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Dokumentenidentifikation DE10018597A1 19.10.2000
Titel Steuerung für den Strebausbau
Anmelder Tiefenbach Bergbautechnik GmbH, 45136 Essen, DE
Erfinder Kussel, Willy, 59368 Werne, DE
Vertreter Pfingsten, D., Dipl.-Ing., Rechtsanw., 42897 Remscheid
DE-Anmeldedatum 14.04.2000
DE-Aktenzeichen 10018597
Offenlegungstag 19.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.10.2000
IPC-Hauptklasse E21D 23/12

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für den Strebausbau mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Ausbauten (Schilden) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Strebsteuerung ist bekannt durch die DE P42 02 246.0 (Ti 9102). Dabei sind die Schilde im Sinne des Raubens, Schreitens und Setzens in Abhängigkeit von der Position der Abbaumaschine (Schräm- oder Hobelmaschine) automatisch oder von Hand umsetzbar.

Diese Steuerung hat den Nachteil, daß die Bedienung - sei es zur Auslösung von Funktionen, Funktionsabläufen oder Betriebszuständen, sei es zur Überprüfung und Beobachtung der Funktionsfähigkeit - mit einem Sicherheitsrisiko für die Bedienperson (Bediener) verbunden ist. Auch ist die Überprüfung der Funktionsfähigkeit oder Betriebszustände durch eine Person stets mit einem Fehlerrisiko behaftet, daß durch die schwierigen Verhältnisse unter Tage noch verschärft wird. Daraus resultieren wiederum Gefahren für den sicheren Ausbau des Strebs durch Falschmeldungen und Fehlsteuerungen.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden und die Steuerung so auszustatten, daß sie verschleiß- und störungsfrei arbeitet und dabei robust und sicher ist.

Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.

Diese Strebsteuerung hat den Vorteil, daß sie die Kontrolle der Funktionen und/oder Betriebszustände der Ausbauten und/oder Schildsteuerung ausgestattet und dabei nicht die gefährliche Nähe des Kontrollierenden an dem zu kontrollierenden Ausbau erfordert. Eine visuelle Kontrolle der Funktionen und Betriebszustände ist nicht mehr erforderlich.

Zur weiteren Förderung der Betriebssicherheit dient die Ausgestaltung nach Anspruch 2.

Zur Übertragung der Kontrollwerte kommt ein Funknetz (Anspuch 3) oder eine Fernübertragung durch optische Sender und Sensoren, insbesondere für Infrarotstrahlen (Anspuch 4) in Betracht.

Die letztgenannte Möglichkeit vermeidet, daß eine weitere Funkfrequenz in Anspruch genommen und für den Zweck der Kontrolle reserviert werden muß. Zur Vermeidung von Beeinflussungen der Funktions- und Betriebsablaufsteuerung durch die Übertragung der Kontrollwerte dient die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 5.

Die Ausgestaltung des Handgeräts der Strebsteuerung nach Anspuch 6 vermeidet Bedienungsfehler und macht es für den Bediener optisch deutlich, ob er sich im Steuerbetrieb oder im Kontrollbetrieb befindet.

Bei der Weiterbildung der Strebsteuerung Anspuch 7 ist entsprechend den besonderen Einsatzbedingungen des Untertagebergbaus ausgerüstet. Die Fernübertragungseinrichtungen ist erst einschaltbar und das Steuerfunknetz ausschaltbar, wenn der Bediener die Kontrollseite des Handgeräts sich zuwendet und dabei das Licht der Kopflampe auf die eine oder zwei Dioden fällt.

Bei der Strebsteuerung nach Anspuch 8 ist ein zusätzlicher Sicherheitsschritt vorgesehen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 9 vermeidet, daß der Bediener sämtliche Kontrollschritte für alle Elemente des Ausbaus selbst vornehmen muß und dabei evtl. eine Überprüfung versäumt, indem die Strebsteuerung nach einem Programm die einzelnen Prüfwerte abruft und nach einer vorgegebenen Sequenz abgesendet und auf die Meldeeinrichtungen des Handgerät überträgt.

Die Fernübertragungseinrichtungen der Strebsteuerung umfassen einen zugeordneten Sender, über welche die Kontrollwerte mehrerer Erfassungseinrichtungen und/oder Ausbauten übertragen werden (Anspruch 10). Auch hierdurch wird vermieden, daß die richtige und vollständige Kontrolle sämtlicher zu überprüfenden Funktionen bzw. Betriebszustände dem Bediener überlassen wird.

