asynchronmotor und einem Ge­ triebe 8, auf dessen Ausgangswelle 9 das angetriebene Ketten­ rad 5 sitzt. Das Getriebe 8 ist, wie bekannt als Überlastge­ triebe ausgebildet. Es weist also ein schaltbares Überlast- Schutzsystem auf, welches im Überlastfall, z. B. bei einem Blockieren des Hobels 1, aktiviert wird und dadurch das Ket­ tenrad 5 und die Hobelkette 3 am Getriebeausgang von dem Ge­ triebe 8 und dem Motor 7 trennt. Überlastgetriebe mit Über­ last-Schutzsystemen sind in verschiedenen Ausführungen be­ kannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. Mit Vorteil kann ein Überlastgetriebe verwendet werden, wie es aus der eingangs genannten Zeitschrift "Glückauf" 1990, Sei­ ten 621 bis 627 (Bild 2) dargestellt und beschrieben ist. Das Überlast-Schutzsystem des Getriebes 8 ist über eine elektri­ sche Signalleitung 10, die der Überlasterkennung dient, an eine elektronische Auswerteeinheit 11 angeschlossen, die aus­ gangsseitig über eine elektrische Steuerleitung 12 mit dem Überlast-Schutzsystem zu dessen Schaltung bzw. Aktivierung im Überlastfall oder zum Zwecke der Hobelendabschaltung verbun­ den ist. Über die Steuerleitung 12 kann, wie bekannt, ein elek­ tromagnetisches Schaltventil geschaltet werden, welches eine Überlastkupplung des Überlast-Schutzsystems durch hydraulische Druckbeaufschlagung lüftet, so daß das Kettenrad 5 und die Ho­ belkette 3 vom Hobelantrieb 6 getrennt werden.

An den beiden Enden der Hobelführung 2 befindet sich jeweils ein mechanischer Hobelendanschlag 13, der die Hobelstrecke am Strebende begrenzt. In einem vorgegebenen Abstand X von dem Hobelendanschlag 13 befindet sich ein Sensorsystem 14, das ge­ schützt an oder in der Hobelführung 2 angeordnet ist. Der Ab­ stand des Sensorsystems 14 von dem zugeordneten Hobelendan­ schlag 13 definiert die Hobelauslaufstrecke X, auf der die Ho­ belendabschaltung erfolgt.

Das Sensorsystem 14 ist über eine elektrische Signalleitung 15 an die Auswerteeinheit 11 angeschlossen. Bei der durch den Pfeil 16 angegebenen Fahrtrichtung des Hobels 1 in Richtung auf den Hobelendanschlag 13 über läuft der Hobel das Sensorsystem 14, das dabei über die Signalleitung 15 ein Überfahrsignal an die Auswerteeinheit 11 liefert, die mit einem Steuerrechner ausgestattet ist. Zum Zeitpunkt des Überfahrsignals ist der Weg, den der Hobel 1 bis zum Endanschlag 13 noch zurückzulegen hat, an der Auswerteeinheit 11 bekannt. Er entspricht der Auslauf­ strecke X. Ferner ist die maximale Hobelgeschwindigkeit, mit der der Hobel 1 gefahren werden kann, an der Auswerteeinheit bekannt. Somit kann die nach der Sensorerkennung, d. h. nach Abgabe des Überfahrsignals noch zur Verfügung stehende Zeit bis zum Fahren des Hobels 1 auf den Endanschlag 13 vom Steuer­ rechner bestimmt werden. In Abhängigkeit von der effektiven Schaltzeit des Überlast-Schutzsystems, d. h. der Zeit vom Akti­ vieren des Schaltelementes bis zum tatsächlichen Schalten des Überlast-Schutzsystems (Schaltverzögerung bedingt z. B. durch die Ventilschaltzeiten) kann rechtzeitig vor Erreichen des Hobelendanschlages 13 das Überlast-Schutzsystem durch einen von der Auswerteeinheit über die Steuer- bzw. Schaltleitung 12 gelieferten Schaltimpuls das Überlast-Schutzsystem akti­ viert bzw. geöffnet werden, so daß das Kettenrad 5 und die Hobelkette 3 vom Motor 7 und Getriebe 8 des Hobelantriebs 6 getrennt werden. Dabei läßt sich das Überlast-Schutzsystem am Getriebe 8 zeitabhängig so steuern, daß selbst bei maximal möglicher Hobelfahrgeschwindigkeit der Kettenantrieb vom Ho­ belantrieb auf der Auslaufstrecke X so rechtzeitig getrennt wird, daß der Hobel 1 aufgrund seiner Schwungmasse noch bis zum Hobelendanschlag 13 oder bis in dessen Näherungsbereich ausläuft. Es wird also unter allen Umständen verhindert, daß der Hobel 1 mit den wirksamen Schwungmassen von Motor 7 und Getriebe 8 auf den mechanischen Endanschlag 13 gefahren wird, auch dann nicht, wenn er im Schnellgang über das Sensorsystem 14 hinweg in die Auslaufstrecke X hineinläuft.

Wenn an jedem der beiden Strebenden ein Hobelantrieb 6 mit Überlast-Schutzsystem vorgesehen ist, empfiehlt es sich, die beiden Hobelantriebe bzw. deren Auswerteeinheiten 11 über eine Kommunikationsleitung 17 zu verbinden und in den beiden Endbereichen der Hobelführung 2 jeweils ein Sensorsystem 14 im Abstand X vor dem betreffenden Hobelendanschlag 13 anzu­ ordnen. Über die Kommunikationsleitung 17 wird sichergestellt, daß jeweils beim Überfahren des einen oder anderen Sensorsys­ tems 14 beide Hobelantriebe etwa zeitgleich vom zugeordneten Kettenrad 5 und damit von der Kette 3 durch Aktivieren der Überlast-Schutzsysteme abgeschaltet werden.

