WO2004104375A1 - Hydrauliksteuerung für den strebausbau - Google Patents

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WO2004104375A1
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Willi Kussel
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Tiefenbach Control Systems Gmbh
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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
    • E21D23/26—Hydraulic or pneumatic control

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control for longwall construction according to the preamble of claim 1.
  • This hydraulic control is known from WO 02/068798 A1.
  • the advanced peculiarity of this hydraulic control system is that the control valves for actuating the power sensors of a removal frame are not only arranged in the area of the removal frame, but on this and preferably even on the respective power sensor, no hoses between the control valve and the assigned power sensor are required; Power transmitters and associated control valves can be manufactured as a structural unit and tested in particular before installation; Errors in the assembly of the control valves and force transmitters and in the laying of the hoses between control valves and force transmitters are avoided; the risk of damage to the hoses is eliminated.
  • the hydraulic control described at the outset is further developed in that groups of control valves are switched completely depressurized when these control valves are in the zero position, ie when none of the control valves belonging to this group assume a switching position in which one There is a connection between the high pressure line and the encoder.
  • the connection between the high pressure line and the control valves of the group is established via a common group supply line, into which a check valve is switched on. Through this group check valve, the check valve becomes the group supply line locked when all the force transmitters in the group are in a static
  • this static state is queried at the electronic expansion control device which the
  • Group of control valves is assigned and through which the control commands are output to the electromagnets of the control valves. If the
  • Control current which is drawn from this expansion control device, drops below a limit value or drops to zero, the check valve is in its
  • Streb - return line connected and it is the hydraulic flow in the
  • a plurality of control valves of one expansion frame are closed
  • Streb pressure line or the Streb return line connected.
  • Extension frame only assigned one shut-off valve with the advantage that in the static state of this extension frame, i.e. if no
  • FIG. 1 The scheme of hydraulic equipment for several reasons
  • the invention relates to hydraulic control for a plurality of expansion racks.
  • the expansion racks are arranged along a seam.
  • the seam is cut with the cutter of a mining machine, e.g. B. the milling cutters of a cutting machine.
  • the coal broken by the milling cutters of the cutting machine is loaded onto a conveyor.
  • the conveyor has a channel, which is divided into individual units (channel sections).
  • Each gutter section is connected to an expansion unit by a force transmitter, generally a cylinder-piston unit.
  • Each expansion rack serves the purpose of supporting the longwall.
  • cylinder piston units which clamp a base plate in relation to the roof plate and, above all, fold up the coal bumper on the front end of the roof plate facing the seam in front of the approaching cutting machine and then fold it back in front of the coal front. Additional functional elements and associated power transmitters are available.
  • each expansion frame has the force transmitters 4, 5, 6, 7 in the form of cylinder-piston units.
  • Each power transmitter is actuated by a pilot valve 8 and the main valve 9 actuated thereby.
  • An expansion control device is assigned to each expansion frame.
  • the expansion control devices of a plurality of expansion racks are interconnected by a common bus line 25.
  • the commands for triggering the functions of the individual extensions already described can be triggered automatically or manually at a central control room or manually at one of the neighboring extension control devices or on a portable hand-held device.
  • Each expansion control device 13 is assigned a power supply unit 14, by means of which the supply voltage of the line 15 to a voltage of 12 V. is transformed and rectified.
  • This embodiment shown in FIG. 2 also applies to FIG. 1.
  • the force transmitters 4-7 are connected via the respectively assigned main valves 9 to the longwall pressure line 16 on the one hand and to the longwall return line 17 on the other hand.
  • the longwall pressure line 16 carries a very high pressure of e.g. b. more than 300 bar.
  • the longwall pressure line 16 and the longwall return line 17 extend over the long length of a variety, in most cases all expansion racks.
  • the units consisting of pilot valve 8 and main control valve 9 are each flanged directly to their force transmitter and connected directly to the force transmitter without being connected.
  • the units of pilot valve 8 and main control valve 9 are connected to the longwall pressure line by a spur line (group connection line) 18.