Die Weiterbildung der Strebsteuerung nach Anspuch 11, bei der jeder Schildsteuerung ein Sender zugeordnet ist, welcher mit den Erfassungseinrichtungen der Ausbauten verbunden ist, gewährleistet, daß der Bediener vor Ausübung der Steuerfunktionen an einem Ausbau an diesem zunächst die notwendigen und vorgesehenen Kontrollen vornimmt.

Bei der Strebsteuerung nach Anspuch 12 wird sicher gestellt, daß sich die Kontrolle auf einen bestimmten Ausbau bezieht und der Bediener anhand des angewandten Codes feststellen kann, ob ein anzusteuernder Ausbau bereits überprüft worden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Handgerät zur Ausbausteuerung in zwei Stellungen

Fig. 2 die schematische Aufsicht auf eine Schrämmaschine

Fig. 3 den Schnitt durch ein Streb mit einem Ausbau

In Fig. 2 sind Ausbaueinheiten 1 bis 18 gezeigt. Diese Ausbaueinheiten sind längs eines Flözes 20 angeordnet. Das Flöz 19 wird mit einer Schneidrichtung 23, 24 einer Gewinnungsmaschine in Form einer Schrämmaschine 21 in Abbaurichtung 22 abgebaut. Die Schrämmaschine 21 ist mittels einer Schrämtrosse, die nicht dargestellt ist, in Schneidrichtung 19 verfahrbar. Sie besitzt zwei Schneidwalzen 23, 24, die mit unterschiedlicher Höhe eingestellt sind und die Kohlewand abfräsen. Die gebrochene Kohle wird von der Schrämmaschine, auch "Walzenlader" genannt, auf einen Förderer 25 geladen. Der Förderer 25 besteht aus einer Rinne, in welcher ein Panzerförderer längs der Kohlefront bewegt wird. Die Schrämmaschine 21 ist längs der Kohlefront verfahrbar. Die Rinne ist in einzelne Einheiten unterteilt, die zwar miteinander verbunden sind, jedoch relativ zueinander eine Bewegung in Abbaurichtung 22 ausführen können. Jede der Einheiten ist durch eine Zylinder-Kolben-Einheit (Schreitkolben) 29 mit einer der Ausbaueinheiten 1 bis 18 verbunden. Jede der Ausbaueinheiten dient dem Zweck, den Streb abzustützen. Hierzu dient eine weitere Zylinder-Kolben-Einheit 30, die eine Bodenplatte gegenüber einer Dachplatte verspannt. Die Dachplatte besitzt an ihrem vorderen, dem Flöz zugewandten Ende einen sogenannten Kohlenstoßfänger 48. Dabei handelt es sich um eine Klappe, die vor die abgebaute Kohlewand klappbar ist. Der Kohlenstoßfänger muß vor der heranfahrenden Schrämmaschine 21 hochgeklappt werden. Auch hierzu dient eine nicht dargestellte weitere Zylinder-Kolben-Einheit.

In Fig. 2 bewegt sich die Schrämmaschine nach rechts. Daher muß der Kohlenstoßfänger der Ausbaueinheit 17 zurückgeklappt sein. Andererseits wird die Rinne der Ausbaueinheit 9, die sich hinter der Schrämmaschine 21 befindet, in Richtung auf die abgebaute Kohlewand vorgerückt. Ebenso befinden sich die folgenden Ausbaueinheiten 8, 7, 6, 5 und 4 im Vorwärtsgang mit Richtung auf den Streb bzw. auf die abgebaute Kohlenwand. An diesen Ausbaueinheiten wird der Kohlenstoßfänger bereits wieder heruntergeklappt. Die Ausbaueinheiten 3, 2, 1 sind fertig gerückt und bleiben in dieser Position, bis die Schrämmaschine sich wieder von rechts nähert.

Die Steuerung dieser Bewegungen geschieht teils automatisch in Abhängigkeit von den Bewegungen der Schrämmaschine, teils von Hand. Hierzu ist jedem Ausbau die Schildsteuerung 34 und jeweils einer Gruppe von Ausbauten die Strebsteuerung 33 zugeordnet. Jeweils eines der Schildsteuergeräte 34 ist mit je einer Ausbaueinheit verbunden. Die Schildsteuergeräte 34 sind auch untereinander verbunden. Die automatische Auslösung der Funktionen und Funktionsabläufe ist z. B. in der DE A1 195 46 427.3 beschrieben.

