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Dokumentenidentifikation DE102005045160A1 30.03.2006
Titel Schaltgerät für die elektro-magnetischen Hydraulikventile eines Schildausbaus
Anmelder Tiefenbach Control Systems GmbH, 45136 Essen, DE
Erfinder Rahms, Peter, 48727 Billerbeck, DE
Vertreter Krienen Pfingsten Truskowski Rechts- und Patentanwälte, 42853 Remscheid
DE-Anmeldedatum 21.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005045160
Offenlegungstag 30.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.03.2006
IPC-Hauptklasse E21D 23/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Schaltgerät für die elektro-magnetischen Hydraulikventile eines Schildausbaus im Untertage-Bergbau besitzt ein wasserdichtes Gehäuse mit Eingabetasten zur Befehlseingabe und auf der Rückseite des Gehäuses Anschlußelemente zum Ankuppeln der Leitungen. Das Gehäuse ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Anschlußgehäuse und einem damit durch ein handbetätigtes Spannelement wasserdicht verbindbaren Rechnergehäuse. Das Anschlußgehäuse ist ortsfest montiert. Bei einem Defekt bleibt das Anschlußgehäuse im Maschinengestell und es wird lediglich das Rechnergehäuse ausgetauscht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, welches allgemein bekannt ist und im untertägigen Bergbau in großen Stückzahlen an jedem Ausbauschild Anwendung findet.

Derartige Schaltgeräte besitzen ein wasserdichtes Gehäuse zum Schutze der Verdrahtungen und elektrischen/elektronischen Schaltelemente. Von außen zugänglich sind lediglich die Eingabetasten, die in einem bestimmten, z. B. rechteckigen Raster auf einer der Außenfläche des Gehäuses angebracht sind (Frontfläche), und andererseits auf der Rückseite die Anschlüsse (Kupplungen), an welche die Leitungen zu den einzelnen anzuschließenden Verbrauchern, insbesondere Elektromagneten der Hydraulikventile angekuppelt werden können. Es ist unvermeidlich, dass bei derartigen Schaltgeräten Defekte vorkommen. In diesem Falle müssen sämtliche Anschlusskupplungen gelöst werden und es wird sodann das Schaltgerät demontiert, um das Gehäuse öffnen und die Fehlersuche und Fehlerbehebung durchführen zu können. Um Stillstandzeiten bei dem Kohleabbau zu minimieren, kann während der Fehlerbehebung ein Ersatzgerät installiert werden, welches montiert und mittels der einzelnen Anschlusskupplungen an die einzelnen Verbraucher/Elektromagnetventile angeschlossen werden muss.

Dieser Austauschvorgang ist arbeits- und zeitaufwendig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Schaltgerät so auszugestalten, dass im Falle eines Defektes ein einfacher Ausbau und Austausch stattfinden kann.

Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass im Falle eines Fehlers nur die fehleranfälligen Teile des Schaltgerätes ausgebaut und ausgetauscht werden müssen. Dadurch ist auch die Lagerhaltung für die Ersatzgeräte beschränkt auf den entsprechenden Teil der Schaltgeräte. Es wirkt sich auch vorteilhaft aus, dass ein wesentlicher Teil der Schaltgeräte bei einem erforderlichen Austausch in der Maschine verbleibt und dass die Anschlusskupplungen für die Leitungsverbindung zu den einzelnen Verbrauchern nicht gelöst werden müssen.

Die Teilung des Schaltgerätes und des Gehäuses wird so durchgeführt, dass in dem bei Defekt in der Maschine verbleibenden Anschlussgehäuse neben den Anschlusskupplungen und den Verbindungsleitungen auch andere nicht verschleißanfällige Teile, insbesondere Kühlkörper, elektromechanische Schalter für Notaus und andere Sonderaufgaben, akustische und optische Warngeräte untergebracht sind. Die Verbindungsleitungen werden dabei in der heute üblichen Technik vorzugsweise auf einer Anschlussplatine untergebracht, die in dem Anschlussgehäuse untergebracht ist und vorzugsweise keine verschleiß- oder fehleranfälligen elektronischen Bauteile enthält.