  • the group common return line 19 is used to connect the units consisting of pilot valve 8 and main control valve 9 to the longwall return line 17.
  • a check valve 20 is switched on in the group connecting line 18. In its rest position, the shut-off valve blocks the connection between the pressure line 16 and the group connection line 18. When actuated, the flow is released. So far, the description applies to FIG. 1 and FIG. 2.
  • a flow meter 21 is integrated in the group return line 19.
  • the hydraulic flow to the longwall return line 17 is determined by this flow meter 21.
  • the flow meter 21 is set such that an actuating signal 22 is output when the hydraulic current drops below a predetermined low limit value or to 0.
  • the shut-off valve 20 is actuated by the control signal 22 and brought into its locked position. This means that when one of the pilot valves 8 is actuated, a connection is established between the supply line 18 and the return line 19, which leads to a volume flow, that the volume flow is detected by the current measuring device 21, and that the control signal 22 drops, which results in the blocking valve being blocked 20 leads.
  • the group shut-off valve can be a function of the hydraulic flow in the group supply line to the removal control device Drop in the hydraulic current below a limit value in the blocking sense.
  • a flow meter is provided in the feed line. It is not shown that the check valve is switched to the flow position when - as will be described in the following - an electrical control signal is present at the assigned removal control unit.
  • a current measuring device 24 is switched into the connecting line 23 between the power supply unit 14 and the expansion control device 13 of each expansion frame, by means of which the control current or the current consumption of the removal control device 13 is measured. This means that the current measuring device 24 can detect whether the removal control device 13 is used via the bus line 25 to trigger one of the removal functions.
  • the current measuring device 24 is set up and set such that, when a low limit value is exceeded, an actuating signal 22 is output, by means of which the check valve 20 is brought into its open position and thus the entire expansion 1 (2, 37) To the common butt pressure line 16 is placed. In this way it is ensured that the entire hydraulics of each expansion frame and in particular the hydraulic hoses, which are susceptible to damage, are depressurized when the expansion frame is in the static, unmoved state.
  • Removal control device Removal control 13 Removal control device 13

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Abstract

Eine Hydrauliksteuerung für den Strebausbau mit einer Mehrzahl von Ausbaugestellen (Schilde 1-3), welche im Sinne der Ausbau-Funktionen, insbesondere im Sinne der Ausbau-Funktionen: Rauben, Schreiten and Setzen, betätigbar sind, besitzt hydraulische Steuerventile (8,9) für jeden der Kraftgeber, die jeweils im engen räumlichen Bereich des Kraftgebers angeordnet und in Gruppen eingeteilt sind. Jede Gruppe wird mit der hydraulischen Druckleitung (16), welche sich jeweils über die Streblange einer Mehrzahl von Ausbaugestellen erstreckt, über eine Gruppen-Anschlussleitung (18) angeschlossen, welche durch ein Gruppen-Sperrventil (20) in Abhängigkeit von der Betätigung der Steuerventile bei Nicht-Betätigung sämtlicher Steuerventile sperrbar ist.

Description

Hydrauliksteuerung für den Strebausbau
Die Erfindung betrifft eine Hydrauliksteuerung für den Strebausbau nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Diese Hydrauliksteuerung ist bekannt durch die WO 02/068798 A1. Die fortschrittliche Besonderheit dieser Hydrauliksteuerung besteht darin, dass die Steuerventile zur Betätigung der Kraftgeber eines Ausbaugestelles nicht nur im Bereich des Ausbaugestells, sondern an diesem und vorzugsweise sogar an dem jeweiligen Kraftgeber angeordnet sind, wird keine Verschiauchung zwischen dem Steuerventil und dem zugeordneten Kraftgeber benötigt; Kraftgeber und zugeordnete Steuerventile können als Baueinheit hergestellt und insbesondere vor Einbau getestet werden; Fehler bei der Montage der Steuerventile und Kraftgeber und bei der Verlegung der Schläuche zwischen Steuerventilen und Kraftgebern werden vermieden; die Gefahr einer Beschädigung der Verschiauchung wird ausgeschaltet. Damit wird auch die Unfallgefahr wesentlich herab gesetzt, wobei zu berücksichtigen ist, dass wegen der hohen Drücke von über 300 bar jede Undichtigkeit auch mit der Gefahr erheblicher Verletzungen verbunden ist. Es bleibt dabei allerdings die Verschiauchung, die in jedem Ausbaugestell zur Verbindung zwischen der Steuerventile mit der Druckleitung erforderlich ist, welche sich über die Streblänge erstreckt (Hochdruckleitung). Insoweit stellt sich die zusätzliche Aufgabe, die Gefahr von Undichtigkeiten und dadurch hervorgerufener Verletzungen zu vermindern bzw. auszuschließen.
