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Anordnung zum mechanisierten Strebausbau Bei der immer mehr fortschreitenden
Mechanisierung der Abbauarbeiten unter Tage ist auch der Strebausbau in den Bereich
der Mechanisierung gezogen worden. Hierzu sind hydraulisch verstellbare Grubenstempel
entwickelt worden, die in Ausbaurahmen zusammengefaßt sind und durch hydraulisch
betätigte Antriebsorgane verspannt, entspannt und verrückt werden können. Dabei
ist der mehrere Grabenstempel zusammenfassende Ausbaurahmen in zwei Teilrahmen unterteilt,
und das Versetzen erfolgt in der Weise, daß zuerst die Stempel des einen Teilrahmens
gemeinsam entspannt (geraubt) werden, dann der betreffende Teilrahmen vorgezogen
und hiernach der Stempel dieses Teilrahmens wieder verspannt (gesetzt) werden. Anschließend
werden die Stempel des anderen Teilrahmens in derselben Weise zuerst geraubt, dann
der Teilrahmen nachgezogen und anschließend die Stempel wieder gesetzt. Diese Arbeitsvorgänge
werden bei den bekannten Anordnun,gen durch unmittelbaren Angriff von Hand an den
Antriebsorganen jedes Ausbaurahmens gesteuert.
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Die Erfindung bezweckt, die Mechanisierung des Strebausbaus zu vervollkommnen.
Eine wesentliche Arbeitsvereinfachung gegenüber der bekannten Anwendung von hydraulisch
verstellbaren Grubenstempeln erreicht die Erfindung dadurch, daß die wechselweise
Betätigung der Antriebsorgane jedes Ausbaurahmens zum Entspannen der zugeordneten
Stempel, zum Vorziehen des Rahmens und zum erneuten Spannen der Stempel durch elektrische
Fernsteuerung seitens einer Kommandostelle erfolgt. Die elektrische Fernsteuerung
seitens einer Kommandostelle nach der Erfindung ermöglicht es, die Grubenstempel
mehrerer Ausbaurahmen praktisch gleichzeitig zu versetzen, ohne daß für jeden Ausbaurahmen
eine besondere Arbeitskraft zur Betätigung der einzelnen Antriebsorgane in der richtigen
Reihenfolge erforderlich ist.
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Mit besonderem Vorteil können die Stromkreise zur elektrischen Fernsteuerung
eigensicher betrieben werden. Dadurch ist es möglich, nur nach ihrer mechanischen
Beanspruchung bemessene Leitungen für die Verlegung der Fernsteuerungsstromkreise
zu verwenden und den explosionssicheren Schutz auf die Leitungen zu beschränken,
welche die Speisespannung für die verschiedenen Verstelleinrichtungen und Auswerteeinrichtungen
in den Streb bringt. Die Fernsteuerung derartiger in Ausbaurahmen zusammengefaßter
Grubenstempel zur mechanisierten Versetzung beim Strebausbau wird zweckmäßig in
der Weise verwirklicht, daß jedem Ausbaurahmen mehrere elektronische eigensicher
steuerbare und über ein den betreffenden Ausbaurahmen gemeinsam bestimmendes Auswahlschaltwerk
beeinflußbare Steuervorrichtungen zugeordnet sind, die durch -über jeweils eine
durch ein weiteres Auswahlschaltwerk auswählbare Leitung übertragene Steuerbefehle
die jeweils gewünschte Steuerung der die Versetzung der Stempel des ausgewählten
Ausbaurahmens ausführenden Antriebsorgane durchführen. Dabei wird zweckmäßig jedem
zu steuernden Ausbaurahmen eine bestimmte Steuerfrequenz und ein auf diese Frequenz
abgestimmter selektiver Empfänger zugeordnet, dessen Ausgangsspannung die dem betreffenden
Ausbaurahmen zugeordneten elektronischen Steuerungsvorrichtungen so beeinflußt,
daß durch einen gleichzeitig über eine immer nur einer dieser Steuerungsvorrichtungen
zugeordnete Leitung übertragenen Steuerbefehle der gewünschte Steuerungsvorgang
innerhalb des betreffenden Ausbaprahmens ausgelöst wird. Zur Einsparung von Leitungen
kann man dabei so vorgehen, daß jede der Steuerungsvorrichtungen eines Ausbaurahmens
zur Auswertung zweier Steuerbefehle eingerichtet ist, wobei die Auswahl unter diesen
beiden Möglichkeiten durch die Art des über die der betreffenden Steuerungsvorrichtung
zugeordnete Steuerleitung übertragenen Steuerkriteriums erfolgt. Jede der einem
Ausbaurahmen zugeordneten Steuerungsvorrichtungen besteht zu diesem Zweck aus zwei
im wesentlichen gleich ausgebildeten Steuerungseinheiten, von denen die eine auf
ein positives und die andere auf ein negatives Potential der zugeordneten Steuerungsleitung