Zur Handbedienung dient ein Steuergerät 37, das als Handgerät ausgeführt ist und von dem Bediener mitgeführt wird. Das Handgerät ist über Funk mit den Funkempfängern 38 der Strebsteuergeräte 33 verbunden. Das quaderförmige Handgerät weist auf einer Seite (Steuerseite) Bedientasten auf. Über diese Tasten ist der Code der jeweils zu bedienenden Ausbausteuerung eingebbar und eine gewünschte Funktion oder ein Funktionsablauf (z. B. Rauben oder Schreiten) auslösbar. Zur Funkübertragung dient z. B. die Antenne 39 des Handgeräts.

Wenn der Bediener das Handgerät um dessen Längsachse um 180° wendet, erblickt er die Steuerseite des Handgeräts. Diese ist mit zwei Dioden 40, 41, einem Display 42 sowie weiteren Tasten 43 ausgestattet. Der Bediener kann mit seiner Kopflampe 47 die beiden Dioden anleuchten. Nur wenn er dabei die eine der Dioden - z. B. 40 - abdeckt, z. B. mit einem Finger, wird die Kontrollfunktion das Handgeräts ausgelöst. Zur Kontrolle gibt der Bediener den Code des zu Kontrollierenden Ausbaus ein. Dadurch tritt das Handgerät über einen Infrarotsender/Empfänger 35 mit einem abgestimmten Infrarotsender/Empfänger 36 an der durch Code angesprochenen Strebsteuerung 33 in Verbindung. Mittels einer der Tasten 43 können nun bestimmte Funktionen oder Betriebszustände abgefragt werden. Hierzu ist in der Strebsteuerung ein Programm hinterlegt, mit dem eine Sequenz von Abfragen über Funktionen, Betriebszustände und Funktionsabläufe eines bestimmten Schildes (Ausbaus) an die durch Code angesprochene Schildsteuerung gerichtet und durchgeführt werden kann. Die erhaltenen Daten werden sodann mittels der Infrarotsender/Empfänger 35, 36 an das Handgerät übertragen und auf dem Display dargestellt. Auf diese Weise kann sich der Bediener davon überzeugen, ob ein bestimmter Ausbau noch voll funktionsfähig ist oder ob eine Wartung oder der Austausch von Funktionselementen oder Steuerelementen erforderlich ist.

Dadurch wird ein sicherer, störungsfreier und robuster Betrieb der Schrämmaschine und des Ausbaus mit geringem Bedienungsaufwand möglich.

Es hat sich herausgestellt, daß auch im Untertagebetrieb eine sichere störungsfreie Funkübertragung der erforderlichen Positions- und Richtungssignale möglich ist und daß die Ausbausteuerung auch bei erheblicher Streblänge über einen oder wenige Funkempfänger zuverlässig steuerbar ist. Zu diesem Zwecke besitzt die Steuereinrichtung die Eigenheit, daß Signale, die an eine oder einzelne der Steuereinrichtungen übergeben werden, an die übrigen weitergeleitet werden und über die gemeinsame Rechnerkapazität eine sichere Ermittlung der jeweils anzusprechenden Ausbaueinheiten möglich ist. Zur technischen Ausführung wird im übrigen auf die DE 195 46 427.3 verwiesen. Bezugszeichen 1-18 Ausbaueinheiten 1 bis 18

19 Schneidrichtung 19

20 Flöz 20

21 Gewinnungsmaschine Schrämmmaschine 21

22 Abbaurichtung 22

23 Schneidrichtung Schneidwalzen 23, 24

24 Schneideinrichtung Schneidwalze

25 Förderer 25

26 Bodenplatte

27 Dachplatte

28 Rad 28

29 Zylinder-Kolben-Einheit (Schreitkolben) 29

30 Zylinder Kolben-Einheit

31 Rechner Mikroprozessor 31,

32 Funkempfänger 32

33 Strebsteuerung

34 Steuergerät 34, Schildsteuerung

35 Infrarotsender/Empfänger 35

36 Infrarotsender/Empfänger 36

37 Steuergerät

38 Antenne

39 Antenne

40 Diode

41 Diode

42 Display, Meldeeinrichtung

43 Taste, Kontrolltaste

44 Steuerseite

45 Kontrollseite

46 Taste

47 Kopflampe

48 Kohlestoßfänger


Anspruch[de]
  1. 1. Strebsteuerung für den Strebausbau mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Ausbauten (Schilden 1-18), mit je einer Schildsteuerung (34), durch die die Ausbauten im Sinne des Raubens, Schreitens und Setzens umgesetzt werden, sowie einem Steuergerät, durch welche die Schildsteuerungen ansteuerbar sind;