Bei der Lösung nach Anspruch 1 wird die eingangs beschriebene Hydrauliksteuerung dadurch fortgebildet, dass Gruppen von Steuerventilen vollständig drucklos geschaltet werden, wenn sich diese Steuerventile in der Null-Stellung befinden, d. h. wenn keines der zu dieser Gruppe gehörigen Steuerventile eine Schaltstellung einnimmt, in welcher eine Verbindung zwischen der Hochdruckleitung und dem Kraftgeber besteht. Bei der Lösung wird die Verbindung zwischen der Hochdruckleitung und den Steuerventilen der Gruppe über eine gemeinsame Gruppen Zuleitung hergestellt, in die ein Sperrventil eingeschaltet ist. Durch dieses Gruppensperrventil wird die Sperrventil wird die Gruppen Zuleitung gesperrt, wenn sämtliche Kraftgeber der Gruppe sich in einem statischen
Zustand befinden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird dieser statische Zustand abgefragt an der elektronischen Ausbau Steuereinrichtung, welche der
Gruppe von Steuerventilen zugeordnet ist und durch welche die Stellbefehle an die Elektromagneten der Steuerventile ausgegeben werden. Wenn der
Steuerstrom, der von dieser Ausbau Steuereinrichtung gezogen wird, unter einen Grenzwert abfällt bzw. auf Null abfällt, wird das Sperrventil in seine
Sperrstellung umgesteuert.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird die Gruppe der
Steuerventile mittels einer gemeinsamen Gruppen - Rücklaufleitung mit der
Streb - Rücklaufleitung verbunden und es wird der Hydraulikstrom in der
Gruppen - Rücklaufleitung erfasst. Wenn dieser Hydraulikstrom unter einen vorbestimmten Grenzwert oder auf Null sinkt, wird das Sperrventil in seine
Sperrstellung geschaltet.
Erfindungsgemäß werden mehrere Steuerventile eines Ausbaugestells zu
Gruppen zusammengefasst und jeweils über eine gemeinsame
Gruppen - Zuleitung und Gruppen - Rücklaufleitung mit der
Streb - Druckleitung bzw. der Streb - Rücklaufleitung verbunden.
Es können aber auch sämtliche Steuerventile eines Ausbaugestells zu einer
Gruppe auf diese Weise zusammengefasst werden. In diesem Fall ist jedem
Ausbaugestell nur ein Sperrventil zugeordnet mit dem Vorteil, dass im statischen Zustand dieses Ausbaugestelles, d.h. wenn keine
Ausbaufunktionen durchgeführt werden, das gesamte Ausbaugestell drucklos geschaltet ist, so dass an diesem Ausbaugestell eine Gefahr durch platzende Leitungen oder hydraulische Leckagen ausgeschaltet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschreiben.
