EP0114639A2 - Steuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbaugestellen - Google Patents

Steuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbaugestellen Download PDF

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EP0114639A2
EP0114639A2 EP84100425A EP84100425A EP0114639A2 EP 0114639 A2 EP0114639 A2 EP 0114639A2 EP 84100425 A EP84100425 A EP 84100425A EP 84100425 A EP84100425 A EP 84100425A EP 0114639 A2 EP0114639 A2 EP 0114639A2
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EP
European Patent Office
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pressure
line
valve
piston
setting
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EP84100425A
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Karl Krieger
Jochem Hartleb
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Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Original Assignee
Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a control system for hydraulic stamps of step extension frames according to the preamble of the main claim.
  • a switching piston of the setting valve is pressurized with hydraulic fluid from the open 3/2-way valve of the secondary device, which holds the setting valve in the open position regardless of the actuation of the control lever.
  • Another 3/2-way valve that opens against a preloaded spring interrupts the pressure medium supply to the switching piston of the setting valve as soon as the pressure in the plunger setting line acting against the spring triggers the switching process of this valve.
  • the repositioning device and the stamp setting device are depressurized again.
  • the setting process is then completed, the pressure chamber of the stamp is secured by the check valve in the ram setting line and the pressure relief valve.
  • the repositioning process used can also be interrupted at any time by a pressure pulse that is emitted by the pirate valve.
  • the repositioning device should be designed in such a way that even a conventional stamp control can be retrofitted to the repositioning control without conversion measures.
  • the control according to the invention gives the operator time after deciding and setting the expansion to decide whether it appears necessary under the existing mountain conditions to further load the set punches with the follow-up control or not. Careless and unintentional repositioning is just as impossible as repositioning without the required minimum pressure on the stamp.
  • the follow-up control is implemented with a few components in its own control unit, which works independently of the existing stamp control unit and can also be subsequently connected to existing controls. According to an advantageous development of the invention the initiated repositioning process can be switched off automatically at a predetermined set pressure. The repositioning process is interrupted by briefly actuating the pirate valve.
  • the hydraulic plunger 1 which is designed in several stages in the exemplary embodiment, is acted upon alternately in the pressure chambers 2 and in the annular spaces 3 with pressure fluid from the high-pressure line P, the piston side which is not acted upon in each case being connected to the return line T.
  • the 3/2-way setting valve 4 to the high-pressure line P is opened.
  • the hydraulic fluid flows via the ram setting line 5 through the hydraulically unlockable check valve 6 to the pressure chambers 2 of the ram 1.
  • relaxed hydraulic fluid is pushed out of the annular spaces 3 into the robbery line 7 and via the 3/2-way ram valve 8 into the return line T headed.
  • the pressure chambers 2 of the plunger 1 are secured by a pressure relief valve 9 against loads from the hanging wall, which is connected to the plunger setting line 5 in the outflow direction before the check valve 6.
  • the repositioning device designated 10 is connected on the one hand via a repositioning line 11 to the area of the stamp setting line 5 or the pressure chamber 2 of the stamp protected by the pressure relief valve 9 and on the other hand connected to the pirate valve 8 via the branch 12 of the robbery line 7.
  • the extension device 10 has a 3/2-way valve 13 with a switching plunger 14 which is spring-loaded in the closing direction and a 3/2-way valve 15 which is switched by a spring-loaded switching piston 16. Both 3/2-way valves 13 and 15 are connected to the high pressure line P in the open position and to the return line T in the closing direction.
  • the switching plunger 14 is manually engaged in the open position in which a hydraulically actuated latch 18 provided with a switching piston 17 engages in a recess 19 in the switching plunger 14.
  • the force of the locking spring 20 is such that the latch 18 can only be engaged if the pressure acting on the switching piston 17 is greater than a predetermined minimum setting pressure in the pressure chamber 2 of the stamp 1.
  • the minimum setting pressure is set, for example, at 100 bar so that the stamp 1 set with this pressure is replaced by further Pressure load is no longer pushed out.
  • the switching piston 16 of the 3/2-way valve 15 is pressurized via a channel 21 with pressure fluid from the high-pressure line P connected to the extension device 10.
  • the 3/2-way valve 15 opens and directs pressure fluid from the high pressure line P via the adjustment line 11 into the pressure chambers 2 of the plunger 1 and via the channel 22 onto the switching piston 17 of the bolt 18. This engages against the force of the locking spring 20 in the Recess 19 when the pressure in the replenishment line 11 has reached the minimum set pressure.
  • the pressure chambers 2 of the plunger 1 are then connected to the high-pressure line P via the 3/2-way valve 15, regardless of the open position of the setting valve 4.
  • the locking spring 20 prevents the latch 18 from snapping into the recess 19.
  • the switching plunger 14 of the 3/2-way valve 13 then remains in the open position only for the duration of the manual actuation.
  • the switching piston 17 is encompassed by a sleeve 25 which is engaged by a switching piston 26 which, like the switching piston 17, is loaded by the pressure in the channel 22 or the line 11, but which acts in the opposite direction on a compression spring 27.
  • the piston surface of the switching piston 26 is larger than that of the switching piston 17 and is dimensioned such that the force exerted by it on the compression spring 27 is compressed at a predetermined pressure in the follow-up line 11, the piston surfaces of the two counteracting switching pistons 17 and 26 and the spring force of 27, for example, is set to a pressure that 10% below the pump pressure.
  • the piston 26 then pulls the switching piston 17 with the bolt 18 out of the engagement position in the recess 19 with the sleeve 25.
  • the initiated repositioning process is ended with the piston 26 exactly when a pressure has built up in the repositioning line 11 and thus in the pressure chambers 2 of the plunger 1, which is 10% below the pump pressure of the longwall construction.