Die erfindungsgemäße Steuerung der Hobelendabschaltung kann im teil- oder vollgesteuerten Hobelbetrieb, aber auch als automatisch arbeitende Sicherheitseinrichtung bei Handsteue­ rung des Hobels durch den Hobelfahrer eingesetzt werden. Die Anordnung läßt sich auch so treffen, daß durch das Sensorsy­ stem 14 oder die zugeordnete Auswerteeinheit 11 die jeweilige Hobelfahrgeschwindigkeit beim Einlauf in die Ausfahrstrecke X ermittelt und das oder die Überlast-Schutzsysteme nach Maßga­ be der jeweiligen Hobelgeschwindigkeit beim Überlaufen des Sensorsystems, der Länge der Auslaufstrecke X und der effek­ tiven Schaltzeit des Überlastschutzsystems so gesteuert wird, daß der Hobel beim Aktivieren des Überlast-Schutzsystems auf­ grund seiner Schwungmasse zumindest bis in den Annäherungsbe­ reich des Hobelendanschlages 13 läuft. Bei der vorbeschriebe­ nen Einrichtung zur Zwangsabschaltung des oder der Hobelantrie­ be im Annäherungsbereich der Hobelendanschläge können die den Hobelendanschlägen im vorgegebenen Abstand vorgeschalteten Sen­ sorsysteme so ausgeführt werden, daß sie nur dann ein Überfahr­ signal an die Auswerteeinheit liefern, wenn der Hobel über das betreffende Sensorsystem in die Ausfahrstrecke X hineinläuft, nicht aber dann, wenn der Hobel in Gegenrichtung (entgegen der Pfeilrichtung 16 in der Zeichnung) das Sensorsystem überfährt. Andererseits läßt sich die Anordnung aber auch so treffen, daß die Sensorsysteme 14 jeweils bei beiden Bewegungsrichtungen des Hobels ein Überfahrsignal an die Auswerteeinheit liefern, sofern an dieser die jeweilige Hobelfahrtrichtung bekannt ist und die Auswerteeinheit folglich in der Lage ist, nur das beim Einlauf des Hobels in die Auslaufstrecke gegebene Überfahrsig­ nal zur Aktivierung des Überlast-Schutzsystems zu nutzen.

Claims (10)

1. Einrichtung zur selbsttätigen Endabschaltung eines ketten­ gezogenen Gewinnungshobels im Strebendbereich unter Ver­ wendung eines Hobelantriebs mit zugeordnetem, bei Überlast das angetriebene Kettenrad nebst Hobelkette vom Antrieb trennenden schaltbaren Überlast-Schutzsystem, mit einem am Ende der Hobelstrecke angeordneten mechanischen Hobelendan­ schlag und mit einem im vorgegebenen Abstand vor dem Hobel­ endanschlag auf der Hobelstrecke angeordneten, mit diesem eine Auslaufstrecke für den Hobel definierenden und vom vorbeilaufenden Hobel beeinflußten Steuerglied od. dgl. für die Hobelendabschaltung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerglied aus einem mit der elektronischen Auswerteeinheit (11) des Überlast-Schutz­ systems (Überlastgetriebe 8) signalübertragend gekoppelten Sensorsystem (14) besteht, das bei Einlauf des Hobels (1) in die Auslaufstrecke X ein die Aktivierung des Überlast- Schutzsystems bewirkendes elektrisches Überfahrsignal an die Auswerteeinheit (11) liefert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinheit (11) einen Steu­ errechner aufweist, der nach Maßgabe der maximalen Hobelge­ schwindigkeit oder der Hobelgeschwindigkeit beim Überlaufen des Sensorsystems (14), der Länge der Auslaufstrecke (X) und der effektiven Schaltzeit des Überlast-Schutzsystems (Überlastgetriebe 8) das Überlauf-Schutzsystem im Sinne seiner Aktivierung ansteuert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das über eine Signalleitung (15) mit der Auswerteeinheit (11) gekoppelte Sensorsystem (14) ein in Abhängigkeit von der jeweiligen Hobellaufrich­ tung stehendes Überfahrsignal liefert.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sen­ sorsystem (14) mehrere, in Hobellaufrichtung im Abstand zueinander angeordnete Sensoren aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Über­ last-Schutzsystem aus einem Überlastgetriebe (8) mit zu­ geordneter, von der Auswerteeinheit (11) im Überlastfall schaltbarer Überlastkupplung besteht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Überlastkupplung aus einer über ein Schnellschaltventil schaltbaren, hydrau­ lisch lüftbaren Lamellenkupplung besteht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sen­ sorsysteme (14) an den beiden Endbereichen der Hobelfüh­ rung (2) jeweils über eine Signalleitung (15) an eine ge­ meinsame Auswerteeinheit (11) für die Aktivierung des Über­ last-Schutzsystems des Hobelantriebs (6) angeschlossen sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß bei an den beiden Enden der Hobelstrecke angeordneten, jeweils mit einem Überlast-Schutzsystem ausgestatteten Hobelantrieben (6) die beiden Hobelantriebe bzw. deren Auswerteeinheiten (11) über eine Kommunikationsleitung (17) so verbunden sind, daß bei Überfahren des jeweiligen Sensorsystems (14) die Überlast-Schutzsysteme beider Hobelantriebe (6) etwa zeit­ gleich öffnen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das bzw. die Sensorsysteme (14) an oder in der Hobelführung ange­ ordnet ist bzw. sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß etwa zeitgleich mit der Schaltung des oder der Überlast- Schutzsysteme der oder die elektrischen Antriebsmoto­ ren (7) des bzw. der Hobelantriebe (6) abschaltbar ist bzw. sind.