Es zeigen:
Figur 1 : Das Schema der hydraulischen Ausrüstung für mehrere
Gruppen von Kraftgebern mit Steuerventilen mit hydraulisch betätigtem Sperrventil. Figur 2: Die hydraulischer Ausrüstungen für eine Gruppe von
Kraftgebern mit elektrisch betätigtem Sperrventil. Zur Beschreibung der Erfindung wird insbesondere auf die bereits erwähnte WO 02/068798 A1 Bezug genommen. Die Erfindung bezieht sich auf die Hydrauliksteuerung für eine Mehrzahl von Ausbaugestellen. Die Ausbaugestelle sind längs eines Flözes angeordnet. Das Flöz wird mit der Schneideinrichtung einer Gewinnungsmaschine, z. B. den Walzenfräsern einer Schrämmaschine abgebaut. Die durch die Walzenfräser der Schrämmaschine gebrochene Kohle wird auf einen Förderer geladen. Der Förderer weist eine Rinne, die in einzelne Einheiten (Rinnenschüsse) unterteilt ist. Jeder Rinnenschuss ist mit einer Ausbaueinheit durch einen Kraftgeber, im allgemeinen einer Zylinder-Kolben-Einheit, verbunden. Jedes Ausbaugestell dient dem Zweck, das Streb abzustützen. Hierzu dienen weiter Zylinderkolbeneinheiten, welche eine Bodenplatte gegenüber der Dachplatte verspannen und vor allem auch den Kohlenstoßfänger am vorderen, dem Flöz zugewandten Ende der Dachplatte vor der heranfahrenden Schrämmaschine hochklappen und anschließend wieder vor die Kohlefront zurückklappen. Weitere Funktionselemente und zugehörige Kraftgeber sind vorhanden.
In Figur 1 sind schematisch drei Ausbaugestelle 1, 2, 3 dargestellt. Jedes Ausbaugestell besitzt die Kraftgeber 4, 5, 6, 7 in Form von Zylinder- Kolbeneinheiten. Jeder Kraftgeber wird durch ein Vorsteuerventil 8 und das dadurch angesteuerte Hauptventil 9 betätigt. Zur Betätigung des Vorsteuerventils 8 dient zum einen ein Magnet 10 und zum anderen ein Mikroprozessor 11, der durch die in Figur 2 dargestellte Ausbausteuereinrichtung 13 angesteuert wird. Jedem Ausbaugestell ist eine Ausbausteuereinrichtung zugeordnet. Die Ausbausteuereinrichtungen mehrerer Ausbaugestelle sind untereinander durch eine gemeinsame Bus- Leitung 25 verbunden. Die Befehle zur Auslösung der bereits beschriebenen Funktionen der einzelnen Ausbauten können in Abhängigkeit vom Fortschritt der Abbaumaschine automatisch oder von Hand an einer zentralen Steuerwarte oder von Hand an einer der benachbarten Ausbausteuereinrichtungen oder an einem tragbaren Handgerät ausgelöst werden.
Jeder Ausbausteuereinrichtung 13 ist ein Netzgerät 14 zugeordnet, durch das die Versorgungsspannung der Leitung 15 auf eine Spannung von 12 V transformiert und gleichgerichtet wird. Diese in Figur 2 dargestellte Ausgestaltung gilt auch für die Figur 1.
Die Kraftgeber 4-7 werden über die jeweils zugeordneten Hauptventile 9 mit der Streb Druckleitung 16 einerseits und mit der Streb Rücklaufleitung 17 andererseits verbunden. Die Streb Druckleitung 16 führt einen sehr hohen Druck von z. b. mehr als 300 bar. Die Streb Druckleitung 16 und die Streb - Rücklaufleitung 17 erstrecken sich über die Streblänge einer Vielzahl, in den meisten Fällen aller Ausbaugestelle.