ansprechbar ist. Die eigensichere Steuerung C
dieser Steuerungseinheiten
ist dadurch möglich', daß jede der Steuerungseinheiten aus einer Kette von in Reihe
geschalteten steuerbaren Halbleitern besteht, über die bei Anlegung einer entsprechenden
Eingangssteuerspannung ein im Ausgang angeordnetes elektromagnetisches Schaltrelais
wirksam beeinflußt wird. Die Bereitstellung der Steuerungsvorrichtungen eines ausgewählten
Ausbaurahmens kann dadurch erfolgen, daß die Anschaltung der Betriebsspannung an
die einzelnen Steuerungseinheiten der verschiedenen Steuerungsvorrichtungen eines
Ausbaurahmens durch den auf die Steuerfrequenz des betreffenden Ausbaurahmens abgestimmten
Frequenzempfänger erfolgt. Zu diesem Zweck ist im Ausgangskreis eines durch die
Ausgangsspannung eines auf die Frequenz des zugeordneten Ausbaurahmens ansprechbaren
selektiven Empfängers steuerbaren, mit Transistoren ausgerüsteten Trig .,gers ein
die Zu- oder Abschaltung der Speisespannung für die Steuerungseinheiten der dem
betreffenden Rahmen zugeordneten Steuerungsvorrichtungen vornehmendes elektromagnetisches
Schaltorg gan angeordnet.
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Zur ErmögJichung der einleitend erwähnten Programmfolge bei der Versetzung
der Grubenstempel eines Ausbaurahmens sind jedem Ausbaurahmen drei Steuerungsvorrichtungen
zugeordnet, wobei über die erstere di eser Steuerungsvorrichtungen das Entspannen
(rauben) und Verspannen (setzen) der Stempel des ersten Teilrahmens, über die zweite
Steuerungsvorrichtung das Vorziehen des ersten Teilrahmens und das Nachziehen des
zweiten Teilrahmens und über die dritte Steuerungsvorrichtung das Entspannen (rauben)
und Verspannen (setzen) der Stempel des zweiten Teilrahmens gesteuert wird. Für
jede der beiden möglichen Steuerungsvorgänge wird den drei Steuerungsvorrichtungen
je ein elektromagnetisches Schaltorgan zugeordnet, von denen das eine auf
ein an die zugeordnete Steuerleitung angeleg ,tes positives Potential und das andere
auf ein an diese Leitung angelegtes negatives Potential ansprechbar ist. Die Auswertung
dieser Potentiale erfolgt durch entsprechend geeignete Auswertemittel. Damit die
Fernsteuerung der Stempel eines ausgewählten Rahmens immer in der vorgeschriebenen
Programmfolge erfolgt, ist vorgesehen, daß der für die Auswahl unter den möglichen
Steuerbefehlen vorgesehene Wählschalter mit zwei an unterschiedliches Potential
gelegten Schaltarmen ausgerüstet ist und daß die zugeordneten Kontaktbänke derart
mit drei den einzelnen Steuerungsvorrichtungen aller Rahmen individuell zugeordneten
Steuerleitungen verdrahtet sind, daß bei einem Umlauf der beiden Schaltarme über
diese Adern alle möglichen Steuerbefehle in der vorgeschriebenen Programmfolge durchgegeben
werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung von in einem Streb eingesetzter
Ausbaurahmen, File. 2 eine schematische Darstellung der Verteilung der Stempel innerhalb
eines Rahmens Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Fernsteuerungsanlage,
Fig. 4 die Schaltungsanordnung eines Triggers und Fig. 5 die Schaltungsanordnung
einer Steuerungsvorrichtung.
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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind innerhalb eines Ausbaurahmens
AR sechs Grubenstempel, die hy-
draulisch verspannt und entspannt werden können,
vorhanden. Der Ausbaurahmen selbst ist in zwei Teilrahmen TR 1 und TR
11 aufgeteilt, die getrennt voneinander verrückbar sind. Soll eine Versetzung
der Grubenstempel eines solchen Ausbaurahmens vorgenommen werden, so werden zunächst
die drei Stempel St des Teilrahmens TRI entspannt (»geraubt«), und daraufhin wird
dieser Teilrahmen in die gestrichelt gezeichnete Position vorgezogen. Nach dem Setzen
der drei Stempel des Teilrahmens TR 1
erfolgt das Entspannen (rauben)
der drei Stempel des Teilrahmens TRII, dem anschließend das Nachziehen des Teilrahmens
TR II in die ebenfalls gestrichelt gezeichnete Stellung folgt. Nach Erreichen dieser
Stellung erfolgt das Verspannen (setzen) der Stempel des Teilrahmens TRII, womit
die Versetzung des gesamten Ausbaurahmens AR abgeschlossen ist.