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Abstract

Figure imga0001
Die Steuerung des Stempels (1) erfolgt mit einem Nachsetzgerät (10), das im Nebenschluß zu den Setz- und Raubventilen (4, 8) in die zum Druckraum (2) des Stempels (1) führende Nachsetzleitung (11) eingeschaltet ist. Der Nachsetzvorgang wird durch die Betätigung eines Schaltstößels (14) am Nachsetzgerät (10) ausgelöst, der ein 3/2-Wegeventil (13) mit der Hochdruckleitung P verbindet. Die einströmende Druckflüssigkeit beaufschlagt den Schaltkolben (16) von einem weiteren 3/2-Wegeventil (15), das Druckflüssigkeit zum Druckraum (2) des Stempels (1) und auf einen Schaltkolben (17) leitet. Dieser wirkt auf einen Riegel (18), der gegen die Kraft einer Sperrfeder (20) in eine Ausnehmung (19) des Schaltstößels (14) einrastet, wenn der Druck in der Nachsetzleitung (11) einen vorgegebenen Mindestsetzdruck übersteigt. Der Riegel (18) wird aus der Einraststellung durch Beaufschlagung eines Schaltkolbens (23) mit dem Raubventil (8) herausgenommen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbaugestellen gemäß dem Oberbegriff des aauptanspruches.
  • Aus der DE-PS 30 12 299 ist eine Nachsetzsteuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbau bekannt, die im Nebenschluß vor dem Stempel-Rückschlagventil in die Stempelsetzleitung eingeschaltet und aus mehreren sich gegenseitig beeinflussenden 3/2-Wegeventilen zusammengesetzt ist. Diese Steuerung wird vor dem Setzen des Ausbaus mit einem Zuschaltventil betriebsbereit geschaltet. Beim Setzen des Stempels durch die Betätigung eines Steuerhebels strömt Druckflüssigkeit über das geöffnete Zuschaltventil zu einem Schaltkolben eines 3/2-Wegeventils, das offengeschaltet wird, wenn sich in der Stempelsetzleitung und somit auch im Druckraum des Stempels ein bestimmter Mindestsetzdruck aufgebaut hat. Bei einem Mindestsetzdruck von 80 bis etwa 120 bar soll der Stempel bereits mit einer solchen Kraft zwischen dem Hangenden und dem Liegenden verspannt sein, daß er durch die weitere Auflastung nicht mehr ausgefahren wird. Das unterhalb dieser Druckgrenze noch mögliche Nachsetzen des Stempels soll also weitgehend ausgeschlossen werden.
  • Wenn der Mindestsetzdruck erreicht ist, wird ein Schaltkolben des Setzventils mit Druckflüssigkeit aus dem offengeschalteten 3/2-Wegeventil des Nachsetzgerätes beaufschlagt, der das Setzventil unabhängig von der Betätigung des Steuerhebels in der Öffnungsstellung hält. Ein weiteres, gegen eine vorgespannte Feder zu öffnendes 3/2-Wegeventil unterbricht die Druckmittelzufuhr zum Schaltkolben des Setzventils, sobald der gegen die Feder wirkende Druck in der Stempelsetzleitung den Schaltvorgang dieses Ventils auslöst. Auf diese Weise werden das Nachsetzgerät und das Stempelsetzgerät wieder drucklos geschaltet. Der Setzvorgang ist dann beendet, wobei der Druckraum des Stempels durch das Rückschlagventil in der Stempelsetzleitung und das Druckbegrenzungsventil abgesichert ist. Der eingesetzte Nachsetzvorgang kann auch durch einen Druckimpuls, der von dem Raubventil abgegeben wird, jederzeit wieder unterbrochen werden.
  • Nachteilig ist jedoch, daß sich der Bedienungsmann vor jedem Setzvorgang davon überzeugen muß, ob das Nachsetzgerät zu- oder abgeschaltet ist. Dabei sind Irrtümer nicht mit Sicherheit ausgeschlossen. Der Bedienungsmann könnte beispielsweise davon ausgehen, daß die Nachsetzautomatik nicht eingeschaltet sei, weil er sie nicht eingeschaltet habe, obwohl sie noch vom vorhergehenden Setzvorgang her eingeschaltet ist. Die Nachsetzsteuerung sollte daher bei jedem Setzvorgang erneut eingeschaltet werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nachsetzsteuerung