Um die erforderliche Lagerhaltung von fehleranfälligen Teilen weiterzubeschränken, wird nach Anspruch 2 auch eine Aufteilung des Rechnergehäuses vorgeschlagen. Danach werden die Schalter zu einem selbständigen Bauteil vereinigt.

Durch die Ansprüche 3 und 4 werden für das Schalttableau montagefreundliche Befestigungen vorgeschlagen, welche trotzdem den hohen Anforderungen des Bergbaus hinsichtlich Festigkeit und Dichtigkeit gegenüber Wasser, Nebel, Staub und sonstige Verschmutzungen genügen.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 dient dem Zweck, eine montagefreundliche, leicht lösbare jedoch sichere, Wasser-, nebel- und staubdichte Verbindung zwischen Anschlussgehäuse und Rechnergehäuse zu schaffen.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nach der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

1 Den Querschnitt durch das Schaltgerät

2 Die Ansicht des Schaltgeräts

Das Gehäuse des Schaltgerätes 1 besteht aus dem quaderförmigen Anschlussgehäuse 2, dem quaderförmigen Rechnergehäuse 3 sowie dem Schaltertableau 4 mit Abdeckrahmen 5. Das Anschlussgehäuse 2 ist auf 5 Seiten durch Seitenwände verschlossen. Auf seiner Rückseite 6 weist es zwei Reihen von Bohrungen 7, 8 auf, in welche Anschlusskupplungen 9 in nicht näher dargestellter jedoch üblicher Weise Wasser- und staubdicht eingeschraubt sind. Die Anschlusskupplungen 9 sind über geeignete Adapter in üblicher Weise mit Leitungen 10 verbunden, welche zu einzelnen Verbrauchern, insbesondere den Elektromagneten der nicht dargestellten elektromagnetisch betätigten Hydraulikventile eines Ausbauschildes führen.

Das Anschlussgehäuse 2 ist im Maschinengestell bzw. einem Schaltpult 11 der Ausbausteuerung durch Schrauben 12 befestigt. Im Inneren des Anschlussgehäuses ist eine Anschlussplatine 13 in üblicher Weise befestigt. Diese Anschlussplatine 13 dient zur Verdrahtung (Verlegung der Leitungen), welche zu den einzelnen Anschlusskupplungen 9 führen. Die Leitungen der Anschlussplatine 13 sind mittels Ableitungen 14 mit den Anschlusskupplungen 9 verbunden. Andererseits kommen die Zuleitungen 15 der Anschlussplatine 13 von einer Steckermatrize 16 welche in dem Ausschnitt der offenen Seite 17 des Anschlussgehäuses 2 befestigt ist und zu dem Rechnergehäuse 3 weist.

Das Rechnergehäuse 3 wird gebildet durch eine Mantelplatte, indem diese zu einem im Querschnitt rechteckigen Zylinder gebogen und verschweißt ist und den an zwei Seiten offenen Mantel des Rechnergehäuses 3 bildet. Der Querschnitt dieses Mantels ist etwas größer als der Querschnitt des Anschlussgehäuses 2, so dass das Anschlussgehäuse 2 in den Querschnitt der Rechnergehäuses 3 mit geringem Spiel eingeführt werden kann. Innerhalb des Rechnergehäuses 3 sind zwei rechteckige Rahmen 18, 19 mit dem Innenumfang des Mantels des Rechnergehäuses 3 verschweißt. Diese Rahmen 18, 19 haben einen bestimmten Abstand und bilden die Stirnseiten des Rechnergehäuses 3. Nach außen weisend besitzt jeder der Rahmen 18, 19 eine umlaufende Nut, in welche jeweils eine Dichtlippe 20, 21 so eingelegt ist, dass sie die Stirnfläche des jeweiligen Rahmens 18, 19 etwas überragt und die jeweilige offene Stirnseite des Rechnergehäuses 3 rahmenförmig umgibt.