Die Einheiten aus Vorsteuerventil 8 und Hauptsteuerventil 9 sind jeweils unmittelbar an ihren Kraftgeber angeflanscht und mit dem Kraftgeber ohne Verschiauchung direkt verbunden. Die Einheiten von Vorsteuerventil 8 und Hauptsteuerventil 9 sind mit der Streb Druckleitung durch eine Stichleitung (Gruppenanschlußleitung) 18 verbunden. Zur Verbindung der Einheiten aus Vorsteuerventil 8 und Hauptsteuerventil 9 mit der Streb Rücklaufleitung 17 dient die der Gruppe gemeinsame Gruppen - Rücklaufleitung 19. In die Gruppenanschlußleitung 18 ist ein Sperrventil 20 eingeschaltet. Das Sperrventil sperrt in seiner Ruhestellung die Verbindung zwischen der Druckleitung 16 und der Gruppenanschlußleitung 18. Bei Betätigung gibt es den Durchfluss frei. Bis hierher gilt die Beschreibung für Figur 1 und Figur 2.
Die Besonderheit von Figur 1 besteht in folgendem: In die Gruppen - Rücklaufleitung 19 ist ein Strömungsmesser 21 integriert. Durch diesen Strömungsmesser 21 wird der Hydraulikstrom zur Streb - Rücklaufleitung 17 festgestellt. Der Strömungsmesser 21 ist so eingestellt, dass ein Stellsignal 22 ausgegeben wird, wenn der Hydraulikstrom unter einen vorbestimmten niedrigen Grenzwert oder auf 0 abfällt. Durch das Stellsignal 22 wird das Sperrventil 20 betätigt und in seine Sperrstellung gebracht. Das bedeutet, dass bei Betätigung eines der Vorsteuerventile 8 eine Verbindung zwischen der Zuleitung 18 und der Rückleitung 19 hergestellt wird, die zu einem Volumenstrom führt, daß der Volumenstrom durch Strommessgerät 21 erfasst wird, und daß das Stellsignal 22 abfällt, was zur Sperrung des Sperrventils 20 führt.
In ähnlicher Weise kann das Gruppen - Sperrventil in Abhängigkeit von dem Hydraulikstrom in der Gruppen - Zuleitung der Ausbausteuereinrichtung bei Abfall des Hydraulikstroms unter einen Grenzwert im Sperrsinne geschaltet werden. Hierzu wird in der Zuleitung ein Strömungsmesser vorgesehen. Nicht dargestellt ist, daß das Sperrventil in die Durchflußstellung geschaltet wird, wenn - wie im folgenden beschrieben wird - ein elektrisches Stellsignal an dem zugeordneten Ausbausteuergerät ansteht. Bei der Ausführung nach Figur 2 ist in die Anschlussleitung 23 zwischen Netzgerät 14 und Ausbausteuergerät 13 eines jeden Ausbaugestells ein Strommessgerät 24 eingeschaltet, durch welches der Steuerstrom bzw. die Stromaufnahme des Ausbausteuergeräts 13 gemessen wird. Das bedeutet, dass durch das Strommessgerät 24 erfasst werden kann, ob das Ausbausteuergerät 13 über Bus-Leitung 25 zur Auslösung einer der Ausbaufunktionen in Anspruch genommen wird. Das Strommessgerät 24 ist so eingerichtet und eingestellt, dass bei Überschreiten eines niedrigen Grenzwertes ein Stellsignal 22 ausgegeben wird, durch welches das Sperrventil 20 in seine Durchlassstellung gebracht und damit der gesamte Ausbau 1 (2,3...) an die gemeinsame Streb Druckleitung 16 gelegt wird. Es wird auf diese Weise sicher gestellt, dass die gesamte Hydraulik eines jeden Ausbaugestells und insbesondere die Hydraulikschläuche, welche anfällig für Beschädigungen sind, drucklose geschaltet werden, wenn sich das Ausbaugestell im statischen, unbewegten Zustand befindet.