in weiter vereinfachter baulicher Ausführung zu schaffen, die erst zugeschaltet werden kann, nachdem der Stempel mit dem vorgegebenen Mindestsetzdruck gesetzt ist. Darüberhinaus soll das Nachsetzgerät so ausgebildet sein, daß auch eine herkömmliche Stempelsteuerung ohne Umbaumaßnahmen nachträglich auf die Nachsetzsteuerung umgerüstet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung/der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Steuerung läßt dem Bedienungsmann nach dem Rücken und Setzen des Ausbaus Zeit zu entscheiden, ob es unter den vorliegenden Gebirgsverhältnissen geboten erscheint, die gesetzten Stempel mit der Nachsetzsteuerung weiter aufzulasten oder nicht. Unbedachtes und unbeabsichtigtes Nachsetzen ist ebenso ausgeschlossen, wie das Nachsetzen ohne den erforderlichen Minimalandruck des Stempels. Die Nachsetzsteuerung ist mit wenigen Bauteilen in einem eigenen Steuergerät verwirklicht, das unabhängig von dem vorhandenen Stempelsteuergerät arbeitet und auch noch nachträglich an vorhandene Steuerungen angeschlossen werden kann. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der eingeleitete Nachsetzvorgang bei einem vorgegebenen Setzdruck selbsttätig abgeschaltet werden. Durch kurze Betätigung des Raubventils wird der Nachsetzvorgang unterbrochen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 ein Schaltschema der Nachsetzsteuerung,
    • Fig. 2 ein Schaltschema des Nachsetzsteuergerätes in der Einraststellung,
    • Fig. 3 ein Schaltschema einer weiteren Ausführung des Nachsetzgerätes.
  • Der im Ausführungsbeispiel mehrstufig ausgebildete hydraulische Stempel 1 wird wechselseitig in den Druckräumen 2 und auf den Ringräumen 3 mit Druckflüssigkeit aus der Hochdruckleitung P beaufschlagt, wobei die jeweils nicht beaufschlagte Kolbenseite an die Rücklaufleitung T angeschlossen ist. Zum Setzen des Stempels 1 wird das 3/2-Wege-Setzventil 4 zur Hochdruckleitung P geöffnet. Die Druckflüssigkeit strömt über die Stempelsetzleitung 5 durch das hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil 6 zu den Druckräumen 2 des Stempels 1. Beim Setzvorgang wird entspannte Druckflüssigkeit aus den Ringräumen 3 in die Raubleitung 7 ausgeschoben und über das 3/2-Wege-Raubventil 8 in die Rücklaufleitung T geleitet. Die Druckräume 2 des Stempels 1 sind durch ein Druckbegrenzungsventil 9 gegen Auflastungen aus dem Hangenden abgesichert, das in Abströmrichtung vor dem Rückschlagventil 6 an die Stempelsetzleitung 5 angeschlossen ist.
  • Das mit 10 bezeichnete Nachsetzgerät ist einerseits über eine Nachsetzleitung 11 an den durch das Druckbegrenzungsventil 9 abgesicherten Bereich der Stempelsetzleitung 5 bzw. den Druckraum 2 des Stempels angeschlossen und andererseits über den Abzweig 12 der Raubleitung 7 mit dem Raubventil 8 verbunden. Das Nachsetzgerät 10 besitzt ein 3/2-Wegeventil 13 mit einem in Schließrichtung federbelasteten Schaltstößel 14 und ein 3/2-Wegeventil 15, das von einem federbelasteten Schaltkolben 16 geschaltet wird. Beide 3/2-Wegeventile 13 und 15 sind in der öffnungsstellung an die Hochdruckleitung P und in Schließrichtung an die Rücklaufleitung T angeschlossen.
  • Der Schaltstößel 14 wird von Hand in die öffnungsstellung eingerückt, in der ein mit einem Schaltkolben 17 versehener hydraulisch betätigbarer Riegel 18 in eine Ausnehmung 19 des Schaltstößels 14 eingreift. Der Riegel 18 rastet jedoch nur dann in die Ausnehmung 19 ein und hält den Schaltstößel 14 in der Öffnungsstellung fest, wenn die durch den Schaltkolben 17 ausgeübte Kraft größer ist als die Kraft einer entgegengerichteten Sperrfeder 20. Die Kraft der Sperrfeder 20 ist so bemessen, daß der Riegel 18 nur dann eingerückt werden kann, wenn der auf dem Schaltkolben 17 wirksame Druck größer ist als ein vorgegebener Mindestsetzdruck im Druckraum 2 des Stempels 1. Der Mindestsetzdruck wird beispielsweise mit 100 bar so eingestellt, daß der mit diesem Druck gesetzte Stempel 1 durch weitere Druckauflastung nicht mehr ausgeschoben wird.