Zwischen den Rahmen 18, 19 ist in dem Rechnergehäuse eine Schaltplatine 22 und eine Rechnerplatine 23 montiert.

Die Schaltplatine 22 ist mit einer Vielzahl von Schaltelementen, Schaltern 24 verdrahtet, welche auf dem Schaltertableau 4 in einer Mehrzahl – hier zwei – Reihen angeordnet sind. Die Befestigung des Schaltertableaus 4 auf dem Rahmen 19 wird weiter unten beschrieben. Die Schaltplatine 22 enthält die erforderlich Verdrahtung zur Weitergabe und Verteilung der eingegebenen Schaltbefehle an die Rechnerplatine.

Die Rechnerplatine 23 enthält die elektrischen und elektronischen Bauelemente, durch welche die mittels der Schalter 24 eingegebenen Schaltbefehle in geeignete Maschinenbefehle umgesetzt und an die Elektromagnete der Hydraulikventile des Schildausbaus über die bereits beschriebenen Leitungen 10 ausgegeben werden. Hierzu ist die Rechnerplatine 23 mit einer Steckerpatrize 26 verbunden, welche auf die Steckermatrize 16 des Anschlussgehäuses 2 passt.

Das Schaltertableau 4 wird durch die rahmenförmig ausgeschnittene Halteplatte 5 gegen den Rahmen 19 des Rechnergehäuses 3 gedrückt. Dabei lässt die Halteplatte 5 die auf dem Schaltertableau 4 angeordneten Schaltelemente 24 (Schaltknöpfe, Taster und dergleichen) frei zugänglich. Zur Befestigung der Halteplatte 5 ist diese auf ihrer untern Seite mit mehreren Vorsprüngen 25 versehen, welche in entsprechende Schlitze der unteren Längsseite der Mantelplatte des Rechnergehäuses 3 einsetzbar sind. Auf der oberen Längsseite wird die Halteplatte gegen den Rahmen 19 bzw. die darin eingesetzte Dichtlippe 21 gedrückt durch ein Klemmelement 27, welches eine selbsthaltende Andrückkraft auf die Halteplatte 5 ausübt. Dazu ist das Klemmelement 27 als von Hand schwenkbar gelagerter Haken ausgebildet, dessen Angriffspunkt 28 auf die Halteplatte 5 so liegt, dass unter Berücksichtung der Reibkraft das Klemmelement 27 durch die Andrückkraft in Punkte 28 nicht im Sinne der Entspannung verschwenkt werden kann.

Das Anschlussgehäuse 2 besitzt auf seiner Oberseite Vorsprünge 29, welche in entsprechenden Aussparungen der Mantelplatte des Rechnergehäuses 3 eingreifen. Zum Zusammenbau wird das Rechnergehäuse 3 mit der oberen Seitenwand seiner Mantelplatte auf diese Vorsprünge 29 gesteckt. Sodann werden das Anschlussgehäuse 2 und das Rechnergehäuse 3 miteinander verspannt, so dass der Rahmen 18 bzw. seine Dichtlippe 20 wasser- und staubdicht gegen die umgebördelte Seitenwand 30 des Anschlussgehäuses 2 gedrückt wird. Zum Verspannen besitzt das Rechnergehäuse, wie aus 2 ersichtlich, eine drehbare Platte 31, auf welcher exzentrisch ein Gelenkbolzen 32 angebracht ist. Auf dem Gelenkbolzen 32 ist ein Haken 33 schwenkbar gelagert, welcher beim Einschwenken einen Haltestift 34 umgreift, der an der entsprechenden Seitenwandung der Mantelplatte des Rechnergehäuses 3 fest gelagert ist. Durch Hochschwenken des Hakens 33 kann das Rechnergehäuse 3 von dem Anschlussgehäuse 2 getrennt werden. Durch Einschwenken des Haken 33 auf den Haltestift 34 und Verdrehen der Platte 31 erfolgt die wasserdichte und staubdichte Verspannung des Anschlussgehäuses 2 mit dem Rechnergehäuse 3.