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Das Blockschaltbild in Fig. 3 enthält an der Kornmandostelle
einen Rahmenwähler RW, einen Pro-.,rammsteuerwähler PSW sowie eine in der Zahl der
g
versetzbaren Ausbaurahmen vorhandene Zahl von Frequenzsendem FS1, die
je auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt sind. Die Steuerleitungen a und
b,
die von den verschiedenen Frequenzsendern FS 1 bis FS3 ausgehen,
sowie die SteuerungsleitungenLI, LII und LIII, die vom ProgrammsteuerwählerPSW ausgehen,
führen im Streb zu Frequenzempfängern FE bzw. zu Steuerungsvorrichtungen
SV 1, SV II und SVIII. Jedem Ausbaurahmen sind ein Empfänger
FE, ein Trigger Tr sowie drei SteuerungsvorrichtungenSVI bis SVIII
zugeordnet. Im Ausgang der Steuerungsvorrichtungen liegen Schaltrelais Stll, St12,
Stlll, St112, StlIll, Stl112. Diese Steuerrelais beeinflussen die Ventile der hydraulischen
Antriebsvorrichtung zur Versetzung der Stempel eines Ausbaurahmens in der Weise,
daß das Steuerrelais Stll- das »Rauben« der Stempel des ersten Teilrahmens und das
Steuerrelais St 1 2 das » Setzen« der Stempel dieses Teilrahmens
steuern, das Steuerrelais &IM das Vorziehen des ersten Teilrahmens und das Steuerrelais
St 11 2 das Nachziehen des zweiten Teilrahmens bewirken, während schließlich
das Steuerrelais St 1111 das »Rauben« der Stempel des zweiten Teilrahmens
und das Steuerrelais St 1112 das »Setzen« der Stempel des zweiten Teilrahmens steuern.
Jedem Ausbaurahmen ist ein auf die diesem Rahmen zugeordnete Frequenz abgestimmter
Empfänger FE zugeordnet, und die beim Eingang der betreffenden Steuerfrequenz
auf der Leitung rs herrschende Steuerspannung veranlaßt den Trigger Tr dazu, an
die Ausgangsklemmen - 1 und + 1 die Speisespannung für die Steuerun-SvorrichtungenSVI,
SVII und SVIII anzulegen.
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Die Steuerung der Versetzung der Stempel eines Ausbaurahmens erfolgt
infolgedessen in der Weise, daß zunächst an der Kommandostelle der Wähler RW mit
seinen beiden Schaltarinens und t auf den dem zu steuernden Ausbaurahmen zugeordneten
Kontakt eingestellt wird. Dadurch wird Speisespannung an den diesem Rahmen zugeordneten
Frequenzsender FS 1 angeschaltet, der in bekannter, hier nicht näher interessierender
Weise einen entsprechenden Wechselstrom dieser ausgewählten Frequenz auf die allen
Ausbaurahmen gemeinsame Steuerleitung a, b
gibt. Dadurch wird am Ausgang
Rs des Empfängers FE, der auf diese Frequenz abgestimmt ist, eine
Steuerspannung entnommen, die über die Leitung rs C ggers zugeführt wird.
Durch dem Eingang S eines Trig
diese Steuerspannung wird
bewirkt, daß an den Ausgängen - 1 und 1 1 des Triggers Tr die Speisespannung
für die Steuerungsvorrichtungen SVI, SVII und SVIII abgenommen werden kann.
Dadurch werden diese Steuerungsvorrichtungen so vorbereitet, daß beim Anlegen eines
bestimmten Potentials auf die ihnen jeweils zugeordnete Leitung L I, L
11 oder L III eines der Relais ST1 oder ST2 ansprechen kann. Welches der
Steuerrelais ST anspricht, hängt von der jeweiligen Einstellung des Progranunsteuerwählers
PSW in der Kommandostelle ab. Dieser besitzt zwei Schaltarme m und n, wobei über
denSchaltarin m positives Potential und über den Schaltarm n über einen hochohmigen
Widerstand Wi 1 negatives Potential an den belegten Kontakt angeschaltet
wird. Wenn der Wähler PSW in Stellung 1 gebracht wird, liegt somit an der
Leitung L I positives Potential. In Stellung 2 führt die Leitung L II ebenfalls
positives Potential, während in Stellung 3 an die Leitung LI negatives Potential
angeschaltet wird. In Stellung 4 erfolgt die Anlegung von positivem Potential an
die Leitung L 111, während in Stellung 5 die Leitung
L 11 und in Stellung 6 die Leitung L III negatives Potential
füh-
ren. Dadurch werden in Stellung 1 des Wählers PSW das Steuerrelais
St 11, in Stellung 2 das Relais St 11 1,
in Stellung
3 das Relais Ste 12, in Stellung 4 das Relais StlIll, in Stellung
5 das Relais St112 und schließlich in Stellung 6 das Relais St1112
ansprechen.