Bezuqszeichen
Ausbaugestelle 1, 2, 3
Kraftgeber 4, 5, 6, 7
Vorsteuerventil 8
Hauptventil 9
Magnet 10
Mikroprozessor 11
Ausbausteuergerät Ausbausteuerung 13 Ausbausteuer-Einrichtung 13
Netzgerät 14
Leitung 15
Streb Druckleitung Druckleitung 16
Streb Rücklaufleitung Rücklaufleitung 17
Gruppen - Anschlußleitung Stichleitung 18 gemeinsame Zuleitung 18
Druppen Rücklaufleitung Rückleitung 19
Gruppen - Sperrventil Sperrventil 20
Strömungsmesser 21 Strommessgerät 21
Stellsignal 22
Anschlussleitung 23
Strommessgerät 24
Bus-Leitung 25

Claims

Ansprüche:
1. Hydrauliksteuerung für den Strebausbau mit einer Mehrzahl von Ausbaugestellen (Schilde 1-18), welche im Sinne der Ausbau - Funktionen, insbesondere im Sinne der Ausbau -
Funktionen: Rauben, Schreiten und Setzen betätigbar sind, mit hydraulisch betätigten Kraftgebern (Zylinder/Kolbeneinheiten), welche jedem der Ausbaugestelle zur Ausführung der für die Ausbau -
Funktionen erforderlichen Arbeitsfunktionen zugeordnet sind, mit einer hydraulischen Streb - Druckleitung und einer hydraulischen Streb Rücklaufleitung, welche sich jeweils über die Streblänge einer Mehrzahl von Ausbaugestellen erstrecken, mit einem hydraulischen Steuerventil (Vorsteuerventile und Hauptventile ) für jeden der Kraftgeber, durch welches der Kraftgeber mit der Streb - Druckleitung und der Streb - Rücklaufleitung verbindbar ist und welches im engen räumlichen Bereich des Kraftgebers angeordnet ist, und mit jeweils einem Ausbausteuerungerät (13) für jedes der Ausbaugestelle zur Auslösung der Arbeitsfunktionen der Kraftgeber des Ausbaugestells anhand von in das einzelne Ausbausteuergerät eingebbaren Ausbaubefehlen im Sinne der Ausbau - Funktionen Kennzeichen:
Die Steuerventile (8,9) sind in Gruppen eingeteilt, und jede Gruppe ist an die Streb - Druckleitung über eine Gruppen - Anschlußleitung (18) angeschlossen, welche durch ein Gruppen - Sperrventil (20) in Abhängigkeit von der Betätigung der Steuerventile (8,9) bei Nicht -
Betätigung sämtlicher Steuerventile sperrbar ist.
2. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1; Kennzeichen: die Steuerventile (8,9) sind an ihrem Kraftgeber (4-7) angebracht und mit diesem direkt und ohne Verschiauchung hydraulisch verbunden.
3. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1 ; Kennzeichen: die sämtlichen Steuerventile (8,9) eines jeden der Ausbaugestelle (1,2,3...) bilden die Gruppe der Steuerventile, welche über die Gruppen - Anschlußleitung (18) an die Druckleitung angeschlossen und durch das Gruppen - Sperrventil (20) in Abhängigkeit von der Betätigung des Ausbaugestells bei Nicht - Betätigung des Ausbaugestells sperrbar ist.
4. Hydrauliksteuerung nach Anspuch 1 Kennzeichen: das Gruppen - Sperrventil wird in Abhängigkeit von dem Steuerstrom der Ausbausteuereinrichtung bei Abfall des Steuerstroms unter einen Grenzwert im Sperrsinne geschaltet.
5. Hydrauliksteuerung nach Anspuch 1; Kennzeichen: das Gruppen - Sperrventil wird in Abhängigkeit von dem Hydraulikstrom in der Gruppen - Zuleitung der Ausbausteuereinrichtung bei Abfall des Hydraulikstroms unter einen Grenzwert im Sperrsinne geschaltet.
6. t Hydrauliksteuerung nach Anspuch 1;
Kennzeichen:
Die Gruppe der Steuerventile ist mit der Rücklaufleitung über eine gemeinsame Gruppen - Rücklaufleitung verbunden und das Gruppen - Sperrventil wird in Abhängigkeit von dem Hydraulikstrom in der Gruppen - Rücklaufleitung der Ausbausteuereinrichtung bei Abfall des Hydraulikstroms unter einen Grenzwert im Sperrsinne geschaltet.
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