  • Wird der Schaltstößel 14 in die Öffnungsstellung gedrückt, so wird der Schaltkolben 16 des 3/2-Wegeventils 15 über einen Kanal 21 mit Druckflüssigkeit aus der an das Nachsetzgerät 10 angeschlossenen Hochdruckleitung P beaufschlagt. Dadurch öffnet das 3/2-Wegeventil 15 und leitet Druckflüssigkeit aus der Hochdruckleitung P über die Nachsetzleitung 11 in die Druckräume 2 des Stempels 1 sowie über den Kanal 22 auf den Schaltkolben 17 des Riegels 18. Dieser rastet gegen die Kraft der Sperrfeder 20 in die Ausnehmung 19 ein, wenn der Druck in der Nachsetzleitung 11 den Mindestsetzdruck erreicht hat. Die Druckräume 2 des Stempels 1 sind dann unabhängig von der Öffnungsstellung des Setzventils 4 über das 3/2-Wegeventil 15 an die Hochdruckleitung P angeschlossen. Ist jedoch der Druck in der Nachsetzleitung 11 bzw. den Stempeldruckräumen 2 noch nicht auf den vorgegebenen Minimalwert angestiegen, so verhindert die Sperrfeder 20 das Einrasten des Riegels 18 in die Ausnehmung 19. Der Schaltstößel 14 des 3/2-Wegeventils 13 bleibt dann nur für die Dauer der manuellen Betätigung in der Öffnungsstellung.
  • Durch die Betätigung des Raubventils 8 gelangt Druckflüssigkeit_ über die Raubleitung 7 in die Ringräume3/des Stempels 1 und gleichzeitig über den Abzweig 12 auf einen Schaltkolben 23, der gleichgerichtet zur Sperrfeder 20 am Riegel 19 angreift und diesen aus der Eingriffsstellung herausnimmt. Der Schaltstößel 14 des 3/2-Wegeventils 13 geht dann in die Schließstellung zurück, in der das 3/2-Wegeventil 13 an die Rücklaufleitung T angeschlossen und von der Hochdruckleitung P getrennt ist. Damit wird der Kanal 21 drucklos, der den Schaltkolben 16 des 3/2-Wegeventils 15 belastet hat, das nun ebenfalls von der Hochdruckleitung P abschaltet und die Nachsetzleitung 11 mit der Rücklaufleitung T verbindet. Ein zwischen dem Nachsetzgerät 10 und den Druckräumen 2 in die Nachsetzleitung 11 eingebautes Rückschlagventil 24 verhindert, daß Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 2 des Stempels 1 in das Nachsetzgerät 10 zurückströmt.
  • Der Schaltkolben 17, der den Riegel 18 in die Ausnehmung 19 einrasten läßt und somit den Schaltstößel 14 in der Öffnungsstellung festhält, kann mit einem aus den Teilen 25 bis 27 zusammengesetzten Druckschalter auch wieder aus der Eingriffsstellung herausgezogen werden. Der Schaltkolben 17 wird von einer Hülse 25 umfaßt, an der ein Schaltkolben 26 angreift, der ebenso wie der Schaltkolben 17 vom Druck im Kanal 22 bzw. der Nachsetzleitung 11 belastet ist, der aber in Gegenrichtung auf eine Druckfeder 27 wirkt. Die Kolbenfläche des Schaltkolbens 26 ist größer als diejenige des Schaltkolbens 17 und so bemessen, daß die von ihm ausgeübte Kraft auf die Druckfeder 27 bei einem vorbestimmten Druck in der Nachsetzleitung 11 zusammengedrückt wird, Die Kolbenflächen der beiden gegeneinander wirkenden Schaltkolben 17 und 26 sowie die Federkraft von 27 werden beispielsweise auf einen Druck eingestellt, der 10% unter dem Pumpendruck liegt. Der Kolben 26 zieht dann mit der Hülse 25 den Schaltkolben 17 mit dem Riegel 18 aus der Eingriffsstellung in der Ausnehmung 19 heraus. Der eingeleitete Nachsetzvorgang wird mit dem Kolben 26 genau dann beendet, wenn sich in der Nachsetzleitung 11 und damit in den Druckräumen 2 des Stempels 1 ein Druck aufgebaut hat, der 10% unter dem Pumpendruck des Strebausbaus liegt.