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Auf eine Angabe der Schaltungsanordnung der FrequenzsenderFS und der
FrequenzempfängerFE wurde verzichtet, da hierfür irgendeine der bekannten Sende-
und Empfänger-Schaltungen verwendet werden kann, sofern dafür gesorgt ist, daß diese
Schaltungen selektiv auf die ihnen jeweils zugeordnete Frequenz ansprechen.
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In Fig. 4, die die Schaltung des Triggers Tr zeigt, ist im Ruhezustand
der TransistorTXII in seiner Emitter-Kollektor-Strecke geschlossen, während der
Transistor TXI im Ruhezustand geöffnet ist. Dadurch ist das Relais A aberregt,
und seine Kontakte a 1 und a2 sind geöffnet. Wird aus dem EmpfängerFE (Fig.
3) heraus an den Eingang S über die Steuerleitungrs (Fig.3) positives
Potential angeschaltet, so wird die Basis des TransistorsTXI positiver und dieser
Transistor damit gesperrt. Durch das Sperren des Transistors TXI gelangt an die
Basis des Transistors TXII negatives Potential über die Widerstände R4 und
R 5 " so daß dieser Transistor sich öff-
net und einen
Stromfluß für das Schaltrelais A erlaubt. Dieses spricht an und schließt
seine Kontakte a 1 und a 2, damit über diese beiden Kontakte Speisespannung
an die Ausgangsklemmen -# 1 und - 1
angeschaltet werden kann. Diese
Klemmen sind mit den Eingangsklemmen EI und E 2 der in Fig.
5 dargestellten Steuerungsvorrichtung verbunden. Außerdem weist diese Steuerungsvorrichtung
einen Steuerungseingang SE auf, der mit einer der Leitungen L I, LII und
LIII in Verbindung steht und demzufolge je nach der Einstellung des Programmsteuerwählers
PSW in der Kommandostelle positives oder negatives Potential führt. Im Ruhezustand
sind die beiden Steuerrelais ST1 und ST2 abgeschaltet, da die Transistoren
TV und TX im Ruhezustand in ihren Emitter-Kollektor-Strecken hochohmig sind und
dadurch eine wirksame Beeinflussung der Steuerrelais ST1 und ST2 verhindern.
Wie aus der Schaltung hervorgeht, sind die Transistoren TIV und TIX im Ruhezustand
ebenfalls gesperrt, während die Transistoren TIII und TVIII geöffnet sind. Die Transistoren
TII und TVII sind in ihren Emitter-Kollektor-Strecken im Ruhezustand wiederum geschlossen
und ebenso die Transistoren TI und TVI, die im Eingang der Steuerungsvorrichtung
angeordnet sind.
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Wird jetzt an den SteuerungseingangSE negatives Potential angeschaltet,
so öffnet der Transistor TI, der bisher aus der EingangsklemmeE2 stammendes positives
Potential führte, so daß nunmehr der Transistor TII sich ebenfalls öffnet. Das öffnen
des Transistors TII führt zu einer Schließung des Transistors TIII, da an dessen
Basis bisher anliegendes negatives Potential durch positives Potential ersetzt wird.
Wenn aber der Transistor TIII sich schließt, geht der Transistor T IV auf und damit
auch der Transistor TV, so daß über dessen Emitter-Kollektor-Strecke das Schaltrelais
ST1 ansprechen kann.
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Tritt an der Eingangsklemme SE ein positives Potential auf,
so wird die bisher positive Basisspannung des Transistors TI noch positiver, so
daß dieser sich noch weiter schließt, womit die Stabilität der Anordnung gesichert
ist. Ein positives Potential an der Eingangsklemme SE führt aber zu einer
Öffnung des Transistors TVI und damit auch zu einer Öffnung des Transistors TVII.
Da der Transistor TVIII dem Transistor TIII entspricht, geht dieser Transistor,
der im Ruhezustand geöffnet war, zu und erlaubt damit ein öffnen des Transistors
TIX und damit auch ein öffnen des Transistors TX. über die Emitter-Kollektor-Strecke
des letztgenannten Transistors spricht das Relais ST 2 an, um den
diesbezüglichen Steuerbefehl auszuführen. Wie der Transistor TI wird der Transistor
TVI beim Anlegen von negativem Potential noch weiter geschlossen, so daß negatives
Potential auf der SteuerleitungSE die SteuerungseinheitStE2 nicht beeinflussen kann.