1Schaltgerät 2Anschlussgehäuse 2 3Rechnergehäuse 3 4Schaltertableau 4 5Abdeckrahmen 5 6Rückseite 6 7Bohrungen 7, 8 8Bohrungen 7, 8 9Anschlusskupplungen 9 10Leitungen 10 11Schaltpult 11 12Schrauben 12 13Anschlussplatine 13 14Ableitungen 14 15Zuleitungen 15 16Steckermatrize 16 17offenen Seite 17 des Anschlussgehäuses 2 18Rahmen 18, 19 19Rahmen 18, 19 20Dichtlippe 20, 21 21Dichtlippe 20, 21 22Schaltplatine 22 23Rechnerplatine 23 24Schalter 24 25Vorsprüngen 25 26Steckerpatrize 26 27Klemmelement 27 28Angriffspunkt 28 29Vorsprünge 29 30Seitenwand 30 31Platte 31 32Gelenkbolzen 32 33Haken 33 34Haltestift 34

Anspruch[de]
  1. Schaltgerät für die elektro-magnetischen Hydraulikventile eines Schildausbaus im Untertage-Bergbau,

    welches in einem wasserdichten Gehäuse untergebracht ist und auf einer Außenfläche Eingabetasten zur Befehlseingabe und auf der davon abgewandten Rückseite des Gehäuses Anschlußelemente zum Ankuppeln der Leitungen zu den einzelnen Elektromagneten besitzt,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Anschlußgehäuse und einem damit durch ein handbetätigtes Spannelement wasserdicht verbindbaren Rechnergehäuse besteht, daß das ortsfest montierte Anschlußgehäuse

    – an seiner dem Rechnergehäuse zugewandten Seite eine Steckermatrize zur Übernahme der Rechnerausgangsleitungen

    – auf seiner Rückseite die Anschlußelemente zum Ankuppeln der Leitungen zu den einzelnen Magneten/Ventilen

    – im Inneren eine Anschlußplatine zur Verteilung der Rechnerausgangsleitungen auf die einzelnen Anschlußelemente aufweist,

    daß das Rechnergehäuse auf seiner von dem Anschlußgehäuse abgewandten Seite

    – das Schalttableau mit einer Mehrzahl von Handschaltern zur Betätigung der einzelnen Magnetventile

    – im Inneren Schalt- und Rechnerplatinen zur Umsetzung der mittels der einzelnen Schaltelemente eingegebenen Signale in Befehle für die einzelnen Magnetventile

    – an seiner dem Anschlußgehäuse zugewandten offenen Seite eine mit der Steckermatrize des Anschlußgehäuses zusammenwirkende Steckerpatrize enthält.
  2. Schaltgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schalttableau durch ein Spannelement lösbar mit dem Rechnergehäuse verbunden ist.
  3. Schaltgerät nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Schalttableau durch einen Rahmen (5) abdeckbar ist und dass der Rahmen mittels an dem Rechnergehäuse (3) von Hand betätigbaren Spannelement auf einem Gegenrahmen (19), welcher die offenen Seite des Rechnergehäuses 3 umgibt, wasserdicht, vorzugsweise durch Gummilippe (21) wasserdicht aufspannbar ist.
  4. Schaltgerät nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) an einer Längsseite Vorsprünge besitzt, die in Ausnehmungen des Schaltgehäuses (3) einrasten und dass der Rahmen auf seiner gegenüberliegenden Längsseite durch am Rechnergehäuse befestigte handbetätigte Spannelemente (27), die in ihrer selbsthaltenden Spannstellung den Rahmen übergreifen, mit dem Schaltertableau gegen die Dichtlippe (21) gedrückt wird.
  5. Schaltgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Rechnergehäuse mit dem Anschlussgehäuse durch eine Einrastverbindung (Haken 33, Haltestift 34) verbindbar sind, wobei vorzugsweise der Achsabstand der Einrastverbindung durch Verdrehung eines Exzenters verstellbar ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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