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Dokumentenidentifikation DE102004017712A1 09.12.2004
Titel Hydrauliksteuerung für den Strebausbau
Anmelder Tiefenbach Bergbautechnik GmbH, 45136 Essen, DE
Erfinder Kusssel, Willi, 59368 Werne, DE
Vertreter Pfingsten, D., Dipl.-Ing., Rechtsanw., 42897 Remscheid
DE-Anmeldedatum 10.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004017712
Offenlegungstag 09.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.2004
IPC-Hauptklasse E21D 23/12
IPC-Nebenklasse E21D 23/16   
Zusammenfassung 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 und Setzen betätigbar sind, besitzt hydraulische Steuerventile 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, welche sich jeweils über die Streblänge eienr Mehrzahl von Ausbaugestellen erstreckt, über ein Guppen-Anschlußleitung angeschlossen, welche durch ein Gruppen-Sperrventil in Abhängigkeit von der Betätigung der Steuerventile bei Nicht-Betätigung sämtlicher Steuerventile sperrbar ist.

Beschreibung[de]

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 Verschlauchung 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 Verschlauchung 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 Verschlauchung, 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 hervorgerufner 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:

1: Das Schema der hydraulischen Ausrüstung für mehrere Gruppen von Kraftgebern mit Steuerventilen mit hydraulisch betätigtem Sperrventil.

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 Wlzenfräsern 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 Flötz zugewandten Ende der Dachplatte vor der heranfahrenden Schrämmaschine hochklappen und anschließend wieder vor die Kohlefront zurückklappen. Weitere Funktionselemente und zugehörige Kraftgeber sind vorhanden.

In 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 Vorsteuenrventil 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 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 2 dargestellte Ausgestaltung gilt auch für die 1.

Die Kraftgeber 16 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 9 und Hauptsteuerventil 9 sind jeweils unmittelbar an ihren Kraftgeber angeflanscht und mit dem Kraftgeber ohne Verschlauchung direkt verbunden. Die Einheiten von Vorsteuervrentil 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 1 und 2.

Die Besonderheit von 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 9 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 2 ist in die Anschlussleitung 23 zwischen Malzgerät 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.

1, 2, 3Ausbaugestelle 4, 5, 6, 7Kraftgeber 8Vorsteuerventil 9Hauptventil 10Magnet 11Mikroprozessor 13Ausbausteuergerät Ausbausteuerung 13 Ausbausteuer-Einrichtung 14Netzgerät 15Leitung 16Streb Druckleitung Druckleitung 17Streb Rücklaufleitung Rücklaufleitung 18Gruppen-Anschlußleitung Stichleitung 18 gemeinsame Zuleitung 19Gruppen Rücklaufleitung Rückleitung 20Gruppen-Sperrventil Sperrventil 21Strömungsmesser 21 Strommessgerät 22Stellsignal 23Anschlussleitung 24Strommessgerät 25Bus-Leitung

Anspruch[de]
  1. Hydrauliksteuerung für den Strebausbau

    mit einer Mehrzahl von Ausbaugestellen (Schilde 118), 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,

    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 (47) angebracht und mit diesem direkt und ohne Verschlauchung hydraulisch verbunden.
  3. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1; Kennzeichen:

    die sämtlichen Steuerventile (8, 9) eines jeden der Auslaugestelle (1, 2, 3 ...) bilden Gruppe der Steuerventile, welche über die Gruppen-Anschlußleitung (18) an die Druckleitung angesshlossen und durch das Gruppen-Sperrventil (20) in Abhängigkeit von der Betätigung des Ausbaugestells bei Nicht-Betätigung des Ausbaugestells sperrbar ist.
  4. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 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 Anspruch 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. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 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.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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