    Kennzeichen:

    Die Strebsteuerung ist mit Erfassungseinrichtungen für die Funktionen und/oder Betriebszustände der Ausbauten, der Steuerelemente und/oder Antriebselemente (29, 30) und/oder der Schildsteuerung ausgestattet;

    Die Erfassungseinrichtungen sind durch Fernübertragungseinrichtungen (Sensoren, Sender 35, 36) mit einem Handgerät (37) verbindbar, welches Meldeeinrichtungen (Anzeige, Display) besitzt, durch welche die Funktionen bzw. Betriebszustände signalisierbar sind.
  2. 2. Strebsteuerung nach Anspruch 1;

    Kennzeichen:

    das Steuergerät ist in das Handgerät (37) integriert und zur Auslösung der Funktionen bzw. Betriebszustände und Abläufe von Funktionen über ein Steuerfunknetz mit der Strebsteuerung verbunden.
  3. 3. Strebsteuerung nach Anspruch 1 oder 2;

    Kennzeichen:

    die Fernübertragungseinrichtungen (Sender, Sensoren) sind über ein Funknetz (Kontrollfunknetz) verbunden, welches in der Ausgestaltung nach Anspruch 2 eine andere Frequenz als das Steuerfunknetz hat.
  4. 4. Strebsteuerung nach Anspruch 1 oder 2;

    Kennzeichen:

    die Fernübertragungseinrichtungen (Sender, Sensoren) sind durch optische Strahlen, insbesondere Infrarotstrahlen verbindbar.
  5. 5. Strebsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4;

    Kennzeichen:

    das Steuerfunknetz einerseits sowie die Fernübertragungseinrichtungen (Sender, Sensoren) andererseits sind gegen einander verriegelt, indem das Steuerfunknetz durch Einschalten der Fernübertragungseinrichtungen ausschaltbar ist und umgekehrt die Fernübertragungseinrichtungen durch Einschalten des Steuerfunknetzes ausschaltbar sind.
  6. 6. Strebsteuerung nach Anspruch 5;

    Kennzeichen:

    das Handgerät besitzt eine Bedienseite, auf welcher die Bedientasten für die Funktionen bzw. Betriebszuständen (Funktionstasten) angeordnet sind und eine davon abgewandte Kontrollseite, auf welcher die Meldeeinrichtungen, insbesondere eine Anzeige oder ein Display angeordnet sind.
  7. 7. Strebsteuerung nach Anspruch 5 und 6;

    Kennzeichen:

    das Handgerät besitzt auf seiner Kontrollseite zumindest eine, vorzugsweise zwei lichtempfindliche Dioden, durch die bei Lichteinfall die Fernübertragungseinrichtungen einschaltbar und das Steuerfunknetz ausschaltbar ist.
  8. 8. Strebsteuerung nach Anspruch 5 und 6;

    Kennzeichen:

    das Handgerät besitzt auf seiner Kontrollseite zwei lichtempfindliche Dioden, durch die bei gleichzeitigem Lichteinfall die Fernübertragungseinrichtungen gesperrt und nur bei Abdecken einer der Dioden einschaltbar und das Steuerfunknetz ausschaltbar ist.
  9. 9. Strebsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8;

    Kennzeichen:

    die Strebsteuerung ist mit einem Programm ausgestattet, durch welches die Funktionen bzw. Betriebszuständen nach einer vorgegebenen Sequenz abgefragt und abgesendet und auf die Meldeeinrichtungen des Handgerät übertragen werden.
  10. 10. Strebsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9;

    Kennzeichen:

    die Fernübertragungseinrichtungen umfassen einen der Strebsteuerung zugeordneten Sender, welcher mit den Erfassungseinrichtungen der Ausbauten verbunden ist.
  11. 11. Strebsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10;

    Kennzeichen:

    die Fernübertragungseinrichtungen umfassen einen jeder Schildsteuerung zugeordneten Sender, welcher mit den Erfassungseinrichtungen der Ausbauten verbunden ist.
  12. 12. Strebsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11;

    Kennzeichen:

    die Fernübertragungseinrichtungen eines Ausbaus sind durch einen Code aktivierbar, welcher dem Ausbau unverwechselbar zugeordnet und mittels des Handgerät erzeugbar und absendbar ist.






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