Claims (6)

1. Steuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbaugestellen
- mit einem 3/2-Wege-Setzventil und einem 3/2-Wege Raubventil zur wechselweisen Beaufschlagung der beiden Kolbenseiten des Stempels mit Druckflüssigkeit aus einer Hochdruckleitung und zum Anschluß der nichtbeaufschlagten Kolbenseite an eine Rücklaufleitung,
- mit einer vom Setzventil zum Druckraum des Stempels führenden Stempelsetzleitung,
- mit einer vom Raubventil zum Ringraum des Stempels führenden Raubleitung,
- mit einem hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventil, einem Druckbegrenzungsventil und einem manuell betätigbaren Nachsetzgerät,
- das über eine Nachsetzleitung an die Stempelsetzleitung angeschlossen ist,
- das aus mehreren 3/2-Wege-Ventilen zusammengesetzt ist, die sich über hydraulische Schaltkolben gegenseitig beeinflussen, und
- das die Druckzufuhr zum Stempeldruckraum von einem vorgegebenen Mindestsetzdruck an bis zum Aufbau eines vorgegebenen Sollsetzdruckes selbsttätig aufrechterhält,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (16) des Druckflüssigkeit über die Nachsetzleitung (11) zum Stempeldruckraum (2) zuführenden 3/2-Wege-Ventils (15) von einem 3/2-Wegeventil (13) beaufschlagbar ist, dessen in Schließrichtung federbelasteter Schaltstößel (14) beim Erreichen des Mindestsetzdruckes durch einen hydraulisch einrückbaren Riegel (18) in der Öffnungsstellung arretierbar ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (18) von einem mit Druckflüssigkeit aus der Nachsetzleitung (11) beaufschlagbaren Schaltkolben (17) gegen die Kraft einer vorgespannten Sperrfeder (20) in eine Ausnehmung (19) des Schaltstößels (14) einrückbar ist.
3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Sperrfeder (20) so bemessen ist, daß sie den Riegel (18) so lange außer Eingriff hält, bis der entgegengerichtete Schaltkolben (17) mit Mindestsetzdruck belastet ist.
4. Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Riegel (18) ein zweiter, vom Raubventil (8) beaufschlagbarer Schaltkolben (23) gleichgerichtet zur Sperrfeder (20) angreift.
5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Riegel (18) in Eingriff stellende Schaltkolben (17) mit einem Druckschalter (25 bis 27) verbunden ist, der den Schaltkolben (17) bei einem vorgegebenen Druck aus der Eingriffstellung herauszieht.
6. Steuerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nachsetzgerät (10) und dem Stempeldruckraum (12) ein Rückschlagventil (24) in die Nachsetzleitung (11) eingeschaltet ist.
EP84100425A 1983-01-20 1984-01-17 Steuerung für hydraulische Stempel von Schreitausbaugestellen Withdrawn EP0114639A3 (de)

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DE3301674 1983-01-20

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EP0114639A3 EP0114639A3 (de) 1986-12-03

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